低植酸玉米自交系筛选与遗传地研究

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1、摘要植酸，又称为肌醇-六磷酸，是禾谷类作物种子中磷的主要贮存形式，植酸磷占2+3++2+种子中总磷的60~80%，由于它容易与Zn、Fe、K、Ca等金属离子鳌合，使得植酸及植酸盐实际上不被人和非反刍动物吸收。同时，植酸还会影响蛋白、淀粉和脂肪等的吸收利用。因此，植酸普遍被认为是禾谷类作物籽粒中重要的抗营养成分和造成环境、水体磷富集营养化的重要原因之一。近年来，低植酸含量的作物种质创新及新品种选育成为解决相关问题的途径和热点。本试验选用来自于河北农业大学自选和外引的100份玉米自交系，进行低植酸（lowphyticacid,lpa）自交系的筛选；结合引进的玉米低植酸突变

2、体lpa241进行低植酸的遗传学研究；基于掌握的低植酸自交系进行回交改良，主要结果如下：1．采用钼酸铵显色法对100份玉米自交系进行植酸含量定性分析和鉴别，显色结果表明，在磷标样的五个浓度梯度下，大多数自交系材料表现为黄色，均小于0.15µg的磷浓度，每个材料所随机测定的8粒种子显色基本一致，而各供试材料在无机磷含量上存在较大的差异，表明在现有玉米材料中能筛选到高无机磷、低植酸含量的自交系。经过进一步显色测定发现，在所测定的100个自交系中，齐319、鲁原92、吉853三个自交系磷含量＞0.46µg的浓度值，齐319、鲁原92的显色最深（接近0.93µg），为筛选得到

3、的高无机磷、低植酸自交系。2．通过国标测植酸法对100份玉米自交系进行植酸含量定量分析和鉴别，各自交系的植酸含量平均值是7.603mg/g，最高值为10.645mg/g，最低值为5.078mg/g。含量值的差异说明在现有自交系中筛选低植酸自交系的可行性。并由此得到低植酸自交系材料8401。3．对于黑龙江农科院、中国种业集团（武汉）、西北农林科技大学、唐山市农科院、石家庄市农科院、张家口市农科院、河北农业大学七个来源的齐319、鲁原92、齐319×鲁原92、鲁原92×齐319进行植酸含量分析，结果表明齐319，鲁原92在各地区间植酸含量表现不太稳定，其组配后代的低植酸性

4、状部分出现分离，说明环境因素对植酸含量有一定影响。4．利用鲁原92、齐319、低植酸突变体L/lpa241对玉米生产中广泛应用的杂交种亲本自交系郑58、昌7-2、9058、浚92-8、X178、黄C、P53、农系110进行多代回交改良，并对其各世代籽粒植酸含量进行分析，得出部分植酸含量较低的改良系。5．齐319×L/lpa241、鲁原92×L/lpa241各组合中F1代种子钼酸铵显色呈高无机磷（HIP）性状分离，说明齐319与鲁原92低植酸控制基因可能呈隐性遗传，并可2能与L/lpa241基因等位。齐319×L/lpa241组合F2代群体植株致死率经χ测验符合3：1，

5、说明二者的低植酸控制基因可能为一对等位隐性基因。同时发现低植酸性状可能与粒形（L型，Lpa/lpa241籽粒粒形）有关。关键词：玉米；植酸；自交系；筛选；遗传分析IdentificationofmaizelowphyticaicdinbredlinesandstudyofitsgeneticsMastercandidate:MaleiMajor:CropgeneticandbreedingSupervisor:Prof.ChenJingtangAbstractPhyticacid(myo-inositol1,2,3,4,5,6-hexakisphosphate)ist

6、heprimarystorageformofphosphorus(P)incerealgrainsandphyticacidPaccountsfor60~80%oftotalPinthe2+3++2+cerealseeds.ItchelatesimportantmineralssuchasZn,Fe,KandCaandvirtuallyrendersthemindigestiblebyhumanandnon-ruminantanimals.Inaddition,phyticacidcanalsoaffecttheabsorptionbyhumansofprotein,

7、starchandfatutilization.Therefore,PAiscommonlyregardedasthemajoranti-nurtitionalcomponentincerealgrainsandcanresultinPpollution.Recently,germplasminnovationandbreedingoflowphyticacidcropshasopenedanewapproachtosettlenutritionalandenvironmentalissuesrelatedwithphyticacied.Therew