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籼稻巨胚基因的诱变获得、遗传分析及育种应用研究

作　者: 章清杞
导　师: 杨仁崔
学　校: 福建农林大学
专　业: 作物遗传育种
关键词: 籼型巨胚稻 ge基因 遗传分析 生物学特性 解剖观察 营养分析 诱变育种
分类号: S511.21
类　型: 博士论文
年　份: 2005年
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内容摘要


巨胚稻的胚比普通稻米的胚重2至3倍,巨胚稻糙米中蛋白质、脂肪、氨基酸、维生素、矿物质等营养成分的含量明显高于普通稻米,是公认的高营养稻米。本研究采用核诱变技术创造水稻籼型巨胚种质,研究了巨胚基因的遗传、巨胚稻的生物学特性、巨胚稻米营养特性,巨胚发育动态解剖,并探索与建立巨胚杂交稻的育种技术体系。主要研究结果如下: 1.在M1代混收的M2种子中,水稻巨胚突变的出现频率平均为0.00125%,变幅为0.00029%-0.00285%。如以M1群体株数或穗数估算,突变率分别为0.03015%和0.03911%。本研究以350Gy的剂量照射11个籼稻品系的干种子,M1群体2120-4560株,在其中9个品系中获得巨胚突变体;本研究取材的4个籼稻巨胚突变体均为单隐性基因突变,且均与粳稻巨胚品种1137的巨胚基因等位,至今无非等位巨胚基因发现;胚的大小直接由种子基因型决定,而同为胚发育提供营养的母体基因型及细胞质均无关系。育种上可直接从M2群体（M1植株上所结种子）进行巨胚突变的选择。 2.（1）通过直接辐照诱变获得的巨胚稻品系与相应原非巨胚稻相比,在主要农艺性状和有效穗、穗粒数、结实率3个产量性状上十分相似,差异不显著,但巨胚稻千粒重下降了1.90g-3.13g,达显著水平。千粒重的减少使理论产量和实际产量也相应下降;巨胚稻的粒重（谷粒重和糙米重）和容重均比相应非巨胚稻显著减小,巨胚稻绝对胚重是非巨胚对照的1.69-2.04倍,相对胚重是非巨胚对照的1.97-2.47倍。在谷粒长、谷粒宽、米粒长、米粒宽等其它谷粒和米粒性状上二者差异不显著;（2）通过杂交选育的巨胚稻同非巨胚对照亲本比较,绝对胚重和相对胚重也显著提高,分别是相应亲本的2.06倍和1.75倍（绝对胚重）及2.42倍和2.04倍（相对胚重）;（3）ge基因对杂交稻主要农艺性状和部分产量性状没有显著影响,但ge基因使杂交稻的千粒重、容重、理论产量和实际产量下降,且只有在纯合时才有显著表达。含杂合geGE基因也使其上述性状有所下降,但幅度明显小于gege纯合基因;（4）巨胚稻在起始灌浆潜势（R0）、平均灌浆速率（Gmean）、最大灌浆速率（Gmax）和灌浆持续时间t（99%）上均比非巨胚稻对照低,且巨胚稻在开花后第4-12天灌浆高峰期间的灌浆速率明显低于非巨胚对照品种,从而造成巨胚稻籽粒重的下降;（5）巨胚稻相对胚重与粒长、粒宽、粒厚和粒重有显著关系,选择粒重

全文目录


摘要  10-13
Abstract  13-15
缩写词  15-16
第一章 文献综述  16-38
  第一节 特种功能稻研究进展  16-26
    1. 特种稻概念  16
    2. 特种稻种质资源的收集  16-17
    3. 特种稻资源分布  17-19
    4. 特种稻功能研究  19-20
    5. 特种稻遗传研究  20-24
    6. 特种稻育种研究  24-25
    7. 特种稻开发利用研究  25-26
  第二节 水稻巨胚(ge)种质研究进展  26-29
    1. 水稻巨胚种质(ge)的发现  27
    2. 巨胚种质的育种应用  27-28
    3. 巨胚基因的遗传分析及定位  28
    4. 巨胚稻的营养分析  28-29
    5. 巨胚稻的开发现状  29
  第三节 本项目研究意义与主要研究内容  29-31
  参考文献  31-38
第二章 籼型巨胚稻的诱变获得及遗传研究  38-49
  1. 材料与方法  38-39
    1.1 诱变材料与处理方法  38-39
    1.2 巨胚突变体的遗传分析  39
    1.3 突变体等位性测验  39
    1.4 数据处理  39
  2. 结果与分析  39-46
    2.1 巨胚性状的突变频率  39-40
    2.2 巨胚性状的遗传  40-46
      2.2.1 正反交杂种F1与双亲胚重比较  40-44
      2.2.2 巨胚杂种F2分离表现  44-45
      2.2.3 巨胚杂种回交表现  45-46
      2.2.4 等位性测验  46
  3. 小结与讨论  46-47
    3.1 关于巨胚的诱变  46-47
    3.2 关于巨胚的遗传  47
    3.3 关于巨胚稻育种  47
  参考文献  47-49
第三章 巨胚稻生物学特性研究  49-79
  第一节 巨胚稻(常规)生物学特性研究  49-55
    1.材料与方法  49-50
      1.1 试验材料  49
      1.2 试验方法  49-50
        1.2.1 田间试验方法  49
        1.2.2 调查记载方法  49-50
        1.2.3 统计分析方法  50
    2. 结果与分析  50-54
      2.1 巨胚稻的主要特征特性  50-54
        2.1.1 巨胚稻的农艺性状分析  50-51
        2.1.2 巨胚稻的产量性状分析  51-52
        2.1.3 巨胚稻的谷粒与糙米性状分析  52-54
    3. 小结与讨论  54-55
  第二节 巨胚杂交稻的生物学特性研究  55-64
    1. 材料与方法  55-56
      1.1 试验材料  55
      1.2 试验方法  55-56
        1.2.1 田间试验方法  55
        1.2.2 调查记载方法  55-56
        1.2.3 统计分析方法  56
    2. 结果与分析  56-63
      2.1 巨胚杂交稻分蘖动态分析  56-57
      2.2 巨胚杂交稻农艺性状分析  57-58
      2.3 巨胚杂交稻产量及构成产量因素分析  58-59
      2.4 巨胚杂交稻谷粒性状分析  59
      2.5 巨胚杂交稻配合力分析  59-63
    3. 小结与讨论  63-64
      3.1 ge基因对杂交稻农艺及产量性状的影响  63
      3.2 ge基因对杂交稻及其亲本配合力的影响  63
      3.3 巨胚杂交稻的应用前景  63-64
  第三节 巨胚稻籽粒灌浆特性研究  64-70
    1. 材料与方法  64-65
      1.1 试验材料  64
      1.2 试验方法  64-65
        1.2.1 田间试验方法  64
        1.2.2 调查记载方法  64
        1.2.3 统计分析方法  64-65
    2. 结果与分析  65-69
      2.1 方程参数的生物学意义  65
      2.2 巨胚稻籽粒的灌浆特性分析  65-69
        2.2.1 巨胚稻籽粒增重动态  65-68
        2.2.2 巨胚稻籽粒灌浆特征参数分析  68-69
    3. 小结与讨论  69-70
  第四节 巨胚稻胚重与糙米粒形关系研究  70-76
    1. 材料与方法  70-71
    2. 结果与分析  71-75
      2.1 巨胚稻粒形变异及其与非巨胚釉稻比较分析  71
      2.2 巨胚稻与非巨胚稻糙米粒形各性状遗传率估算  71-72
      2.3 巨胚稻与非巨胚稻糙米粒形各性状间相关分析  72-74
      2.4 巨胚稻与非巨胚籼稻糙米胚重与其它性状之间的通径分析  74-75
    3. 小结与讨论  75-76
  参考文献  76-79
第四章 巨胚稻胚发育的动态解剖研究  79-88
  1. 材料与方法  79
    1.1 试验材料  79
    1.2 试验方法  79
    1.3 统计方法  79
  2. 结果与分析  79-85
    2.1 巨胚稻与非巨胚稻胚的生长动态  79-80
    2.2 巨胚稻与非巨胚稻胚性状的发育动态比较  80-85
    2.3 巨胚稻与非巨胚稻胚盾片细胞形态  85
    2.4 巨胚稻与非巨胚稻胚与胚乳间隙比较  85
  3. 小结与讨论  85-86
  参考文献  86-88
第五章 巨胚稻的营养成分研究  88-103
  1. 材料与方法  88-90
    1.1 试验材料  88
    1.2 检测方法  88-89
    1.3 主要仪器  89-90
    1.4 数据处理  90
  2. 结果与分析  90-100
    2.1 巨胚稻糙米主要营养成分含量分析  90-91
    2.2 巨胚稻糙米氨基酸含量分析  91-94
    2.3 巨胚稻糙米矿物质元素含量分析  94-96
    2.4 巨胚稻糙米脂肪酸组成分分析  96-98
    2.5 巨胚稻糙米维生素含量分析  98-99
    2.6 巨胚稻糙米γ-氨基丁酸(GABA)含量分析  99-100
  3. 小结与讨论  100-101
  参考文献  101-103
第六章 辐射诱变选育籼型巨胚杂交稻的研究  103-115
  1. 材料与方法  103-104
    1.1 材料  103
    1.2 诱变处理、巨胚突变体筛选鉴定  103-104
    1.3 geA、geR的选育过程  104
    1.4 geA、geB、geR的特征特性研究  104
    1.5 巨胚杂交稻选配及杂种优势比较  104
  2. 结果与分析  104-112
    2.1 巨胚不育系(geA)的选育  104-109
      2.1.1 巨胚不育系(geA)的选育经过  104-107
      2.1.2 巨胚保持系(geB)的主要特征特性  107
      2.1.3 巨胚不育系(geA)的主要特征特性  107-109
    2.2 巨胚恢复系(geR)的选育  109-111
      2.2.1 巨胚恢复系(geR)的选育经过  109-111
      2.2.2 巨胚恢复系(geR)的主要特征特性  111
    2.3 巨胚杂交稻(geF1)的选育  111-112
  3. 小结与讨论  112-114
    3.1 巨胚杂交稻的育种技术体系  112-113
    3.2 巨胚杂交稻的市场前景  113-114
  参考文献  114-115
总结与展望  115-118
在学期间发表的学术论文  118-119
致谢  119-120

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中图分类: > 农业科学 > 农作物 > 禾谷类作物 > 稻 > 按米的粘性分 > 籼稻
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