张永鑫[1]2004年在《籽粒富锌基因型水稻的农艺特性和遗传效应研究》文中指出水稻籽粒锌含量存在广泛的基因型差异，通过植物育种途径筛选培育籽粒富锌品种以改善人类锌营养是科学可行的。但水稻的锌营养品质方面相关的研究刚刚开展，关于稻米中锌积累机制和锌的生物有效性的研究并不多见，而有关籽粒富锌水稻基因型的筛选指标和籽粒富锌特性的遗传特性研究则更是少见。本试验选用籽粒锌含量有差异的不同水稻基因型品种，研究了不同水稻基因型品种苗期农艺性状在不同锌浓度下的变化，叶面施锌对各水稻基因型的不同影响，通过双列杂交探索了水稻籽粒锌含量的遗传特性，同时对影响锌生物有效性的植酸含量在不同水稻基因型间的差异也进行了比较，并进行了遗传分析。现将主要结果总结如下： 1．不同水稻基因型在不同锌浓度下根系形态变化差异显着。锌浓度从40μmol／L降低到10μmol／L时，籽粒低锌基因型水稻品种浙921增加根数的反应比籽粒富锌基因型BY更迅速、幅度更大；BY根长显着减小，浙921却出现显着增大，两基因型差异明显。浙921随着锌浓度的降低而增加根冠比，BY在锌浓度从40μmol／L降到10μmol／L时，开始根冠比下降，之后根冠比才增加。在10μmol／L锌浓度下，BY秧苗的锌含量比浙921高出20％以上。说明籽粒富锌品种根系吸收锌的效率更高，在低锌浓度下有更有效的生理吸收机制，而不是体现在根的形态上的改变。根数、根长、根冠比可以作为籽粒富锌基因型的筛选指标。 2．降低锌离子浓度会促进水稻秧苗株高生长，干重积累。锌浓度过低时，是在处理初期有短暂促进作用，随后迅速下降。锌浓度从40μmol／L降到10μmol／L时促进作用保持时间较长。但籽粒富锌基因型和籽粒低锌基因型差异不大。 3．水稻籽粒各部分的含锌量有显着差异，以糙米锌含量为最高，其次是精米，而以谷壳中含量为最低，说明籽粒中的果皮、种皮和糊粉层含锌量较高；叶面施锌肥可显着提高籽粒锌含量，但籽粒低锌水稻品种的糙米、精米锌含量因叶面施锌而提高的潜力比籽粒富锌水稻基因型品种大。摘要 4.通过叶面施锌可以增加籽粒干物质的积累，使千粒重增大。但对于不同的基因型品种效果并不相同。 5.水稻籽粒含锌量除受遗传控制外，受环境影响较大，环境与基因型间存在明显的互作，使不同年份种植的同一水稻基因型稻谷锌含量有大幅度的变化。但籽粒富锌基因型的高锌特性在不同环境中都能表达。 6.大量元素和微量元素在种子中含量的遗传变异受控制的方式是不相同的，大量元素含量的变异受到较多遗传效应的控制，而控制微量元素含量变异的遗传效应相对较少。锌虽然是微量元素，但其表现型变异与大量元素的相似，大部分是由遗传效应引起的。籽粒锌含量主要受非加性效应的影响，几乎没有加性效应的存在。 7.水稻植酸含量存在显着的基因型差异，受母体植株及种子中遗传体系的共同控制，其中种子直接显性遗传效应占主导地位，其次是母体显性和加性效应。
高小宽[2]2008年在《玉米不同基因型籽粒锌、铁含量遗传差异的研究》文中认为本研究选用100份目前生产上使用的骨干自交系、改良系和农家种质材料,进行籽粒锌、铁含量的差异性分析,从中筛选锌、铁含量有显着差异的7个自交系,按自交、完全双列杂交和回交组配后代组合进行玉米籽粒锌和铁含量的配合力、遗传方差、遗传效应值预测、遗传相关、遗传率等分析。结果表明:(1)100份玉米自交系籽粒锌、铁、植酸含量存在很大的遗传变异,锌、铁、植酸含量的变化范围依次是7.20-43.20mg/kg、12.00-53.20mg/kg、0.47-0.94mg/g,原黄81和S0073分别是锌、铁含量较高的自交系,而H019是植酸含量较低的自交系。自交系自330是富锌、铁低植酸的材料。(2)7个亲本中,锌含量最高的是亲本178(23.75mg/kg),铁含量最高的是亲本自330(27.75mg/kg);42个杂交组合中,锌含量最高的是自330×鲁原92(24.75mg/kg),铁含量最高的是自330×郑58(27.00mg/kg)。(3)自交系178和自330籽粒锌和铁含量一般配合力效应值显着高于其它自交系,是比较理想的富集锌和铁的亲本。遗传参数分析表明,籽粒锌、铁含量以非加性方差为主。(4)2005、2006和2007年7个自交系锌和铁含量的变异分析表明,不同自交系籽粒锌、铁含量在年度间的稳定性不同,其中自交系丹340籽粒锌、铁含量较高并稳定性好。(5)籽粒性状的遗传方差分析表明,籽粒锌、铁含量及籽粒粒型性状的遗传同时受种子胚效应、胚乳效应和母体效应的影响,并以母体效应为主,且除铁含量以母体加性方差为主外其余性状均以母体显性方差为主;细胞质基因对铁含量、粒宽和百粒重有极显着的影响。籽粒性状遗传相关分析表明选择短、窄粒且粒重较小的籽粒作为母本有利于选到后代富锌组合,选择母体长、扁、粒重较大的籽粒作为母本有利于选到后代富铁组合。(6)籽粒性状遗传效应预测分析表明,鲁原92作为母本较易选到杂种后代富锌组合;178、鲁原92作为母本较易选到杂种后代富铁材料。
张现伟[3]2009年在《水稻籽粒硒、锌含量的QTL定位及遗传效应分析》文中研究说明微量营养元素失衡已成为影响人类健康的最重要因素之一,给个人和国家及整个社会医疗体系带来沉重的负担。硒、锌是动植物和人体中不可缺少的微量元素,开展富硒或富锌水稻的遗传育种,被认为是克服当前微量营养元素Se、Zn失衡的最经济和有效途径之一,对防治疾病、增进健康和延缓衰老具有重要的意义,因此急需要加强对控制籽粒高Se、Zn含量基因的鉴定和研究。籽粒硒、锌含量的QTL定位和遗传分析对研究富硒、锌水稻的遗传育种具有重要的意义。本研究以水稻亲本奉新红米和明恢100杂交的145个株系的F2群体为试验材料,利用92个SSR标记对水稻籽粒硒、锌含量进行了QTL定位分析,其研究结果如下:①籽粒Se含量在F2群体中呈现多峰偏态连续分布,说明是籽粒硒含量是由少数主效基因控制的数量性状;群体籽粒锌含量呈现接近正态的单峰连续分布,说明锌含量是由多基因控制的数量性状。②利用复合区间作图法,构建了一张含有92个SSR标记的遗传连锁图谱,覆盖水稻基因组约总长2187.5cM,标记间平均距离23.7 cM,占水稻基因组的49.2%。③共检测到6个水稻籽粒硒的QTLs,位于第2、3、5、6、7染色体上,对表型变异的贡献率在4.10%～12.74%之间,其中位于第3染色体的分子标记rm7和rm251之间的qSe3对表型变异的贡献率最大,为12.74%,其增效等基因来自亲本奉新红米,表现为显性效应。6个QTLs的联合贡献率为42.19%,具有基因累加效应。④共检测到水稻锌含量相关的QTL 3个,分布于第3、6、11染色体上,对表型变异的贡献率分别为4.97%、12.75%、7.74%,3个QTLs的联合贡献率为25.46%。其中位于第3染色体的分子标记rm186和rm168之间的qZn3对表型变异的贡献率最大,其增效等基因来自亲本明恢100,表现为部分显性。
张明艳[4]2017年在《不同基因型小麦锌强化效应研究》文中指出锌(zinc,Zn)是生命有机体所必需的微量元素之一,全球有超过30%的人口锌缺乏,缺锌导致的营养失调严重危害人体健康,而人们所需要的Zn等营养元素主要是通过食物链摄取。小麦作为世界上近40%人口的主食,因其种植区域土壤中可利用锌含量偏低或品种吸收锌效率偏低,而导致籽粒中Zn元素含量偏低,不能满足最低推荐摄入量40mg kg-1的国际标准。因此,对小麦进行Zn强化研究以提高其籽粒Zn等元素含量已被农学家和营养学家所关注。前人对Zn强化做了许多研究,大多报道是以少数小麦品种作为研究对象根施或叶面喷施Zn肥,研究Zn在不同组分的分布、对小麦品质和理化指标的影响,由于样本量的局限性,得出的研究结果不完全一致,尤其对Zn强化潜力、施Zn对其它同价矿质营养元素在小麦组分中的分配和积累、加工品质(如面粉糊化特性)、营养品质(如蛋白质含量等)等指标的影响进行综合评价的研究报道鲜见。本研究选用104个小麦品种在两年度进行锌强化的基因型差异研究,分析了基施Zn条件下不同品种的Zn含量及与其关联的SNP位点,为Zn的生物强化和标记辅助选择提供依据;从中选出40个品种进行Zn喷施强化效应研究,分析了不同品种Zn及Ca、Fe、Mg、Cu、Mn五种同价矿质元素、小麦品质指标、小麦叶片生理特性对Zn强化的响应;进一步选取Zn含量高、中、低叁种类型共10个品种,分析不同Zn强化时期和强化浓度对Zn及五种同价矿质元素在小麦地上部不同器官中含量的影响。研究结果表明:1.参试的104个小麦品种籽粒中Zn元素含量存在显着的基因型差异,在自然条件下,绝大部分品种籽粒中Zn元素含量低于小麦籽粒全锌推荐含量40-60mgkg-1,变幅为20.17mg kg-1-55.44 mg kg-1,Zn强化后变幅为25.49mg kg-1-63.83mg kg-1。2.不同品种小麦叶面喷施Zn肥后,籽粒中Zn元素的含量均有显着增加,增幅因品种而异,有70%的品种籽粒中Zn含量提高到50mg kg-1以上,37.5%的品种Zn含量>60.5mg kg-1,且增幅不受籽粒中本底含量的影响。叶面喷施Zn对籽粒同价矿质元素的吸收产生协同或拮抗效应,总体上降低了籽粒中Fe和Ca的平均含量,增加了Mg和Mn的平均含量,而Cu的平均含量Zn处理前后基本保持不变,但不同小麦品种对Zn强化的响应存在基因型差异,就Fe和Ca两种有益元素而言,Zn处理后40个品种中有22个品种籽粒Fe含量较对照有所下降,18个品种籽粒Fe含量有所上升;26个品种籽粒Ca含量较对照有所下降,14个品种的籽粒Ca含量有所上升。扬麦2号、扬麦4号、扬麦6号和Bobwhite施Zn处理后,籽粒中Zn、Fe、Ca、Mg、Cu、Mn六种元素含量都有所上升,因此是比较理想的强化载体品种;Wheaton、HFZ、扬麦1号、扬麦5号、扬麦10号、黑小麦、6209和鲁麦21施Zn处理后,Zn、Fe、Ca、Mg、Cu、Mn六种元素中有5种元素含量有所上升,这类品种也具有较好的强化潜力。3.基施Zn后籽粒Zn含量(对照、处理、处理-对照)与全基因组SNP标记关联分析结果表明,4A、5A、6A、7A、2B、3B、4B、7B和4D染色体上均有重现性好的显着关联标记,这些标记对表型的贡献率介于7.3%-15.7%,其中位于3B和7B染色体携带新的Zn含量主效QTL位点,且7B染色体上携带的有利变异对Zn含量增效效应较大。4.不同小麦品种面粉、麸皮中矿质元素含量存在显着的基因型差异。Zn、Ca、Fe、Mg、Cu、Mn六种元素含量均为麸皮>面粉。麸皮中元素的平均含量是面粉中的3-19倍,其中Mg在麸皮中的含量是面粉中的19倍,Fe在麸皮中的含量是面粉中的近3倍。按绝对含量计算面粉中不同元素含量的总趋势为:Ca>Mg>Fe>Zn>Mn>Cu,麸皮中总趋势为:Mg>Ca>Fe>Mn>Zn>Cu;Zn强化后不同元素在各组分中对Zn的响应因品种而异,但所有品种面粉Zn含量均有所上升,Ca、Fe、Cu、Mn、Mg含量变化因品种而异。按面粉/麸皮元素含量比,Ca、Fe、Mg、Cu、Mn 分别为 0.61、0.68、0.16、0.43 和 0.14。Bobwhite和漯珍1号面粉中Zn、Ca、Fe、Cu元素含量都较高,紫麦1号面粉中Mg、Cu、Mn含量较高,Chokwang面粉中含有较高的Mn和Fe,荆州D402面粉中Mg、Cu、Fe含量较高。紫麦1号、漯珍1号和黑小麦叁个有色小麦面粉和麸皮中六种元素含量都超过所有品种的平均值。5.叶面喷施Zn肥对小麦面粉的RVA特性有显着或极显着影响。Zn处理与对照相比在峰值粘度、衰减度、最低粘度、最终粘度和回生值5个指标有显着或极显着差异,表明Zn处理可能会改变小麦的食品加工特性。Zn处理后D402、扬麦6号、扬麦20的峰值粘度和衰减度都有所增加。蛋白质和淀粉含量在品种间存在显着差异,施Zn后籽粒蛋白质含量总体有所增加,并达到显着水平,不同品种蛋白质含量对Zn强化的响应不同,其中上升幅度较大的有Wheaton、HFZ、扬麦4号、扬麦5号、扬麦6号和Chokwang。叶面施Zn对淀粉含量改变总体不显着。湿面筋含量对Zn处理的响应因品种而异,HFZ和Bobwhite对照和Zn处理湿面筋含量均位于前两位,HFZ也是Zn处理后湿面筋含量增幅最大的品种。6.不同小麦品种茎、叶、籽粒和颖壳穗轴中Zn、Ca、Fe、Cu、Mg、Mn六种元素含量存在极显着差异。不同时期、不同浓度喷施Zn肥后Zn元素含量在处理间达到显着或极显着差异;品种-时期-浓度互作效应显着。Zn处理影响或显着影响元素在各器官中的含量,扬花期和花后10天喷施不同浓度Zn肥,各器官中的Zn含量与对照相比均有显着增加,但增幅与喷施浓度并不呈线性关系,花后10天喷施较扬花期喷施增幅大。对照(CK)和低浓度Zn处理,Zn含量为:叶>颖壳穗轴>籽粒>茎,高浓度Zn处理为叶>颖壳穗轴>茎>籽粒。随着Zn处理浓度的增高,叶/粒、颖壳穗轴/粒和茎/粒Zn含量比也随之增大,更多Zn元素留在叶、颖壳穗轴和茎中,但相对含量因品种而异,其中Bobwhite、HFZ、Chokwang、合选198籽粒绝对含量较高且叶/粒、颖壳穗轴/粒和茎/粒总体较小。扬花期喷施对颖壳穗轴、茎中Ca含量影响高于或显着高于花后10天喷施;喷施Zn肥总体降低了叶中Ca含量,但能够增加籽粒中Ca含量。不同时期Zn处理降低或显着降低颖壳穗轴、叶和籽粒中的Fe含量。扬花期和花后10天喷施均显着降低颖壳穗轴中的Mg含量,尤其花后10天处理降幅更大;花后10天0.3%Zn处理增加了叶中Mg含量;扬花期和花后10天喷施不同浓度Zn肥均能显着增加籽粒中的Mg含量,尤其是扬花期0.5%Zn处理。扬花期和花后10天喷施Zn肥降低了颖壳穗轴的Cu含量,花后10天喷施显着降低茎中Cu含量,而扬花期喷施增加或显着增加茎中Cu含量,但浓度间无显着差异;扬花期喷施能够增加或显着增加叶片中Cu含量,而花后10天处理则显着降低叶片中Cu含量,两个时期的不同Zn处理能够增加或显着增加籽粒中Cu含量。两个时期不同Zn浓度处理均降低或显着降低地上部器官的Mn含量,降幅因时期-浓度组合而异。表明外源Zn处理能改变其他五种同价元素在不同器官中的含量,总体上有利于促进Ca、Mg、Cu从茎、叶向籽粒运输,Fe和Mn向根部运输,但具体响应因品种而异。7.不同品种小麦叶片SPAD值存在极显着差异。施Zn对叶片SPAD值没有显着影响籽粒Zn含量与剑叶SPAD值无显着相关性。施Zn后不同品种的SOD和CAT酶活性略有下降,而POD活性略有上升,但对SOD、POD、CAT酶活性总体影响未达到显着水平。以上结果表明,Zn农艺强化能极显着增加籽粒中Zn含量,也可改变面粉的糊化特性、蛋白质含量等品质指标,因此进行Zn强化时,需要综合考虑Zn强化对小麦籽粒中其它矿质元素、面粉糊化特性、蛋白质含量等方面的影响。试验的品种数和品种代表性广泛,并结合与Zn含量关联的标记位点及增效等位变异,则有利于筛选出适宜Zn强化的品种,实现提高Zn等矿质营养并满足特定食品加工的需求。
周金凤[5]2010年在《玉米子粒锌、铁及植酸含量的QTL定位与分析》文中指出提高主要农作物品种收获物中微量养分含量以解决国际性微量营养缺乏的问题是目前国内外作物遗传育种研究的热点。玉米是我国重要的粮食、饲料和经济作物,增加玉米子粒中锌、铁等微量养分绝对含量、提高饮食或饲料利用效率对于发展经济、促进人民健康尤为重要。为此,本研究选择了在叁个不同遗传背景下构建的定位群体(DH系、RIL系和F2分离群体)在正常田间管理条件或不同供氮水平下,连续两年对与锌、铁等微量营养元素及植酸含量有关的QTL进行定位和分析;以期了解与这些性状有关的QTL数目、贡献率以及在染色体上的位置,揭示其遗传规律,为进一步开展富锌、铁和低植酸玉米新品种的选育和分子标记辅助选择育种提供依据。研究结果表明:1.在DH群体A中检测到了9个与子粒锌、铁及植酸含量有关的QTL,可解释的遗传变异范围为9.41%~65.61%;其中,2007年检测到了6个、2008年3个,两年没有检测到相同的QTL位点。在DH群体B中两年检测到17个QTL位点,2007年检测到12个QTL,2008年5个QTL,分布于除第5染色体以外的其余9条染色体上。两年均在第3染色体的p-umc1399-p-bnlg1605区段内检测到了1个控制锌含量的位点。2.分析184份由478和武312为亲本构建的F2:7和F2:8重组自交系在2006年、2007年对不供氮(N0:0 kg N/hm2)和正常供氮(N180:180 kg N/hm2)处理的响应,发现适量供氮可以降低玉米子粒中植酸的含量。3.对不供氮(N0:0 kg N/hm2)和正常供氮(N180:180 kg N/hm2)条件下478与武312为亲本所构建的重组自交系群体,采用复合区间作图法检测到与子粒植酸含量有关的数量位点18个,分布于玉米的7条染色体上。其中,2006年在正常供氮(N180:180 kg N/hm2)条件下检测到4个,不供氮(N0:0 kg N/hm2)条件下检测到4个,两种处理条件下检测到相同的QTL 1个,位于第6染色体的umc2162-umc2165区段间;2007年在正常供氮(N180:180 kg N/hm2)条件下检测到9个,不供氮(N0:0 kg N/hm2)条件下检测到1个。两年不供氮条件下检测到相同的QTL 1个,位于第6染色体的bnlg1732-umc2162区段间。4.对以高锌178和低锌P53组建的F2分离群体进行锌、铁含量分析及QTL定位,检测到控制锌含量的位点位于第2、2、5和第10染色体上,可解释的遗传变异为6.29%、5.85%、17.57%和7.10%;控制铁含量的位点位于第5染色体上,贡献率为16.89%。5.比较叁个定位群体的定位结果并与公共玉米基因图谱对比发现,在公共基因图谱第2染色体p-bnlg1520-bnlg198区段内可能存在控制锌含量的位点、bnlg198-umc1252区段可能包含控制铁含量位点、在第1染色体的p-phi227562-bnlg2238区段间、第2染色体的p-bnlg1520-bnlg198区段间和第5染色体的p-umc1587-p-bnlg389区段间可能包含有控制植酸含量的位点。这一结果为进一步开展玉米子粒锌、铁及植酸含量精细定位及相关基因的克隆提供了依据。
参考文献：
[1]. 籽粒富锌基因型水稻的农艺特性和遗传效应研究[D]. 张永鑫. 浙江大学. 2004
[2]. 玉米不同基因型籽粒锌、铁含量遗传差异的研究[D]. 高小宽. 河北农业大学. 2008
[3]. 水稻籽粒硒、锌含量的QTL定位及遗传效应分析[D]. 张现伟. 重庆大学. 2009
[4]. 不同基因型小麦锌强化效应研究[D]. 张明艳. 扬州大学. 2017
[5]. 玉米子粒锌、铁及植酸含量的QTL定位与分析[D]. 周金凤. 河北农业大学. 2010