水稻花色苷和原花色素含量的QTL分析及與產(chǎn)量性狀關(guān)系的研究.pdf

1、水稻是世界上主要的糧食作物，在膳食結(jié)構(gòu)逐漸完善的今天，培育品質(zhì)優(yōu)良、含有多種營(yíng)養(yǎng)成分的稻米品種已成為國(guó)內(nèi)外研究者們關(guān)注的熱點(diǎn)。有色稻米因其呈色物質(zhì)沉積在水稻種皮和果皮中，而呈現(xiàn)出特定的顏色，有色稻米含有豐富的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)以及多種對(duì)人體有益的生理活性物質(zhì)，一直受到廣大消費(fèi)者的青睞?；ㄉ?Anthocyanin，AN)和原花色素（Proanthocyanidin，PA）是有色稻米中的主要呈色物質(zhì)，分析水稻籽粒的花色苷和原花色素含量，并進(jìn)行QT

2、L定位及環(huán)境互作分析，對(duì)利用分子育種手段培育高色素含量的有色稻米新品種具有重要意義。對(duì)花色苷和原花色素含量與產(chǎn)量性狀的相關(guān)性進(jìn)行研究，明確花色苷和原花色素含量與產(chǎn)量性狀的關(guān)系，平衡花色苷和原花色素等活性物質(zhì)與產(chǎn)量的關(guān)系，為培育有色稻米新品種提供理論依據(jù)。
　　本研究以紅米品種紅香1號(hào)和常規(guī)米松98-131及其衍生的F7和F8重組自交系(RIL)為試驗(yàn)材料。于2013年在哈爾濱東北農(nóng)業(yè)大學(xué)香坊實(shí)驗(yàn)基地(E1)、哈爾濱阿城實(shí)驗(yàn)基地(E

3、2)、2014年在哈爾濱東北農(nóng)業(yè)大學(xué)香坊實(shí)驗(yàn)基地(E3)、哈爾濱阿城實(shí)驗(yàn)基地(E4)和黑龍江省農(nóng)科院綏化分院(E5)5個(gè)環(huán)境進(jìn)行種植。收獲后分別測(cè)定花色苷和原花色素含量，并對(duì)穗長(zhǎng)、有效穗數(shù)、每穗總粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、千粒重和單株產(chǎn)量等6個(gè)產(chǎn)量性狀進(jìn)行考察，分析其與花色苷和原花色素含量的相關(guān)性。利用SSR分子標(biāo)記，對(duì)上述性狀進(jìn)行QTL定位，分析加性、上位性及環(huán)境互作效應(yīng)。主要結(jié)果如下:
　　(1)紅香1號(hào)的籽?；ㄉ蘸亢驮ㄉ睾康谋?/p>

4、型值在不同環(huán)境均極顯著高于松98-131。在產(chǎn)量性狀方面，父本松98-131的結(jié)實(shí)率和千粒重極顯著高于母本紅香1號(hào)，穗長(zhǎng)和每穗總粒數(shù)顯著高于紅香1號(hào)，而兩親本間的單株產(chǎn)量和有效穗數(shù)沒有顯著差異。不同環(huán)境下群體中除花色苷含量外的其他性狀表型值表現(xiàn)差異顯著。
　　(2)在不同環(huán)境下，水稻籽?；ㄉ蘸颗c原花色素含量呈顯著或極顯著正相關(guān);花色苷含量與穗長(zhǎng)呈顯著正相關(guān)，與千粒重呈極顯著負(fù)相關(guān);原花色素含量與單株產(chǎn)量呈顯著負(fù)相關(guān)，與結(jié)實(shí)率呈

5、顯著正相關(guān);單株產(chǎn)量與有效穗數(shù)、穗長(zhǎng)、每穗總粒數(shù)呈極顯著正相關(guān)，與結(jié)實(shí)率呈顯著正相關(guān);穗長(zhǎng)與每穗總粒數(shù)呈極顯著正相關(guān)。在有色稻米的選育中，可以間接選取穗長(zhǎng)較長(zhǎng)、粒重相對(duì)較低的后代來選擇花色苷含量較高的植株;通過選取單株產(chǎn)量相對(duì)較低的后代選擇原花色素含量較高的植株。
　　(3)利用MapChart2.0作圖軟件，構(gòu)建了包含102個(gè)SSR標(biāo)記的遺傳連鎖圖譜，全長(zhǎng)為1599.49cM，標(biāo)記間的平均距離為15.68cM。
　　(4)

6、利用QTL Network2.1軟件，采用混合線性模型作圖法，在不同環(huán)境下共檢測(cè)到8個(gè)控制籽粒花色苷含量的加性QTL，分別位于第1、2、3、4、5、8、10染色體上，對(duì)表型貢獻(xiàn)率從3.55％到11.37％。其中，qAN-1-1、qAN-2-1、qAN-4和qAN-10與環(huán)境有互作效應(yīng)。檢測(cè)到4對(duì)控制花色苷含量的上位性QTL，分別位于第1、2、3、4、5、8、10染色體上，其中qAN-1-1和qAN-7、qAN-1-3和qAN-7與環(huán)境發(fā)

7、生互作效應(yīng)。
　　(5)在不同環(huán)境下檢測(cè)到控制原花色素含量的QTL有6個(gè)，分別位于第1、4、7、12染色體上，對(duì)表型貢獻(xiàn)率從2.56％到7.59％，其中qPA-1-2、qPA-4和qPA-12與環(huán)境發(fā)生互作，未檢測(cè)到控制原花色素含量的上位性QTL及其與環(huán)境的互作效應(yīng)。
　　(6)在不同環(huán)境下共檢測(cè)到控制產(chǎn)量性狀的25個(gè)加性QTL，分布于第1、2、3、6、7、8、10、12染色體上，對(duì)表型貢獻(xiàn)率從1.84％到10.93％。其中

8、，與單株產(chǎn)量相關(guān)的QTL3個(gè)，與有效穗數(shù)相關(guān)的QTL5個(gè)，與穗長(zhǎng)相關(guān)的QTL7個(gè)，與每穗總粒數(shù)相關(guān)的QTL6個(gè)，與結(jié)實(shí)率相關(guān)的QTL1個(gè)，與千粒重相關(guān)的QTL3個(gè)。檢測(cè)到qYP-10、qPN-3、qPN-6、qPN-7-1、qPL-2-2、qPL-7-1、qPL-8-1、qPL-8-2、qGN-1-1、qGN-8-1、qGN-8-2、qSS-12、qTG-1-1和qTG-1-2與環(huán)境發(fā)生互作效應(yīng)。共檢測(cè)到控制產(chǎn)量性狀的11對(duì)上位性QTL