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《浙江大学》 2005年
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水稻低植酸突变体籽粒的品质与发育特性及相关分子遗传学研究

任学良  
【摘要】:植酸,即肌醇-六磷酸,通常占到禾谷类作物种子全磷量的65%以上。在生理pH条件下,植酸可以和金属营养元素,如Fe、Zn等,形成不能被人和非反刍动物吸收利用的盐,从而降低金属营养元素的生物有效性,这是以禾谷类作物为主食的人群微量金属营养缺乏的最主要原因。此外,植酸还会影响蛋白、淀粉和脂肪等的吸收利用。由于植酸磷生物有效性下降,引起动物饲养成本提高和水体富营养化等问题也越来越受到重视。近年来,低植酸含量突变作物的培育开辟了解决植酸相关的营养和环保问题的新途径。 本试验对三份互为非等位的低植酸突变系及其亲本[即籼稻协青早B(XQZ)及其突变系HIPi1,粳稻秀水110(XS110)及其突变系HIPj1和HIPj2]的谷壳、米麸、精米及糙米和整粒种子中的植酸磷等六种不同类型磷素和Fe、Zn等六种不同金属营养元素的含量及环境条件的影响进行了分析;本试验还研究了突变系精米部份的蛋白和淀粉特性,突变系籽粒的灌浆特征及籽粒发育过程中无机磷和植酸磷的累积动态,从而较全面的研究了低植酸突变引发的直接或间接效应。同时对肌醇-3-磷酸合成酶(MIPS)基因和一个与HIPi1突变相连锁的基因—RM48-PA(t)进行了分析。主要结果如下: 1.和亲本相比,三份突变体种子各部份(谷壳、米麸和精米)及糙米和整个种子中的总磷(TP)含量基本不变,肌醇磷酸磷(InsP)和植酸磷(PAP)含量显著下降,无机磷(IP)含量显著上升;HIPi1和HIPj1的低价肌醇磷酸磷(LInsP)含量除米麸中下降外,其余部份及糙米和整个种子中都上升,HIPj2则都与亲本相类似;HIPi1和HIPj1种子各部份及糙米和整个种子的细胞磷(CP)含量都下降,而HIPj2的CP含量都上升。综合来看,HIPi 1和HIPj2属lpal型低植酸突变,而HIPj1属lpa2型突变。与亲本相比,三份突变体的TP在种子中的分布基本不变;Ins、PAP、IP和CP在米麸中所占比例增加,而精米中减少;LInsP在种子中的分布变化则不甚规律。环境条件对突变体及亲本谷壳和米麸中各类磷,糙米和种子中的IP和CP含量都有较大影响。 2.无论以种子还是以糙米为基础,两个粳稻突变体HIPj1和HIPj2的宏量金属元素含量(K,Ca,Mg)没有发生显著变化,而籼稻突变体HIPi1中几乎都显著提高。微量金属元素表现比较复杂,以种子为基础,Fe和Cu在所有突变体中都不同程度低于相
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:S511

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