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摘 要:高分子量麦谷蛋白亚基缺失M3代群体共有57个株系,包括1亚基缺失、12亚基缺失、2+12亚基缺失及14+15亚基缺失四种类型。大田观察发现各株系内部各个性状稳定一致。M3代群体各株系间及各株系与对照品种之间,在盛花期和成熟期、株高、穗长、分蘖、旗叶叶面积、株型、千粒重、穗粒重及籽粒性状等方面与对照品种存在一定的差异,而在叶毛、叶鞘、叶耳、叶舌、茎叶蜡质、叶型、穂型、穗色、芒性等方面基本都与对照品种一致。
关键词:高分子量麦谷蛋白;亚基缺失;农艺性状;低温胁迫
小麦高分子量谷蛋白的组成和含量是影响小麦加工品质的重要因素,它与面团的弹性有关,是决定面团强度的主要因素。低温胁迫作为选育后代新形状的一种手段,在小麦、油菜、牧草、甜菜等植物遗传育种改良中取得了显著的成果,对提高作物的产量发挥了积极的作用。
本实验低温处理普通小麦小偃81干种子,诱变处理后经检测共发现1Ax1,1Bx14+1By15,1Dy12和1Dx2+1Dy12四种类型的高分子量麦谷蛋白亚基缺失突变体。将诱变处理后的M1代种子种于大田中,经过对M2代及M3代种子进行SDS-PAGE电泳分析,共筛选出57个包括以上四种类型的亚基缺失突变单株,其中1亚基缺失材料25株,12亚基缺失材料1株,2+12亚基缺失材料1株,14+15亚基缺失材料30株,将此57个单株的种子分别种植于大田之中,共获得了57个亚基缺失突变株系,其中9001-9029和9031来源于6312,为14+15亚基缺失群体;9032来源于6177,9033-9035来源于6167,9636-9056来源于6307,为1亚基缺失群体;9057及9058来源于6397,分别为12亚基缺失和2+12缺失株系,它们共同构成了高分子量麦谷蛋白亚基缺失M3代群体。本研究将对高分子量麦谷蛋白亚基缺失M3代群体部分农艺性状进行观察,以期能为创造新的小麦种质资源以及为低温诱变重要农作物关键基因的规律和机制的研究提供一定的实验基础及依据。
1实验材料
1.1小偃81(HMW-GS组成:1Ax1,1Bx14+1By15,1Dx2+1Dy12)由中科院遗传与发育研究所提供。
1.2HMW-GS 1Ax1、1Bx14+1By15、1Dy12及1Dx2+1Dy12四种亚基缺失材料由郑州大学河南省离子束生物工程实验室以低温胁迫小偃81干种子诱变后选育获得。
2实验方法
将本实验室获得的HMW-GS 1Ax1、1Bx14+1By15、1Dy12及1Dx2+1Dy12四种亚基缺失材料的M3代种子按单株编号并于2013年10月8日种植在河南省温县农科所小麦育种试验田中,统一浇水、施肥、除草。在小麦生长的不同时期对小麦的大田农艺性状进行调查。于2014年6月份按单株收获,单株脱粒,并对各个株系的部分农艺性状进行考种分析。
3结果与分析
从不同时期的田间观察和收获后的考种分析来看高分子量麦谷蛋白各亚基缺失材料M3代群体共有57个株系,突变株系内部各个性状基本稳定一致,各突变株系之间以及各突变株系与对照品种小偃81之间在农艺性状上存在着一定的差异。
3.1株高
对照品种小偃81的株高为76.0cm,在57个突变种系中,其中有四个种系9032、9033、9034、9035明显要高于对照,均达到了88cm以上,最高的9033株高为108.70cm,9054、9056、9057、9058四个株系的平均株高都在70cm以下,其中9058的平均株高仅为62cm,其他株系的株高与对照相比相差不大。
3.2分蘖数
小偃81株型紧凑,分蘖能力强,成穗率高。小偃81分蘖数为19个,而所有57个突变株系分蘖数都比对照要少,最多的是株系9002,为17个,而在15个分蘖及以上的株系也仅有5个,其他株系均在15个以下,最低的为9018和9058,分蘖数都是只有8个。
3.3叶部性状
57个突变株系的旗叶叶面积与对照相比除个别株系外都有明显的增大。所有变异株系的其他叶部性状,如叶型、叶耳、叶舌、叶毛及蜡质等均与对照相同。
3.4穂形
对照品种小偃81穗成纺锤形,穗色白,无芒,颖壳为白色,穗长为8.26cm。30个14+15亚基缺失突变株系的穗长都比对照要长;而所有其他27个突变株系中除9033和9035外,它们的穗长都要比对照短。在穂型、穗色、芒性等方面均未发生明显变异,与对照相似。
3.5生育期
小偃81成熟期中熟偏早,灌浆迅速,成熟落黄快。野生小偃81材料与突变株系材料均于2013年10月8日种植于温县农科所试验田内,由专人统一管理,同时浇水、施肥、除草,经调察后发现小偃81盛花期在4月25日左右,成熟期在6月5日左右,25個1亚基缺失突变株系的盛花期及成熟期均要比对照早大约一个星期左右,30个14+15亚基缺失突变株系的盛花期及成熟期则均要比对照晚4~6天,而2缺及2+12缺的突变株系比对照晚10~12天。
3.6产量指标
穗粒重、千粒重是小麦产量的重要指标,对照品种小偃81全穗结实32粒,千粒重37.77;变异株系9032的穗粒重与对照相比,差异较大;千粒重方面,9032千粒重为33.01g,9035的千粒重为31.52g,均比对照明显减小,其他突变株系的千粒重与对照相比,差异不大。
4结论
从我们统计的结果来看,57个突变株系除了分蘖数均比对照少外,其它性状的变异都不是单方向性的,如既有高株突变又有矮株突變,因此我们认为可能是低温诱导同时引起了多个基因的改变,在我们筛选1Ax1亚基缺失突变体的过程中这些改变也同时被保存了下来,1Ax1亚基的缺失可能对小麦的一些农艺性状影响不大,它的效应可能主要表现在对小麦品质的影响上。而突变株系分蘖数普遍变低的原因可能是低温诱导对小麦造成了一定的生理损伤,从而使其生活力降低,至于低温诱导引起小麦生活力降低的现象是否是普遍存在的,还有待进一步研究。
参考文献:
[1]马华平,胡宁,马兆锦.小麦新品种新麦9817的选育技术及其栽培要点[J].农业科学通讯,2009,6:118-119,121.
[2]彭家成,程国旺,徐晓莉等.高产优质油菜新品种浙平4号的选育及特征特性[J].安徽农业科学,2008,36(8):3178,3315.
[3]韩微波,张月学,唐凤兰等.我国牧草诱变育种研究进展[J].核农学报,2010,24(1):62-66.
[4]王燕飞,陈丽君,刘华君等.我国甜菜诱变育种方法研究进展[J].中国糖料,2008,(4):66-68.
关键词:高分子量麦谷蛋白;亚基缺失;农艺性状;低温胁迫
小麦高分子量谷蛋白的组成和含量是影响小麦加工品质的重要因素,它与面团的弹性有关,是决定面团强度的主要因素。低温胁迫作为选育后代新形状的一种手段,在小麦、油菜、牧草、甜菜等植物遗传育种改良中取得了显著的成果,对提高作物的产量发挥了积极的作用。
本实验低温处理普通小麦小偃81干种子,诱变处理后经检测共发现1Ax1,1Bx14+1By15,1Dy12和1Dx2+1Dy12四种类型的高分子量麦谷蛋白亚基缺失突变体。将诱变处理后的M1代种子种于大田中,经过对M2代及M3代种子进行SDS-PAGE电泳分析,共筛选出57个包括以上四种类型的亚基缺失突变单株,其中1亚基缺失材料25株,12亚基缺失材料1株,2+12亚基缺失材料1株,14+15亚基缺失材料30株,将此57个单株的种子分别种植于大田之中,共获得了57个亚基缺失突变株系,其中9001-9029和9031来源于6312,为14+15亚基缺失群体;9032来源于6177,9033-9035来源于6167,9636-9056来源于6307,为1亚基缺失群体;9057及9058来源于6397,分别为12亚基缺失和2+12缺失株系,它们共同构成了高分子量麦谷蛋白亚基缺失M3代群体。本研究将对高分子量麦谷蛋白亚基缺失M3代群体部分农艺性状进行观察,以期能为创造新的小麦种质资源以及为低温诱变重要农作物关键基因的规律和机制的研究提供一定的实验基础及依据。
1实验材料
1.1小偃81(HMW-GS组成:1Ax1,1Bx14+1By15,1Dx2+1Dy12)由中科院遗传与发育研究所提供。
1.2HMW-GS 1Ax1、1Bx14+1By15、1Dy12及1Dx2+1Dy12四种亚基缺失材料由郑州大学河南省离子束生物工程实验室以低温胁迫小偃81干种子诱变后选育获得。
2实验方法
将本实验室获得的HMW-GS 1Ax1、1Bx14+1By15、1Dy12及1Dx2+1Dy12四种亚基缺失材料的M3代种子按单株编号并于2013年10月8日种植在河南省温县农科所小麦育种试验田中,统一浇水、施肥、除草。在小麦生长的不同时期对小麦的大田农艺性状进行调查。于2014年6月份按单株收获,单株脱粒,并对各个株系的部分农艺性状进行考种分析。
3结果与分析
从不同时期的田间观察和收获后的考种分析来看高分子量麦谷蛋白各亚基缺失材料M3代群体共有57个株系,突变株系内部各个性状基本稳定一致,各突变株系之间以及各突变株系与对照品种小偃81之间在农艺性状上存在着一定的差异。
3.1株高
对照品种小偃81的株高为76.0cm,在57个突变种系中,其中有四个种系9032、9033、9034、9035明显要高于对照,均达到了88cm以上,最高的9033株高为108.70cm,9054、9056、9057、9058四个株系的平均株高都在70cm以下,其中9058的平均株高仅为62cm,其他株系的株高与对照相比相差不大。
3.2分蘖数
小偃81株型紧凑,分蘖能力强,成穗率高。小偃81分蘖数为19个,而所有57个突变株系分蘖数都比对照要少,最多的是株系9002,为17个,而在15个分蘖及以上的株系也仅有5个,其他株系均在15个以下,最低的为9018和9058,分蘖数都是只有8个。
3.3叶部性状
57个突变株系的旗叶叶面积与对照相比除个别株系外都有明显的增大。所有变异株系的其他叶部性状,如叶型、叶耳、叶舌、叶毛及蜡质等均与对照相同。
3.4穂形
对照品种小偃81穗成纺锤形,穗色白,无芒,颖壳为白色,穗长为8.26cm。30个14+15亚基缺失突变株系的穗长都比对照要长;而所有其他27个突变株系中除9033和9035外,它们的穗长都要比对照短。在穂型、穗色、芒性等方面均未发生明显变异,与对照相似。
3.5生育期
小偃81成熟期中熟偏早,灌浆迅速,成熟落黄快。野生小偃81材料与突变株系材料均于2013年10月8日种植于温县农科所试验田内,由专人统一管理,同时浇水、施肥、除草,经调察后发现小偃81盛花期在4月25日左右,成熟期在6月5日左右,25個1亚基缺失突变株系的盛花期及成熟期均要比对照早大约一个星期左右,30个14+15亚基缺失突变株系的盛花期及成熟期则均要比对照晚4~6天,而2缺及2+12缺的突变株系比对照晚10~12天。
3.6产量指标
穗粒重、千粒重是小麦产量的重要指标,对照品种小偃81全穗结实32粒,千粒重37.77;变异株系9032的穗粒重与对照相比,差异较大;千粒重方面,9032千粒重为33.01g,9035的千粒重为31.52g,均比对照明显减小,其他突变株系的千粒重与对照相比,差异不大。
4结论
从我们统计的结果来看,57个突变株系除了分蘖数均比对照少外,其它性状的变异都不是单方向性的,如既有高株突变又有矮株突變,因此我们认为可能是低温诱导同时引起了多个基因的改变,在我们筛选1Ax1亚基缺失突变体的过程中这些改变也同时被保存了下来,1Ax1亚基的缺失可能对小麦的一些农艺性状影响不大,它的效应可能主要表现在对小麦品质的影响上。而突变株系分蘖数普遍变低的原因可能是低温诱导对小麦造成了一定的生理损伤,从而使其生活力降低,至于低温诱导引起小麦生活力降低的现象是否是普遍存在的,还有待进一步研究。
参考文献:
[1]马华平,胡宁,马兆锦.小麦新品种新麦9817的选育技术及其栽培要点[J].农业科学通讯,2009,6:118-119,121.
[2]彭家成,程国旺,徐晓莉等.高产优质油菜新品种浙平4号的选育及特征特性[J].安徽农业科学,2008,36(8):3178,3315.
[3]韩微波,张月学,唐凤兰等.我国牧草诱变育种研究进展[J].核农学报,2010,24(1):62-66.
[4]王燕飞,陈丽君,刘华君等.我国甜菜诱变育种方法研究进展[J].中国糖料,2008,(4):66-68.