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《东北农业大学》 2002年
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稻米直链淀粉含量的遗传研究

邹德堂  
【摘要】: 关于水稻品质性状的研究在我国对籼稻研究比较深入,对粳稻研究报道较少。本研究在前人研究基础上,主要以北方粳稻品种和籼粳杂交重组自交系为试材,对稻米品质的相关性状进行深入分析,并重点分析稻米胚乳中的直链淀粉含量的遗传效应、建立遗传模型、对其进行QTL解析和配合力分析,以期为粳稻稻米品质改良提供奠定基础,深入揭示稻米品质性状的遗传控制机理,为DNA分子标记辅助水稻高产优质育种实践提供理论依据。本研究主要结果如下: 1、稻米品质的遗传差异和品质性状的相关性 1.1直链淀粉含量与蛋白质含量、垩白大小和垩白米率呈显著和极显著正相关,与胶稠度和碾米品质呈显著负相关,选择低直链淀粉与低蛋白质品种并不矛盾,且有利于提高胶稠度。 1.2通过主成分分析,可以把淀粉含量、整精米率、垩白米率、垩白大小和胶稠度作为稻米品质的主要性状。可以减少测定众多品质性状的工作量,从而提高选择效率。 黑龙江省当前品质育种的重点应在兼顾高产和抗病的基础上,以降低直链淀粉含量、提高胶稠度为中心来改善蒸煮食味品质;以提高整精米率为中心来改良碾米品质;以降低垩白米率、垩白面积为中心来提高外观品质。 2粳稻稻米品质直链淀粉含量的遗传变异和模型分析 2.1直链淀粉含量在一般情况下有随高值基因的增多而增加的趋势,但就单个基因的效应而言,有随高值基因剂量的增加而降低的趋势。 2.2稻米胚乳的直链淀粉含量遗传不存在细胞质效应,F_1代正反交结果不同,是由三倍性造成的。高直链淀粉含量对于低直链淀粉含量表现为部分显性或显性。 2.3直链淀粉含量遗传符合加性-显性模型。在总的遗传变异中,加性变异占81.72%,显性变异占18.28%,以加性效应为主,直链淀粉含量的遗传受环境影响较小。说明直链淀粉含量易于产生选择响应。如果是利用杂种优势,由于F_1的种子是F_2代,为避免广泛分离,应考虑使双亲直链淀粉含量较低,同时视其分离程度经过实际测定。 3.水稻直链淀粉含量的基因定位 3.1稻米直链淀粉含量的基因定位 本试验发现6个直链淀粉含量的QTL,它们分别位于染色体1、4、5、8、9和12上(Am-1-1,Am-4-1,Am-5-1,Am-8-1,Am-9-1,Am-12-1)。AC的6个QTLs的贡献量为88.4%。研究发现所有QTL的效应大小都较相近,不存在主效基因, 摘 要 表明直链淀粉含量是数量性状,是受微效多基因控制的。 3.2直链淀粉含量基因与其它品质性状基因的关系 在所探明的控制稻米直链淀粉含量6个基因位点的6个染色体上,其中有两 个染色体上发现有控制奎白米率的 QTL(暂定名 Ch-4l和 Ch-8-1),且此位点 所在区域与 AC的 QTL的区域距离分别为 6.5 cM和 40.6cM,说明了 AC的 Am-8-1 和至白米率Ch-8八在分子连锁图上看不出两者之间存在紧密连锁关系。而AC的 An-4-1基因和奎白米率Ch-4-1基因之间存在着紧密的连锁关系,在选择低直链 淀粉的同时有可能达到降低圣白米率的作用。 在所探明的控制稻米直链淀粉含量6个基因位点的6个染色体上,在第8染 色体上发现 2个控制蛋白质的 QTL和 12染色体上发现 1个控制蛋白质的 QTL(暂 命名为 Pr-8-l,Pr-8-2和 Pr-12-1),且均与相应染色体上的 AC基因相距甚远。 虽然稻米直链淀粉含量与蛋白质含量之间达到了极显著的负相关,但在分子连锁 图上看不出两者之间存在紧密连锁或一因多效的关系。在通过制粳杂交进行水稻 低直链淀粉含量选育时,也可选育出蛋白质含量相对较低的优良釉粳杂交后代。 4稻米直链淀粉含量的配合力 4.l本试验配合力方差分析结果表明稻米直链淀粉含量在遗传上加性作用占 主导地位。随着世代的增加,加性基因的作用愈加重要。 4.2从本试验三个世代亲本一般配合力估计值来看,根据F。代一般配合力效 应值很难估计后期世代的一般配合力效应值。然而,民、FS代两个世代亲本的一 般配合力效应较稳定。当以降低稻米直链淀粉含量作为育种目标时,以稻米直链 淀粉含量为负向效应的亲本为优,F。、F。代配合力效应负向明显的是上育397、 富士光和东农419,可作为选育低直链淀粉含量为育种目标的理想亲本。稻米直 链淀粉含量的选择应从F。代植株选择为宜。 4.3亲本稻米直链淀粉含量高低与亲本一般配合力效应间关系在F。代不密 切,F。、FS代相关均很显著。在高世代亲本一般配合力与亲本稻米直链淀粉含量 两者的表现具有很强的一致性,亲本自身表现的好坏是一般配合力高低的一个重 要指标。因而,在稻米直链淀粉含量育种中应尽量选用稻米直链淀粉含量低的品 种或品系作为杂交亲本材料。
【学位授予单位】:东北农业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2002
【分类号】:S511

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【引证文献】
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