油用型红花遗传多样性及蕾期光合特性研究

摘要

红花(CarthamustinctorisL.)是一种油、药和工业兼用的作物。因其具有抗病虫、耐瘠、耐旱、耐盐碱的特点，在世界各国均有栽培。我国红花栽培历史悠久，四川为主产区之一。我国主要采集红花花冠入药，对其油用价值方面研究较少，而在国外红花主要作为油料作物进行大面积种植。红花籽油中富含亚油酸，有降低胆固醇、稳定血压、增进体质等功效，极具开发价值。因此，本试验从国外引进一批油用型红花材料，其主要研究结果如下： 1.利用酸性聚丙烯酰胺凝胶电泳(A-PAGE)技术对79份红花种子醇溶蛋白位点进行检测。结果表明，油用型红花种子醇溶蛋白位点存在丰富的变异类型，共分离出15条迁移率不同的谱带，每份材料具有3-12条，平均8.5条。材料间平均遗传相似系数(GS)为0.5303，变幅为0.1333-1.0000，且各洲间遗传多样性大于洲内遗传多样性。在GS值为0.512的水平上供试材料聚为6类。聚类结果还表明，红花种子醇溶蛋白图谱类型与其地理分布有一定的相关，但不显著。 2.主要农艺性状对产量的影响分析结果表明，10个相关性状对单株粒重的影响顺序是单株有效果球数、总果球数、单株无效果球数、百粒重、总分枝数、二级分枝数、一级分枝数、株高、分枝高和顶果球直径。多元回归分析表明，单株有效果球数、总果球数、单株无效果球数、百粒重和顶花球直径是影响单株粒重的主要因素。通径分析结果表明，单株有效果球数、单株总果球数对产量的直接影响较大，是红花品种选育的主攻方向。主成分分析表明，五个入选主成分的累积百分率达88.23％。通过聚类分析可将所有材料分为4类。综合考虑认为，单株籽粒产量高的油用型红花株型应是株高和分枝数适中，单株有效果球数和总果球数多，无效果球少，顶果球直径和百粒重较大者。 3.种子含油率及脂肪酸组成和含量分析结果表明，21份红花材料含油率及脂肪酸含量差异较大。含油率变幅为25.51％-15.98％，油酸含量变幅为7.98％-32.99％，亚油酸含量变幅为62.70％-83.74％，硬脂酸含量变幅为1.5％-2.4％，棕榈酸含量变幅为4.04％-7.86％。与美国种质资源信息网络(GRIN)中的相应数据比较发现，红花引种至雅安种植后，其含油率显著下降，各脂肪酸含量变化总体不明显，仅棕榈酸含量变化达显著水平。相关分析结果表明，棕榈酸、油酸和亚油酸含量间的相关达显著水平，而含油率与各脂肪酸含量间的相关性不显著；主要农艺性状与含油率和各脂肪酸含量间的相关性不显著。 4.利用LI-6400光合仪测定了3份红花材料不同叶位叶在蕾期的光合作用特性，并对来自7个国家的16份红花材料在该时期上位叶的光合速率与产量及农艺性状间相关性进行了分析。结果表明，各叶位间最大光合速率(Pnmax)、光饱和点(LSP)、光补偿点(LCP)、暗呼吸速率(Rd)以及表观量子效率(AQy)的大小顺序均为：上位叶＞中位叶＞下位叶。光响应曲线显示，除P1401470和川红1号的上位叶外，其余叶片在高光强下光合速率明显下降，并且在低光强下，各叶位叶片的光合速率差异较小，当PFD超过400μmol·m-2·s-1时，上位叶的光合速率明显高于中、下位叶。光合作用日进程中，不同红花材料及叶位间表现出不同峰型，且到达峰值和低谷的时间和大小也不相同。各生态因子对Pn影响的大小顺序为PFD＞VPD＞Hr＞Ga＞Ta。红花蕾期上位叶光合参数与籽粒产量、品质和部分农艺性状间相关分析表明，蕾期上位叶光合参数与单株花产量、百粒重、顶果球直径和含油率等的相关性达显著或极显著水平。

目录

文摘

英文文摘

声明

1 文献综述

1.1资源分布

1.2资源收集与遗传多样性评价

1.3红花育种

1.3.1农艺性状与籽粒产量及含油率的相关性研究

1.3.2新品种选育

1.4光合作用特性研究在植物育种中的应用

1.4.1植物的光合生理特性研究

1.4.2光合作用与作物产量和品质的关系

1.5红花种子的综合开发利用

2立题依据及技术路线

2.1立题依据

2.2技术路线

3试验材料和方法

3.1供试材料

3.2酸性聚丙烯酰胺凝胶电泳(A-PAGE)分析

3.3农艺性状的考察

3.4种子含油率及脂肪酸的测定

3.4.1种子含油率的测定

3.4.2脂肪酸组成及含量测定

3.5光合速率的测定

3.5.1光合作用日变化的测定

3.5.2光响应曲线(Pn-PFD)、表观量子效率(AQY)及暗呼吸速率(Re)的测定

3.5.3 16份红花材料上位叶光合速率测定

4结果与分析

4.1 A-PAGE分析

4.1.1 红花种子醇溶蛋白标记的多态性

4.1.2不同红花材料间种子醇溶蛋白遗传相似系数

4.1.3聚类分析

4.2红花农艺性状对籽粒产量的影响

4.2.1农艺性状主要表现及方差分析

4.2.2相关分析

4.2.3多元回归分析

4.2.4通径分析

4.2.5决定系数分析

4.2.6主成分分析

4.2.7供试材料基于单株籽粒产量的聚类分析

4.3红花种子含油率、脂肪酸组成与农艺性状相关性分析

4.3.1含油率和各脂肪酸组成及含量基本情况

4.3.2供试材料引种至雅安后平均含油率和各脂肪酸含量与美国种质资源网络(GRIN)中相应数据的比较

4.3.3各大洲红花种子各脂肪酸含量比较

4.3.4含油率及脂肪酸含量间相关分析

4.3.5主要农艺性状与含油率及脂肪酸含量间相关分析

4.4蕾期不同叶位叶光合特性及与籽粒产量和品质性状相关分析

4.4.1 生长的环境因子日变化

4.4.2 3个红花材料不同叶位叶片Pn对PFD的响应

4.4.3表观量子效率(AQY)及暗呼吸速率(Rd)的比较

4.4.4主要环境因子与光合速率的相关分析

4.4.5 3个红花材料不同叶位叶片的光合速率(Pn)日变化

4.4.6光合生理因子间及其与产量和部分农艺性状间相关分析

4.4.7红花光合参数与种子含油率及各脂肪酸含量相关性分析

5讨论

5.1种子醇溶蛋白评价红花资源遗传多样性

5.2本套油用型红花资源材料的综合评价

5.3主要农艺性状与单株籽粒产量、含油率及各脂肪酸含量间的相关性

5.4种子含油率及各脂肪酸含量之间的关系

5.5红花蕾期光合特性

5.6红花高光效育种的探讨

参考文献

致谢

在读期间发表的论文