60Coγ射线诱导的部分四倍体小麦突变体的筛选

摘要

四倍体小麦(AABB，2n=4x=28)具有丰富的遗传多样性和形态学变化，极强的生态适应能力和抗虫抗病、耐盐碱等理想的农艺性状，被广泛用作小麦育种种质资源，然而人工选择和自然作用等因素导致其遗传多样性急剧减少。本研究对7种10份四倍体小麦籽粒进行100 Gy60Coγ射线的辐照，观察其发芽势、发芽率、农艺性状、花粉母细胞减数分裂过程中染色体配对情况、高分子量谷蛋白和醇溶蛋白电泳图谱的变化，对突变体进行筛选，以期为麦类作物育种提供新的种质材料。主要研究结果如下:
　　1.不同物种对相同剂量辐射的耐受性不同:栽培二粒小麦(PI434999)对剂量为100 Gy的辐射反应最敏感，该剂量是其致死辐射剂量。波兰小麦(As304)和波斯小麦(As293)的受辐射种子发芽率分别为35％和40％，该剂量的辐射同样对这两份材料的种子生活力造成了影响。就其它的6份四倍体材料而言，100Gy是不足的诱变剂量。诱变后的野生二粒小麦(As838)、(As835)分别出现了染色体配对、农艺性状、HMW-GS和醇溶蛋白等多种变异，其种子发芽能力正常，说明100Gy是野生二粒小麦适宜的诱变剂量。
　　2.成熟期植株出现一些特殊农艺性状:野生二粒小麦(As838)239-7茎干被蜡粉和多晚分蘖;波斯小麦(As293)250-1极显著早衰;两株矮化突变的植株:圆锥小麦(As2255)253-10和高秆波兰小麦(As302)224-14。
　　3.花粉母细胞减数分裂染色体配对行为:在辐射处理后部分单株的花粉母细胞中，观察到染色体异常配对情况，如:单价体、三价体、四价体以及正常配对的环状和棒状二价体。与对照相比表现出了整个茎干被白色蜡粉覆盖的野生二粒小麦(As838)239-7植株正常生长成熟后具有11个晚分蘖的特殊农艺性状，其染色体配对公式为:2n=28=0.44Ⅰ+12.26Ⅱ(ring)+1.32Ⅱ(rod)+0.08Ⅲ。
　　4.辐射后代野生二粒小麦(As835)237-9-5和野生二粒小麦(As838)239-8-2的高分子量谷蛋白亚基1Ax消失;一条新增的电泳迁移率在1By8和1Dy12的谷蛋白条带在矮秆波兰小麦(As304)230-7-1SDS-PAGE中出现。不正常减数分裂配对与高分子量谷蛋白亚基变异存在一定的联系。野生二粒小麦(As835)237-9-5的1Ax消失，其染色体配对公式为2n=28=0.44Ⅰ+1.05Ⅱ（棒）+11.79Ⅱ（环）+0.21Ⅲ+0.53Ⅳ;1Ax亚基同样在野生二粒小麦(As838)239-8-2中消失，其染色体配对公式为2n=28=1Ⅰ+0.64Ⅱ（棒）+12.32Ⅱ（环）+0.36Ⅲ;在波兰小麦(As304)230-7中，减数分裂配对过程中观察到单价体、三价体和四价体，其构型为2n=28=0.10Ⅰ+1.41Ⅱ（棒）+12.11Ⅱ（环）+0.10Ⅲ+0.18Ⅳ，与中国春的SDS-PAGE电泳谱带对照，在其辐射后代230-7-1中出现了一个电泳迁移率在1By8和1Dy12之间的新增条带。这为研究高分子量谷蛋白基因表达或沉默机制提供了新的材料。
　　5.仅在辐射后的野生二粒小麦(As838) M1种子的A-PAGE中观察到了醇溶蛋白变异情况，其余9份材料的醇溶蛋白电泳谱带均未受到辐射诱变影响。
　　6.本研究出现了新变异的辐射后代，可被用作麦类作物育种新的资源材料。

目录

声明

摘要

1 文献综述

1．1 人工诱变在育种中的应用

1．2 辐射诱变的筛选

1．2．1 农艺性状调查

1．2．2 减数分裂进程观察

1．2．3 高分子量谷蛋白亚基分析

1．2．4 醇溶蛋白多亚基分析

1．3 四倍体小麦在育种中的利用

1．3．1 六倍体普通小麦起源

1．3．2 四倍体小麦的优良性状

1．4 立题依据

2 材料与方法

2．1 材料

2．2 实验方法

2．2．1 辐射处理

2．2．2 发芽实验

2．2．3 农艺性状调查

2．2．4 花粉母细胞减数分裂观察

2．2．5 谷蛋白SDS-PAGE分析

2．2．6 醇溶蛋白A-PAGE分析

3 结果与分析

3．1 发芽势和发芽率

3．2 农艺性状

3．3 花粉母细胞减数分裂配对观察

3．4 HMW-GS变异

3．5 醇溶蛋白谱带分析

4 讨论

4．1 辐射对发芽势和发芽率的影响

4．2 突变导致农艺性状多样性

4．2．1 矮化性状与矮源基因

4．2．2 分蘖对产量的影响

4．3 辐射诱变对减数分裂中期染色体配对影响

4．4 高分子量谷蛋白变异

4．5 醇溶蛋白对麦粉品质的影响

5 结论

参考文献

致谢

在读期间已发表的和完成的论文