蛋白质含量选择对水稻杂种后代品质和产量性状及遗传多样性的影响

摘要

稻米蒸煮食味品质是稻米的重要品质性状,而蛋白质含量是影响稻米蒸煮食味品质的主要内在因素之一。蛋白质含量与其它品质性状和农艺性状有密切关系,蛋白质含量的变化势必引起其它性状的变化。因此,研究蛋白质含量选择对水稻杂种后代品质和产量性状及遗传多样性的影响对水稻优质高产育种具有重要的理论和实践指导意义。
　　本试验选用品质和产量性状不同的4个粳稻品种配制2个杂交组合,即系选1号×通769和东农423×藤系180,研究其蛋白质含量选择对水稻杂种F5~F7代品质和产量性状及遗传多样性的影响。研究结果表明:通过对杂种后代蛋白质含量的连续定向选择可以显著提高或降低杂种后代的蛋白质含量,但选择效果因杂交组合不同而异,而且选择强度越大选择效果也越大:蛋白质含量的选择对杂种后代蒸煮食味品质性状均带来不同程度的影响,通过蛋白质含量的选择可以改善杂种后代的蒸煮食昧品质,但改善的效果因杂交组合不同而异:蛋白质含量与直链淀粉含量呈负相关,两者间存在一个临界值,如果后代蛋白质含量比这个临界值高或低都会引起直链淀粉含量的显著变化,直链淀粉含量为15％~20％时,蛋白质含量对食味品质的影响比直链淀粉含量还要大,蛋白质含量的选择提高会降低后代的产量;通过籽粒蛋白质含量的连续定向选择可以提高或降低杂种后代的叶片蛋白水解酶活性和籽粒谷氨酰胺合成酶活性大小,而且可以获得叶片蛋白水解酶活性超亲的后代。蛋白水解酶活性是受微效多基因控制的遗传性状;稻米蛋白质含量与灌浆过程中的叶片蛋白水解酶活性和籽粒谷氨酰胺合成酶活性间呈正相关,与籽粒可溶性蛋白质含量间呈负相关,叶片蛋白水解酶活性和籽粒谷氨酰胺合成酶活性间呈负相关,灌浆过程中籽粒可溶性蛋白质含量与叶片蛋白水解酶活性间呈正相关,与籽粒谷氨酰胺合成酶活性间呈负相关;蛋白质含量与蒸煮食味品质和产量性状间的相关是随后代籽粒蛋白质含量的高低而发生相应的变化,当蛋白质含量超过一定值时,其相关将会由量变转化为质变;杂种后代的遗传多样性因亲本遗传背景不同而异,蛋白质含量高的后代株系大都聚在一起,而蛋白质含量低的后代株系大都聚在一起,蛋白质含量的连续定向选择,其后代的遗传背景偏向于亲本之一,不利于聚合双亲的优良基因和后代的遗传多样化。

目录

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1 引言

1.1 稻米蒸煮食味品质研究现状

1.1.1 直链淀粉含量

1.1.2 稻米淀粉谱特性

1.1.3 稻米食味评价

1.2 稻米蛋白质研究现状

1.2.1 稻米蛋白质的遗传与变异

1.2.2 蛋白质含量与蒸煮食味品质的关系

1.2.3 蛋白质含量与产量性状的关系

1.2.4 稻米蛋白质的营养价值

1.2.5 影响蛋白质含量的因素

1.3 水稻籽粒蛋白质合成关键酶活性研究现状

1.4 其它作物蛋白质含量选择效果研究

1.5 SSR分子标记在水稻中的应用

2 材料与方法

2.1 供试材料

2.2 杂种后代籽粒蛋白质含量选择处理方法

2.3 田间试验设计

2.4 品质测定及考种

2.4.1 稻米蛋白质含量测定方法

2.4.2 稻米直链淀粉含量测定方法

2.4.3 稻米食味值测定方法

2.4.4 稻米淀粉谱特性(RVA谱)测定方法

2.4.5 氮代谢关键酶活性测定方法

2.4.6 考种

2.5 数据统计分析方法

2.6 SSR实验

2.6.1 材料选取

2.6.2 主要实验仪器、试剂及药品配制

2.6.3 用于PCR的SSR引物

2.6.4 实验方法

2.6.5 SSR标记数据处理

3 结果与分析

3.1 不同选择强度对杂种后代籽粒蛋白质含量选择效果影响

3.2 蛋白质含量选择对杂种后代蒸煮食味品质性状的影响

3.2.1 杂种后代蒸煮食味品质性状的遗传变异

3.2.2 蛋白质含量选择对杂种后代直链淀粉含量和食味值的影响

3.2.3 蛋白质含量选择对杂种后代稻米淀粉谱特性的影响

3.3 蛋白质含量选择对杂种后代产量性状的影响

3.4 杂种后代品质和产量性状与亲本的比较

3.5 蛋白质含量选择对杂种后代氮代谢关键酶活性的影响

3.5.1 灌浆过程中籽粒谷氨酰胺合成酶和叶片蛋白水解酶活性变化

3.5.2 蛋白质含量选择对杂种后代氮代谢关键酶活性峰值的影响

3.5.3 灌浆成熟过程中氮代谢关键酶活性与蛋白质含量间的相关

3.6 杂种后代品质和产量性状间的遗传相关分析

3.6.1 蛋白质含量与蒸煮食昧品质性状间的遗传相关

3.6.2 蒸煮食味品质性状与产量性状间的遗传相关

3.7 蛋白质含量选择对杂种后代遗传多样性的影响

4 讨论

4.1 关于蛋白质含量选择与稻米蒸煮食味品质特性间的关系

4.2 关于高产与优质结合的问题

4.3 蛋白质含量与氮代谢酶关键酶活性的关系

4.4 遗传多样性分析

5 结论

致谢

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文