论文部分内容阅读
甜糯玉米和糯玉米是我国鲜食玉米的主要类型,因其优良的食味品质和口感,深受消费者喜爱,需求量日益增加,但是赖氨酸含量偏低,营养价值不全面。为提高甜糯玉米和糯玉米的赖氨酸含量,改进营养品质,创制新材料应用于玉米品质育种,本研究选用一个高赖氨酸糯玉米自交系WR1-1(o2o16)为供体亲本,甜糯玉米自交系WT1791和糯玉米自交系京糯6为轮回亲本,构建回交T群体(WR1-1/WT1791//WT1791)和N群体(WR1-1/京糯6//京糯6)。利用分子标记辅助选择技术,对分离世代单株进行靶基因选择,再结合植株田间表现,选择综合性状优良的单株,自交加代,对获得的创新材料进行遗传背景分析,结合赖氨酸及其相关品质分析,创制了不同隐性突变基因聚合类型的材料,为玉米品质育种提供材料支撑。主要研究结果如下:1、利用分子标记辅助选择技术与常规育种结合,成功创制不同类型的特用玉米育种新材料28份。其中,构建的T群体筛选获得不同类型的高赖氨酸甜糯玉米材料13份,分别为o2o16wxsh2基因2份,o2wxsh2基因6份,o16wxsh2基因5份;构建的N群体筛选获得不同类型的高赖氨酸糯玉米材料15份,分别为o2o16wx基因4份,o2wxsh2基因5份,o16wxsh2基因6份。2、基于440对SSR引物,筛选出亲本间具有良好多态性的105个SSR标记,对T群体筛选获得的13份材料(T1~T13)进行遗传背景分析,背景恢复率介于78.09%~87.62%,平均背景恢复率为82.31%,比理论值高7.31%;o2基因所在的7号染色体的遗传背景恢复率介于61.5%~95.8%,o16基因所在的8号染色体的遗传背景恢复率介于66.7%~100%。筛选出亲本间具有良好多态性的104个SSR标记,对N群体筛选获得的15份材料(N1~N15)进行遗传背景分析,遗传背景恢复率介于76.21%~85.57%,平均背景恢复率为81.40%,比理论值高6.40%;o2基因所在的7号染色体的遗传背景恢复率介于61.1%~100%,o16基因所在的8号染色体的遗传背景恢复率介于61.8%~88.2%。3、对T群体筛选获得的13份材料(T1~T13)进行品质分析。17种氨基酸含量分析结果表明,2份o2o16wxsh2基因材料(T1和T2)和6份o2wxsh2基因材料(T3~T8)与轮回亲本WT1791相比,天冬氨酸(Asp)、甘氨酸(Gly)、缬氨酸(Val)、组氨酸(His)、赖氨酸(Lys)和精氨酸(Arg)6种氨基酸均显著增加,其中T1和T2赖氨酸(Lys)含量均为0.92%,提高76.92%;T3~T8赖氨酸(Lys)平均含量为0.78%,提高50.00%,增幅为48.00%~54.50%,最高为T6和T8,均高达0.80%。5份o16wxsh2基因材料(T9~T13),其中T9、T11和T13赖氨酸(Lys)含量分别为0.59%、0.55%和0.64%,与轮回亲本WT1791相比,分别提高14.76%、6.18%和22.74%,表明o2和o16基因渗入能提高甜糯玉米赖氨酸含量。对葡糖糖、果糖和蔗糖含量分析结果表明,与轮回亲本WT1791相比,其中T1葡糖糖、果糖和蔗糖分别提高12.0%、12.5%和9.2%,T4葡糖糖、果糖和蔗糖分别为提高21.8%、28.1%和11.4%;T3葡萄糖和果糖分别提高18.8%和18.8%,T5葡萄糖和果糖分别提高12.8%和9.4%;T11葡萄糖和蔗糖含量分别提高18.2%和10.1%。4、对N群体筛选获得的15份材料(N1~N15)进行品质分析。17种氨基酸含量分析结果表明,4份o2o16wx基因材料(N1~N4)与轮回亲本京糯6相比,天冬氨酸(Asp)、甘氨酸(Gly)、赖氨酸(Lys)和精氨酸(Arg)4种氨基酸显著增加,赖氨酸(Lys)平均含量为0.46%,提高53.33%,增幅为48.77%~63.87%,最高为N4,高达0.49%;5份o2wx基因材料(N5~N9)与轮回亲本京糯6相比,天冬氨酸(Asp)、甘氨酸(Gly)、组氨酸(His)、赖氨酸(Lys)和精氨酸(Arg)5种氨基酸显著增加,赖氨酸(Lys)平均含量为0.41%,提高36.67%,增幅为30.57%~48.27%,最高是N7,高达0.44%;5份o16wx基因材料(N10~N15)与轮回亲本京糯6相比,丝氨酸(Ser)和(甲硫氨酸)Met 2种氨基酸显著增加,表明糯玉米受o2基因调控作用明显,o2和o16基因同时渗入能进一步提高赖氨酸含量。对淀粉、总蛋白和油分含量分析结果表明,N1~N15支链淀粉/总淀粉介于97.65%~98.80%,均达到国家规定的糯质标准(95%);总蛋白含量与轮回亲本京糯6(11.26%)相比,其中N6、N14和N15分别提高2.8%、2.2%和5.6%;油分含量介于2.65%~3.43%,与轮回亲本京糯6(2.43%)相比均显著增加。