谷子农艺性状和蒸煮品质与gbss1基因等位变异分析

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1、分类号S515学校代码10129UDC633学号2010202024谷子农艺性状和蒸煮品质与GBSS1基因等位变异分析AnalysisonAgronomicTraitsandCookingQualitiesAssociatedwithAllelicVariationsofGBSS1inFoxtailMillets申请人：陈晓敏学科门类：农学学科专业：作物遗传育种研究方向：作物品质育种指导教师：郭世华教授杨自力副教授论文提交日期：二〇一三年六月摘要Waxy（GBSS1）基因编码直链淀粉的合成，其碱基插入或缺失使编码的氨基酸序列改变，胚乳

2、直链淀粉含量低，支链淀粉含量较高，甚至全为支链淀粉，使谷子表现为糯质。本文以引进的88份谷子品种（系）为材料，对GBSS1基因插入突变和exon2-exon4区间序列变异，以及其中53份材料的农艺性状和蒸煮品质进行分析，为中国谷子Waxy基因等位变异、蒸煮食味品质与分子育种研究奠定基础。主要结果如下：（1）农艺性状的变异幅度为10.13%-36.08%，其中穗粒重的变异幅度最大（变异系数为36.08%，下同），株高的变异幅度最小（10.13%）。株高与穗长、节数呈极显著正相关，与叶片数、穗下节间长呈显著正相关，但与穗粒重呈显著负相关。

3、采用类平均法，在欧式距离4.0281，将供试材料聚为九大类群。第一类群的株高最大，节数、叶片数较多，但产量组合较低；第八（赤10-224）和第九（公矮5号）类群的穗重、穗粒重和千粒重较高。（2）丰谷12等15份材料的糊化温度为70-74℃（碱消值在4-5），频率为28.3%。赤谷10号、利谷21等29份材料（频率54.7%）的胶稠度大于115cm。非糯、低直链淀粉和糯质类型频率分别为24.5%、60.4%和0，它们的直链淀粉含量分别为17.0%-31.9%、7.8%-16.0%和0-3.5%。（3）引物ex1/ex2、M5/R7、M7

4、/R10、M2/R4、M4/R5和M8/R9分别在8、85、14、32、22和68份材料中扩增出1000bp、800bp、500bp、1000bp、700bp和300bp的片段。引物ex2int2/ex4r分别在8、10、9、19和29份材料中扩增出800bp、2000bp、3000bp、800/2000bp和1800/3000bp的片段；引物M1/R3在5份材料只扩增出3000bp的特异带，在19份材料同时扩增出1800bp和3000bp的谱带；引物M5/R9在28份材料中同时扩增出1000bp和1500bp的谱带，在19份材料中只

5、出现1500bp的谱带。（4）exon2-exon4区间序列比对表明，大红谷在第10、11碱基处均有CT插入，白沙在第13、14和15碱基处分别有T、GG和GG插入，在第255碱基处G替换为A；赤谷四号和赤谷五号两个粳谷品种在13、14、15均无插入，也没有替换。利谷21在第15碱基检测到G的插入，在17-24碱基处GGCACAGC突变为C-ACAGCA。黔南农家种和猫爪粘均在第347、348和350碱基处出现碱基替换，依次分别由C替换为G，T替换为G和G替换为A。（5）按exon2-exon4区间的序列变异，以阈值为70将53份材料

6、聚为九大类。其中第一类最多有24份，其次为第五类有10份。关键词：谷子；农艺性状；蒸煮品质；GBSS1基因AnalysisonAgronomicTraitsandCookingQualitiesAssociatedwithAllelicVariationsofGBSS1inFoxtailMilletsAbstractWaxy（GBSS1）genescodeamylosesynthesis,theirinsertedordeletedbasechangetheaminoacidsequence,decreaseamylaseconten

7、tinendosperm,andincreasethecontentofamylopectin,whichmakefoxtailmilletwaxytypes.Eighty-eightmilletcultivarsandlineswereusedforanalysisoninsertmutationsandexon2-exon4sequencevariationsofGBSS1,fifty-threeofthemwereusedforagronomictraitsandcookingqualityanalysis.Itwilllayt

8、hefoundationforwaxyallelicvariations,cookingandeatingqualities,andthemolecularbreedinginChinesemillet.Mainresu