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本实验论文针对稻米的加工和外观品质,分别从对稻米整精米率有重要影响的稻谷(米)裂纹和主要影响外观品质性状的稻米形状开展研究。通过反复实验,初步建立了针对裂纹发生的稻谷脱水和还潮处理步骤与方法,并以此对浙江省早稻品种(系)的裂纹进行观察、比较和分析;对1份特殊的细长粒籼型材料“P13”进行了粒形的遗传分析,并在遗传分析的基础上就该材料中控制粒长的主效QTL/基因进行了初步的分子定位。论文的主要研究结果为:
1.在分析稻谷吸湿性裂纹产生的各种影响因素后,反复摸索并建立了标准的、可操作性强的稻谷脱水及还潮处理步骤与方法。其要点是:在水稻灌浆至乳熟期及时收获,收获后以可控制的条件(烘箱)进行干燥,在43℃脱水至含水量12%时,再转到38℃脱水至含水量11%含水量时,分别取样进行高温高湿(温度30℃,湿度85%)还潮6小时,最后各取100粒观察以裂纹粒率对品种做出评判。以通过本实验建立的步骤与方法对早籼稻谷进行处理,能较客观地反映品种自身的裂纹发生特性,稻谷的抗裂纹特性可以按5个等级进行划分,抗裂纹的为Ⅰ级,易产生裂纹的为Ⅴ级。
2.利用上述建立的稻谷干燥(脱水)及还潮(吸湿)的稻谷裂纹发生的程序及步骤,对2007年浙江省“9410联品”的参试品种(系)、部分早籼及早粳育种亲本材料进行处理。结果显示,总计55份材料中裂纹粒率最高的可达73.0%(Ⅴ级),最低的仅0.5%(Ⅰ级),材料间的差异显著(P=4.23E-16<0.01);其中45份籼稻材料的平均裂纹粒率为34.19%,8份粳稻材料的平均裂纹粒率为55.44%,2份长粳材料的平均裂纹粒率为2.25%。相关分析表明,品种的抗裂性与粒形(长宽比)极显著相关(r=-0.493**),整精米率与裂纹发生的相关达显著水平(r=-0.389*)。
3.以长宽比达4.29的细长粒籼型材料“P13”为研究对象,与4份中、短粒形的材料日本晴(NPB)、密阳46(MY46)、Ⅱ-32和T461X配组,对亲本、F1、F2和F3世代稻米的粒形进行测量。结果表明:P13与不同粒形的材料杂交,4个组合的F1粒长均显著大于中亲值,显示出较强的显性度;2个组合P13/MY46、P13/NPB的F2的粒形分离呈正态分布;从组合P13/MY46的F2单株中,选择90个单株种成F3株系并进行粒形的测量,分析出F3株系的粒形有5种分离类型。P13的细长粒形有较为复杂的遗传构成,通过分离的F2群体、F3株系的粒形分析,推测其中控制粒形的主效QTLs/基因至少有3个。
4.利用P13/NPB组合的F2,选择分离群体中粒形的两个极端(长粒与短粒)的单株提取叶片DNA,利用分布在12条染色体上的115个SSR标记按找主基因的方法,找到了2个影响粒形的主效位点(OTLs/基因),它们分别位于水稻第3染色体SSR标记RM6959与RM3575之间(gs3(t))和第5染色体SSR标记RM6188和RM19011之间(gs5(t))。针对gs5(t),通过NPB的3次回交和分子标记选择(MAS),获得一个112个单株的BCaF2群体,其粒长分离基本符合1(短)∶2(中)∶1(长)。利用4个在两亲本间有多态的SSR标记,检测分离群体中的28个短粒单株的标记基因型,完成对gs5(t)的初步定位,连锁分析将gs5(t)基因进一步缩小到3.6cM的范围内,位于分子标记RM18933和RM18982之间。