分子标记辅助改良中籼协优57直链淀粉含量的研究

论文摘要

协优 57 （协青早 A×057）是通过国家审定的三系杂交水稻,其丰产性、抗病性、适应性均较好。但由于它的蒸煮食用品质较差,因此在生产应用中受到一定的限制,未能更大面积推广应用。因此改良它的蒸煮食用品质具有重要意义。其蒸煮食用品质较差的主要原因是其父本 057 的直链淀粉含量（Amylose content,AC）太高,因此有效降低 057 的 AC 是改良协优 57 蒸煮食用品质的关键。稻米的直链淀粉合成主要受蜡质基因（Wx 基因）的控制。利用 Wx 基因的分子标记进行稻米品质改良的研究已有报导,但在实际育种中取得成功的例子还较为鲜见。本试验选用 4 个优良品种为低AC 的 Wx 基因的供体,通过分子标记辅助选择和回交育种,不仅有效地降低了 057的 AC,且获得了一些优良品系和组合。主要研究结果如下: 1. 057 的 AC 改良 本试验以 4 个低 AC 的籼稻品种（R367,91499,盐恢 559,恢 527）分别作为 Wx 基因的供体,以 057 为受体轮回亲本,通过回交和 Wx 基因的分子标记 （PCR- AccⅠ）跟踪辅助选择,不仅有效降低了 057 的 AC,且基本保持了原有 057 的优良农艺性状。 2.优良杂交组合的筛选 选取回交后代中稳定改良株系与协青早 A 配制杂交组合。通过对 3 种 Wx 基因型的株系与协青早 A 所配组合的 AC 比较,结果显示:TT 基因型的株系与协青早 A 所配组合有 29 个,其中 8 个组合的 AC 等级达到优质稻谷国家标准的Ⅰ级水平,占 27.6%,达Ⅲ级以上水平的组合有 25 个,占 86.2%;GG 基因型的父本与协青早 A 所配组合有23 个,其中达Ⅲ级水平的组合只有 2 个,占 8.6%;GT 基因型的株系与协青早 A 所配组合有 10 个,其中达Ⅲ级水平的组合有 6 个;本试验中,GG 或 GT 基因型的父本与协青早 A 配制的组合中未检测到 AC 能达到Ⅱ级水平的组合,协优 57 的 AC 等级在本试验中也未达Ⅲ级水平。因此通过分子标记筛选 TT 基因型的改良品系能够有效改良其杂交组合的稻米品质。 通过小区试验筛选到 3 个 AC 达国标Ⅰ级的组合和 1 个 AC 达国标Ⅱ级的组合。4个优良杂交组合产量较协优 57 都有所提高,其中 04ZH1185（协青早 A×04ZH086）和04ZH1218（协青早 A ×04ZH181）两组合株叶形态和粒型都与协优 57 极为相似;04ZH1291（协青早 A×04ZH446）和 04ZH1306（协青早 A×04ZH495）两组合在株叶形态上与协优 57 较相似,但粒型较协优 57 长,符合优质米的长宽比要求,其外观品质较协优 57 有较大改善。 对 4 个组合和 4 个改良株系以协优 57 及 057 为对照,进行蒸煮试验,对米饭初步观察和品尝显示:057 的米饭干燥而蓬松,冷后回生;协优 57 的米饭较干燥蓬松,

论文目录

• 1 前言
• 1.1 稻米淀粉的化学组成及对蒸煮品质的影响
• 1.1.1 稻米淀粉的组成
• 1.1.2 直链淀粉含量对蒸煮食用品质的影响
• 1.2 稻米直链淀粉含量的遗传研究
• 1.3 稻米直链淀粉含量与其它品质性状的相关性研究
• 1.3.1 稻米直链淀粉含量与胶稠度的相关性研究及胶稠度的遗传研究
• 1.3.2 稻米直链淀粉含量与稻米糊化温度的相关性研究及糊化温度遗传研究
• 1.4 控制或影响淀粉合成的酶类及重要基因
• 1.4.1 参与淀粉合成的关键酶及相关基因
• 1.4.1.1 ADPG 焦磷酸化酶
• 1.4.1.2 淀粉合成酶
• 1.4.1.3 淀粉分支酶
• 1.4.2 控制或影响AC 的重要基因
• 1.4.2.1 水稻蜡质基因的克隆及其序列结构
• 1.4.2.2 影响淀粉结构和直链淀粉含量的其它基因座位
• 1.4.2.3 蜡质基因中的核蛋白结合位点
• 1.4.2.4 蜡质基因转录后水平的调控
• 1.5 分子育种的发展及其优越性
• 1.6 稻米AC 育种方法的研究进展
• 1.6.1 用于稻米AC 育种的检测方法
• 1.6.2 用于稻米AC 育种的分子标记技术
• 1.6.2.1 分子标记与稻米AC 相关性研究
• 1.6.2.2 分子标记技术在稻米品质改良中的应用
• 1.6.2.3 PCR-Acc I 分子标记技术的优越性
• 1.6.3 转基因技术改良稻米品质的研究
• 1.7 本论文立题依据
• 2 材料与方法
• 2.1 试验亲本
• 2.2 试验仪器
• 2.2.1 提DNA 所用仪器
• 2.2.2 PCR 扩增及检测所需仪器
• 2.2.3 测AC 所用仪器
• 2.2.4 测胶稠度所用仪器
• 2.2.5 外观品质测定所用仪器
• 2.2.6 碱消值测定所用仪器
• 2.3 试验试剂
• 2.3.1 测AC 所用试剂
• 2.3.2 测胶稠度所用试剂
• 2.3.3 碱消值测定所用试剂
• 2.4 试验方法
• 2.4.1 叶片总DNA 的提取
• 2.4.2 PCR 反应
• 2.4.3 Acc I 酶切鉴定
• 2.4.4 供体亲本与057 回交及自交流程
• 2.4.5 米质测定方法
• 2.4.5.1 稻米长宽比的测定方法
• 2.4.5.2 垩白度的测定方法
• 2.4.5.3 直链淀粉含量的测定方法
• 2.4.5.4 胶稠度测定方法
• 2.4.5.5 糊化温度的测定方法（碱消法）
• 2.4.6 统计分析
• 3 结果与分析
• 3.1 PCR-AccⅠ分子标记的多态性及Wx 基因的遗传
• 3.1.1 PCR-AccⅠ分子标记在亲本间的多态性
• 3.1.2 PCR-AccⅠ分子标记检测F1植株的基因型
• 3.1.3 Wx 基因的遗传
• 3.2 Wx 基因三种基因型植株稻米AC 的表现
• 3.2.1 不同基因型亲本的稻米AC 的表现
• 3.2.2 回交后代的自交群体中Wx 三种基因型植株稻米AC 的表现
• 3.3 遗传背景对AC 的影响
• 3.3.1 供体亲本的遗传背景对GG 基因型植株稻米AC 的影响
• 3.3.2 受体亲本的遗传背景对TT 基因型植株稻米AC 的影响
• 3.4 三种基因型植株稻米的胶稠度表现
• 3.4.1 不同基因型亲本的稻米胶稠度表现
• 3.4.2 回交后代三种基因型植株的稻米胶稠度表现
• 3.5 三种基因型植株稻米糊化温度表现
• 3.5.1 亲本的糊化温度表现
• 3.5.2 回交后代的糊化温度表现
• 3.6 057 改良效果分析
• 3.6.1 057 的回交后代与协青早A 配制的组合产量表现
• 3.6.2 057 回交后代中三种基因型株系与协青早A 所配组合的AC 表现
• 3.6.3 优良组合的筛选
• 3.6.4 优良杂交组合的父本与057 的性状比较
• 3.6.4.1 农艺性状比较
• 3.6.4.2 品质性状比较
• 3.6.5 蒸煮食用品质初步比较
• 4. 讨论
• 5. 结论
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介
• 在读期间发表的学术论文