红米是由于在果皮和种皮上沉积色素而显示出特定颜色的,是目前研究较多的一类特种稻资源,在我国有着悠久的种植和食用历史。红米不但芳香爽口,而且大量研究表明它们的营养成分全面合理,是理想的保健食品资源之一。由于有色稻米富含特殊的微量元素和营养物质,且其含量与色素密切相关,因此对有色稻米的保健功效和色素的遗传机制的研究具有重要的理论意义和应用价值。 本文对红米的组织结构、生理特性及食味品质进行了研究;利用红宝石B与米色正常的常规稻米材料R272杂交的F<,1>、F<,2>代分析其遗传行为,并利用微卫星标记对该糙米色素基因进行了定位。主要结果如下: 1.本研究分别对红米和白米的糙米粒和颖壳做了石蜡切片,观察其色素主要位于果皮和种皮中;通过对红米和白米颖壳切片的观察发现其颜色不同,红米颖壳切片的红色非常明显,说明在红米的颖壳中也有红色色素的存在。 2.利用等离子体质谱仪、原子吸收光谱仪测定了四种微量元素(Fe、Zn、Se、Ge)的含量,比较红宝石、杂交红米和普通白米中微量元素含量,以确定其营养差异。实验结果如下:(1)微量元素铁(Fe)、锗(Ge)主要存在糙米的种皮和果皮中;(2)红宝石糙米中各微量元素含量和四种微量元素总含量均高于普通白米,说明红宝石营养成分含量高,并且由其遗传特性所决定;(3)微量元素锗(Ge)、硒(Se)含量在杂交红米中与亲本常规红米中的含量持平,说明通过杂交方法来提高保健稻产量,降低其生产成本是有效的,因此红宝石是很有利用潜力的优质保健稻米资源。 3.利用化学方法测定了胶稠度、碱消值;利用付里叶变近红外光谱分析仪测定表观直链淀粉含量;利用RVA快速测定淀粉粘滞特性。对三种稻米材料的表观直链淀粉含量、碱消值、胶稠度和RVA这四个蒸煮和食用品质指标进行综合考虑,结果认为R272和R272/红宝石B这两个品种的食味品质较好。这说明虽然常规红米的食味品质较差,但是通过杂交育种的方法可以较好地改进其食味品质,为红色保健稻米的更广泛应用创造了条件。 4.对红米水稻材料红宝石进行了遗传分析及基因定位。红宝石与白米水稻材料R272的正反交F<,1>均表现为红色,说明色素基因受显性基因控制。同时,其F<,2>群体米色性状遗传分离符合3:1的分离比,表明红米色素的性状受1对显性基因控制。 5.选取R272/红宝石B作为定位群体,利用均匀分布于水稻12条染色体上的507对SSR标记对红米色素基因(暂命名为Red)在父本与母本间进行筛选,有差异的引物用来对R272/红宝石B的F<,2>隐性群体进行扩增,并用MAPMAKER软件进行连锁分析,将该基因定位在第7染色体上RM8006和RM21186两个标记之间,其遗传距离分别为4.0 cM和2.1 cM。