谷子籽粒类黄酮含量和粒色的QTL定位

谷子(Setaria italica L.)是我国北方地区重要的粮食作物,籽粒营养丰富,且富含多种类黄酮物质,对生长发育和品质形成发挥着重要作用。目前谷子籽粒类黄酮合成及粒色形成相关调控机制研究较少。分析谷子类黄酮含量及粒色性状相关的QTL,为类黄酮合成关键基因的精细定位、克隆及功能研究奠定基础,同时,也为揭示谷子类黄酮合成及代谢机制和培育富含类黄酮谷子品种提供技术支撑。本研究以红粒色高类黄酮品种金苗红酒谷和黄粒色低类黄酮品种豫谷28为亲本构建的包含150个家系的重组自交系(RIL)群体为试验材料,在谷子成熟期对籽粒粒色和类黄酮含量相关性状进行分析。同时,采用复合区间作图法(composite interval mapping,CIM)对粒色和类黄酮含量进行QTL定位与分析,并对QTL置信区间内的候选基因进行预测。相关性分析表明,类黄酮含量与粒色呈显著正相关。共定位到4个与类黄酮含量相关和11个与粒色相关的QTL,分别位于1号、2号、5号、6号、7号、8号和9号染色体上,单个QTL的表型贡献率为2.01%~29.25%,6个为主效QTL,其中,qSC1-2和qFLA1-1、qSC7-1和qFLA7-1、qSC9-3和qFLA9-1为2个性状下共同定位到的QTL。通过基因预测与功能注释,筛选出QTL置信区间内5个与类黄酮物质合成及代谢相关的候选基因,表明类黄酮物质的合成、代谢及利用相关基因极有可能控制了这些基因的表达。15个QTL分别聚集于7条染色体上,基于基因功能注释,共筛选了5个与谷子类黄酮合成及代谢相关的候选基因,表明不同QTL位点参与到了共同遗传机制,并可通过分子标记辅助选择进行类黄酮合成及代谢等有利基因的聚合育种。

不同粒色小麦籽粒中叶酸及衍生物含量分析

叶酸在促进细胞生长、维持细胞活性、参与细胞增殖和分裂过程中起关键作用。彩色小麦富含花青素、铁、锌、硒等功能营养物质,人们对彩色小麦需求越来越大,为研究彩色小麦籽粒叶酸及衍生物的含量,以42份不同粒色的小麦品种(系)为材料,利用高效液相色谱法测定了3个生长条件籽粒中四氢叶酸(tetrahydrofolate,THF)、5-甲基四氢叶酸(5-CH3-THF)、5-甲酰基四氢叶酸(5-CHO-THF)和5,10-亚甲基四氢叶酸(5,10-CH+THF)4种叶酸衍生物的含量。结果表明,4种叶酸衍生物在不同粒色的小麦中均有分布,总叶酸含量变异范围较广,变异系数为18.34%~21.10%,其中临4179总含量为66.99µg·100g^(-1),为高叶酸含量品种。5-CH3-THF和5-CHO-THF含量约为总叶酸含量的70%,且与总叶酸含量显著相关;紫粒和蓝粒品种的总叶酸平均含量分别为62.31和62.97µg·100 g^(-1),显著高于白粒(41.90µg·100 g^(-1))和红粒品种(44.36µg·100 g^(-1));基因型效应是影响总叶酸含量的主要因素,环境因素的影响较小。研究结果为小麦叶酸生物强化品种的选育和栽培提供了有价值的信息。

不同遗传背景的甘蓝型黄籽油菜粒色遗传初步研究

以７种不同来源的甘蓝型黄籽油菜品系为材料，采用完全双列杂交试验和与中油８２１测交的方法，分析了粒色的遗传规律。初步结果显示：不同来源的甘蓝型黄籽油菜品系带有不同的粒色基因，有些为等位基因，有些属非等位基因。粒色遗传以加性效应为主，显性和上位性效应也很明显。

施氮量对2个粒色小麦产量及加工品质的影响

为探究施氮量对2个不同粒色小麦品种产量和加工品质的影响,采用裂区试验设计,以白粒小麦中麦8号和黑粒小麦漯珍1号为试验材料,测定2个品种的SPAD值、产量及产量构成因素和部分加工品质指标。结果表明,在同一施氮水平下,2个品种旗叶的SPAD值随时间推移呈先升高后降低的趋势,均在花后20 d和施氮量300 kg·hm^(-2)处理下有最大值,分别为57.52和63.55,增施氮肥可以有效缓解小麦旗叶叶绿素的降解,延长旗叶功能期。在120~300 kg·hm^(-2)的施氮量范围内,除中麦8号的穗粒数在施氮量300 kg·hm^(-2)处理下有最大值外,籽粒产量及产量构成因素随施氮量增加呈先增加后降低的趋势。随施氮量的增加,容重、硬度、出粉率和吸水率逐渐增加;蛋白质含量、沉降值、湿面筋含量、形成时间、稳定时间及粉质评价值呈先升高后降低趋势,最高值出现在施氮量240 kg·hm^(-2)的处理;漯珍1号的籽粒蛋白质含量、沉降值、湿面筋、吸水率、形成时间和粉质评价值均高于中麦8号,而容重、硬度、出粉率和稳定时间反之。2个品种在施氮量240 kg·hm^(-2)处理下既提高了产量又改善了部分加工品质。本研究结果为不同粒色小麦优质高产栽培提供了理论依据。

灌水及化控对不同粒色小麦籽粒灌浆及叶绿素含量的影响

为了研究灌水和化控处理对不同粒色小麦籽粒灌浆和叶绿素含量的影响,以3个不同粒色小麦为材料,采用不同灌水及化控处理,研究花后小麦颖壳、籽粒、旗叶叶绿素含量、千粒重以及籽粒蛋白质含量的变化情况。结果表明,花后5～30d,灌2水比灌3水处理的干物质积累速度快,花后15d和25d时,灌2水与灌3水处理的千粒重差异显著。灌水对灌浆速率的影响与千粒重相似。籽粒、颖壳、旗叶叶绿素含量及籽粒蛋白质含量、千粒重、灌浆速率在不同粒色小麦中存在显著或极显著的差异。本试验中化控处理对籽粒灌浆和叶绿素含量均无显著影响。

γ射线诱发水稻粒色突变体的研究

以350Gyγ射线辐照粳型恢复系K1722干种子,经加代筛选后,获得了粒色分别为红黑色和红褐色的2份有色突变体RK1722-1、RK1722-2。与原亲本相比,2份突变体的生长势有减弱趋势,但未达显著水平;突变体与不育系宁67A配组所得杂种F1的主要农艺性状与对照组合相仿,且所结籽粒均为有色米;简单遗传分析表明,2份粒色突变体均为单基因突变。本文还就利用诱变技术创造粒色突变体和开展有色杂交稻利用等问题进行了探讨。

不同粒色青稞酚类化合物含量与抗氧化活性的差异及评价

为了比较不同粒色青稞中游离态及结合态酚类化合物的含量及其抗氧化活性的差异。选用52份不同粒色青稞种质资源,采用化学法分析其青稞全籽粒中游离态及结合态总酚、总黄酮含量,通过DPPH、ABTS+·自由基清除能力及FRAP铁离子还原能力评价其体外抗氧化能力差异,利用主成分分析法客观评价其酚类化合物含量及抗氧化活性的品种排名。结果表明:结合酚是有色青稞酚酸的主要存在形式,游离黄酮是青稞中黄酮类物质的主要存在形式,组间含量差异显著,黑色组青稞的总酚类化合物含量较高;不同形态酚类物质对自由基清除能力的强弱具有选择性,游离态酚类化合物含量在一定程度上决定DPPH和ABTS自由基清除能力大小,FRAP铁离子还原能力受青稞中游离态及结合态酚类化合物含量的共同影响;不同粒色组青稞的酚类化合物含量及抗氧化活性存在品种间差异,主成分分析筛选出紫色、蓝色、黑色、黄色组青稞中酚类物质含量及抗氧化活性最高的品种分别为云青2号、循化亮蓝、947和短白青稞。

施氮量对不同粒色小麦花后光合特性及成熟期氮素分配和籽粒蛋白质组分的影响

为给彩色小麦优质高产栽培提供理论依据,在盆栽试验条件下,选用不同粒色小麦品种中麦8号(白粒)、漯珍1号(紫黑粒)和N3688(绿粒)为供试材料,设置施用纯氮210kg·hm-2(N210)、270kg·hm-2(N270)、330kg·hm-2(N330)和0kg·hm-2(N0)四个施氮水平,采用2因素随机区组试验设计,研究了施氮量对不同粒色小麦品种花后旗叶光合特性、成熟期植株氮素分布及籽粒蛋白质及其组分含量的影响。结果表明,施氮能改善小麦花后旗叶光合特性,延长旗叶光合作用功能期,并显著提高不同粒色小麦品种成熟期各器官的氮素含量和籽粒中总蛋白质及其组分含量。在本试验条件下,不同小麦品种花后旗叶光合特性、成熟期植株氮素含量和籽粒蛋白质及其组分含量对施氮量的效应存在差异,中麦8号在N330处理下各项被测指标均优于其他处理,而漯珍1号和N3688在N270处理下各项被测指标综合评价最优。

微波消解快速测定特殊粒色小麦中10种金属元素

为了解特殊粒色小麦不同品种中金属元素的含量水平,为其营养价值和功能性特色食品的开发利用提供科学依据,选用南阳灰色、普通颗粒紫麦、硬质紫麦和蓝麦为材料,用微波加热技术在家用微波炉内压力快速消解样品,依据国家颁布的标准和原子吸收分光光度法(AA S)测定了上述样品中的Zn、F e、Cu、M n、Co、C r、K、C a、M g和Pb等10种金属元素的含量,并与文献报道的普通小麦相比较,结果表明:南阳特殊粒色小麦中的K、F e、M n、M g的含量远远高于普通小麦,C a和Cu的含量与普通小麦相差不显著,Zn的含量显著低于普通小麦,而Pb的含量低于国家现行铅限量卫生标准。因此,可以根据其特点开发具有不同功能的特色食品,满足不同人群日益增长的健康生活的需求。

南阳特殊粒色小麦部分品质指标的初步分析

为了解南阳特殊粒色系列小麦品种的品质状况，以南阳灰麦、蓝麦、普通紫麦和硬质紫麦为材料，对水分、灰分、面筋、粗蛋白含量、粗纤维、粗脂肪、沉淀值、降落数值等指标进行了测定，结果表明，南阳特殊粒色小麦水分含量为8．84％～10．84％，灰分含量为1．86％～2．56％，湿面筋含量为32．6％～38．9％，粗蛋白含量为16．4％～17．8％，粗纤维含量为2．5％～3．2％，粗脂肪含量为2．0％～2．3％，沉淀值为24．40～38．67mL，而降落数值除灰麦为249s外，其余为412～490s，均达到了国家规定的优质强筋小麦相关指标，这表明南阳特殊粒色系列小麦品种在我国传统食品和功能食品上有较大的开发前景。

红光和蓝光对甘蓝型油菜黄籽和黑籽粒色的影响

在甘蓝型黄籽和黑籽油菜种子发育时期用红光和蓝光处理植株 ,待种子成熟后 ,分别测定其种皮中的PAL活性及蛋白质、多酚、花色素和黑色素的含量。结果表明 ,蓝光可降低PAL活性 ,增加蛋白质含量 ,减少多酚、花色素和黑色素的合成。PAL活性对甘蓝型油菜种皮色泽有影响 ,且对黄籽的影响更大。

不同粒色小麦籽粒中铁锌铜锰含量及其与种皮色素的相关分析

随着生活水平的提高,人们越来越重视小麦的营养价值,小麦籽粒中有益矿质元素含量已成为研究小麦营养品质的热点问题。以小麦黑76(黑种皮)和VICTO(白种皮)两个品种(系)及其杂交产生的9个不同粒色的姊妹系为材料,研究了太原和泰安两地小麦籽粒中Fe、Zn、Cu、Mn含量及其与种皮色素含量的相关性。结果表明:小麦籽粒中4种元素的含量都受到遗传和环境条件的共同调控;杂交后代姊妹系间4种元素含量的差异性都达到了显著水平,存在基因型的差异;而在不同地利条件下,除Fe含量的差异性达到显著水平以外,其他3种元素差异都不显著;2个亲本及其9个姊妹系间白色籽粒和黑色籽粒种皮的色素含量存在显著差异。相关分析结果表明,种皮色素含量与籽粒中№含量达到显著水平,而与Fe、Zn、Cu这三种主要有益矿质元素含量均未达到显著水平,因此,粒色不能成为判断小麦籽粒是否富含Fe、Zn、Cu等主要有益矿质元素的指标;此外,Fe与Cu含量达到显著水平,其他各元素间相关性均不显著。

甘蓝型黄籽油菜粒色的遗传分析

采用MINQUE(1)统计方法,以7个不同遗传来源的甘蓝型黄籽品系为材料配制完全双列杂交,用ADM和ADAA模型对粒色进行遗传分析。结果表明,粒色主要受加性和加×加上位性效应控制,母体效应和环境对粒色的影响也很明显。用y_1、y_2、y_3作杂交育种亲本,较易获得黄籽度较高的后代,亲本选配以y_1×y_2、y_1×y_3、y_2×y_6组合粒色最好。

甘蓝型黄籽油菜粒色遗传及其育种研究进展

本文概述了甘蓝型黄籽油菜的主要特点 ,综述了 2 0多年来国内外对甘蓝型黄籽油菜粒色遗传及其育种的研究进展 ,并指出了今后的研究重点和方向。

小豆种质资源粒色与叶色相关研究

采用CIEL*a*b*表色系研究126份红粒小豆栽培种质资源的粒色与叶色相关性。结果表明,北京地区中早熟和中熟类型小豆粒色与叶色存在较密切的关系;小豆盛荚期叶色与粒色相关度较高;通过叶色间接选择粒色,盛荚期选择叶片亮度较暗、绿色浅的植株,获得粒色优良材料的可能性较大。

甘蓝型油菜黄籽粒色性状研究

从结构解剖、生理生化、遗传和分子生物学等方面对20多年来国内外甘蓝型黄籽油菜的研究成果进行了综述。解剖学研究揭示了甘蓝型黄籽油菜不耐自交的原因,色素物质存在的部位及种皮颜色变化过程;生理生化方面认为花色素、多酚和类黄酮对未成熟种子的种皮颜色有决定作用,黑色素决定了成熟种子种皮颜色。花色素可能由游离苯丙氨酸转化而来,黑色素由游离酪氨酸和多酚为前体合成的,并以邻苯二酚型为主要组成成分;品质性状方面的研究表明:粒色浅,则种皮薄,种皮纤维素含量低,而种子含油量,胚含油量及皮壳含油量就高,但粒色与种子含油量的相关是通过皮壳率和皮壳含油量而体现的。种皮厚,种皮纤维素含量高,千粒重小。单株粒重越大,胚蛋白质含量就高;黄籽粒色主要受母本基因型影响,至少受2对基因控制,环境及农艺措施也影响种皮色泽,其遗传复杂性可能由于不同的A和C基因组控制粒色基因位点间互作,或转座子控制导致的;可以通过系统选育、杂交选育、理化诱变及生物技术选育等方法获得甘蓝型黄籽油菜。

油菜皮壳中多酚氧化酶活性的组织化学检定及其与粒色的关系

以组织化学法及抑制剂处理研究了油菜种子成熟前皮壳中的多酚氧化酶活性有无、存在部位及其与粒色的关系。结果表明,甘蓝型和白菜型油菜种子成熟前,皮壳(包括种皮和糊粉层,下同)的栅栏层存在较强的多酚氧化酶活性;黄籽皮壳的活性略低于黑籽皮壳的,但当有足够的多酚化合物存在时,黄籽皮壳也能象黑籽皮壳一样变为黑色。黑籽油菜变色前的种子用抗坏血酸处理,多酚氧化酶活性受到抑制,呈色过程中断,种子呈纯黄状态。说明多酚氧化酶对籽粒的呈色极为重要。

不同粒色小麦籽粒色素与功能营养成分积累的分析

以连麦抗1(LMK1,白粒小麦)、CM-L3(蓝粒小麦)和CM-Z2(紫粒小麦)为试验材料,分析了不同粒色小麦籽粒色素及功能营养成分的积累规律。结果表明:小麦籽粒中叶绿素含量表现为先增后降的变化趋势并在花后14 d达到最大值,且连麦抗1籽粒中的叶绿素含量高于CM-Z2和CM-L3的;类胡萝卜素的积累表现为CM-Z2和CM-L3在花后14 d出现峰值,而连麦抗1在花后21 d出现峰值;CM-L3和CM-Z2籽粒中花青素含量均呈逐渐增加的趋势,且前者的含量低于后者的含量,而连麦抗1籽粒中花青素含量很低且在各时期基本上无差异;不同品种(系)籽粒中微量元素Fe和Zn的积累均表现为CM-Z2>CM-L3>连麦抗1,而Mn、Cu含量存在品种(系)间差异,但未与籽粒颜色表现出显著的相关性;在灌浆前期,白粒小麦籽粒中的总黄酮、赖氨酸及色氨酸含量较高,而在灌浆中后期紫粒小麦籽粒中的总黄酮、赖氨酸及色氨酸含量显著高于白粒小麦和蓝粒小麦的。

大麦籽粒总花色苷含量的遗传变异及其与粒色的相关分析

有色大麦较普通大麦含有较多花色苷等活性成分,具有较好的保健和辅助治疗功能。为了解大麦籽粒花色苷的遗传特点,选育高花色苷含量的大麦新品系,本研究以紫光芒裸二棱×Schooner构建的193个重组自交系为材料,测定3个试点[玉溪(2013年)、白邑(2014年)及嵩明(2015年)]的大麦籽粒总花色苷含量和粒色,分析大麦籽粒总花色苷含量的遗传变异及其与粒色的相关性。结果表明,大麦RIL群体籽粒总花色苷含量遗传变异大,3个试验点大麦总花色苷含量变异范围分别为0.36~1.38、0.50~1.50、0.50~1.58 mg·g-1,变异系数为25.00%~33.85%。大麦总花色苷含量呈右偏态、尖顶峰分布,由主效基因控制遗传。高海拔冷凉气候在一定程度上有利于大麦籽粒总花色苷含量累积。3个试点大麦总花色苷含量与粒色均呈极显著正相关,表明大麦籽粒颜色越深,其总花色苷含量越高。与紫光芒裸二棱相比,3个试点有8个共同株系(27、34、35、37、38、60、138、167)的总花色苷含量显著或极显著提高。本研究结果为高花色苷含量大麦种质创新及育种提供了一定的理论依据。

甘蓝型油菜粒色与种子有关性状间的关系研究

本文研究了分离世代粒色与种子含油量、胚含油量、皮壳含油量及皮壳率间的简单相关和偏相关关系。简单相关分析表明,粒色与种子含油量,胚含油量及皮壳含油量间均呈显著负相关,与皮壳率间呈极显著正相关。在黄籽群体内,粒色与皮壳率间无相关,与种子含油量及胚含油量的相关趋于不显著,与皮壳含油量可能呈负相关。偏相关分析表明,粒色只与皮壳率和皮壳含油量偏相关显著,与种子含油量及胚含油量间的偏相关不明显。文中讨论了粒色与种子含油量呈显著简单相关的原因和高含油量育种策略。