水稻是世界上重要粮食作物之一,随着社会进步与生活水平的提升,人们对于稻米的品质需求,不仅注重口感等特质,而且要求水稻中富含多种功能营养物质,功能性水稻可以满足人们的多种需求,除了具有一般水稻的特性之外,还兼具功能成分可以调节人体的各项机能。因此,开展水稻功能性营养品质研究,挖掘相关QTL/基因,对利用分子手段培育水稻新品种具有重要意义。本研究以108份水稻材料组成的自然群体为试验材料,对抗性淀粉、总黄酮、谷蛋白和γ-氨基丁酸含量等4个功能营养品质性状进行了测定,结合69对多态性SSR标记,在群体结构和亲缘关系分析基础上,通过TASSEL3.0的GLM和MLM模型进行性状-标记的关联分析,并进一步挖掘优异等位变异以及相关载体材料。同时以高/低抗性淀粉品种龙锦1号和D109为试验材料,分别在灌浆初期、乳熟期、蜡熟期、黄熟期取籽粒样品,测定抗性淀粉含量,并且进行转录组测序,进一步通过q RT-PCR技术对部分基因进行验证,为挖掘和利用抗性淀粉合成相关基因奠定基础。主要研究结果如下:(1)通过2017-2018两年测定的平均值筛选出高抗性淀粉品种10个,代表品种为降糖稻、P121、龙锦1号、花芒等;低谷蛋白品种10个,代表品种为龙香稻1号、红籼4号、万选4号、稻花香等;高总黄酮品种10个,代表品种为东农425、胭脂米、长白10、AC-1等;高γ-氨基丁酸品种10个,代表品种为B137、香芒稻、白光、暗红米等。其中AC-1、胭脂米、红籼4号、龙稻12号、香芒稻等5个品种兼具两种或三种优良营养成分。(2)利用Tassel 3.0的GLM和MLM两种模型共检测到与4个功能营养品质性状显著相关联的位点31个,累计61次显著关联,在12条染色体上都有分布,其中有13个位点在两种模型中同时被检测到。其中与抗性淀粉、总黄酮、谷蛋白和γ-氨基丁酸含量显著关联的位点分别为5、5、7和2个,有8个位点与两个或两个以上性状显著关联。(3)对两种模型同时检测到的13个位点进行优异等位基因挖掘,挖掘出29个相关的优异等位基因以及有代表性的载体材料,其中发现有携带多个优异等位变异的载体材料,如降糖稻携带3个、B137携带2个、花芒携带3个、红籼4号携带5个、AC-1携带3个、胭脂米携带6个、P121携带7个优异等位基因。(4)利用筛选出的高/低抗性淀粉含量品种龙锦1号和D109在灌浆初期、乳熟期、蜡熟期、黄熟期等4个时期籽粒取样进行抗性淀粉含量测定和转录组测序,根据对D109和龙锦1号4个时期的水稻籽粒总m RNA进行测序,共得到241.59Gb Clean Data,各样品Q30碱基百分比均不小于94.37%。RNA-seq结果表明,高/低抗性淀粉品种在灌浆初期有1849个差异基因、在乳熟期有3063个差异基因、在蜡熟期有7179个差异基因、在黄熟期有1027个差异基因。观察差异基因的动态变化,发现灌浆初期、乳熟期、蜡熟期的差异表达基因数量呈现递增状态,且在蜡熟期的数量达到峰值,而在黄熟期的差异表达基因数量趋于稳定状态,与抗性淀粉含量变化趋势一致。对不同材料不同生育时期的差异表达基因进行分析,结果表明在4个不同生育时期中,特异表达基因GO条目的种类的相似程度较高,但每个GO条目中所含基因数量相差极大,大部分的相关基因在高抗性淀粉材料中上调表达。(5)选择8个差异表达基因进行q RT-PCR定量验证,定量结果和转录组测序结果基本趋势一致,显示转录组数据具有真实性和可靠性。