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《山东农业大学》 2010年
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花生突变体种子皱缩形成机理及其遗传研究

崔光军  
【摘要】: 本研究选用种子皱缩突变体05D677为材料,以种子发育正常的大花生品系05D610为对照,研究突变体植株生长特性、荚果发育和籽仁物质积累特性、蔗糖代谢相关酶活力和糖酵解相关酶活力的变化,并进行种子皱缩及产量相关性状的遗传分析。主要研究结果如下: 1、突变体的植株生长特性 在出苗96-132 d时期内,突变体的主茎绿叶数、果针数、幼果数、秕果数、硬壳果数、总果数均显著高于对照品系;两品系间主茎高、侧枝长、主茎节数、分枝数、叶比重等性状全生育期无显著差异。收获期,突变体的秕果数和硬壳果数分别占荚果总数的31.03%、43.05%,对照品系的秕果数和硬壳果数分别占荚果总数的9.17%、38.1%,品系间差异显著。突变体和对照品系全生育期单株干重无显著差异。全生育期内,突变体生殖器官(荚果)干重、生殖器官干物质分配比例,始终低于对照品系。 2、突变体荚果发育和籽仁物质积累特性 从果针入土至入土24 d,突变体的荚果充实速率略高于对照品系,但在果针入土24 d以后对照品系迅速超过突变体。突变体和对照品系荚果体积快速膨大期分别在果针入土12-36 d和24-30 d;两品系荚果干物质快速积累期分别在果针入土18-66 d和24-48 d。荚果快速膨大期和荚果干物质快速积累期,突变体荚果体积增长速率和干物质增加速率分别是对照品系的22.2%倍和41.7%。 在果针入土36 d时,突变体籽仁可溶性总糖含量显著高于对照品系,其余时期二者一致;在果针入土36 d、66 d和72 d时,05D677蔗糖含量均比对照品系高9 mg/g左右,差异显著;在果针入土30-72 d期间,突变体果糖、葡萄糖的含量始终低于对照品系,仅为它的65%左右;突变体己糖/蔗糖比值终低于对照品系,仅为对照品系的1/2左右。突变体的淀粉含量与对照品系相近,无明显差异;蛋白质含量始终高于对照品系;脂肪含量始终低于对照品系。荚果生长的全生育期内,突变体单粒种子的淀粉含量、蛋白质含量和脂肪含量均显著低于对照品系。 3、源库调节对突变体荚果生长的影响 通过减少突变体和对照品系的单株花数,控制结果数,收获期统计单株幼果数、秕果数和硬壳果数。结果表明:减少单株花数可显著提高硬壳果在总果数中的比例,突变体幼果转化成硬壳果的比例显著低于对照品系。适当减少单株花数可提高对照品系的单株生产力、百果重、百仁重,但降低了突变体的单株生产力、百果重、百仁重。 4、突变体籽仁蔗糖代谢和糖酵解相关酶活力 果针入土后30-66 d期间,两品系籽仁蔗糖合成酶(SS)合成方向的酶活力显著高于蔗糖磷酸合成酶(SPS),是合成蔗糖的主要酶;蔗糖合成酶(SS)裂解方向的酶活力显著高于酸性转化酶(AI)和中性转化酶(NI),是裂解蔗糖的主要酶。蔗糖合成酶在花生种子有机物贮藏阶段的蔗糖代谢中占主导作用。两品系间蔗糖合成酶合成方向的酶活力差异不显著,突变体蔗糖磷酸合成酶活力显著低于对照品系,突变体蔗糖合成酶裂解方向的酶活力显著高于对照品系。 在果针入土30 d,突变体醛缩酶活力显著低于对照品系;两品系间糖酵解代谢过程中的其它酶,在种子全发育期差异不显著。 5、种子皱缩性状及产量相关性状的遗传分析 在05D610×05D677、05D677×05D610、05D677×05D1136和05D677×05D639四个杂交组合的F_2代,种子饱满株数与种子皱缩株数的比例接近3:1,经卡方检验表明,突变体种子皱缩性状是受一对隐性核基因控制。单株果数、单株果重、单果重、单仁重的遗传与种子皱缩性状的遗传密切相关。 本研究的结论是:突变体05D677种子皱缩性状是由单荚果生长缺陷引起,受一对隐性核基因控制,其遗传与单株果数、单株果重、单果重和单仁重等性状的遗传密切相关。突变体单仁重的极显著降低是由于籽仁中己糖含量不足造成。而其籽仁中己糖含量显著降低可能由种皮内的转化酶活性降低或己糖转运蛋白缺乏造成。
【学位授予单位】:山东农业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:S565.2

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