不同小麦品种春化、光周期基因分子标记检测和抗冻性机制的分析

摘要

小麦起源于中东的新月沃土地区,是世界各地广泛种植的禾谷类作物,也是世界上总产量位居第二的粮食作物。在农业生产中,低温冻害是一种严重的自然灾害,也是某些农作物区域性和季节性限定因素。对小麦抗寒性的筛选及研究小麦抗寒性机制,增强小麦等作物的抗寒能力的育种实践和加快小麦品种的选育过程均具有重要的意义。
　　本研究分两个部分:其一以43份小麦材料进行大田试验,检测小麦春化、光周期基因和不同温度下可溶性糖含量差异;其二从上述材料中选出6个品种济麦22、百农矮抗58、郑麦7698、周麦23、新麦23、郑麦9023进行盆栽试验,人工气候室内研究低温胁迫下不同穗发育时期小麦的生理生化变化,在此基础上探索小麦抗冻性生理生化机制,旨在为小麦抗冻性育种提供理论依据和鉴定方法,主要研究结果如下:
　　1.已知春化基因鉴定结果:春化基因在Vrn-A1基因位点上都是隐性基因,在Vrn-B1基因位点上除郑麦9023、阿勃、豫麦34是显性基因型外,其他品种均为隐性基因型,在Vrn-D1基因位点上,矮抗58、周麦23、新麦23等是显性基因型,其余品种为隐性基因型,Vrn-B3位点检测结果均为隐性。
　　2.已知光周期基因鉴定结果:葫芦头、大口麦、红和尚头为隐性等位变异,属光周期明感型,其余40份小麦为显性等位变异。
　　3.低温处理对小麦不同穗发育期生理指标的影响:
　　在二棱期、小花分化期、雌雄蕊分化期、药隔期和四分体期,SOD、CAT酶活性均先升高后降低,但总趋势为增加,SOD、CAT酶活性是处理12h时最高,可溶性糖含量随低温处理时间的延长呈升高趋势。
　　在二棱期、小花分化期和雌雄蕊分化期,MDA含量先升高后降低,其中二棱期,在低温处理6h后积累最高,低温处理24h后,降幅最大的是郑麦7698,为43％,降幅最小的是矮抗58,为30%,小花分化期、雌雄蕊分化期时的MDA含量变化与二棱期相似;在药隔期和四分体时期,MDA积累较多,在五个穗发育时期内,春性、弱春性品种MDA浓度明显高于冬性品种。
　　在二棱期和小花分化期,可溶性蛋白含量呈先升高后下降趋势,处理12h时积累最多,在雌雄蕊分化期、药隔期和四分体期,可溶性蛋白含量随低温胁迫时间延长呈升高趋势。
　　4.低温处理下的小麦叶片可溶性蛋白、可溶性糖、SOD、CAT间呈极显著正相关。
　　5.小花分化期、雌雄蕊分化期、药隔期、四分体时期是小麦对冻害敏感时期,但药隔期是小麦对冻害的最敏感时期。
　　6.不同穗发育时期,低温处理对叶绿素荧光参数的影响:
　　不同穗发育时期,各品种的变化总趋势基本一致,Fv/Fm、φPSⅡ以及qP值随处理时间的延长而呈现降低的趋势,NPQ呈升高趋势,这表明光系统PSⅡ活性中心受到破坏,其中药隔期比其它穗发育期对低温敏感,更易受到冻害。
　　综合上述指标的变化, MDA、可溶性蛋白、可溶性糖含量及SOD、CAT活性可作为研究小麦抗冻性机制的重要生理指标,同时借助叶绿素荧光参数可更快更准确地鉴定小麦抗冻力大小。

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1 前言

1.1 春化基因的研究进展

1.2 植物抗寒性研究进展

1.3 植物抗寒性鉴定常用指标

1.4 小麦抗寒性研究进展

1.5目的和意义

1.6技术路线

2 材料和方法

2.1实验材料

2.2种植方式和处理方法

2.3 测定项目与方法

2.4数据分析

3 结果与分析

3.1春化基因和光周期基因型类型

3.2低温处理对丙二醛(MDA)含量的影响

3.3低温处理对可溶性糖含量的影响

3.4低温处理对可溶性蛋白含量的影响

3.5低温处理对超氧化物歧化酶(SOD)活性的影响

3.6低温处理对过氧化氢酶活性的影响

3.7低温胁迫对小麦叶绿素荧光参数和PSⅡ电子传递速率的影响

3.8低温胁迫对小麦幼穗发育进程的影响

4 讨论

5 结论

参考文献

致谢