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油用向日葵种子品质遗传效应分析.docx

花匠小妙招
2025-10-27 05:17

油用向日葵种子品质遗传效应分析向日葵是世界上最重要的石油和生物能源材料。它也是中国北方和南方最重要的石油和材料。向日葵油富含人体必需的不饱和脂肪酸,其中亚油酸(顺9,顺12-十八碳二烯酸C18∶2)质量分数约65%左右,油酸质量分数(十八碳-顺-9-烯酸C18∶1)约23%。现代医学研究表明,亚油酸、油酸具有降血脂,促进细胞生长,免疫调节等生理功能,并且在提高免疫功能及抗肿瘤等方面都表现出潜在的价值。因此,向日葵油的品质性状越来越引起人们的关注。品质育种是改进向日葵油质的重要途径。目前,关于油用向日葵品质方面的研究还不多见,即便有涉及品质方面的研究,也大多集中在含油率性状上,且多以胚的核基因为主要研究对象,忽视了细胞质和母体植株的遗传效应;分析方法上,国内外的学者常采用表型分析及世代平均数的分析方法,而这两种方法难以同时分析直接(种子)效应、母体效应和细胞质效应;除此之外,以往研究中,还存在着试验材料或为杂交种,试验设计存在未构建遗传群体等问题。基于上述原因,笔者认为有必要通过改进试验设计、供试材料和分析方法来开展油用向日葵子实品质性状的遗传研究。作物产量、品质等性状大多属于数量性状。在不同环境下,基因的表达存在着表达类型和程度上的差异性。因此,性状表现会同时受到基因的遗传主效应(加性效应、显性效应等)及其与环境互作效应等多套遗传体系的影响。除此之外,由于植物的种子与其母体植株相差一个世代,种子的营养物质主要靠母体植株提供,因此种子性状的遗传各加复杂化。针对此问题,Zhu J等采用混合线性遗传模型,提出了具有生物学意义的,包括种子核基因、母体植株核基因和细胞质基因在内的3套遗传效应的遗传模型,用于分析二倍体种子性状。本研究以油用向日葵为材料,通过构建遗传群体及交配体系,采用朱军,Zhu J等提出的包括与环境互作在内的二倍体种子性状的混合线性遗传模型以及统计方法,首次对油用向日葵籽实含油率、亚油酸含量及油酸含量等品质性状进行了遗传分析,旨在揭示油用向日葵籽实品质性状的遗传规律,为油用向日葵品质育种与改良提供参考。 1 材料和方法 1.1 供试遗传群体及杂交本研究以9个不同基因型自交系为亲本,按5×4不完全双列杂交(NC design Ⅱ)方式构建了遗传群体及交配体系,组配出20个F1杂交组合及20个F2代材料,加上9个亲本构建了49个供试遗传群体。该9个自交系由内蒙古农业大学所选育;材料间无血缘关系,并经过了一般配合力(GCA)测定,籽实品质性状存有差异,并且在生物学性状、农艺性状、产量构成等方面有丰富的遗传基础,能够保证所构建群体的遗传多样性。 1.2 萨拉齐镇沙土壤沙土壤试验于2012年在呼和浩特市内蒙古农业大学教学农场(E111°39′,N40°49′)和包头市土默特右旗萨拉齐镇(E110°31′,N40°33′)两地同时进行。两处试验地块均为沙壤土,肥力中等,地势平坦,具有排灌条件。田间种植采用Lattice(7×7)平衡设计,试验小区为6.0 m行长,0.7 m行距,5行区,小区面积21.0 m2,保苗6.0×104株/ha,3次重复,生育期的田间管理与当地大田生产技术相同。 1.3 f0e样品的制备成熟期小区单收脱粒(亲本植株上获得是亲本籽实,F1植株上获得是F2代籽实,F2植株上获得是F3代籽实),晾晒、清选后,用钟鼎式分样器取样。取样结束后,统一测定粗脂肪含量(含油率)和亚油酸含量、油酸含量。参照蔡乾蓉等的方法测定含油率,亚油酸含量、油酸含量的测定参照张志军等的方法。 1.4 遗传贡献率:一个过程模型本研究中应用包括基因与环境互作效应在内的二倍体种子混合线性遗传模型对油用向日葵籽实品质性状进行分析。性状观测的表型值Y分解如下方程(1)中,μ为群体均值,E是环境效应,A为直接加性效应,D为直接显性效应,C是细胞质效应,Am是母体加性效应,Dm是母体显性效应,AE为直接加性×环境互作效应,DE为直接显性×环境互作效应,CE为细胞质×环境互作效应,AmE是母体加性×环境互作效应,DmE为母体显性×环境互作效应,B为环境内的区组效应,е为残余效应。相似于方程(1),对于指定性状T2,T1的单个条件表型值Y(T1︱T2)能分解为方程(2)中,指定性状间的条件方差分量包含性状T1排除性状T2影响后额外的遗传变异量,通过计算其净效应的遗传贡献率CR(T2→T1)=1-(V(T2︱T1)/VT2)来揭示指定性状T2对T1的遗传贡献程度,此模型在本研究中用于分析籽实含油率、亚油酸含量、油酸含量之间的相互遗传贡献,进而说明控制品质性状的基因关系。所分析的遗传贡献率包括,加性贡献率(CRA)、显性贡献率(CRD)、细胞质贡献率(CRC)、母体加性贡献率(CRAm)及母体显性贡献率(CRDm)。统计分析中采用