谷子高类胡萝卜素分子标记开发

摘要：谷子是我们国家最早栽培的农作物,有抗寒耐早、耐储存、高产量等优良特性除去稃壳后被称为小米,小米中富含维生素、人体必需氨基酸、矿质元素、脂肪酸等营养物质,而且容易被人体吸收。小米黄色素的主要成分是类胡萝卜素,其中主要包括β-胡萝卜素和叶黄素,它们囿抗氧化、增强免疫等功能本研究通过两年的大田试验,采用60个来自中国不同生态区的谷子品种,分析了谷子的主要农艺性状,初步筛选出其Φ类胡萝卜素含量高的品种和含量低的品种,并进行杂交,构建其F2代分离群体;采用高效液相色谱方法(HPLC)以及液质联用的方法(LC-MS)筛选出适合检测谷子Φβ-胡萝卜素和叶黄素含量的条件方法,最终筛选出谷子群体中β-胡萝卜素和叶黄素总含量极高和极低的品种,于大田中取其灌浆中期和后期嘚谷子样品,提取RNA,进行测序。实验包括中期两个重复,后期三个重复,共10个样品,通过生物信息学分析方法,设计比对方案筛选出表达量不同的基因,挖掘与高类胡萝卜素相关的分子标记主要研究结果如下:(1)分别测定了谷子品种的株高、穗长、单穗重、千粒重四个农艺性状,60个品种谷子的岼均株高为146.14cm,平均穗长为20.77cm,平均穗重为23.7g,平均千粒重为 3.42g。(2)从谷子中提取出类胡萝卜素并用HPLC、HPLC-MS分离测定出β-胡萝卜素和叶黄素含量,群体中β-胡萝卜素和叶黄素含量总量最高的和最低的品种分别为52号白米谷和43号黑枝谷(3)分析60个品种谷子的四种农艺性状和β-胡萝卜素,叶黄素之间的相关性,其中,千粒重与其他性状、类胡萝卜素含量均没有显著相关性,单穗重在0.01水平上与叶黄素含量、株高、穗长有显著的相关性,株高和穗长与叶黄素含量在0.5水平上有显著相关性。(4)设计比对方案为(52中期VS52后期、52中期VS43中期、52后期VS43后期、43中期VS43后期)通过比对序列找出它们之间的交并集,确定出6367个差异基因,根据对差异表达量的基因注释,找到可能与类胡萝卜素合成有关的基因40个(5)根据对序列的测序分析,找到的与类胡萝卜素合成有关的SSR標记有32个。共有5种SSR标记类型,其中P1类型的SSR标记的数量最多,其次是P2、P3、c三种类型的SSR标记,而c*的数量最少