饲草型小黑麦苗期抗旱性研究与抗旱性SSR分子标记筛选

摘要

小黑麦是小麦和黑麦经过属间杂交，染色体加倍后人工合成的新型作物，具有粮、经、饲多种用途。其中饲草型小黑麦具有饲用品质好、产量高、抗逆性强的诸多优点，使它成为饲草作物中的新秀。新疆属典型的温带大陆性气候，干旱少雨，在广大农牧团场推广饲草型小黑麦的过程中，它的抗旱性越来越引起了人们的关注。但是，前人对小黑麦抗旱性研究较少，关于小黑麦抗旱性分子水平的研究就更是未见公开报道。为筛选适于小黑麦苗期抗旱性鉴定的典型性状及其相关的分子标记，本实验选取了包括抗旱相关标记筛选所用亲本在内的不同基因型小黑麦材料30个，通过对小黑麦3叶期水培苗进行不同时间的20％PEG-6000干旱胁迫处理，筛选了包括电导率、丙二醛、水分生理、脯氨酸、根冠比、叶卷曲度、根增生及胚芽鞘长等相关抗旱生理及形态指标。并选择合适的抗旱性状用于SSR分子标记的筛选。这些研究对于选育抗旱性小黑麦品种具有重要意义。 1.小黑麦抗旱性状的研究。 叶片相对电导率、丙二醛及脯氨酸浓度随水分胁迫时间的延长而升高，随复水时间的延长而降低。相对电导率及丙二醛，复水后不能短时间完全恢复，但渗透调剂物质脯氨酸复水后恢复较快。 与对照相比，在20％PEG6000干旱胁迫72h后，各材料都发生了不同程度的胚芽鞘生长受抑制及含水率降低的现象，部分材料有不同程度的叶卷曲和根系增生现象，多数材料胁迫后与对照相比根冠比增大。 电导率、含水率、胚芽鞘长度及根增生等指标在水分胁迫下的变化规律明显。上述指标不仅在不同材料间差异显著，且指标间具有显著的相关性，适于作为典型指标在小黑麦苗期抗旱鉴定中加以应用；而丙二醛、脯氨酸、叶卷曲度及根冠比等指标，受其他因素影响较多，规律较难掌握，不宜单独作为小黑麦苗期的抗旱性鉴定指标。 抗旱性聚类分析表明，供试材料中苗期抗旱性表现最好的材料有04春H系757-758、04春H系499-500、04春H系447-448、04春H系547-548、H05-5等，表现最敏感的材料为04春H系147-148、04春H系799-800、04春H系513-514、04春H系729-730、04春H系415-416。其中，本实验开始前根据田间抗旱性形态表现选定的抗旱亲本H05-5，即30号材料属于30个材料中综合抗旱性最好的材料之一，敏感亲本H04-7，即25号材料属于30个材料中综合耐旱性中等的材料。 2.抗旱相关SSR分子标记的筛选。 选取水分胁迫后胚芽鞘长度变化（以72h胁迫/CK表示）用于苗期抗旱相关SSR标记筛选。 本实验所用的497个小麦及黑麦SSR引物中，有164个在抗旱亲本和敏感亲本间具有多态性，多态性达33.0％。除4R、7R上未筛选到特异引物外，164个引物遍布A、B、R各组染色体，其中分布较多的为5A染色体-16个特异引物，2A染色体-14个特异引物，5B染色体-15个特异引物，1B染色体-13个特异引物。其他各染色体均在1～12个引物范围内。 利用SSR-BSA法将亲本特异的引物在H05-5和H04-7组合的F2群体中筛选获得了两个与72hWS/CK胚芽鞘长度数量性状位点连锁的标记cfd25和xbarc155。但对于电导率则未筛选到相关的标记。

目录

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声明

前言

第一章文献综述

1.1作物抗旱指标鉴定的研究现状

1.1.1形态指标

1.1.2生理指标

1.1.3生化指标

1.1.4生长发育指标

1.1.5产量指标

1.1.6综合指标

1.2分子标记技术应用在各种作物抗旱研究方面的进展

1.2.1分子标记技术应用在小麦抗旱研究方面的进展

1.2.2分子标记技术应用在大麦抗旱研究方面的进展

1.2.3分子标记技术应用在水稻抗旱研究方面的进展

1.2.4分子标记技术应用在玉米抗旱研究方面的进展

1.2.5分子标记技术应用在其它作物抗旱研究方面的进展

1.2.6 SSR分子标记技术应用在抗旱研究方面的进展

第二章饲草型小黑麦苗期抗旱性状的研究

2.1材料与方法

2.1.1实验材料

2.1.2主要试剂及配制

2.1.3实验方法

2.2结果与分析

2.2.1水分胁迫对叶片相对电导率的影响

2.2.2水分胁迫对叶片丙二醛含量的影响

2.2.3水分胁迫对叶片脯氨酸含量的影响

2.2.4水分胁迫对根及茎叶水分变化的影响

2.2.5水分胁迫对根冠比影响

2.2.6胁迫后叶卷曲度及其与水分的关系

2.2.7胁迫后根增生及其与水分和根冠比的关系

2.2.8胚芽鞘长度的测定

2.2.9材料抗旱性的聚类分析

2.3结论与讨论

第三章抗旱相关性状——胚芽鞘长度的SSR分子标记筛选

3.1材料与方法

3.1.1实验材料

3.1.2主要试剂及配制

3.1.3实验方法

3.2结果与分析

3.2.1用于分子标记筛选的抗旱性状的选用

3.2.2抗感亲本间特异引物的筛选

3.2.3耐旱性状的分析

3.2.4敏、抗池的建立及特异引物筛选

3.2.5群体验证

3.3结论与讨论

参考文献

致谢

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