小麦不同细胞质雄性不育系及其杂交种光合特性及籽粒品质分析

摘要

本文利用2套同核异质的K、V、T、CHA型不育系及其保持系，对其不同生长发育时期的光合特性及光合产物的积累进行分析研究，探讨不同小麦雄性不育类型的胞质效应。并通过对不同类型细胞质雄性不育系、保持系及其杂交种籽粒的醇溶蛋白和谷蛋白分别进行A-PAGE分析和梯度SDS-PAGE电泳分析，以寻找与细胞质雄性不育基因表达有关的特异多肽片段。结果如下： 1.在叶绿素含量上各CMS不育系未表现出一致的负效应，CHA不育系药剂反应明显。叶绿素含量在各个材料中表现不同，K、V、T型不育系与保持系相差不大，CHA型抽穗期的叶绿素含量为2.368～1.253mg/g，较K、V、T型不育系及其保持系低0.668～1.719mg/g，差异显著，开花期后差距不断缩小，趋于一致； 2.叶绿素荧光参数方面，各不育系表现不一致。K型不育系的Fv/Fm值大多保持在0.84以上，其他不育系及保持系多在0.77～0.84之间，其ФPSⅡ也相对较高，而T型胞质类型的Fv/Fm值相对要低，在孕穗期仅为0.77～0.806，后期有所增加，CHA冀5418的ФPSⅡ值在孕穗期和开花期明显低于其他类型不育系及其保持系，但灌浆期后有所回升，而其Fv/Fm值在孕穗期至开花期却处于较高水平； 3.净光合速率方面，K、V、T型3种CMS不育表现出负效应，尤其在灌浆后期差异显著。在抽穗期，K型不育系的Pn值较低，T型不育系的Pn值下降幅度最大，在灌浆后期降到1.45～1.9，显著低于K、V型的1.55～2.85，太911289CHA型不育系的Pn值较高，而冀5418CHA不育系Pn值较低； 4.蒸腾速率的变化与气孔导度一样没有一致的变化规律，且二者的总体变化趋势相似。Gs仍是T型不育系的变化幅度最大，在开花期后，其Gs就处于大幅度下降状态，到灌浆后期降到了36.5～54mmol·m-2·s-1，远远低于其他不育系。保持系的Gs与几种不育系相比，要稍高一些，尤其在灌浆期优势更为明显。两种保持系的蒸腾速率变化趋势差异较大，太911289保持系呈持续上升趋势，而冀5418保持系则在灌浆中期后显著下降，而T型不育系的蒸腾速率在灌浆中期后大幅度下降，CHA型不育系抽穗后上升缓慢，可能是由于化学药剂的伤害所造成； 5.不同不育类型的光合产物积累存在一定差异，K、V、T型3种不育系的千粒重为29.1～37.82g，CHA型不育系仅22.73～23.51g，均低于保持系，在淀粉和可溶性糖含量上也有类似的表现，但是CHA型不育系蛋白质含量为19.13～19.93％，高于其他类型不育系0.58～3.08％，保持系最低，仅15.47～15.38％，说明CHA造成的伤害对光合产物积累造成的影响要大于胞质效应； 6.K、V、T型细胞质对杂种小麦某些品质性状具有正向效应。其中以K型细胞质效应较大，在多方面均表现正向杂种优势，超MP2.08％～16.82％，与V、T、CHA型相比有多个性状优势大小的差异达到显著水平。母本基因型与细胞质具有交互作用，对杂种F1代的性状表现具有一定影响。对优势效应大的细胞质类型，选择敏感的母本基因型配制杂种有利于提高品质。 7.不同基因型对细胞质的反应不同。冀5418不育系与其B系在光合速率及光合产物积累上的增减幅度小于太911289。在品质表现上，太911289的平均效应值较高，为21.48％，冀5418则较低，为5.05％，相差16.43％，差异显著，说明太911289对胞质反应较冀5418敏感。 8.通过对不同类型不育系、保持系及其杂交种的籽粒进行A-PAGE电泳分析发现，太911289不育系的电泳图谱与保持系相比在β区缺失一条谱带，但是在冀5418不育系的图谱中并未发现与保持系区别的谱带，这与小麦醇溶蛋白基因表达的品种特异性有关；通过对杂交种图谱的分析发现，杂交种图谱与其父本差异很大，与母本谱带十分相似，同时各不育类型的杂交种间也存在一定差异，说明受细胞质的影响其表达具有很强的偏母性。对各不育系及其保持系谷蛋白的梯度电泳分析并没有发现差异带，各区的谱带基本一致，说明通过这种方法还不能找到不育系与保持系之间的差异或者异源胞质的导入并未影响到原小麦的亚基组成，没有产生明显的胞质负效应。

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摘要

英文缩略符号表

1.引言

2.材料与方法

3.结果与分析

4.讨论

5.结论

参考文献

致谢

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