本文關鍵詞：彩色馬鈴薯優(yōu)良新品系培育及花青素組分的HPLC-MS分析　出處：《內蒙古農業(yè)大學》2017年博士論文　論文類型：學位論文

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【摘要】：彩色馬鈴薯富含類黃酮化合物花青素等營養(yǎng)成分,不僅是一種特色作物,還是提取天然色素的重要原料�；ㄇ嗨鼐哂泻軓姷淖杂苫宄芰涂寡趸δ�,在人體保健、藥用、食品和化妝品添加等方面具有極高的利用價值。目前,國內外嚴重缺乏高產、高花青素含量、綜合性狀突出且具有大面積推廣種植潛力的彩色馬鈴薯優(yōu)良品種。為培育花青素含量高、綜合農藝性狀優(yōu)良的彩色馬鈴薯新品種,近年來我們根據優(yōu)缺點互補、地理間隔遠和生態(tài)型差異大的親本選配原則,將美國引進的四倍體馬鈴薯品種Red-P1、MIN-021、Russet-01分別與國內育成品種黑美人相組配,通過人工去雄授粉套袋雜交,得到了 "MIN-021×黑美人"、"Red-P1×黑美人"、"Russet-01×黑美人"3個雜交組合的雜種F1代實生種子。經溫室栽培及田間試驗選擇,從3個組合的F1代單株分離群體中選育出5個彩色馬鈴薯雜種新品系蒙彩-01、蒙彩-02、蒙彩-03、蒙彩-04和蒙彩-05。本試驗以彩色馬鈴薯品種紅美和CY-1作對照,重點分析評價這5個新品系的產量、營養(yǎng)品質特性、抗旱能力、花粉育性、染色體配對構型、SSR指紋特征及遺傳差異,并利用高效液相色譜與質譜聯(lián)用技術(HPLC-MS),對5個新品系中花青素含量最高的蒙彩-01和花青素含量相對較低的蒙彩-02的塊莖花青素組分進行了鑒定。得到以下主要結果。1.從3個雜交組合F1代分離單株群體中培育出5個彩色馬鈴薯優(yōu)良新品系,即蒙彩-01、蒙彩-02、蒙彩-03、蒙彩-04和蒙彩-05。其株型均為直立型,結薯集中整齊、芽眼淺,薯形橢圓或長圓,塊莖薯肉均呈不同深淺程度的紫色。2.新品系蒙彩-04為中早熟型,蒙彩-01為中晚熟型,蒙彩-02、蒙彩-03和蒙彩-05均為中熟型。5個新品系的平均單株產量和商品薯率均較高,在1.11 kg和80.66%以上。3.新品系蒙彩-01的塊莖花青素含量高達626.71 mg/kg·FW,蒙彩-02、蒙彩-03和蒙彩-05在200mg/kg·FW以上,蒙彩-04為118.15mg/kg·FW。新品系蒙彩-01和蒙彩-02的塊莖干物質含量和淀粉含量均較高,分別為21.32%、22.38%和17.11%、18.81%,其余3個新品系在19%和15%以上。5個新品系粗蛋白含量變幅為0.98%～1.67%,還原糖含量為0.015%～0.028%,Vc含量為18.67%～21.20%,酚類物質含量為 0.12%～0.19%。4.蒙彩-01、蒙彩-02和蒙彩-05的花粉育性均在76.07%以上,蒙彩-03和蒙彩-04的育性分別為33.39%和58.74%,均可作雜交育種的中間材料加以利用。新品系蒙彩-01 的染色體配對構型為 1.18 Ⅰ +14.65Ⅱ+1.28Ⅲ+3.42Ⅳ,蒙彩-02為 1.33 Ⅰ+13.97Ⅱ+1.22Ⅲ+3.77Ⅳ,蒙彩-03為9.12 Ⅰ+7.71Ⅱ+6.88Ⅲ+0.70Ⅳ,蒙彩-04為3.96Ⅰ+11.25Ⅱ+4.91Ⅲ+1.70Ⅳ,蒙彩-05為3.82 Ⅰ +13.05 Ⅱ+2.31Ⅲ+2.79Ⅳ。5.利用篩選出31對SSR適宜引物,PCR擴增共得到多態(tài)性位點328個,其占總位點數89.86%。用C54、C57、STI027和S153這4個SSR引物構建了 5個新品系及其親本和對照品種的DNA指紋圖。以GD值0.40為基準將10個材料聚為3類:蒙彩-05、Red-P1、MIN-021和CY-1為第一類,蒙彩-01、蒙彩-02、蒙彩-03、蒙彩-04和黑美人為第二類,品種紅美為單獨的一類。6.試驗建立了各新品系莖尖脫毒培養(yǎng)的再生體系,篩選出最適激素濃度配比的培養(yǎng)基為 MS+6-BA0.1 mg/L+NAA0.2 mg/L+GA30.1 mg/L。經 DAS-ELISA 檢測,得到了 5個新品系的脫毒組培苗,為其無毒苗的擴繁和原原種繁殖奠定了基礎。7.利用不同濃度的PEG溶液處理新品系蒙彩-01、蒙彩-02和蒙彩-05及其親本的脫毒組培幼苗,測定不同干旱脅迫強度下幼苗葉片的細胞膜相對透性、丙二醛含量和脯氨酸含量等指標,綜合評定6個材料幼苗的抗旱能力強弱順次為:蒙彩-01蒙彩-05MIN-021Red-P1蒙彩-02黑美人。8.HPLC-MS分析結果表明:塊莖薯肉呈紫色的馬鈴薯新品系蒙彩-01和蒙彩-02均含有矮牽牛素-3-香豆酰-蕓香糖苷、矮牽牛素-3-香豆酰-蕓香糖基-5-葡萄糖苷和矮牽牛素-3-阿魏酰-蕓香糖基-5-葡萄糖苷,其中矮牽牛素-3-香豆酰-蕓香糖基-5-葡萄糖苷為主要組分;此外,蒙彩-01特有錦葵素-3-香豆酰-蕓香糖基-5-葡萄糖苷組分,蒙彩-02中特有芍藥素-3-咖啡酰-蕓香糖基-5-葡萄糖苷和芍藥素-3-香豆酰-蕓香糖基-5-葡萄糖苷2種組分。塊莖薯肉呈紅色的品種'紅美'含有天竺葵素-3-蕓香糖苷、天竺葵素-3-阿魏酰-蕓香糖基-5-葡萄糖、天竺葵素-3-香豆酰-蕓香糖基-5-葡萄糖苷和矢車菊素-3-香豆酰-葡萄糖苷3種組分,其中組分天竺葵素-3-香豆酰-蕓香糖基-5-葡萄糖苷和矢車菊素-3-香豆酰-葡萄糖苷為主要組分。
[Abstract]:Color potatoes are rich in anthocyanins and other nutrients, which are not only a special crop but also an important raw material for the extraction of natural pigment. Anthocyanin has strong free radical scavenging and antioxidant function. It has great value in health care, medicine, food and cosmetics. At present, there is a serious lack of colorful potato varieties with high yield, high anthocyanin content, high comprehensive characters and large area to popularize planting potential at home and abroad. For the new color, high anthocyanin content of potato varieties cultivation agronomic traits, in recent years we have complementary advantages and disadvantages, according to the geographic distance and the ecotype differences in the principle of parental selection, will be the introduction of Tetraploid Potato Varieties Red-P1, MIN-021 and Russet-01 respectively with the domestic varieties of black beauty is matched by artificial pollination. Bagging hybridization, got the "MIN-021 * Black Beauty" and "black beauty" Red-P1 * Russet-01 *, "black beauty" of 3 combinations of F1 hybrid seeds. Through greenhouse cultivation and field experiments, 5 color potato hybrids, Mongolian color -01, Mongolian color -02, Mongolian color -03, Mongolia color -04 and Mongolia color -05, were selected from 3 combinations of F1 generation segregating populations. In this experiment, color potatoes and red beauty CY-1 as control, focus on the analysis and evaluation of the 5 varieties of yield, nutritional quality characteristics, drought resistance, pollen fertility, chromosome pairing of SSR fingerprint and genetic diversity, configuration, and use of high performance liquid chromatography and mass spectrometry (HPLC-MS), on the anthocyanin content 5 new lines in the highest Mongolia color -01 and anthocyanin content is relatively low by color -02 tuber anthocyanins were identified. The following main results are obtained. 1., from the 3 cross combinations of F1 generation, 5 new elite strains of color potato were bred, namely Mongolia -01, Mongolia -02, Mongolian color -03, Mongolia color -04 and Mongolia color -05. The plant is erect, Microtuberizing concentrated neat, Yayan shallow, elliptic or oblong shape, tuber flesh showed different shades of purple. 2. new product line -04 is medium and early maturing type, and Mongolian color -01 is medium and late maturing type, Mongolian color -02, Mongolian color -03 and Mongolian color -05 are medium mature. The average yield of single plant and the rate of commercial sweet potato were higher in the 5 new lines, at 1.11 kg and more than 80.66%. 3., the content of tuber anthocyanin in the new line of Mongolia -01 is as high as 626.71 mg/kg FW. The Mongolia color -02, Mongolian color -03 and Mongolia color -05 are above 200mg/kg. FW, and Mongolia color -04 is 118.15mg/kg. The dry matter content and starch content of the new line Mongolia -01 and Mongolia -02 were higher than those of the new line, which were 21.32%, 22.38% and 17.11%, 18.81% respectively, and the other 3 new strains were 19% and 15% above. The crude protein content of 5 new strains ranged from 0.98% to 1.67%, the content of reducing sugar was 0.015% to 0.028%, the content of Vc was 18.67% to 21.20%, and the content of phenols was 0.12% to 0.19%. 4., the pollen fertility of Mongolia lottery -01, Mongolian color -02 and Mongolia -05 is over 76.07%, and the fertility of Mongolian color -03 and Mongolian color -04 is 33.39% and 58.74%, respectively, which can be used as intermediate materials for cross breeding. The new Department of Mongolia color -01 chromosome configuration was 1.18 +1.28 +3.42 I +14.65 II III IV, Mongolia color -02 1.33 +1.22 +3.77 I +13.97 II III IV, Mongolia color -03 9.12 +6.88 +0.70 I +7.71 II III IV, Mongolia color -04 3.96 +4.91 +1.70 I +11.25 II III IV, Mongolia color -05 3.82 1 +13.05 +2.31 +2.79 II III IV. 5. using 31 pairs of appropriate primers for SSR, 328 polymorphic loci were obtained by PCR amplification, which accounted for 89.86% of the total point number. 4 SSR primers of C54, C57, STI027 and S153 were used to construct the DNA fingerprints of 5 new strains, their parents and the control varieties. Based on GD value 0.40, 10 materials were clustered into 3 categories: Mongolian color -05, Red-P1, MIN-021 and CY-1 as the first category, Mongolian color -01, Mongolia color -02, Mongolia color -03, Mongolian lottery -04 and black beauty second categories, and Hongmei as a separate category. 6., we established the regeneration system of virus-free culture of every new line, and screened the optimum medium concentration of MS+6-BA0.1 mg/L+NAA0.2 mg/L+GA30.1 mg/L. By DAS-ELISA detection, we obtained 5 strains of virus-free plantlets, which laid the foundation for the propagation of virus-free seedling and seed breeding. 7. using different concentrations of PEG solution by -01, color varieties by tissue culture seedling de -02 and Mongolia Mongolia color color -05 and its parents, the determination of different drought stress intensity of seedling leaf cell membrane relative permeability and MDA content and proline content index, drought resistant ability in comprehensive evaluation of 6 seedlings as the material -01 -05MIN-021Red-P1: Mongolia Mongolia Mongolia color color -02 color black beauty. The results of 8.HPLC-MS analysis showed that potato tuber meat is potato purple color -01 and -02 color Mongolia Mongolia contain Petunia -3- p-coumaric acyl rutinoside, Petunia -3- p-coumaric acyl rutinose group -5- glucoside and Petunia -3- feruloyl rutinose group -5- glucoside, the in Petunia -3- p-coumaric acyl rutinose group -5- glucoside as the main component; in addition, Mongolia color -01 unique malvidin -3- p-coumaric acyl rutinose group -5- glucoside group, Mongolia color -02 unique paeonidin -3- caffeoyl - rutinose -5- glucoside and peonidin -3- sweet bean acyl rutinose based -5- glucoside 2 components. The meat is red tuber potato cultivar 'red beauty' containing pelargonidin rutinoside, pelargonidin -3- -3- feruloyl rutinose base -5- glucose, pelargonidin -3- p-coumaric acyl rutinose -5- glucoside and cyanidin -3- p-coumaric acyl glucoside 3 components, including components of pelargonidin -3- p-coumaric acyl rutinose based -5- glucoside and cyanidin -3- p-coumaric acyl glucoside was the main component.
【學位授予單位】：內蒙古農業(yè)大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：S532

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