代谢组学引导的诱变育种技术提升Gudma色素稻农艺性状并保持其植物化学特性的研究

本文推荐采用辐射诱变育种技术改良印度传统深红色稻种Gudma Dhan，通过代谢组学分析发现突变体保留了丰富的黄酮类化合物（如Cianidanol、Catechin）及苯丙氨酸通路富集特性。突变体在提升产量（GY/P）、有效分蘖（ET/P）和穗粒育性（SF%）的同时，降低了株高（PH）和生育期（DFF）。其糙米甲醇提取物（BRE）展现出显著抗氧化和抗炎活性（抑制IL-6、TNF-α等细胞因子），证实诱变育种可协同优化农艺性状与功能成分。

　　

Highlight

辐射诱变育种改善Gudma地方品种表型

Gudma Dhan因产量低和倒伏问题逐渐被弃种。通过诱变育种，在M₂代筛选出株高降低、分蘖数（TT/P）增加且成熟期一致的突变体Gudma Mutant 6-4，其穗粒育性（SF）提升至89.7%，百粒重（HSW）达3.84g，产量（GY/P）较亲本提高47%。

讨论

印度丰富的生物多样性与传统医学（如阿育吠陀）强调药用植物的价值。本研究通过代谢组学发现突变体保留了亲本中2,3-顺式-低聚原花青素等活性成分，其苯丙氨酸通路富集提示色素稻黄酮合成优势。糙米提取物（BRE）对巨噬细胞一氧化氮（NO）和淋巴细胞IL-2/IFN-γ的抑制证实其抗炎潜力，为功能稻育种提供新策略。

Conclusion

诱变育种使Gudma Dhan成为兼具高产与功能特性的可推广品种。代谢组学指导的突变体筛选避免了湿实验的繁琐，未来可针对已鉴定的色素化合物（如Taxifolin）开展精准育种。