水稻巨大胚突變的特征特性與灌漿萌動代謝譜.pdf

1、伽瑪(γ)-氨基丁酸(Gamma Amino-Butyric Acid，GABA)是一種神經(jīng)抑制性遞質(zhì)的游離氨基酸，主要在稻米的胚部表達，具有平和血壓和鎮(zhèn)定神經(jīng)等多種生理功能。稻米作為我國傳統(tǒng)主食，富含GABA稻米的研究和開發(fā)意義重大，有助于提高稻米的附加值、擴大稻米的利用范圍。巨大胚水稻是以具有特別大的胚為特征的一種特異水稻。在育種實踐中，可將巨大胚作為富含GABA水稻一個重要的間接選擇指標(biāo)。 本研究以我國不同區(qū)域主栽水稻品種

2、為起始材料，從巨大胚突變體的篩選入手，對巨大胚突變水稻中的GABA、理化品質(zhì)和主要營養(yǎng)成分及其農(nóng)藝性狀分析的基礎(chǔ)上，研究了巨大胚突變體的遺傳規(guī)律和初步的分子定位，并從代謝水平跟蹤研究了巨大胚突變體的種子萌發(fā)效應(yīng)和籽粒灌漿動態(tài)。主要研究結(jié)果如下： (1)先后以我國水稻核心骨干親本9311、超級雜交稻Ⅱ優(yōu)明86的雙親品種—明恢86、Ⅱ-32B、保持系K17B和岡46B、恢復(fù)系7954、R084和527、早秈稻品種金早47、以及粳稻品

3、種秀水110為起始材料，從中誘發(fā)獲得巨大胚突變體37個，突變頻率介于1.89×10-5-1.72×10-4之間。 (2)5個巨大胚突變MH-ge1、MH-ge2、MH-ge3，MH-ge4、MH-ge5的表觀直鏈淀粉含量、膠稠度和堿消值和其野生型無顯著差異。除突變體MH-ge5的穗長、有效分蘗、總粒數(shù)、結(jié)實率、理論產(chǎn)量和千粒重，巨大胚突變體的主要農(nóng)藝性狀均與野生型相仿。 (3)與正常胚水稻相比，巨大胚突變體的主要營養(yǎng)成分

4、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)，維生素VB1、VB2、VE，必需氨基酸精氨酸、谷氨酸、天冬氨酸、賴氨酸、蛋氨酸以及礦質(zhì)元素磷、鐵、鈣、鋅、鉀等含量顯著提高。在干種子中，巨大胚突變體和正常胚水稻間GABA含量無顯著差異。 (4)浸種處理后，巨大胚突變體的胚芽米中GABA、賴氨酸、鎂、維生素VB1、維生素VE和鈣等6種主要營養(yǎng)成分含量比正常胚水稻顯著富集。浸種處理后，巨大胚的胚芽米中GABA急劇富集，GABA含量的增加與胚變大倍數(shù)相應(yīng)。 (5

5、)巨大胚突變?yōu)殡[性性狀，受單基因控制。等位性測定表明，除MH-ge1新突變外，其它突變都與ge相互等位。選擇覆蓋水稻12條染色體的358個SSR對MH-ge1進行初步定位，將巨大胚突變基因定位在第7染色體上的2個標(biāo)記RM560和RM346之間，與RM560的遺傳距離為3.47cM，與RM346的遺傳距離為8.33cM。 (6)巨大胚突變體MH-ge1籽粒灌漿特性較野生型差。在整個灌漿過程中，突變體MH-gel的自由糖含量均高于野

6、生型MH86，籽粒灌漿充實度較差。開花后10d的籽粒代謝物豐度最大，代謝物水平隨灌漿時間的延長逐漸下降，至25d時基本穩(wěn)定。突變體MH-ge1 整體代謝水平略高于野生型，自由脂肪酸、自由糖、氨基酸等代謝物含量隨灌漿過程延長逐漸下降。 (7)突變體MH-gel 發(fā)芽勢較差，發(fā)芽率較低，發(fā)芽過程中淀粉酶活性始終較低，與野生型相比，巨大胚突變體MH-gel種子在萌發(fā)過程中的總蛋白和粗脂肪含量較高。種子浸水后，GABA含量急劇富集，巨大