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水稻品质性状的稳定性分析

作　者: 张坚勇
导　师: 翟虎渠
学　校: 南京农业大学
专　业: 作物遗传育种
关键词: 水稻蒸煮食味品质外观品质稳定性
分类号: S511
类　型: 博士论文
年　份: 2003年
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内容摘要

随着人民生活水平的提高，对优质稻米的质量和数量都提出了更高的要求，品质改良成为目前水稻育种的重要目标，也是水稻研究的热点和难点问题。当前，我国稻米品质存在的主要问题在于稻米食味品质和外观品质差(如：垩白偏高等)。本研究围绕稻米品质稳定性这一主题，从食味品质和外观品质入手，利用Asominori／IR24的染色体片段置换系(CSSLs)群体连续3年分析食味品质相关QTL的表达稳定性；同时，利用18个水稻品种在两年3点多个环境中研究水稻食味和外观品质性状的表型稳定性，期望为优质水稻品种的培育、推广应用以及品质形成的分子机理深入研究奠定基础。主要结论如下： 1．利用Asominori／IR24的CSSL群体，分析稻米蒸煮食味品质9个性状相关QTL连续3年(2000-2002年)的表达稳定性，结果发现：影响光泽度的qLT-8、控制柔软性的qTD-6和qTD-8、共同作用于综合口感的qIVVOE-6a和qIVOE-8，以及影响直链淀粉含量的qAC-8等6个QTL，在3年都能稳定地表达。这为QTL的精细定位、克隆以及优质食味品质水稻品种的辅助选择(MAS)育种都奠定基础。 2．利用加性主效应和乘积交互作用模型(AMMI模型)，分析18个供试品种20项品质指标在两年3点(2001-2002年，南京、金湖和东海)表型稳定性，结果表明：①稳定性高的品质性状有粒长、粒宽和长宽比(Di平均值≤0.36)，相反，垩白率、垩白大小、最高粘度、冷胶粘度、消减值和米饭综合口感的稳定性偏低(Di平均值＞1.1)，另外11项品质性状的稳定性适中(0.49≤Di平均值≤1.06)；②品质性状稳定性高(Di平均值＜0.8)的品种有南京16号、W002、汕优63号、3004和丰优香占；而稳定性较低(Di平均值＞1.1)的品种有常优1号、淮引9901、扬两优6号和特优559。这对优质稳定水稻品种的培育和推广利用都有重要指导意义。 3．粒长、长宽比、直链淀粉含量、糊化温度、蛋白质含量、热浆粘度、冷胶粘度、回复值和消减值9个指标都与米饭综合口感(IVOE)呈极显著负相关，而粒宽、崩解值、米饭光泽度、柔软性、粘性和弹性6个指标都与米饭综合口感呈极显著正相关。从相关程度来看，崩解值、消减值、糊化温度、蛋白质含量等理化指标与IVOE之间的相关性，都比直链淀粉含量与WOE之间的相关性高，因此综合利用这些理化指标，在育种早期世代选择，克服早代所获稻米不足以食味品尝的困难，对加快优质育种进程、提高选择效率均有重要意义。4.除稻米粒长、粒宽和长宽比受栽培生产方式影响很小外，另外17个品质性状在四种食品生产方式下都存在显著差异。单就改良米饭适口性而言，绿色食品生产方式下最佳;对于外观品质，高产栽培方式下最好，因此在优质米产业化生产中，应首先选择圣白低且对环境钝感的优质品种，再结合绿色食品生产技术，以生产出外观和食味品质优良的安全无公害大米.

全文目录

中文摘要  8-10
英文摘要  10-12
第1章文献综述  12-34
  1 稻米的化学组成、结构与品质评价指标  12-15
    1.1 稻米的化学组成  12
    1.2 稻米品质的评价指标  12-14
    1.3 稻米组成物质的结构及其对米饭食味品质的影响  14-15
  2 稻米品质性状的相关性  15-16
  3 稻米品质性状的遗传研究  16-19
    3.1 加工品质  16
    3.2 外观品质  16-17
    3.3 蒸煮食味品质  17-19
    3.4 营养品质  19
  4 稻米品质的分子生物学基础研究  19-27
    4.1 稻米品质性状的QTL定位  19-20
    4.2 稻米品质相关基因的克隆、分子特性及其表达调控  20-26
    4.3 稻米品质的转基因改良  26-27
  5 环境条件对稻米品质的影响  27-28
    5.1 灌浆结实期温度对稻米垩白形成的影响及其生理基础  27
    5.2 灌浆结实期温度对稻米蒸煮食味品质的影响及其生理基础  27-28
    5.3 灌浆结实期光照对稻米品质影响及生理基础  28
  6 我国优质安全稻米生产的发展概况及存在问题  28-31
    6.1 我国优质安全稻米生产的发展历程  28-30
    6.2 我国优质安全稻米生产存在问题  30-31
  7 稻米品质改良研究的展望  31-33
    7.1 稻米品质评价指标的优化及相应育种策略的改良  31
    7.2 稻米品质环境钝感材料的发现、利用及其稳定性的机理研究  31-32
    7.3 分子育种技术的利用及其与常规育种的结合  32
    7.4 现代分子生物学技术在稻米品质形成机理研究中的应用  32-33
  8 本研究的目的与意义  33-34
第2章利用CSSLs群体分析稻米蒸煮食味品质QTL的表达稳定性  34-46
  1 材料和方法  34-36
    1.1 植株材料  35
    1.2 试验方法  35-36
    1.3 统计方法  36
  2 结果与分析  36-41
    2.1 表型分析  36-37
    2.2 QTL分析  37-41
    2.3 QTL表达的稳定性分析  41
  3 讨论  41-46
    3.1 利用CSSLs群体分析稻米食味品质相关QTL的表达稳定性  41
    3.2 利用品尝方法研究稻米食味品质的遗传基础  41-43
    3.3 稻米AC的经典遗传学和分子生物学研究结果相一致  43
    3.4 米饭食味品质相关QTL表达稳定性的机理  43-46
第3章水稻品种蒸煮食味品质的稳定性分析(Ⅰ)--食味品尝指标  46-54
  1 材料与方法  46-48
    1.1 供试材料  46-47
    1.2 田间设计  47
    1.3 食味品尝  47
    1.4 统计方法  47-48
  2 结果与分析  48-52
    2.1 基因型与环境互作的AMMI分析  48
    2.2 品种稳定性的AMMI分析  48-50
    2.3 系统聚类分析  50-52
  3 讨论  52-54
    3.1 利用AMMI模型分析水稻品种食味品质的稳定性  52
    3.2 稳定性分析对优质水稻品种培育和推广利用的重要意义  52
    3.3 影响稻米食味品质稳定性的因素  52-54
第4章水稻品种蒸煮食味品质的稳定性分析(Ⅱ)--理化指标:AC、GT和PC  54-60
  1 材料与方法  54-55
    1.1 供试材料  54-55
    1.2 田间设计  55
    1.3 试验方法  55
    1.4 统计方法  55
  2 结果与分析  55-57
    2.1 基因型与环境互作的AMMI分析  55
    2.2 稻米AC、GT和PC的品种稳定性分析  55-56
    2.3 系统聚类分析  56-57
  3 讨论  57-60
    3.1 稻米AC、GT和PC的品种稳定性分析及其应  57-59
    3.2 环境因素影响稻米AC、GT和PC品种稳定性的生理生化基础  59-60
第5章水稻品种蒸煮食味品质的稳定性分析(Ⅲ)--理化指标:淀粉RVA谱特征值  60-68
  1 材料与方法  60-61
    1.1 供试材料  60-61
    1.2 田间设计  61
    1.3 淀粉RVA谱测定方法  61
    1.4 统计方法  61
  2 结果与分析  61-65
    2.1 基因型与环境互作的AMMI分析  61-62
    2.2 稻米淀粉RVA谱特征值的品种稳定性分析  62-65
    2.3 系统聚类分析  65
  3 讨论  65-68
    3.1 稻米淀粉RVA特征值的品种稳定性分析及其应用  65-66
    3.2 稻米淀粉RVA谱品种稳定性的影响因素及重要意义  66-68
第6章水稻品种外观品质性状的稳定性分析  68-75
  1 材料与方法  68-69
    1.1 供试材料  68-69
    1.2 田间设计  69
    1.3 试验方法  69
    1.4 统计方法  69
  2 结果与分析  69-73
    2.1 稻米外观品质性状的AMMI模型分析  69
    2.2 稻米外观品质性状的品种稳定性分析  69-73
    2.3 基于稻米外观品质性状的品种聚类分析  73
  3 讨论  73-75
第7章稻米品质性状的相关性、稳定性及其应用  75-81
  1 材料与方法  75-76
    1.1 供试材料  75
    1.2 田间试验设计  75-76
    1.3 稻米品质分析  76
    1.4 统计分析方法  76
  2 结果与分析  76-77
    2.1 稻米品质性状之间的相关性分析  76-77
    2.2 稻米品质性状和水稻品种的稳定性分析  77
  3 讨论  77-81
    3.1 稻米品质性状相关性分析的育种应用  77-80
    3.2 水稻品种及品质特性稳定性分析的应用  80-81
第8章不同生产方式对稻米品质特性的影响  81-96
  1 材料与方法  82
    1.1 供试材料  82
    1.2 田间试验设计  82
    1.3 稻米品质的测定  82
    1.4 统计分析方法  82
  2 结果与分析  82-89
    2.1 不同生产方式下稻米外观品质的变异  82-83
    2.2 不同生产方式下稻米蒸煮理化特性的变异  83-86
    2.3 不同生产方式下稻米淀粉RVA谱特征值的变异  86-89
    2.4 不同生产方式下米饭食味品质特性的变异  89
  3 讨论  89-96
    3.1 关于品种基因型效应和栽培环境效应对稻米品质特性的影响  89-95
    3.2 不同栽培方式下稻米品质特性的变异规律对优质米产业化生产的指导作用  95-96
第9章全文小结与讨论  96-102
  1 全文小结  96-98
    1.1 稻米蒸煮食味品质相关QTL的表达稳定性  96
    1.2 水稻品种蒸煮食味和外观品质的稳定性分析  96-97
    1.3 稻米蒸煮食味和外观品质性状的相关性  97-98
    1.4 优质安全稻米的生产方式  98
  2 全文讨论  98-102
    2.1 稻米品质品种稳定性分析方法的建立、有效性及重要意义  98-99
    2.2 优质安全稻米的最适生产方式及其对我国农业发展的重要作用  99-102
参考文献  102-118
致谢  118-119
在读期间发表的论文  119

水稻品质性状的稳定性分析

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