栽培薏苡農(nóng)藝、品質(zhì)性狀評(píng)價(jià)及遺傳多樣性分析.pdf

1、禾本科薏苡屬植物薏苡是重要的藥食同源植物，在東南亞廣泛分布，具有較高的營(yíng)養(yǎng)、保健及藥用價(jià)值。由于以往對(duì)其研究重視程度不夠，目前薏苡種植面積大幅下降，野生薏苡資源也銳減。近些年來(lái)，隨著人們對(duì)保健意識(shí)的增強(qiáng)，對(duì)薏苡的研究，特別是對(duì)其栽培、種質(zhì)資源保護(hù)和藥食作用的研究，愈來(lái)愈多。本文以來(lái)自國(guó)內(nèi)9個(gè)地區(qū)，共13份薏苡種質(zhì)（11份栽培種和2份野生種）為材料，觀測(cè)了其果實(shí)及穎果外觀形態(tài)、大小、百粒重及硬度。并對(duì)其在重慶田間種植實(shí)踐中表現(xiàn)出的農(nóng)藝性狀

2、、生殖生長(zhǎng)特性等進(jìn)行了比較研究；測(cè)定了薏苡穎果的主要品質(zhì)性狀如碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪含量及組成等；對(duì)不同居群、不同分揀殼色的穎果的SOD、POD、EST同工酶譜進(jìn)行了初步分析；同時(shí)還建立了基于薏苡內(nèi)轉(zhuǎn)錄間隔區(qū)（ITS）序列的系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)。主要研究結(jié)果如下：
　　1.不同居群薏苡果實(shí)和穎果外觀形態(tài)、硬度及部分農(nóng)藝性狀分析
　　據(jù)田間觀察，我們認(rèn)為薏苡殼色的形成可能與遺傳、授精及種胚發(fā)育程度、環(huán)境因素如紫外線等有關(guān)。因此本研究根

3、據(jù)殼色將不同居群的薏苡主要分為黑殼和白殼。果實(shí)大小（長(zhǎng)徑×短徑）為8.43~11.12 mm×5.60~7.44 mm，長(zhǎng)短徑比為1.21~1.82；穎果大?。ㄩL(zhǎng)徑×短徑）為4.36~5.42 mm×4.08~5.54 mm，穎果長(zhǎng)短徑比為0.89~1.23；同一居群中不同殼色果實(shí)及穎果大小差異不大。穎果較果實(shí)形狀更接近于圓形；野生種較栽培種果實(shí)形狀更接近于圓形。硬度比較表明，野生種比栽培種硬度大，需借助工具才能出仁。
　　在重慶

4、田間種植的農(nóng)藝性狀測(cè)定分析表明，供試薏苡主莖高為81.4~146.0 cm；野生薏苡高于栽培薏苡；合川野生薏苡和北碚野生薏苡植株最高，河北薏苡最矮；其中河北薏苡、龍薏一號(hào)、廣西薏苡、福建薏苡和遼寧薄殼5個(gè)材料屬于特矮類型，其余8個(gè)材料為矮型；分蘗數(shù)為3.4~10.7個(gè)，最高為北碚野生薏苡，最低為遼寧薄殼；主莖粗（直徑）為0.78~1.24 cm，最粗為浙薏一號(hào)、興仁小黑殼和興仁小白殼，最細(xì)為福建薏苡和河北薏苡；主莖節(jié)數(shù)為6.0~12.6

5、個(gè)，最高為興仁小黑殼和興仁小白殼，最低為遼寧薄殼、浦農(nóng)一號(hào)、福建薏苡；倒第5葉葉長(zhǎng)為33.75~53.75 cm，最長(zhǎng)為浙薏一號(hào)和合川野生薏苡；倒第5葉葉寬為2.93~4.08 cm，最寬為興仁小白殼，最窄的為浦農(nóng)一號(hào)。田間葉色表現(xiàn)為暗綠和黃綠。
　　果實(shí)百粒重為5.85~19.84 g，最高為合川野生薏苡黑殼，同一居群黑殼果實(shí)百粒重大于白殼；穎果百粒重為2.80~7.85 g，最高為興仁小白殼，同一居群黑殼穎果百粒重大于白殼；出

6、仁率在29.84~64.14％之間，最高為興仁小白殼，同一居群白殼出仁率大于黑殼，野生種（黑殼）出仁率最低。出仁率高低可能與殼厚度、硬度有關(guān)。
　　不同居群薏苡生殖生長(zhǎng)觀察結(jié)果顯示：從抽穗到雄花凋謝的間隔時(shí)間為7~20 d，多數(shù)居群抽穗和柱頭生長(zhǎng)集中在6月中旬，雄花開(kāi)花和凋謝則集中在7月上旬。野生種生殖生長(zhǎng)最遲，持續(xù)時(shí)間最短。在多數(shù)居群中，同一小穗中雄花發(fā)育晚于雌花，但有的居群也存在一定比例的雄花發(fā)育早于雌花或基本同步的現(xiàn)象。

7、r>　　薏苡的柱頭為白色和紫色兩種，部分居群中同時(shí)兼有白色和紫色柱頭。柱頭通常為二分支，但也存在三、六分支柱頭現(xiàn)象。莖稈有綠色和紫色兩種，并與柱頭顏色出現(xiàn)一一對(duì)應(yīng)的情況，綠色莖稈對(duì)應(yīng)白色柱頭，紫色莖稈對(duì)應(yīng)紫色柱頭。作者認(rèn)為，控制柱頭和莖稈色基因具有某種遺傳上的連鎖關(guān)系，原因有待進(jìn)一步研究確認(rèn)。
　　2.不同居群薏苡穎果的品質(zhì)性狀分析
　　不同居群薏苡穎果的含水量為10.51~13.32%，野生種含水量低于栽培種。還原糖含量為

8、2.91~11.99%，可溶性糖含量為7.21~17.46%，總糖含量為27.64~40.24%，直鏈淀粉含量為4.13~6.16%，支鏈淀粉含量為46.69~61.06%；粗蛋白含量為13.68~21.18%，醇溶蛋白含量為0.58~2.41%，可溶性蛋白含量為1.52~3.69%，兩種野生薏苡的粗蛋白含量最高，均超過(guò)20.0%，其余主要成分含量與栽培種相差不大。白殼的還原糖、可溶性糖、直鏈淀粉、醇溶蛋白、可溶性蛋白含量均值高于相應(yīng)黑

9、殼。除直鏈淀粉外，不同殼色穎果的其他成分含量存在顯著差異。不同居群薏苡穎果粗脂肪含量在5.19~11.65%之間，均值為8.02%。其中興仁小白殼最低而浙薏一號(hào)最高。不飽和脂肪酸高達(dá)82.69~89.83%；總抗氧化能力為11.92~70.57 mM/g，從黑殼上看，興仁小黑殼最低，河北薏苡黑殼最高；從白殼上看，興仁小白殼最低，浙薏一號(hào)最高；同一居群白殼均值大于黑殼。
　　3.不同居群薏苡穎果的同工酶譜初步分析
　　不同居群

10、薏苡穎果的SOD、EST同工酶均有3條主要譜帶，POD同工酶譜帶較多，但分辨不清。我們認(rèn)為薏苡穎果的SOD、POD、EST同工酶不能夠有效地區(qū)分野生種和栽培種。
　　4.薏苡內(nèi)轉(zhuǎn)錄間隔區(qū)（ITS）遺傳多樣性分析
　　基于PCR擴(kuò)增出的不同薏苡ITS序列分析表明：薏苡ITS序列長(zhǎng)度為588~589 bp，存在17個(gè)變異位點(diǎn)，顛換位點(diǎn)為12個(gè)，轉(zhuǎn)換位點(diǎn)為2個(gè)，缺失位點(diǎn)為2個(gè)，插入位點(diǎn)為1個(gè)，變異率為2.9%。福建薏苡單株存在著D

11、NA序列的重復(fù)，N-J樹(shù)結(jié)果顯示，ITS序列揭示的栽培薏苡之間的親緣關(guān)系與地理來(lái)源關(guān)系不大。而基于ITS構(gòu)建的薏苡屬內(nèi)的系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)表明：野生薏苡（Coix agrestis Lour）、栽培薏苡（Coix lacryma-jobi L.）、薏米（Coix lacryma-jobi var.ma-yuen）親緣關(guān)系更近，但以上3種與Coix gasteenii關(guān)系較遠(yuǎn)。基于ITS序列構(gòu)建的薏苡與其近緣屬(種)、薯蕷屬的系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)表明，薏苡