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小麦重组自交系Wx基因突变体的鉴定及其品质性状的评价
中文名称: 小麦重组自交系Wx基因突变体的鉴定及其品质性状的评价
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论文编号: 3102256收藏本论文】【我的收藏】【我要投稿
英文名称: Identification of Wheat Mutants Carrying Different Null Wx Alleles of Recombinant Inbred Lines and Their Qualities
学位类型: 博士毕业论文
作者: 涉及隐私,隐去***  作者本人请参看权力声明>>
导师: 涉及隐私,隐去***
毕业学校: 涉及隐私,隐去***
专业: 作物遗传育种
毕业年份: 涉及隐私,隐去***
关键字: 小麦 Wx基因 重组自交系 淀粉特性 面条品质 糯小麦 重组自交系群体
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论文简介:本试验以Wx基因位点突变的糯小麦与Wx基因位点正常的普通小麦杂交的重组自交系(RIL)F<,7>为材料,应用优化的SDS-PAGE方法,鉴定了重组自交系群体中小麦Wx基因突变体的类型及其出现频率,研究了不同Wx基因突变类型的农艺性状、籽粒性状、淀粉特性、面团流变学特性及面条品质,分析了Wx蛋白缺失对品质性状的影响及Wx蛋白、淀粉特性和面条品质三者之间的相关性,探讨了Wx基因不同位点对品质性状的效应。主要研究结果如下: 1重组自交系群体中Wx基因突变体的鉴定与分析以Wx基因位点正常的普通小麦品种藁城8901为母本,Wx基因位点突变的糯麦1号为父本,用“单粒传”法构建了一个含有8种Wx基因组合类型的重组自交系群体(RIL)。应用优化的SDS-PAGE方法,对RIL-7的Wx基因突变体进行检测,发现在228个株系中,正常类型的株系有34个,WX-Al突变体为26个,Wx-B1突变体为32个,Wx-D1突变体30个,Wx-A1和Wx-B1位点同时突变的有28个,Wx-A1和Wx-D1位点同时突变的有20个,Wx-B1Wx-D1位点同时突变的为28个,3个Wx基因位点均突变的为16个。卡方测验证明,3个Wx基因位点的突变符合独立遗传的3对等位基因的分离比例,属于质量性状遗传。 2 RIL群体中Wx基因突变体主要农艺性状的分析RIL群体中初花期、株高、穗长、每穗小穗数、穗粒数和千粒重均表现有较大的变异范围,说明群体的主要农艺性状变异程度较大。其中株高、穗长、每穗小穗数和千粒重的变异符合正态分布,初花期的变异呈近似正态分布,穗粒数的变异不符合正态分布;对8种Wx基因组合类型的主要农艺性状分析表明,8种Wx基因组合类型之间,初花期、株高和穗粒数3个性状没有显著差异,但Wx-A1突变型和全缺失突变型的穗长、Wx-A1突变类型的每穗小穗数和千粒重低于其他类型,达显著水平。Wx-A1突变型的株高、穗长、每穗小穗数、穗粒数和千粒重均低于其他7种类型,而在这7种类型之间的初花期、株高、穗长、每穗小穗数、穗粒数和干粒重没有显著差异(类型8的穗长除外)。说明Wx基因的突变并不伴随不良的农艺性状,育种家可以利用各种Wx基因突变而不会带来产量的下降。 3RIL群体中Wx基因突变体的淀粉特性小麦Wx基因突变导致所编码的Wx蛋白亚基的缺失。淀粉特性研究表明,不同WX蛋白缺失显著影响小麦的直链淀粉含量、膨胀势、淀粉糊化特性和淀粉凝胶的质构剖面分析(TPA)特性。 8种Wx蛋白亚基组合类型的直链淀粉含量从大到小依次为:野生型>单缺失类型>双缺失类型>全缺失类型,单缺失类型中,直链淀粉含量从大到小依次为:Wx-D1缺失型大于Wx-A1缺失型,Wx-B1缺失型的直链淀粉含量下降程度最大,说明不同Wx基因位点突变对直链淀粉合成的影响不同,揭示出Wx基因3个位点控制直链淀粉合成的效应大小依次为Wx-B1>Wx-A1>Wx-D1。 8种Wx蛋白亚基组合类型中,随着直链淀粉含量的降低,膨胀势逐渐增加。不同缺失类型淀粉糊化特性存在显著差异,Wx蛋白全缺失型即糯小麦的峰值黏度和稀澥值较高,其低谷黏度、最终黏度和反弹值相对较低,与其他缺失类型间差异达5%显著水平。同种Wx蛋白缺失类型内淀粉糊化参数的变异程度也存在差异,缺失Wx—B1亚基的类型糊化参数的变异程度较大。凝胶的TPA测试表明,随着直链淀粉含量的降低,淀粉凝胶的硬度、黏着性、弹性、胶着性和咀嚼性显著降低,而黏聚性和回复性显著升高。糯性淀粉凝胶的硬度、黏着性、胶着性和咀嚼性、弹性低,而黏聚性和回复性高,与其他类型(Wx-B1和Wx-D1缺失型除外)之间的差异达5%显著水平。 直链淀粉含量与淀粉糊化特性的低谷黏度、最终黏度、反弹值、峰值时间和糊化温度之间正相关达11%显著水平(r=0.614~0.757);与峰值黏度、稀澥值呈1%水平负相关(r=-0.649,r=-0.795);直链淀粉含量与凝胶TPA参数的黏聚性、回复性呈极显著负相关(r=-0.400,r=-0.668),与凝胶的硬度、黏着性、弹性、胶着性和咀嚼性呈极显著正相关(r=0.491~0.873)。淀粉糊化特性与凝胶TPA特性的参数之间存在显著或极显著相关,说明Wx基因突变导致直链淀粉含量的变化,不仅引起淀粉糊化特性的改变,而且显著影响淀粉凝胶的结构特性。 4 RIL群体中Wx基因突变体的面团流变学特性8种Wx蛋白亚基组合类型的面团揉混特性和拉伸特性测试表明,不同Wx蛋白缺失类型的揉混参数和拉伸特性参数变异程度较大,面团的揉混性状和拉伸特性与Wx蛋白亚基缺失无明显相关。 5 RIL群体中Wx基因突变体的面条品质Wx蛋白缺失对面条品质有显著影响。Wx蛋白全缺失类型生面条的硬度和坚实度大于其他类型,放置48小时后,生面条硬度、坚实度增加的幅度也大于其他类型。煮熟面条的TPA测试表明,正常类型的面条硬度大,黏着性、胶着性和咀嚼性高,但弹性、黏聚性和回复性低;全缺失突变型即糯小麦面条较软,黏着性、胶着性和咀嚼性低,但弹性、黏聚性和回复性高;缺失1个或者2个Wx蛋白亚基类型面条的TPA结构参数介于正常类型和糯小麦中间。8种Wx蛋白缺失类型的煮熟面条感官品质评价表明,Wx-B1缺失型的直链淀粉含量略低于野生型和其他单缺失类型,面条总评分最高;全缺失突变型面条品质较差,其感官评价各项分值及总评分均低于其他类型。 总体上看,随着Wx蛋白亚基的缺失,膨胀势、峰值粘度升高,直链淀粉含量下降,面条评分呈现升高的趋势,面条评分与膨胀势、峰值粘度成正相关,与直链淀粉含量成负相关,但这种相关性仅在一定范围内存在。当Wx蛋白亚基缺失数目增加,膨胀势、峰值粘度继续升高,直链淀粉含量继续下降时,面条评分反而下降,说明面条品质对淀粉理化特性的要求均有一合适的范围,并非越高越好。 对RIL群体中面条品质的逐步回归分析和通径分析表明,大多数品质指标对面条品质均是直接影响大于间接影响,但都存在间接作用,说明这些性状间存在着相互关系。6不同Wx蛋白亚基缺失小麦材料的籽粒性状和面团流变学特性6种不同Wx蛋白亚基缺失小麦材料的籽粒性状研究表明,糯小麦的硬度和直链淀粉含量与普通小麦济麦19相比显著降低,缺失1个或2个Waxy蛋白亚基的部分糯小麦的直链淀粉含量比济麦19有不同程度的降低。面团的粉质特性、揉混特性、拉伸特性和粘度特性结果表明,糯小麦的吸水率高,面团流变学特性差,面团强度差,筋力弱,但延伸性好,面团的粘度、黏聚性高;Sturdy(缺失Wx-A1)、Satanta(缺失Wx-B1)、IKE(缺失Wx-A1和Wx-B1)3个部分糯麦品系的面团流变学特性优于普通小麦和糯小麦,面团强度高,筋力大,但延伸性差,面团的粘度、黏聚性低:缺失Wx-D1亚基的江苏白火麦,面团流变学特性低于本试验中其他的部分糯小麦材料,面团的面筋特性较差。
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