黄早四及其衍生系籽粒淀粉含量和淀粉合成关键酶活性的动态变化

黄早四及其衍生系籽粒淀粉含量和淀粉合成关键酶活性的动态变化

论文摘要

黄早四是我国玉米育种和种子生产的重要骨干材料之一,在育种中黄早四及其衍生系占有重要地位。淀粉是生物产量的重要组成部分。因此,本研究选用玉米骨干白交系黄早四及其衍生系作主要材料,分析了黄早四及其衍生系灌浆过程中籽粒总淀粉、直链淀粉、支链淀粉的积累动态,对授粉后不同天数的淀粉合成关键酶活性进行动态检测,旨在探讨不同改良方式下黄早四及其衍生系淀粉含量和关键酶酶活的变化规律,为黄早四及其衍生系的淀粉合成机理以及淀粉调控提供基础数据,为骨干亲本及其衍生系淀粉合成做参考。研究结果如下:1整个灌浆过程中,黄早四及其衍生系的总淀粉含量、直链淀粉含量、支链淀粉含量变化趋势基本都呈“S”型曲线变化。直链淀粉在灌浆前期差异不明显,灌浆的中后期逐渐表现出差异,直链淀粉含量的多少主要取决于积累启动时间的早晚以及积累速率的大小;支链淀粉在灌浆前期就表现出差异,灌浆中后期更明显,支链淀粉含量与前期的积累和积累时间的持续都有一定的关系;淀粉含量的差异主要是由支链淀粉含量的差异造成,与直链淀粉差异也有关系,总淀粉含量的多少与灌浆前期积累存在着必然联系,与最大积累速率同样存在一定关系,但与峰值出现时间关系不密切。灌浆时间的长短对淀粉含量及各组分都存在一定影响,本研究中灌浆时间偏短,反而有利于淀粉的合成。2灌浆过程中,黄早四及其衍生系的AGPase(腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶)、SSS(可溶性淀粉合成酶)、GBSS(束缚态淀粉合成酶)、DBE(淀粉去分支酶)活性基本都呈单峰曲线,不同自交系中AGPase活性的峰值多出现在20或25DAP(授粉后天数);SSS活性的峰值在15或20DAP,原辅黄、天涯四、黄野四、昌7-2峰值时间出现在25 DAP; GBSS活性峰值为20或25DAP,仅黄野四、DH40在30DAP;DBE活性多数在15 DAP达到最大,DH40,K12,黄野四-15,冀35酶活性在10 DAP达到最大,白野四,吉444,原辅黄在20DAP达到最大。SBE(淀粉分支酶)酶活多数呈单峰曲线,大多在15 DAP达到峰值,少数是20 DAP达到最大,而部分自交系呈双峰变化,但第一个峰值明显高于第二个峰值。不同材料不同酶活性间差异明显。3在黄早四及其衍生系中,黄早四作母本的单交选系AGPase峰值时间最接近于黄早四;黄早四为母本的单交选系SSS酶活峰值出现时间稍微偏早;黄早四为父本的单交选系GBSS酶活峰值时间偏晚;SBE和DBE酶活峰值出现时间在衍生系中较一致。酶活性与黄早四相比较,各群体AGPase、SBE活性降低,SSS、GBSS除了黄早四作父本的单交衍生系降低外,其余都有增加,DBE活性都高于黄早四。从各酶活性的变异系数来看,SSS、GBSS变异系数相对较小。4在黄早四及其衍生系中,从总淀粉含量和淀粉各组分含量的变异系数来看直链淀粉含量在黄早四为母本的单交衍生系中变异相对较大,其余各衍生系变异较小;在黄早四为父本或母本的单交衍生系中支链淀粉含量变异明显,但平均淀粉含量基本相同。从淀粉含量和淀粉各组分含量来看,黄早四改良系直链淀粉含量均低丁黄早四,支链淀粉含量在黄早四为父本和母本的单交衍生系中低于黄早四,黄早四为父本、母本的单交衍生系的总淀粉含量低于黄早四总淀粉含量,而在回交、双交选系中总淀粉含量高于黄早四。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 1 文献综述
  • 1.1 玉米骨干亲本黄早四及其衍生系的研究现状
  • 1.1.1 玉米骨干亲本的研究现状
  • 1.1.2 黄早四及其衍生系的利用现状
  • 1.2 淀粉合成及其关键酶的研究现状
  • 1.2.1 淀粉的基本理化性质
  • 1.2.2 玉米淀粉的生物合成途径
  • 1.2.3 淀粉合成关键酶的酶学特性
  • 1.2.4 淀粉合成关键酶酶活与淀粉含量间的关系
  • 1.2.5 淀粉含量和相关酶活的传递规律研究
  • 1.3 目的意义
  • 2 材料与方法
  • 2.1 材料
  • 2.1.1 供试材料
  • 2.1.2 试剂
  • 2.1.3 耗材
  • 2.2 实验方法
  • 2.2.1 水分含量的测定
  • 2.2.2 淀粉含量的测量
  • 2.2.3 AGPase、SSS、GBSS、SBE、DBE酶活的测定
  • 2.2.4 数据分析
  • 3 结果分析
  • 3.1 籽粒淀粉含量的变化
  • 3.1.1 籽粒直链淀粉含量的动态变化
  • 3.1.2 籽粒支链淀粉含量的动态变化
  • 3.1.3 籽粒总淀粉含量的动态变化
  • 3.2 籽粒淀粉积累速率与授粉后天数的关系
  • 3.3 淀粉合成关键酶活的动态变化
  • 3.3.1 AGPase活性的动态变化
  • 3.3.2 SSS、GBSS的动态变化
  • 3.3.3 SBE活性的动态变化
  • 3.3.4 DBE活性的动态变化
  • 3.4 黄早四及其衍生系间的酶活及淀粉含量的变化
  • 3.4.1 黄早四改良系间的酶活及淀粉含量的变化
  • 3.4.2 黄早四作母本的单交衍生系间的酶活及淀粉含量的变化
  • 3.4.3 黄早四作父本的单交衍生系间的酶活及淀粉含量的变化
  • 3.4.4 回交、双交衍生系间的酶活及淀粉含量的变化
  • 3.4.5 黄早四衍生系间的比较
  • 4 讨论
  • 4.1 黄早四及其衍生系间籽粒淀粉含量的积累特征
  • 4.2 黄早四及其衍生系间籽粒淀粉合成关键酶活的变化特征
  • 4.2.1 AGPase活性的变化特征
  • 4.2.2 SSS、GBSS的变化特征
  • 4.2.3 SBE活性的变化特征
  • 4.2.4 DBE活性的变化特征
  • 4.3 淀粉含量及淀粉合成关键酶活在黄早四及其衍生系中变化规律的探讨
  • 4.3.1 淀粉合成关键酶活的变化规律的探讨
  • 4.3.2 淀粉含量的变化规律的探讨
  • 4.3.3 淀粉含量与酶活协作的变化规律的探讨
  • 4.4 黄早四及其衍生系选育价值的探讨
  • 5 本论文主要结论
  • 参考文献
  • 致谢
  • 相关论文文献

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