紫小麦色素沉积和紫色性状遗传研究

论文题目: 紫小麦色素沉积和紫色性状遗传研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 作物栽培学与耕作学

作者: 杨文雄

导师: 介晓磊

关键词: 紫色小麦,色素,沉积,紫色基因,分子标记,遗传,配合力

文献来源: 河南农业大学

发表年度: 2005

论文摘要: 小麦籽粒色泽是决定其品质的一个重要方面,对它的研究是小麦籽粒性状研究的一个重要内容。本文以高原115和陇春4324等来源不同的紫粒小麦为材料,采用大田试验和室内检测测定相结合的方法,研究了光照对小麦籽粒色素含量的影响,动态检测了小麦种子发育过程中种皮内叶绿素、类胡萝卜素、花色素、黑色素等色素的含量变化,并通过相互有性杂交,研究紫小麦粒色遗传规律,进行紫色基因SSR分子标记,旨在探讨紫小麦籽粒色素沉积动态及粒色遗传规律,丰富现有的小麦育种理论,为有色小麦育种及产业化研究开发提供理论和技术支撑。其主要研究内容和结果如下:1.利用穗部遮光处理,研究了不同光照时间和光照时期对紫、红粒小麦种子发育过程中叶绿素、类胡萝卜素、花色素和黑色素的含量影响。结果表明,叶绿素和类胡萝卜素含量的差异与光照时期无关,而花色素和黑色素的形成积累与光照时期关系密切,从开花后25d开始,光照时间直接影响花色素和黑色素的形成,后期光照处理较前期光照处理花色素高1.78倍,黑色素高2.03倍。紫、红粒小麦色素对生育期光照时数反应不一,随着光照时间的增加,叶绿素和类胡萝卜素含量都有增加的趋势,但各品种各光照时间间差异不显著。花色素和黑色素随光照时间的增加,含量迅速增加,且品种间差异极显著。2.从开花后第15d开始,测定不同粒色小麦种子色素沉积动态,结果表明,（1）小麦籽粒花色素含量在籽粒形成前期较少,随后逐渐增加,紫粒小麦花色素的积累较红粒快。随着籽粒的发育,小麦籽粒的花色素含量逐渐增加,在花后15d即可检测到花色素的存在,在花后30 d时含量达到最高,此后含量降低。在不同发育时期,籽粒颜色越深,花色素含量越高,即紫粒＞浅紫粒＞红粒。白粒品种陇春23号在不同籽粒发育阶段均未检测到花色素的存在。（2）在种子发育前期,黑色素含量很少,随着种子的发育,黑色素逐渐增加,尽管深紫和浅紫色小麦中黑色素的变化趋势基本相同,但在量上有明显差异。白粒品种陇春23号在不同籽粒发育阶段均未检测到黑色素的存在。（3）在小麦种子发育过程中,叶绿素与类胡萝卜素含量变化呈极显著正相关,叶绿素与花色素呈负相关、与黑色素之间呈极显著负相关,类胡萝卜素与花色素、黑色素之间的相关性和叶绿素趋势一致,花色素与黑色素之间呈正相关。3.对采用不同方法选育的两个紫粒小麦品种高原115和陇春4324的紫粒遗传特性进行常规分析,结果表明:（1）高原115与非紫粒品种无论正反交,F2代籽粒均为紫色,F3紫粒与非紫粒的比例符合9:7。F1与非紫粒品种的回交后代紫红粒分离比例符合1:3,F1与紫粒品种高原115的回交后代全部为紫色。因此认为高原115的紫粒性状是由两对具有互补作用的显性基因控制。（2）陇春4324与红粒品种陇春15、白粒品种陇春23无论正反交,F2代籽粒均为紫色。以陇春4324为父本进行回交,BC1全部为紫色,以非紫粒陇春15和陇春23为父本回交,BC2紫与非紫粒比例为1:1。对F3紫粒和非紫粒分离比例进行卡方测验,符合3:1的理论比例,推断陇春4324紫粒性状由一对完全显性基因控制。4.运用SSR技术,采用分离群体分组分析法（BSA）首次进行了紫粒小麦新品种陇春4324紫粒基因连锁的分子标记研究。结果表明,Xgwm16能够在紫粒亲本及构成紫粒池的所有12个单株中扩增出分子量约为230bp的条带,而在白粒亲本及10个白粒单株中的8个单株中缺少该片断,说明Xgwm16与紫粒基因间存在连锁关系。其引物序列为其引物序列为:左端引物:5’—Gct tgg act agc tag agt atc ata—3’,右端引物:5’—Caa tct tca att ctg tcg cac gg—3’。5.以紫粒小麦与非紫粒小麦为材料,采用不完全双列杂交,对紫粒小麦蛋白质含量、湿面筋含量、沉淀值、形成时间、稳定时间等品质性状及穗长、小穗数、穗粒数、千粒重、单穗粒重等穗部产量性状的配合力进行研究。结果表明:紫粒小麦同一品质性状不同亲本的GCA效应值差异较大,同一穗部性状不同亲本间的GCA效应值存在显著差异。从配置的16个组合分析,黑小麦76×陇春23这一组合无论是品质性状还是产量性状都有较高的SCA效应,应作为重点组合加以选择。

论文目录:

致谢

中文摘要

文献综述

1 紫蓝粒小麦的起源

1.1 紫粒小麦的起源

1.2 蓝粒小麦的来源

2 紫小麦色素研究

2.1 紫小麦色素测定方法研究

2.2 紫小麦色素含量研究:

2.3 光照对小麦籽粒颜色的影响

3 紫蓝色遗传

3.1 紫色遗传

3.2 蓝色遗传

4 紫蓝粒特性在遗传育种中的应用

5 小麦SSR标记

5.1 SSR在小麦基因组中的频率

5.2 SSR标记在小麦遗传育种中的应用

6 紫蓝粒小麦的品质性状

7 紫蓝粒小麦研究利用方向

本研究的目的意义和技术路线

第一章光照对紫小麦籽粒色素含量的影响

1 材料与方法

1.1 材料

1.2 田间试验

1.3 测定项目与方法

1.3.1 叶绿素、类胡萝卜素含量测定

1.3.2 花色素含量测定

1.3.3 黑色素含量的测定

2 结果与分析

2.1 光照时期对小麦色素含量的影响

2.2 光照时数对小麦色素含量的影响

2.2.1 光照时数对小麦叶绿素含量的影响

2.2.2 光照时数对小麦类胡萝卜素含量的影响

2.2.3 光照时数对小麦花色素含量的影响

2.2.4 光照时数对小麦黑色素含量的影响

3 讨论

第二章紫小麦果皮色素沉积动态研究

1 材料与方法

1.1 材料

1.2 田间试验

1.3 测定方法

1.3.1 叶绿素含量、类胡萝卜素含量

1.3.2 花色素苷含量测定

1.3.3 黑色素含量的测定

2 结果与分析

2.1 籽粒叶绿素含量的变化

2.2 籽粒中类胡萝卜素的含量变化

2.3 籽粒中花色素的含量变化

2.4 籽粒中黑色素含量的变化

3 讨论

第三章紫粒小麦粒色遗传特性研究

1 材料与方法

1.1 材料

1.2 方法

1.3 种皮色素分析

2 结果与分析

2.1 紫粒性状的显隐性

2.2 紫色性状的遗传

2.2.1 高原115紫粒性状的遗传

2.2.2 陇春4324紫粒性状的遗传

3 讨论

第四章紫小麦粒色基因的SSR标记

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 小麦供试材料

1.1.2 试剂和SSR引物

1.2 方法

1.2.1 幼苗DNA提取

1.2.2 PCR反应体系的优化

1.2.3 PCR扩增

1.2.4 琼脂糖凝胶电泳

2 结果与分析

2.1 PCR反应体系的优化

2.2 SSR引物的筛选

2.3 与紫粒基因连锁的SSR标记

3 讨论

第五章紫小麦主要品质及穗部产量性状的配合力研究

1 材料与方法

1.1 供试材料

1.2 组合配制及考种、测定项目

1.3 统计分析

2 结果与分析

2.1 品质性状的配合力分析

2.1.1 品质性状的配合力方差分析

2.1.2 一般配合力效应

2.1.3 特殊配合力效应

2.2 穗部性状的配合力分析

2.2.1 配合力方差分析

2.2.2 一般配合力效应

2.2.3 特殊配合力效应

3 讨论

第六章结论

参考文献

英文摘要

在读博士期间参与的研究课题

在读博士期间取得的科研成果

在读博士期间发表的相关论文

发布时间: 2008-08-11

参考文献

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紫小麦色素沉积和紫色性状遗传研究

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