小麦抗性淀粉的遗传特性及其分子标记的筛选

论文摘要

抗性淀粉（Resistant starch,RS）是指在人体小肠中不能被淀粉酶消化吸收的那部分淀粉,因其独特的生理功能引起了国内外研究人员的广泛关注,是近年来碳水化合物研究的热点。抗性淀粉分子标记的开发和利用将减少抗性淀粉测定的成本和工作量,克服选择的盲目性,提高选择效率,为高抗性淀粉小麦品种的选育和遗传研究提供理论依据,同时为分子标记辅助选育奠定基础。本研究测定172份春小麦种质资源抗性淀粉含量,选择抗性淀粉含量差异较大的两个春小麦品种M344和武春3号作为杂交亲本构建分子标记筛选的遗传群体,利用BSA（bulked segregant analysis,混合群体分组分析法）法找到与高抗性淀粉含量密切相关的SSR（Simple sequence repeats,简单序列重复）标记,主要研究结果如下:1、参考AOAC2002.2及Goni方法结合本实验室的条件探索出了适于大多数实验室进行小麦籽粒抗性淀粉含量测定的方法,并用该方法首次对国内外172份春小麦种质资源进行了测定,结果表明小麦籽粒中抗性淀粉含量平均为2.01%。抗性淀粉含量最高的是引自墨西哥的材料M344,其RS含量为3.07%,抗性淀粉含量最低的是引自甘肃省的春小麦品种武春3号,RS含量为0.54%,两者差异达极显著水平。以M344和武春3号为亲本,构建了小麦抗性淀粉含量分子标记筛选的遗传群体。对F2群体抗性淀粉含量的分离、分布规律进行了初步探讨。F2群体RS含量平均值为1.27%,平均值介于双亲之间,呈倾低亲遗传,超低亲优势比较明显。抗性淀粉含量在F2群体中呈连续变异,近正态分布（偏度系数0.546和峰值0.176均小于1）。2、对小麦籽粒抗性淀粉含量和直链淀粉含量、总淀粉含量、膨胀势、Zeleny沉淀值、干、湿面筋含量及峰值黏度和低谷黏度性状的相关性进行了分析,结果表明抗性淀粉含量与直链淀粉含量间存在极显著正相关关系（r=0.60）;与总淀粉含量、膨胀势和峰值黏度呈显著正相关（r=0.31,0.28和0.27）;但与干、湿面筋含量呈不显著负相关（r=-0.03,r=-0.16）。逐步回归分析表明直链淀粉含量、总淀粉含量、Zeleny沉淀值、高峰黏度和膨胀势对小麦抗性淀粉含量的影响较大,可解释抗性淀粉42.2%的表型变异。3、通过对F2群体抗性淀粉含量的测定,利用BSA法找到1个与高抗性淀粉含量密切相关的SSR标记Xbarc59,在高抗性淀粉含量的个体中能扩增出170bp的特异带。Xbarc59在F2群体中出现了高亲本、杂合及低亲本三种基因型,且不同基因型间RS含量差异达1%显著水平。根据Xbarc59引物标记带型分组的高、低RS含量的平均值分别为1.44%、0.99%,t-检测二者差异达极显著水平,初步证明引物Xbarc59可作为筛选小麦育种材料高抗性淀粉含量的分子标记。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 缩写词及专用名词
• 前言
• 第一章 文献综述
• 1.1 国内外抗性淀粉研究进展
• 1.1.1 抗性淀粉的结构和理化性质
• 1.1.2 抗性淀粉的生理功能
• 1.1.3 抗性淀粉在食品中的应用
• 1.1.4 抗性淀粉的测定方法
• 1.1.5 抗性淀粉的制备
• 1.1.6 利用RNA 干扰技术获得高抗性淀粉突变体
• 1.2 分子标记技术的研究种类及在辅助育种中的应用
• 1.2.1 以分子杂交为基础的DNA 标记技术-RFLP 标记
• 1.2.2 以PCR 反映为核心的DNA 标记技术-RAPD、AFLP、SSR、ISSR、SCAR 标记
• 1.2.3 基于基因序列的新型分子标记-SNP 标记和EST 标记
• 1.3 国内外分子标记辅助选择育种的研究进展
• 1.3.1 分子标记在小麦抗病育种中的研究进展
• 1.3.2 分子标记辅助选择在遗传育种上的应用研究
• 1.4 本研究的目的及其意义
• 第二章 材料与方法
• 2.1 试验材料
• 2.2 试验方法
• 2.2.1 小麦品质性状的测定
• 2.2.2 SSR 分子标记的筛选与验证
• 2.3 数据统计分析
• 第三章 结果与分析
• 3.1 小麦抗性淀粉遗传规律的研究
• 3.1.1 小麦抗性淀粉分离、分布规律的研究
• 3.1.2 小麦抗性淀粉含量与其他品质性状的相关分析
• 3.1.3 小麦抗性淀粉含量与各品质性状在春小麦种质资源中的逐步回归分析
• 3.2 SSR 分子标记的筛选与验证分析
• 3.2.1 SSR 在亲本间的多态性分析
• 3.2.2 高、低池间特异性引物的筛选
• 3.2.3 Xbarc59 标记的准确性验证及其在杂交组合M344/武春3 号中与抗性淀粉的关系
• 3.3 特异带的回收及测序
• 第四章 结论与讨论
• 4.1 小麦抗性淀粉含量测定的分析
• 4.2 小麦抗性淀粉含量与直链淀粉含量间相关性分析
• 4.3 小麦高抗性淀粉相关分子标记的筛选与验证
• 4.4 利用RNA 干扰技术提高抗性淀粉含量
• 第五章 展望
• 参考文献
• 致谢
• 作者简历