小麥重組自交系Wx基因突變體的鑒定及其品質(zhì)性狀的評(píng)價(jià).pdf_第1頁(yè)
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1、本試驗(yàn)以Wx基因位點(diǎn)突變的糯小麥與Wx基因位點(diǎn)正常的普通小麥雜交的重組自交系(RIL)F<,7>為材料,應(yīng)用優(yōu)化的SDS-PAGE方法,鑒定了重組自交系群體中小麥Wx基因突變體的類(lèi)型及其出現(xiàn)頻率,研究了不同Wx基因突變類(lèi)型的農(nóng)藝性狀、籽粒性狀、淀粉特性、面團(tuán)流變學(xué)特性及面條品質(zhì),分析了Wx蛋白缺失對(duì)品質(zhì)性狀的影響及Wx蛋白、淀粉特性和面條品質(zhì)三者之間的相關(guān)性,探討了Wx基因不同位點(diǎn)對(duì)品質(zhì)性狀的效應(yīng)。主要研究結(jié)果如下: 1重組自交

2、系群體中Wx基因突變體的鑒定與分析以Wx基因位點(diǎn)正常的普通小麥品種藁城8901為母本,Wx基因位點(diǎn)突變的糯麥1號(hào)為父本,用“單粒傳”法構(gòu)建了一個(gè)含有8種Wx基因組合類(lèi)型的重組自交系群體(RIL)。應(yīng)用優(yōu)化的SDS-PAGE方法,對(duì)RIL-7的Wx基因突變體進(jìn)行檢測(cè),發(fā)現(xiàn)在228個(gè)株系中,正常類(lèi)型的株系有34個(gè),WX-Al突變體為26個(gè),Wx-B1突變體為32個(gè),Wx-D1突變體30個(gè),Wx-A1和Wx-B1位點(diǎn)同時(shí)突變的有28個(gè),Wx-

3、A1和Wx-D1位點(diǎn)同時(shí)突變的有20個(gè),Wx-B1Wx-D1位點(diǎn)同時(shí)突變的為28個(gè),3個(gè)Wx基因位點(diǎn)均突變的為16個(gè)??ǚ綔y(cè)驗(yàn)證明,3個(gè)Wx基因位點(diǎn)的突變符合獨(dú)立遺傳的3對(duì)等位基因的分離比例,屬于質(zhì)量性狀遺傳。 2 RIL群體中Wx基因突變體主要農(nóng)藝性狀的分析RIL群體中初花期、株高、穗長(zhǎng)、每穗小穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重均表現(xiàn)有較大的變異范圍,說(shuō)明群體的主要農(nóng)藝性狀變異程度較大。其中株高、穗長(zhǎng)、每穗小穗數(shù)和千粒重的變異符合正態(tài)分布,

4、初花期的變異呈近似正態(tài)分布,穗粒數(shù)的變異不符合正態(tài)分布;對(duì)8種Wx基因組合類(lèi)型的主要農(nóng)藝性狀分析表明,8種Wx基因組合類(lèi)型之間,初花期、株高和穗粒數(shù)3個(gè)性狀沒(méi)有顯著差異,但Wx-A1突變型和全缺失突變型的穗長(zhǎng)、Wx-A1突變類(lèi)型的每穗小穗數(shù)和千粒重低于其他類(lèi)型,達(dá)顯著水平。Wx-A1突變型的株高、穗長(zhǎng)、每穗小穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重均低于其他7種類(lèi)型,而在這7種類(lèi)型之間的初花期、株高、穗長(zhǎng)、每穗小穗數(shù)、穗粒數(shù)和干粒重沒(méi)有顯著差異(類(lèi)型8的穗

5、長(zhǎng)除外)。說(shuō)明Wx基因的突變并不伴隨不良的農(nóng)藝性狀,育種家可以利用各種Wx基因突變而不會(huì)帶來(lái)產(chǎn)量的下降。 3RIL群體中Wx基因突變體的淀粉特性小麥Wx基因突變導(dǎo)致所編碼的Wx蛋白亞基的缺失。淀粉特性研究表明,不同WX蛋白缺失顯著影響小麥的直鏈淀粉含量、膨脹勢(shì)、淀粉糊化特性和淀粉凝膠的質(zhì)構(gòu)剖面分析(TPA)特性。 8種Wx蛋白亞基組合類(lèi)型的直鏈淀粉含量從大到小依次為:野生型>單缺失類(lèi)型>雙缺失類(lèi)型>全缺失類(lèi)型,單缺失類(lèi)型中,直鏈

6、淀粉含量從大到小依次為:Wx-D1缺失型大于Wx-A1缺失型,Wx-B1缺失型的直鏈淀粉含量下降程度最大,說(shuō)明不同Wx基因位點(diǎn)突變對(duì)直鏈淀粉合成的影響不同,揭示出Wx基因3個(gè)位點(diǎn)控制直鏈淀粉合成的效應(yīng)大小依次為Wx-B1>Wx-A1>Wx-D1。 8種Wx蛋白亞基組合類(lèi)型中,隨著直鏈淀粉含量的降低,膨脹勢(shì)逐漸增加。不同缺失類(lèi)型淀粉糊化特性存在顯著差異,Wx蛋白全缺失型即糯小麥的峰值黏度和稀澥值較高,其低谷黏度、最終黏度和反彈值相

7、對(duì)較低,與其他缺失類(lèi)型間差異達(dá)5%顯著水平。同種Wx蛋白缺失類(lèi)型內(nèi)淀粉糊化參數(shù)的變異程度也存在差異,缺失Wx—B1亞基的類(lèi)型糊化參數(shù)的變異程度較大。凝膠的TPA測(cè)試表明,隨著直鏈淀粉含量的降低,淀粉凝膠的硬度、黏著性、彈性、膠著性和咀嚼性顯著降低,而黏聚性和回復(fù)性顯著升高。糯性淀粉凝膠的硬度、黏著性、膠著性和咀嚼性、彈性低,而黏聚性和回復(fù)性高,與其他類(lèi)型(Wx-B1和Wx-D1缺失型除外)之間的差異達(dá)5%顯著水平。 直鏈淀粉含量

8、與淀粉糊化特性的低谷黏度、最終黏度、反彈值、峰值時(shí)間和糊化溫度之間正相關(guān)達(dá)11%顯著水平(r=0.614~0.757);與峰值黏度、稀澥值呈1%水平負(fù)相關(guān)(r=-0.649,r=-0.795);直鏈淀粉含量與凝膠TPA參數(shù)的黏聚性、回復(fù)性呈極顯著負(fù)相關(guān)(r=-0.400,r=-0.668),與凝膠的硬度、黏著性、彈性、膠著性和咀嚼性呈極顯著正相關(guān)(r=0.491~0.873)。淀粉糊化特性與凝膠TPA特性的參數(shù)之間存在顯著或極顯著相關(guān),

9、說(shuō)明Wx基因突變導(dǎo)致直鏈淀粉含量的變化,不僅引起淀粉糊化特性的改變,而且顯著影響淀粉凝膠的結(jié)構(gòu)特性。 4 RIL群體中Wx基因突變體的面團(tuán)流變學(xué)特性8種Wx蛋白亞基組合類(lèi)型的面團(tuán)揉混特性和拉伸特性測(cè)試表明,不同Wx蛋白缺失類(lèi)型的揉混參數(shù)和拉伸特性參數(shù)變異程度較大,面團(tuán)的揉混性狀和拉伸特性與Wx蛋白亞基缺失無(wú)明顯相關(guān)。 5 RIL群體中Wx基因突變體的面條品質(zhì)Wx蛋白缺失對(duì)面條品質(zhì)有顯著影響。Wx蛋白全缺失類(lèi)型生面條的硬度

10、和堅(jiān)實(shí)度大于其他類(lèi)型,放置48小時(shí)后,生面條硬度、堅(jiān)實(shí)度增加的幅度也大于其他類(lèi)型。煮熟面條的TPA測(cè)試表明,正常類(lèi)型的面條硬度大,黏著性、膠著性和咀嚼性高,但彈性、黏聚性和回復(fù)性低;全缺失突變型即糯小麥面條較軟,黏著性、膠著性和咀嚼性低,但彈性、黏聚性和回復(fù)性高;缺失1個(gè)或者2個(gè)Wx蛋白亞基類(lèi)型面條的TPA結(jié)構(gòu)參數(shù)介于正常類(lèi)型和糯小麥中間。8種Wx蛋白缺失類(lèi)型的煮熟面條感官品質(zhì)評(píng)價(jià)表明,Wx-B1缺失型的直鏈淀粉含量略低于野生型和其他單

11、缺失類(lèi)型,面條總評(píng)分最高;全缺失突變型面條品質(zhì)較差,其感官評(píng)價(jià)各項(xiàng)分值及總評(píng)分均低于其他類(lèi)型。 總體上看,隨著Wx蛋白亞基的缺失,膨脹勢(shì)、峰值粘度升高,直鏈淀粉含量下降,面條評(píng)分呈現(xiàn)升高的趨勢(shì),面條評(píng)分與膨脹勢(shì)、峰值粘度成正相關(guān),與直鏈淀粉含量成負(fù)相關(guān),但這種相關(guān)性僅在一定范圍內(nèi)存在。當(dāng)Wx蛋白亞基缺失數(shù)目增加,膨脹勢(shì)、峰值粘度繼續(xù)升高,直鏈淀粉含量繼續(xù)下降時(shí),面條評(píng)分反而下降,說(shuō)明面條品質(zhì)對(duì)淀粉理化特性的要求均有一合適的范圍,

12、并非越高越好。 對(duì)RIL群體中面條品質(zhì)的逐步回歸分析和通徑分析表明,大多數(shù)品質(zhì)指標(biāo)對(duì)面條品質(zhì)均是直接影響大于間接影響,但都存在間接作用,說(shuō)明這些性狀間存在著相互關(guān)系。6不同Wx蛋白亞基缺失小麥材料的籽粒性狀和面團(tuán)流變學(xué)特性6種不同Wx蛋白亞基缺失小麥材料的籽粒性狀研究表明,糯小麥的硬度和直鏈淀粉含量與普通小麥濟(jì)麥19相比顯著降低,缺失1個(gè)或2個(gè)Waxy蛋白亞基的部分糯小麥的直鏈淀粉含量比濟(jì)麥19有不同程度的降低。面團(tuán)的粉質(zhì)特性、

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