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甘蓝型黄籽油菜遗传多样性及其透明种皮对种子生理的影响

作　者: 张学昆
导　师: 李加纳
学　校: 西南农业大学
专　业: 作物遗传育种
关键词: 甘蓝型油菜遗传多样性黄籽颜色色素种子种皮发芽耐湿性人工老化劣变吸胀
分类号: S565.4
类　型: 博士论文
年　份: 2005年
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内容摘要

黄籽油菜种子与黑褐籽相比,种皮薄、没有色素积累或色素积累很少、种子含油量高且油质好、饼粕蛋白质含量高、纤维素和多酚含量低,饲料利用价值高,在生产上具有较高的经济价值。因而,国内外都把获得甘蓝型黄籽油菜突变体和品种选育作为油菜育种的主要目标之一。我国以刘后利为代表的油菜育种家们通过杂交、辐射等方法,获得了华黄955、GH系列等甘蓝型黄籽油菜突变体,并成功选育了华黄1号、宁油10号、黄杂1号和渝黄1号等品种,使甘蓝型黄籽油菜迅速在生产上应用。经过长期的籽粒颜色、品质和丰产性的人工选择及自然选择,在高强度的选择压力下,形成了甘蓝型黄籽油菜丰富而宝贵的遗传资源。过去的报道显示,甘蓝型黄籽油菜在遗传来源、含油量、蛋白质含量、种皮颜色、色素组成及其含量等方面具有丰富的遗传变异,但过去的研究都是以甘蓝型黄籽油菜与黑籽的差异比较为主,而对甘蓝型黄籽油菜的遗传资源研究还很缺乏。本研究以主要的甘蓝型黄籽油菜品种和品系为材料,研究其基因组DNA水平上RAPD和SSR分子标记多态性、种皮色素种类、含量、蛋白质和含油量、种子特性、种皮厚度、种子生理等性状上的材料间的遗传差异,系统分析甘蓝型黄籽油菜的遗传多样性及其透明种皮对油菜种子生理特性的影响。 1.对不同来源的甘蓝型黄籽测定种子千粒重和直径,结果表明甘蓝型黄籽油菜的种子大小变异较大,饱满程度差异也很大。甘蓝型黄籽油菜的种子大小性状与甘蓝型黑籽油菜相似,平均千粒重为3.7—3.8g左右,在2.12—4.78g之间变化。根据种子千粒重,甘蓝型黄籽油菜可以分为大粒型(GH04、GH05、GH06、GH09、GH12和GH19,千粒重大于4g),小粒型(GH03和GH13,千粒重小于3g)和中粒型(其他甘蓝型黄籽油菜品系),直径为1636.8—2049.6μm;甘蓝型黄籽油菜的饱满度(粒重/直径)也有较大的变异,为1.293—2.378mg/μm,与黑、红籽相比略低,但高于甘蓝型油菜以外的其他类型;根据饱满度大小,可以分为饱满型(GH01、H02、GH04、GH05、GH06、GH09、GH12和GH19,粒重/直径>2)和不饱满型(其他粒重/直径<2的材料=。对28个不同类型油菜的种皮徒手切片测定种皮厚度结果表明,黄籽油菜的种皮在显微镜下为半透明状,种皮结构物质疏松,而黑籽和红籽的种皮为不透明状但是结构致密;甘蓝型黄籽油菜与黑籽的平均种皮厚度相似,在36.5—47.0μm间变动,平均为40.7μm;而黑籽为39.2μm,但3个黑籽中,却有2个的种皮厚度较薄,只有34—35μm;甘蓝型红籽油菜种皮最薄,平均只有31.5μm。但甘蓝型黄籽油菜的种子颜色等级与种皮厚度和皮壳率进行相关分析,结果表明,在甘蓝型黄籽油菜的种皮厚度与种子颜色等级、RGB和HSB各因素的相关不显著。本试验的供试材料中,具有黄、橙黄、青黄、褐黄、红、红褐、黑色等不同颜色,体现了油菜种子颜色的多样性。甘蓝型黄籽油菜中,主要有纯黄、橙黄、青黄、褐黄等几种类型。利用HSB颜色系统,对不同颜色种子分析表明,不同颜色的种子HSB值明显不同,依据色相和亮度,可以将供试材料分为四大类:Group Ⅰ、Group Ⅱ、Group Ⅲ和Group Ⅳ。Group Ⅰ主要为黄籽油菜,其色相为33-55°,亮度大于35;Group Ⅱ主要为褐黄色籽粒,其色相为与

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摘要  7-11
ABSTRACT  11-15
第1章文献综述  15-41
  1.1 油菜基本知识  15-18
    1.1.1 菜油的营养价值  15-16
    1.1.2 国外油菜育种和生产现状  16
    1.2.3 国内油菜育种和生产现状  16-18
  1.2 甘蓝型黄籽油菜的育种和应用进展  18-25
    1.2.1 甘蓝型黄籽油菜选育的重要意义  18-19
    1.2.2 甘蓝型黄籽油菜遗传育种进展  19-21
    1.2.3 甘蓝型黄籽油菜新材料的获得  21-22
    1.2.4 甘蓝型黄籽油菜粒色性状的遗传特点  22-23
    1.2.5 甘蓝型黄籽油菜种皮颜色与主要品质的关系  23-25
  1.3 甘蓝型黄籽油菜透明种皮特点及形成机理  25-32
    1.3.1 油菜种皮结构特点  25-26
    1.3.2 透明种皮(tt)的组织结构特点  26-27
    1.3.3 形成种皮颜色的主要色素  27-30
    1.3.4 种皮色素合成途径  30-32
  1.4 分子标记及其在油菜遗传多样性和育种上的应用  32-36
    1.4.1 分子标记的种类  33-35
    1.4.2 分子标记在芸薹属遗传多样性研究和油菜品种鉴定中的应用  35-36
  1.5 作物种子生理研究进展  36-41
    1.5.1 种子活力及其影响因素  36-37
    1.5.2 种子老化劣变机理  37-41
第2章引言  41-43
第3章材料与方法  43-57
  3.1 材料  43-47
    3.1.1 甘蓝型黄籽遗传多样性试验材料  43-44
    3.1.2 油菜种子颜色多样性和种子吸胀性试验材料  44-45
    3.1.3 甘蓝型黄籽油菜发芽生理差异试验材料  45
    3.1.4 甘蓝型黄籽与黑籽油菜种子耐储藏性差异研究  45
    3.1.5 黄籽油菜与黑籽油菜耐湿性差异  45-46
    3.1.6 主要仪器和试剂  46-47
  3.2 方法  47-57
    3.2.1 甘蓝型油菜种皮颜色和色素种类的多样性  47-48
    3.2.2 甘蓝型黄籽油菜RAPD和SSR遗传多样性试验方法  48-50
    3.2.4 油菜种子生理研究方法  50-57
第4章结果与分析  57-88
  4.1.黄籽油菜种子主要性状的遗传多样性  57-68
    4.1.1 不同类型油菜种子大小、颜色、千粒重和种皮厚度的多样性  57-60
    4.1.2 不同颜色油菜种子色泽的国际颜色标准评价  60-64
    4.1.3 甘蓝型黄籽油菜种皮色素的遗传多样性  64-66
    4.1.4 甘蓝型黄籽油菜皮壳率、含油量和蛋白质含量多样性及其相互间关系  66-68
  4.2 甘蓝型黄籽油菜RAPD和SSR多样性  68-75
    4.2.1 甘蓝型黄籽油菜RAPD多样性分析  68-71
    4.2.2 不同来源甘蓝型黄籽油菜SSR标记的多样性分析  71-75
  4.3 甘蓝型黄籽油菜种皮特性对种子生理的影响  75-88
    4.2.1 甘蓝型黄籽油菜种皮对种子发芽的影响  75-78
    4.2.2 甘蓝型黄籽油菜种皮对的种子耐湿性的影响  78-81
    4.2.3 甘蓝型黄籽油菜种皮对的种子储藏特性的影响  81-85
    4.2.4 甘蓝型黄籽油菜种皮对的种子吸胀特性的影响  85-88
第5章讨论  88-97
  5.1 甘蓝型黄籽油菜种子主要性状的遗传多样性  88-92
  5.2 甘蓝型黄籽油菜RAPD和SSR多样性  92-93
  5.3 甘蓝型黄籽油菜种皮特性对种子生理的影响  93-97
第6章结论  97-98
参考文献  98-106
致谢  106-108
博士期间发表论文及参与课题情况  108-110
参与课题  110

甘蓝型黄籽油菜遗传多样性及其透明种皮对种子生理的影响

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