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稻米是全球50%以上人口的主食,其中功能稻米既是日常饮食中最大的功能食品,也是实施饮食预防疾病新战略和解决全球亚健康问题的有效途径。云南是世界稻种最大的遗传生态多样性中心之一和功能稻米种质资源的富集区。本文以827份云南稻核心种质杂种后代和轮回亲本为材料,研究其籼粳、不同世代、米色间糙米3种功能成分的含量差异;构建出高中低功能成分含量的近等基因系(NILs)和SSR标记分子评价,揭示基因型差异,为功能成分的基因定位克隆和功能稻米的开发奠定基础。取得如下结果:
(1)827份云南稻核心种质杂种后代和轮回亲本3种功能成分含量均呈正态分布,γ-氨基丁酸(GABA)含量(偏度1.817,峰度4.988)和总黄酮含量(偏度3.836,峰度26.787)呈右态分布,可创新出高GABA和高黄酮优异种质;而抗性淀粉(偏度-0.921,峰度1.667)呈左态分布,可创新出特高抗性淀粉种质存在一定难度。
(2)827份杂种后代中粳稻糙米GABA极显著高于籼稻;有色米极显著高于无色米;不同世代GABA含量(mg/100g)差异较大,籼稻为BC2F4(9.50)>BC3F3(7.73)>滇屯502(3.72)>BC4F2(3.30);粳稻为合系35(12.28)>BC2F4(8.77)>F6(8.33)>BC3F3(6.11)>BC4F2(5.37);即早代选择更易获得高GABA材料。
(3)827份杂种后代中籼稻糙米总黄酮含量极显著高于粳稻;有色米极显著高于无色米;不同世代的总黄酮含量(mg/100g)情况:籼稻为滇屯502(236.26)>BC2F4(224.69)>BC4F2(222.36)>BC3F3(210.19),但差异不显著;粳稻后代是BC4F2(244.42)>BC2F4(239.58)>合系35(227.21)>F6(220.03)>BC3F3(190.91),其中BC3F3代极显著低于BC2F4、BC4F2代。筛选出的粳稻后代(白镰刀谷/合系353)是供试材料中含量最高的,达到1267.62±54.79mg/100g。
(4)827份杂种后代中籼稻糙米RS含量极显著高于粳稻;有色米极显著高于无色米;针对不同世代RS的含量(%)的规律,籼稻是BC2F4(1.10)>滇屯502(1.01)=BC4F2(1.01)>BC3F3(0.92),且BC2F4与BC3F3差异极显著。粳稻是BC3F3(1.02)>BC2F4(1.01)>F6(0.95)>合系35(0.72)>BC4F2(0.71),BC4F2含量低于其他三个世代,且差异极显著。
(5)用20个SSR标记对93个糙米高中低功能成分NILs及其亲本进行聚类分析:当D=4.5时,籼稻中每个供体独立成一类,受体和NILs聚为一类;当D=4.1时,粳稻亦然。即这些BC4F3材料为高质量的功能稻米近等基因系。
(6)用标样比色法得到测定γ-氨基丁酸、总黄酮、抗性淀粉的3个回归方程:y=0.054x+0.0669,回归系数为R2=0.9959;y=0.019x+0.0117,回归系数为R2=0.9998;y=19.457x+0.1447,回归系数为R2=0.9994。说明比色法测定这3种功能成分是可靠的。