离子束介导小麦的变异机理研究

摘要

小麦是世界各地广泛种植的粮食作物，为全球约40%人口的主食，我国虽是农业大国，但人口众多，耕地较少，且环境污染日趋严重，培育高产、优质、性状稳定的小麦品种，有利于保障国民经济发展、国家粮食安全和社会稳定。利用各种育种手段培育或创造新的种质资源，是新品种选育的基础。 我们采用离子束介导的方法，将N+注入温麦6号（受体）的种子，再将其分别浸泡在燕麦（供体）和六倍体小黑麦（供体）的全基因组DNA中，按照常规育种方法，经过多年选育获得一批稳定性好的变异材料。本研究以这批变异材料为研究对象，对其农艺性状、面粉品质、光合特性和耐盐性进行调查分析，并进行SRAP遗传多样性分析及相关变异机理研究。 本研究主要分为四个部分，分别是变异材料的农艺性状、面粉品质及光合特性分析；盐胁迫对变异材料生理生化的影响；变异材料的SRAP遗传多样性分析；变异材料的SRAP变异机理研究。 1变异材料的农艺性状、面粉品质及光合特性分析 在主要农艺性状方面，E108的单穗重和单株产量最大，分别为3.48g和27.19g，总体表现最好。在面粉品质方面，E109的湿面筋含量和面筋指数最高，分别为55.2%和42.75%；E104的SDS沉降值较大（5.7mL），且最稳定（|d|=0.4）。在光合特性方面，E104的净光合速率（Pn）最高，为24.29μmol/(m2?s)。 2盐胁迫对变异材料生理生化的影响 在CK（0）、100、200、300、400mmol/L的NaCl胁迫下对变异材料的抗氧化酶（SOD、POD和CAT）、还原型谷胱甘肽（GSH）、丙二醛（MDA）、可溶性蛋白、脯氨酸（Pro）的变化趋势进行研究。与对照材料E101相比，生理生化指标都有所变化，大部分有所升高，总体表现出较好的盐胁迫调节能力。 3变异材料的SRAP遗传多样性分析 利用SRAP分子标记对变异材料进行遗传多样性分析，结果显示，在210条条带中，有143条为多态性条带，总的多态性比率为68.10%，除引物组合Me5-Em9外，其余引物组合的多态性比率均不小于50.00%，；多态性信息含量PIC值在0.84-0.93之间，平均为0.89，说明所选引物为高度多态性引物。遗传相似系数范围为0.41-0.97，平均大小为0.78；其中，对照材料E101与供体（E102和E103）遗传相似性较低，分别为0.42和0.67，与变异材料（E104-E109）的遗传相似性范围为0.94-0.97，表明离子束介导后的变异材料与对照材料E101遗传相似性较高。UPGMA聚类分析和主坐标分析（PCoA）显示，对照材料E101与变异材料聚为一类，供体E102和E103各自聚为一类。 4变异材料的SRAP变异机理研究 在SRAP电泳图谱中寻找目标DNA条带并进行胶回收与克隆测序，经过序列对比及分析，表明变异材料E108中的1XL-19和2XL-19有可能来源于供体E102。

目录

声明

1 引言

1.1 离子束介导小麦遗传转化研究

1.2 小麦变异材料农艺性状、面粉品质及光合特性研究

1.3 小麦变异材料耐盐性研究

1.4 小麦SRAP遗传标记分析

1.5 研究意义及主要内容

2 变异材料的农艺性状、面粉品质及光合特性分析

2.1 材料与方法

2.1.1 试验材料

2.1.2 测定指标及方法

2.2 结果与分析

2.2.1 小麦变异材料主要农艺性状的差异

2.2.2 变异材料面粉品质分析

2.2.3 变异材料光合特性分析

2.3 小结与讨论

3 盐胁迫对变异材料生理生化的影响

3.1 材料与方法

3.1.1 试验材料

3.1.2 试验设计

3.1.3 变异材料生理生化指标分析

3.2 结果与分析

3.2.1 盐胁迫对小麦幼苗生长的影响

3.2.2 盐胁迫条件下小麦变异材料SOD活性分析

3.2.3 盐胁迫条件下小麦变异材料POD活性分析

3.2.4 盐胁迫条件下小麦变异材料CAT活性分析

3.2.5 盐胁迫条件下小麦变异材料还原型谷胱甘肽(GSH)含量分析

3.2.6 盐胁迫条件下小麦变异材料丙二醛（MDA）含量分析

3.2.7 盐胁迫条件下小麦变异材料可溶性蛋白含量分析

3.2.8 盐胁迫条件下小麦变异材料脯氨酸（Pro）含量分析

3.3 小结与讨论

4 变异材料的SRAP遗传多样性分析

4.1 材料与方法

4.1.1 试验材料

4.1.2 SRAP引物

4.1.3 DNA提取

4.1.4 SRAP扩增

4.1.5 数据处理

4.2 结果与分析

4.2.1 20个小麦品种材料的SRAP遗传多样性分析

4.2.2 小麦变异材料的SRAP遗传多样性分析

4.3 小结与讨论

5 变异材料的SRAP变异机理研究

5.1 材料与方法

5.1.1 试验材料、SRAP扩增及数据处理

5.1.2 DNA测序

5.2 结果与分析

5.2.1 特异性DNA条带的回收测序和序列比对

5.2.2 延长引物并再次扩增、回收、测序及比对

5.2.3 两次测序结果对比

5.3 小结与讨论

6 结论与展望

参考文献

个人简历及在学期间发表的学术论文

致谢