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EMS诱变对小麦品种贵协3号种子的影响

更新时间:2009-03-28

小麦条锈病是由条锈菌(Puccinia striiformis f.sp.tritici)引起的小麦生产中的重要病害之一。在我国大部分麦区均有发生,尤其在西南和西北等地区发生较为严重。在流行年份一般导致小麦减产10%,特大流行年份减产20%~30%。2000年以来,由于条锈菌生理小种条中32(CYR32)和条中33(CYR33)的出现和蔓延,导致我国大部分主栽小麦品种丧失抗性[1-2]。而自2009年以来,随着致病性更强、发展迅速条锈菌新小种V26的出现,使我国主要麦区广泛应用的抗条锈病基因Yr26和被寄予厚望的Yr10普遍丧失抗性,对我国小麦生产构成了严重威胁[3]

随着科学技术的发展,地理信息系统在地理测绘领域中的作用变得越来越重要,将地理信息系统应用于地理测绘领域中,能够帮助测绘人员准确、客观的了解到待测绘区域的地质条件、地理位置等信息,以便于根据这些地理信息来进行科学、合理的规划。

发掘和利用新的、有效的抗条锈病基因,增加抗性基因多样性,通过基因聚合培育持久抗病性品种,是解决当前小麦条锈病发生流行的主要方法。借助优异的遗传材料如突变体库、作图群体等,利用分子标记、基因组测序等现代分子生物学技术,能为种质创新、新品种培育及功能基因组研究分析提供大量基础材料。近年来,随着小麦基因组测序逐步完成,功能基因组研究成为热点,而构建基因突变群体并进行突变体分析是分离鉴定功能基因的重要途径。目前,国内研究者已经构建多个小麦突变群体。许云峰等[4]构建了小麦品种烟农15的EMS突变体库,获得11个农艺性状明显突变的突变材料。赵天祥等[5]利用EMS构建了小麦高产品种偃展4 110突变体库,突变群体突变类型丰富,经统计表型突变率约为6.6%。徐艳花等[6]构建了优质面条小麦品种豫农201的EMS诱变群体,利用SDS-PAGE从突变群体中发现21个高分子量HMW-GS缺失突变体。李明飞等[7]构建了陕农33 NaN3突变群体,并利用RAPD分子标记技术,检测出群体突变密度约为1/57 kb。朱培培等[8]以高产抗白粉病小麦品种国麦301为材料,构建了EMS 诱变群体,获得130 份叶片、株高、穗型等性状突变的M2突变材料。Chen 等[9]构建了旱地小麦品种晋麦47的突变群体,获得2 610 份M2突变材料,TILLING 检测该群体突变密度为1/47 kb,并鉴定出3个候选基因的31个等位突变。但已有的这些小麦突变群体主要是基于黄淮麦区的小麦品种,涉及西南地区小麦品种未见报道,远不能满足基因功能研究的需求。

贵协3号是利用以色列野生二粒小麦(T. dicoccoides,AABB,2n=28)与光稃野燕麦(Avena fatua L.var. glabrata pat)进行远缘杂交选育而成的普通小麦型材料。野生二粒小麦是普通小麦的野生四倍体祖先种,对小麦条锈病、叶锈病和白粉病有良好的抗性,遗传分析初步推测含有1对显性基因对条锈病新小种V26表现抗性,在小麦抗病育种中有重要的应用潜力。笔者对贵协3号进行EMS诱变,通过对种子萌发率的分析比较,确定EMS诱变小麦种子的半致死浓度,为利用化学诱变构建贵协3号突变体库奠定基础。

河叫葛东河,在泗阳县城的东边,正好在我家旁边,天时地利啊。河坡上有很多砂礓,被雨水冲刷,有不少已经裸露在外面。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1949年新中国成立后,中国在联合国的合法席位被剥夺。1951年朝鲜战争中,中国与美国主导的联合国军队发生冲突,当时,美国把联合国当成了手中的工具,拿维和行动作为获取自身利益的手段。因此,主观上看,那个时期中国对联合国持比较负面的看法,对联合国事务(包括维和行动)抱持怀疑和反对的态度。另一方面,由于东西方意识形态领域的差异,再加上联合国在特定历史时期存在的局限性,中国一直被排除在联合国之外,恢复联合国席位的进程被拖延22年之久,因此客观上没有可能参加已经有些历史的维和行动。

1.2 试验方法

选取籽粒饱满贵协3号种子,自来水(1% H2O2)浸种10小时后,分别用含0.4%、0.6%、0.8% EMS磷酸缓冲液 (0.01摩尔,酸碱度为7. 0)置于摇床避光处理12小时(100转/分),处理完毕后,加入5%硫代硫酸钠后对废液进行处理,用自来水持续冲12小时,吸干水分后于育苗盘进行种植萌发,21天后统计出苗率。以不含EMS磷酸缓冲液处理的种子作为野生型对照(WT),每个浓度处理200粒种子,3次重复。

小麦(Triticum aestivum)品种为贵协3号,由贵州省农科院旱粮研究所保存,甲基磺酸乙酯(EMS)化学诱变剂,0.01 mol/L磷酸缓冲液均购自Solarbio公司,0.5%硫代硫酸钠溶液(5克五水硫代硫酸钠溶解于1 000毫升水中)。

2 结果与分析

从表看出,EMS诱变处理21天后,不同的处理浓度间种子出苗率差异明显,随着处理浓度的增大,出苗率逐渐降低,当EMS处理浓度为0.8%时,小麦的出苗率仅4%。EMS处理浓度的增大,虽然可能获得较高的突变率,但低出苗率又直接影响后期突变体的成功筛选,当EMS处理浓度为0.4%,处理时间12小时,接近半致死剂量,适宜突变体的筛选。

不同浓度EMS处理小麦的萌发率

  

EMS浓度处理种子数 出苗数出苗率(%)0.4 600246 41.00.6600579.50.8 60024 4.0WT60049582.5

3 结论与讨论

突变群体是作物育种和功能基因组学研究重要材料。构建具有丰富饱高、变异丰富的突变体库并筛选优良突变个体是突变技术的核心。EMS诱变剂优点是具有诱变效率高、频率高、范围广等,被广泛应用于作物化学诱变育种中。EMS在诱变的时候可同时引起生理损伤,且在一定范围内,随着处理浓度和处理时间的增加,突变效率增加,但生理损伤也同时增加。适宜的浓度范围是诱变试验成功的关键[10]。半致死剂量一般是最好的处理浓度。EMS对不同作物和品种也有不同的敏感性。在不同小麦品种上已使用过0.3%~1.2%的EMS浓度作为诱变浓度。

试验表明,高度浓度的EMS诱变导致贵协3号种子死亡或幼苗畸形等现象,小麦EMS诱变适宜浓度为0.4%,处理时间为12小时,同时发现M1代突变体种子发芽时间相对野生型延长,突变幼苗出现了茎秆纤细弱小的现象,当EMS浓度逐渐变高时,幼苗表型变异率越高,部分幼苗出现畸形苗,同时一些幼苗逐渐枯萎死亡,对突变群体后代农艺性状调查则有待于进一步研究。

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[1] 刘太国,章振羽,刘 博,等.小麦抗条锈病基因Yr26毒性小种的发现及其对我国小麦主栽品种苗期致病性分析[J].植物病理学报, 2015, 45(1):41-47.

[2] 贾秋珍,金社林,曹世勤,等. 2002~2003年甘肃省小麦条锈菌生理小种监测结果[J].植物保护, 2005, 31(2):44-47.

[3] 杨作民,解超杰,孙其信.后条中32时期我国小麦条锈抗源之现状[J].作物学报, 2003, 29(2):161-168.

[4] 赵天祥,孔秀英,周荣华,等. EMS诱变六倍体小麦偃展4110的形态突变体鉴定与分析[J].中国农业科学, 2009, 42(3):755-764.

[5] 许云峰,蒋方山,郭 营, 等. EMS诱导小麦品种烟农15突变体的鉴定和EST-SSR分析[J].核农学报, 2008, 22(4):410-414.

[6] 徐艳花,陈 锋,董中东, 等. EMS诱变的普通小麦豫农201突变体库的构建与初步分析[J].麦类作物学报, 2010, 30(4):625-629.

[7] 李明飞,谢彦周,刘录祥, 等.叠氮化钠诱变普通小麦陕农33突变体库的构建和初步评估[J].麦类作物学报, 2015, 35(1):22-29.

[8] 朱培培,连少英,刘红杰, 等. EMS诱变国麦301突变体库的构建[J].农业科技通讯, 2015(3):103-106.

[9] CHEN L, HUANG L, MIN D, et al. Development and Characterization of a New TILLING Population of Common Bread Wheat (Triticum aestivum L.)[J]. Plos One, 2012, 7(7):e41570.

[10] 黄冬福,付文婷,韩世玉,等.农作物EMS诱变研究进展[J].北方园艺,2015(24):188-194.

 
丁延庆,高旭,程斌,张立异
《农技服务》 2018年第03期
《农技服务》2018年第03期文献

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