EMS诱变小麦M3籽粒鉴定及高抗性淀粉的初步筛选

论文摘要

小麦是世界第二大粮食作物,在我国广泛栽培,是我国北方绝大部分地区人们的主要食物来源。抗性淀粉是一种能够逃逸小肠消化而在大肠微生物作用下产生一些短链脂肪酸,从而能有效预防肥胖、糖尿病等人体一些代谢性疾病的淀粉。与普通膳食纤维相比,抗性淀粉有良好的加工特性。但普通小麦是六倍体,具有三个同源的染色体组,有大量的重复序列和基因冗余,自然突变率很低,遗传基础较狭窄,抗性淀粉含量很低。EMS（甲基磺酸乙酯）是一种高效的化学诱变剂,极易引起点突变,尤其在多倍体小麦中突变密度极高。本研究通过对1.2%EMS处理的济麦20、济麦22诱变群体M3单株种子理化特性及抗性淀粉含量的鉴定,初步筛选高抗性淀粉材料,并对几种主要淀粉酶基因进行了分子检测,阐明其突变的分子机制。研究结果可为小麦面粉营养和加工品质改良、高抗性淀粉含量小麦变异品种培育提供理论依据和材料基础。主要结果如下：1、EMS诱变群体淀粉糊化粘度各参数的变异程度都很高,济麦22变异系数在30.92-40.61%之间,济麦20稍微低一些,在12.25-25.48%之间。2、两个品种诱变材料的绝大部分（>90%）总淀粉含量都低于其对照。直链淀粉含量变异程度均较大,济麦20诱变材料变异系数为17.82%,济麦22为16.26%。但两者的变异趋势不同,济麦22诱变群体平均直链淀粉含量明显低于其对照,诱变后直链淀粉含量呈下降的趋势,济麦20诱变群体平均直链淀粉含量与其对照相差不大。3、济麦22诱变材料抗性淀粉含量变幅在0.97-2.64%之间,平均为1.84%,济麦20诱变材料抗性淀粉含量整体不高,平均为1.12%,变幅在0.95-1.48%之间。两个品种相比,济麦22更适合作为高抗性淀粉诱变材料。4、济麦22糊化特性特殊的41份诱变材料中,有60%在主要淀粉合成酶基因位点发生了不同程度的缺失突变,其中抗性淀粉含量最高的材料M08412-5在SBEIIa和Wx基因的4个位点同时发生了突变。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 前言
• 1.1 研究背景
• 1.2 EMS诱变在生物研究中的应用
• 1.3 小麦籽粒的主要成分及理化特性
• 1.4 小麦淀粉的合成
• 1.5 抗性淀粉
• 1.5.1 抗性淀粉的概念
• 1.5.2 抗性淀粉的功能
• 1.5.3 抗性淀粉的测定
• 1.5.4 抗性淀粉的应用
• 1.5.5 抗性淀粉与直链淀粉的关系
• 1.6 本研究目的、意义
• 2 材料与方法
• 2.1 材料来源与制备
• 2.1.1 材料来源及处理
• 2.1.2 材料制备
• 2.2 测定方法
• 2.2.1 近红外分析仪法
• 2.2.2 淀粉糊化特性测定
• 2.2.3 直链淀粉含量测定
• 2.2.4 抗性淀粉含量的测定
• 2.2.5 DNA提取与浓度标准化
• 2.2.6 引物设计及PCR扩增
• 2.2.7 PCR结果检测
• 2.2.8 数据统计分析
• 3 结果与分析
• 3.1 诱变对两个品种淀粉糊化特性的影响
• 3.1.1 两个诱变群体的变异程度
• 3.1.2 两个诱变群体的变异趋势
• 3.2 诱变对总淀粉、直链淀粉含量和蛋白质含量的影响
• 3.2.1 总淀粉含量的变化
• 3.2.2 直链淀粉含量的变化
• 3.2.3 蛋白质含量的变化
• 3.3 抗性淀粉含量的测定
• 3.3.1 抗性淀粉测定条件的验证
• 3.3.2 抗性淀粉的测定结果的分析比较
• 3.4 各参数间的相关性分析
• 3.5 淀粉合成酶基因检测
• 4 讨论与结论
• 4.1 讨论
• 4.1.1 EMS诱变对淀粉理化特性的影响
• 4.1.2 抗性淀粉含量的测定
• 4.1.3 EMS诱变材料理化特性的相关性分析
• 4.1.4 突变位点的分子检测
• 4.1.5 进一步研究设想
• 4.2 结论
• 4.2.1 EMS对两个品种的诱变效果
• 4.2.2 两个诱变群体理化特性的变异趋势
• 4.2.3 高抗性淀粉含量材料的筛选
• 4.2.4 济麦22变异材料的分子检测
• 致谢
• 参考文献
• 附录