玉米自交系籽粒淀粉品質(zhì)性狀差異分析及淀粉去分支酶基因序列變異研究.pdf

1、玉米是生產(chǎn)淀粉最主要的作物之一，玉米淀粉在食品和工業(yè)中具有廣泛用途。近年來隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，人們對淀粉品質(zhì)的要求越來越高。改良淀粉品質(zhì)已成為玉米育種的重要課題之一。研究淀粉品質(zhì)性狀間的關(guān)系以及深入了解淀粉合成相關(guān)基因?qū)Φ矸燮焚|(zhì)的影響可為優(yōu)良品種的選育和淀粉品質(zhì)的遺傳改良提供一些參考。本研究以104份玉米自交系（包括67份普通玉米和37份糯玉米）為供試材料，對RVA糊化特性、淀粉熱力學(xué)特性（凝膠和回生特性）、總淀粉含量以

2、及支直比等淀粉品質(zhì)性狀進(jìn)行檢測，旨在全面了解不同玉米自交系之間淀粉品質(zhì)性狀的差異;同時選擇12份具有不同淀粉品質(zhì)性狀的玉米材料進(jìn)行4個去分支酶基因（ISA1、ISA2、ISA3、PUL）的測序，分析4個去分支酶基因的核苷酸序列變異，并基于PUL基因發(fā)展分子標(biāo)記，研究PUL基因序列變異對淀粉品質(zhì)性狀的影響，從而為玉米自交系淀粉品質(zhì)進(jìn)一步改良提供理論依據(jù)。主要研究結(jié)果如下：
　　⑴普通玉米自交系間和糯玉米自交系間在淀粉品質(zhì)性狀上均呈極

3、顯著差異。在普通玉米自交系籽粒淀粉品質(zhì)性狀中，回復(fù)值的變異系數(shù)最大，凝膠特征參數(shù)的峰值溫度最小;在糯玉米自交系籽粒淀粉品質(zhì)性狀中，回復(fù)值的變異系數(shù)也最大，凝膠特征參數(shù)中的終值溫度則最小?；诘矸劾砘匦裕ê匦院蜔崃W(xué)特性）對104份玉米自交系進(jìn)行聚類，可將自交系分為3類。第一類，全是糯玉米自交系，該類除了回復(fù)值、糊化時間以及糊化溫度明顯較低外，其余各特征值總體表現(xiàn)為較高;第二類，全是普通玉米自交系，該類總體表現(xiàn)為各特征值較低，明顯低

4、于第一類;第三類，主要是普通玉米自交系，也有少數(shù)糯玉米自交系，該類各特征值明顯低于前兩類，但其變異系數(shù)總體表現(xiàn)出很高。
　?、圃谄胀ㄓ衩谆蚺从衩鬃越幌底蚜５矸燮焚|(zhì)性狀間，除了總淀粉含量和支直比與糊化特性間未達(dá)到顯著相關(guān)外，其余淀粉品質(zhì)性狀間均存在一定相關(guān)關(guān)系。其中，普通玉米的總淀粉含量、支直比以及RVA糊化特性都與凝膠特性具有一定相關(guān)性。總淀粉含量與終值溫度，支直比與峰值溫度呈顯著正相關(guān);峰值黏度、谷值黏度、終值黏度、崩解值與終值

5、溫度極顯著負(fù)相關(guān)，與熱焓值顯著正相關(guān);糊化溫度與起始溫度、峰值溫度、終值溫度呈極顯著正相關(guān)。在糯玉米各性狀間，支直比與凝膠參數(shù)的起始溫度、峰值溫度、終值溫度呈顯著負(fù)相關(guān)，峰值黏度、崩解值與凝膠參數(shù)的熱焓值顯著正相關(guān)，回復(fù)值與回生特征參數(shù)的終值溫度極顯著正相關(guān)。
　?、菍?2份玉米自交系的4個淀粉去分支酶基因的序列分析發(fā)現(xiàn)，共檢測到多態(tài)性位點126個，包括SNP位點94個，InDel位點32個。核酸多樣性π值變幅為0.00006-0

6、.00273，0值變幅為0.00012-0.00333。4個基因的Tajima's D值測驗和Fu與Li的D*、F*測驗都未達(dá)顯著水平，說明未偏離中性進(jìn)化，沒有發(fā)生純化選擇。
　?、然?2份玉米材料的序列比對，開發(fā)了淀粉去分支酶基因PUL的4個分子標(biāo)記(L1、L2、L3、L4)。利用這些分子標(biāo)記對104份供試材料進(jìn)行了基因型檢測，并分析PUL基因多態(tài)性與淀粉品質(zhì)性狀的關(guān)系。結(jié)果表明:PUL基因標(biāo)記的遺傳多態(tài)性位點及其位點互作與3