水稻功能性營養(yǎng)品質(zhì)性狀QTL定位及環(huán)境互作分析.pdf

1、水稻是人類最主要的主食來源，在我們的日常生活中扮演著重要的角色。對水稻品種進(jìn)行改良和優(yōu)化一直是科研工作者努力的重點(diǎn)。與傳統(tǒng)的營養(yǎng)品質(zhì)不同，功能性營養(yǎng)品質(zhì)是指能夠調(diào)節(jié)人體生理功能的營養(yǎng)品質(zhì)。研究表明，富含賴氨酸、總黃酮和GABA的稻米能夠改善人體機(jī)能、提高免疫力、治療慢性疾病，低谷蛋白稻米則可以滿足一些特殊人群的需要，此外功能性稻米還具有天然、安全、有效的特性。培育具有功能性營養(yǎng)品質(zhì)的稻米將對維護(hù)人們的身體健康起到重要作用。
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2、稻的功能性營養(yǎng)品質(zhì)性狀均為易受環(huán)境影響的多基因控制的數(shù)量性狀，已定位到的控制上述四個(gè)功能性營養(yǎng)成分的QTL較少，且在已發(fā)現(xiàn)的QTL位點(diǎn)中未見對環(huán)境互作效應(yīng)的分析。本研究以東農(nóng)425和長白10及其衍生的180個(gè)株系的F6-8代重組自交系為材料，測定賴氨酸含量、谷蛋白含量、總黃酮含量和GABA含量，并分析各營養(yǎng)品質(zhì)性狀之間相關(guān)性。利用102個(gè)SSR分子標(biāo)記和113個(gè)InDel標(biāo)記構(gòu)建的遺傳連鎖圖譜，和2種不同的統(tǒng)計(jì)遺傳模型(ICIM、MCI

3、M)對上述四種功能性營養(yǎng)成分進(jìn)行相關(guān)QTL的定位和環(huán)境互作效應(yīng)分析，旨在為精細(xì)定位和分子標(biāo)記輔助育種培育功能性稻米品種奠定基礎(chǔ)。主要研究結(jié)果如下:
　　1.4個(gè)功能性營養(yǎng)品質(zhì)性狀的表型在RIL群體中具有較大差異，呈現(xiàn)廣泛的遺傳變異。通過表型分析得出賴氨酸含量和谷蛋白含量在三年間均呈極顯著正相關(guān);賴氨酸含量與總黃酮含量在2015年呈極顯著正相關(guān);賴氨酸含量和GABA含量在2014年和2016年呈顯著正相關(guān)。谷蛋白含量和總黃酮含量在2

4、014年和2015年呈顯著正相關(guān);谷蛋白含量和GABA含量在2016年呈顯著正相關(guān)。總黃酮含量和GABA含量在2015年表現(xiàn)出極顯著負(fù)相關(guān)，2014年和2016年表現(xiàn)出顯著正相關(guān)。
　　2.檢測得到55個(gè)加性QTL，包括15個(gè)與賴氨酸含量相關(guān)的QTL、11個(gè)與谷蛋白含量相關(guān)的QTL、17個(gè)與總黃酮含量相關(guān)的QTL和12個(gè)與GABA含量相關(guān)的QTL，在12個(gè)染色體上均有分布，遺傳貢獻(xiàn)率在3.34％～27.49％之間。賴氨酸含量相關(guān)的

5、QTL中qLYS-6的貢獻(xiàn)率最大，可解釋27.49％的表型變異;谷蛋白性狀相關(guān)QTL中qGLU-2-2的貢獻(xiàn)率最大，可解釋26.76％的表型變異;總黃酮含量相關(guān)QTL中qTFL-5-3的貢獻(xiàn)率最大，可解釋15.59％的表型變異;GABA含量相關(guān)QTL中qGABA-10-1的貢獻(xiàn)率最大，可解釋18.76％的表型變異。
　　3.檢測得到20個(gè)存在環(huán)境互作的功能性營養(yǎng)品質(zhì)相關(guān)性狀QTL，環(huán)境互作貢獻(xiàn)率在1.58％～20.98％之間，是控

6、制水稻功能性營養(yǎng)品質(zhì)性狀的主效QTL。包括8個(gè)與賴氨酸含量相關(guān)的QTL、5個(gè)與谷蛋白性狀相關(guān)的QTL、3個(gè)與總黃酮含量相關(guān)的QTL和4個(gè)與GABA含量相關(guān)的QTL。
　　4.共檢測到4對影響功能性營養(yǎng)品質(zhì)含量的加性×加性上位互作效應(yīng)的QTL，包括2對與賴氨酸含量相關(guān)的QTL，1對與總黃酮含量相關(guān)的QTL和一對與GABA含量相關(guān)的QTL，上位性貢獻(xiàn)率在0.99％～3.41％之間，這4對上位性互作QTL均與環(huán)境存在互作。
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