余桂紅， 邢錦城， 馬鴻翔， 周淼平， 姚金保

(1.江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院，江蘇省農(nóng)業(yè)生物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,江蘇南京 210014；2.江蘇沿海地區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所, 江蘇鹽城 224002)

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轉(zhuǎn)SbPIP1基因小麥的農(nóng)藝性狀調(diào)查

余桂紅1， 邢錦城2， 馬鴻翔1， 周淼平1， 姚金保1

(1.江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院，江蘇省農(nóng)業(yè)生物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,江蘇南京 210014；2.江蘇沿海地區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所, 江蘇鹽城 224002)

[目的] 篩選適合江蘇沿海灘涂種植的耐鹽轉(zhuǎn)基因小麥。[方法] 比較7個(gè)轉(zhuǎn)SbPIP1基因小麥株系在江蘇大豐市灘涂種植的株高、穗長、高峰苗、單株有效穗數(shù)和千粒重等8個(gè)農(nóng)藝性狀。[結(jié)果] S4、S5和S6這3個(gè)轉(zhuǎn)基因株系至少在4個(gè)或以上農(nóng)藝方面的表現(xiàn)均居于7個(gè)檢測株系的前3位。[結(jié)論] S4、S5和S6這3個(gè)株系在江蘇沿海灘涂具有較好的生長適應(yīng)性。

小麥;SbPIP1基因; 沿海灘涂; 農(nóng)藝性狀

一般農(nóng)作物在鹽堿化土壤上生長不良，在重度鹽堿地上幾乎不能生長。目前我國有3 300余萬hm2的土地鹽堿化，超過670萬hm2的耕地鹽堿化，有2 000萬hm2的鹽堿化荒地待開墾利用[1]。沿海灘涂是鹽堿化荒地的一部分，其中江蘇省沿海灘涂面積占全國海岸灘涂總面積的 1/4 左右，居全國首位，總面積達(dá)68.7萬hm2[2]。培育適合在江蘇沿海灘涂種植的耐鹽堿小麥具有重要的意義，通過轉(zhuǎn)入外源耐鹽基因提高植物的耐鹽性是培育耐鹽植物的重要途徑之一。余桂紅等[3]通過轉(zhuǎn)入鹽生植物海蓬子的細(xì)胞質(zhì)膜水通道蛋白基因(SbPIP1基因)獲得了發(fā)芽期耐鹽性提高的轉(zhuǎn)SbPIP1基因小麥。通過逐世代的分子檢測獲得了高代(T6代)純合的轉(zhuǎn)SbPIP1基因小麥株系，對轉(zhuǎn)SbPIP1基因小麥株系在江蘇省大豐市沿海灘涂申報(bào)了安全檢測的中間試驗(yàn)。為了鑒定轉(zhuǎn)SbPIP1基因小麥株系在江蘇沿海灘涂種植的適應(yīng)性，對7個(gè)轉(zhuǎn)基因株系(S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7)和轉(zhuǎn)化受體寧麥13(CK)的部分農(nóng)藝性狀進(jìn)行了調(diào)查，篩選適宜在該地區(qū)種植的轉(zhuǎn)基因株系。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況 試驗(yàn)地位于江蘇省鹽城市大豐市金海農(nóng)場(120.49°E、32.59°N)，其為農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全管理辦公室備案的“轉(zhuǎn)SbPIP1基因抗逆小麥S1等在江蘇省的中間試驗(yàn)”的試驗(yàn)地點(diǎn)。試驗(yàn)地位于灘涂淤積平原, 屬亞熱帶濕潤氣候，四季分明，雨水充沛，光照充足。

1.2 材料 選用高代(T6代)純合的轉(zhuǎn)SbPIP1基因小麥株系和轉(zhuǎn)化受體寧麥13(CK)作為研究材料。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與方法 試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，3次重復(fù)，每重復(fù)每株系種植5行，行寬1 m, 株行距為25.0 cm×2.5 cm，四周設(shè)有保護(hù)行，土壤鹽含量約3 g/kg。試驗(yàn)地田間管理和病蟲害防治參照常規(guī)小麥種植進(jìn)行。

1.4 測定指標(biāo)與方法 測定指標(biāo)有株高、基本苗、高峰苗、單株有效穗數(shù)、穗長、單穗總小穗數(shù)、單穗不孕小穗數(shù)和千粒重共8個(gè)，調(diào)查方法參照江蘇省麥類新品種中間試驗(yàn)進(jìn)行?；久鐬槿~期以前統(tǒng)計(jì)行長1 m的苗數(shù)；高峰苗為拔節(jié)前分蘗數(shù)達(dá)到最高峰時(shí)統(tǒng)計(jì)行長1 m的分蘗數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 株高 由表1可知，7個(gè)轉(zhuǎn)基因株系的株高為68.25～80.68 cm，平均株高為74.02 cm, CK為67.31 cm，7個(gè)轉(zhuǎn)基因株系的株高均高于CK，其中株高最高的株系為S5(80.68 cm)。研究表明在不倒伏的前提下，適當(dāng)提高稻麥等農(nóng)作物的株高，可以提高產(chǎn)量[4]。

2.2 基本苗和高峰苗 在播種量一樣的前提下，基本苗主要與不同品種(系)在田間的發(fā)芽率和幼苗期對逆境的抗性有關(guān)。在7個(gè)轉(zhuǎn)基因株系中，只有2個(gè)株系的基本苗高于CK，其余5個(gè)株系的基本苗均低于CK。高峰苗對產(chǎn)量的影響要大于基本苗。由表1可知，在7個(gè)株系中有2個(gè)株系(S1、S3)的高峰苗低于CK，其余5個(gè)株系均高于CK，高峰苗最高的株系是S5(259株/行)，其次是S4(225株/行)。

2.3 單株有效穗數(shù) 單株有效穗數(shù)是衡量小麥品種(系)增產(chǎn)潛力的重要指標(biāo)之一。由表1可知，7個(gè)轉(zhuǎn)基因株系的單株有效穗數(shù)為3.30～5.80穗/株，CK為3.85 穗/株，有4個(gè)株系的單株有效穗數(shù)低于CK，3個(gè)株系的單株有效穗數(shù)高于CK，分別為S4、S5、S6。2.4 穗長 由表2可知，7個(gè)轉(zhuǎn)基因株系的穗長為8.16～10.13 cm，平均穗長為8.74 cm, CK為7.98 cm，7個(gè)轉(zhuǎn)基因株系的穗長均高于CK，其中穗長最長的株系為S5(10.13 cm)。

表1 7個(gè)轉(zhuǎn)SbPIP1基因小麥株系的株高、基本苗、高峰苗和單株有效穗數(shù)

表2 7個(gè)轉(zhuǎn)SbPIP1基因小麥株系的穗部性狀和千粒重

2.5 單穗總小穗數(shù)和單穗不孕小穗數(shù) 7個(gè)轉(zhuǎn)基因株系中有1個(gè)株系(S2)的單穗總小穗數(shù)低于CK，其余6個(gè)株系的單穗總小穗數(shù)均高于CK，單穗總小穗數(shù)最高的株系是S4(34.80個(gè)/穗)；在單穗不孕小穗數(shù)方面，CK是2.10個(gè)/穗，有2個(gè)株系(S7、S1)的單穗不孕小穗數(shù)高于CK，其余5個(gè)株系的單穗不孕小穗數(shù)低于CK；單穗結(jié)實(shí)小穗數(shù)為單穗總小穗數(shù)減去單穗不孕小穗數(shù)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)單穗結(jié)實(shí)小穗數(shù)較高的3個(gè)株系分別是S5、S4、S7，CK的單穗結(jié)實(shí)小穗數(shù)為29.90個(gè)/穗。

2.6 千粒重 7個(gè)轉(zhuǎn)基因株系的千粒重為37.24～42.95 g，平均千粒重為40.39 g,CK為36.71 g，7個(gè)轉(zhuǎn)基因株系的千粒重均高于CK，其中千粒重較重的株系有S5(42.95 g)、S6(42.86 g)、S1(40.33 g)。

3 結(jié)論

綜合分析7個(gè)轉(zhuǎn)基因株系的表現(xiàn)發(fā)現(xiàn)：S5在株高、高峰苗、單株有效穗數(shù)、穗長、單穗結(jié)實(shí)小穗數(shù)和千粒重6個(gè)性狀方面的表現(xiàn)均居于7個(gè)檢測株系的前3位；S4在株高、高峰苗、單株有效穗數(shù)、穗長和單穗結(jié)實(shí)小穗數(shù)5個(gè)性狀方面的表現(xiàn)均居于7個(gè)檢測株系的前3位；S6在高峰苗、單株有效穗數(shù)、穗長和千粒重4個(gè)性狀方面的表現(xiàn)均居于7個(gè)檢測株系的前3位?？傮w來看，S4、S5和S6這3個(gè)株系在鹽堿地上具有較好的生長適應(yīng)性，為轉(zhuǎn)SbPIP1基因小麥在江蘇沿海灘涂環(huán)境釋放的理想材料，適宜選留用作進(jìn)一步研究。

[1] 翁躍進(jìn), 陳道明.小麥耐鹽基因的標(biāo)記和標(biāo)記的克隆[J].遺傳學(xué)報(bào),2002,29(4):343-349.

[2] 王軍，李萍.江蘇沿海地區(qū)菊芋高產(chǎn)栽培技術(shù)[J].長江蔬菜,2013(17):22-23.

[3] 余桂紅, 孫曉波, 張旭, 等.轉(zhuǎn)SbPIP1基因小麥植株的獲得及發(fā)芽期耐鹽性鑒定[J].分子植物育種，2012, 10(4): 398-403.

[4] 徐建軍，陸銘昌，金菊花，等.14個(gè)水稻新品種在上海市松江區(qū)的種植表現(xiàn)[J].中國稻米，2014，20(5)：87-89.

Investigation on Agronomic Traits ofSbPIP1-Transgenic Wheat

YU Gui-hong1, XING Jin-cheng2, MA Hong-xiang1et al

(1.Key Laboratory of Agrobiology，Jiangsu Academy of Agricultural Sciences, Nanjing, Jiangsu 210014; 2.Institute of Agricultural Sciences in Coastal Area of Jiangsu，Yancheng, Jiangsu 224002)

[Objective] To screen salt tolerant transgenic wheat suitable for planting on the coastal area of Jiangsu Province.[Method] 8 agronomic traits such as plant height, ear length, etc. of 7SbPIP1-transgenic wheat lines in Dafeng Area of Jiangsu Province were compared.[Result] The transgenic lines S4, S5and S6displayed the top three at least 4 or more traits among the 7 detected lines.[Conclusion] The transgenic lines S4, S5and S6have good growth adaptability in the coastal area of Jiangsu Province.

Wheat;SbPIP1 gene; Coastal area; Agronomic traits

轉(zhuǎn)基因生物新品種培育重大專項(xiàng)(2014ZX0800205B)。

余桂紅(1971- ),女,湖北隨州人，研究員,博士，從事小麥遺傳育種研究。

2016-09-14

S 512.1

A

0517-6611(2016)32-0027-02