【摘 要】
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在应用籼粳稻杂交创制优良粳稻以期综合两亚种优势的育种实践中,由于籼稻血缘的渗入导致育成粳稻食味品质显著下降的现象时有发生。为了明确籼稻血缘渗入对粳米食味品质影响的遗传基础,本研究应用食味品质优良的粳稻K1240为受体亲本,食味品质差的籼稻TN013为供体亲本构建的染色体单片段代换系(Chromosome Single Segment Substitution Lines,CSSSLs)的 40 个
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在应用籼粳稻杂交创制优良粳稻以期综合两亚种优势的育种实践中,由于籼稻血缘的渗入导致育成粳稻食味品质显著下降的现象时有发生。为了明确籼稻血缘渗入对粳米食味品质影响的遗传基础,本研究应用食味品质优良的粳稻K1240为受体亲本,食味品质差的籼稻TN013为供体亲本构建的染色体单片段代换系(Chromosome Single Segment Substitution Lines,CSSSLs)的 40 个家系(KT1-KT40)及其两亲本(K、T)为试验材料开展遗传定位分析与环境互作分析。试验分别在海南和北京种植KT家系与亲本,以受体亲本K为对照发掘不同生态环境下,各食味指标显著劣于背景亲本K的家系,来确定影响食味指标的染色体片段。同时对不同环境下食味指标相关染色体片段遗传效应的稳定性进行调查,找出受环境因素影响较小,能稳定遗传的染色体片段,为后续基因的精细定位奠定基础。研究结果发现:1.本研究采用的单片段代换系KT群体及其两亲本在海南、北京两个不同的生态环境下,少数食味品质相关指标性状在两亲本中没有表现出显著差异,多数食味品质相关指标性状在两亲本中均表现出显著差异。其中在两个生态环境中,直链淀粉淀粉含量和糊化温度在两亲本中均无显著性差异,其单片段代换系的直链淀粉含量和糊化温度的变异系数也较低。而外观评分、黏度评分、平衡度评分、食味值评分、热浆粘度、崩解值、冷胶粘度及回复值在两亲本中均有显著性差异,其单片段代换系上述指标的变异系数也较高。有部分指标亲本在海南、北京两个不同生态环境中表现出不同的趋势,推测这些指标受环境的影响较大,家系携带的控制该指标的染色体片段为环境敏感型。2.通过对两亲本在北京生态环境中支链淀粉链长分布的比较,发现两亲本富含不同聚合度的支链淀粉,优质食味品质的亲本K中聚合度5-12的短支链淀粉含量更丰富;而食味品质差的亲本T中聚合度13-60的支链淀粉含量更丰富。3.通过对该单片段代换系群体在海南、北京生态环境下稻米食味品质的相关性研究发现,此单片段代换系群体的米饭食味品质与直链淀粉含量、支链淀粉链长分布无显著相关关系;与蛋白质含量、峰值粘度、热浆粘度、崩解值、冷胶粘度及回复值均有显著或极显著的差异。4.通过主成分分析对影响稻米食味品质的众多指标进行降维处理,找出影响稻米食味品质的关键组分,发现支链淀粉链长分布、米饭蒸煮特性指标及RVA特征值分别是影响稻米食味品质的第一组分、第二组分和第三组分,贡献率分别为32.89%、25.15%和 18.60%。5.通过对不同生态环境下单片段代换系KT群体食味品质相关指标QTL鉴定,共发掘到海南地区QTL共21个,北京地区QTL共74个,其中两地共有的环境钝感型QTL共7个。具体情况如下,北京地区的峰值粘度QTL16个;海南地区热浆粘度QTL6个,北京地区18个,两地共有QTL4个;海南地区崩解值QTL5个,北京地区3个;海南地区冷胶粘度QTL3个,北京地区20个,两地共有QTL2个;北京地区回复值QTL2个;海南地区外观QTL7个,北京地区4个,两地共有QTL1个;北京地区黏度QTL5个;北京地区平衡度QTL3个;北京地区食味值QTL3个。6.对低食味值家系材料及受体亲本K1240的米粒横截面进行超微结构观察发现,低食味值家系材料与受体亲本K的淀粉粒形状、大小、空间排列有较大的差异。受体亲本K的淀粉粒规则有棱角,排列紧密,淀粉粒间没有空隙;低食味值家系的淀粉粒较为圆滑,排列松散,淀粉粒间空隙较大。
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