低溫脅迫小麥高分子量谷蛋白亞基缺失后代農(nóng)藝性狀調(diào)查

閆彪

摘 要：高分子量麥谷蛋白亞基缺失M3代群體共有57個株系，包括1亞基缺失、12亞基缺失、2+12亞基缺失及14+15亞基缺失四種類型。大田觀察發(fā)現(xiàn)各株系內(nèi)部各個性狀穩(wěn)定一致。M3代群體各株系間及各株系與對照品種之間，在盛花期和成熟期、株高、穗長、分蘗、旗葉葉面積、株型、千粒重、穗粒重及籽粒性狀等方面與對照品種存在一定的差異，而在葉毛、葉鞘、葉耳、葉舌、莖葉蠟質(zhì)、葉型、穂型、穗色、芒性等方面基本都與對照品種一致。

關(guān)鍵詞：高分子量麥谷蛋白；亞基缺失；農(nóng)藝性狀；低溫脅迫

小麥高分子量谷蛋白的組成和含量是影響小麥加工品質(zhì)的重要因素，它與面團(tuán)的彈性有關(guān)，是決定面團(tuán)強(qiáng)度的主要因素。低溫脅迫作為選育后代新形狀的一種手段，在小麥、油菜、牧草、甜菜等植物遺傳育種改良中取得了顯著的成果，對提高作物的產(chǎn)量發(fā)揮了積極的作用。

本實(shí)驗(yàn)低溫處理普通小麥小偃81干種子，誘變處理后經(jīng)檢測共發(fā)現(xiàn)1Ax1，1Bx14+1By15，1Dy12和1Dx2+1Dy12四種類型的高分子量麥谷蛋白亞基缺失突變體。將誘變處理后的M1代種子種于大田中，經(jīng)過對M2代及M3代種子進(jìn)行SDS-PAGE電泳分析，共篩選出57個包括以上四種類型的亞基缺失突變單株，其中1亞基缺失材料25株，12亞基缺失材料1株，2+12亞基缺失材料1株，14+15亞基缺失材料30株，將此57個單株的種子分別種植于大田之中，共獲得了57個亞基缺失突變株系，其中9001-9029和9031來源于6312，為14+15亞基缺失群體；9032來源于6177，9033-9035來源于6167，9636-9056來源于6307，為1亞基缺失群體；9057及9058來源于6397，分別為12亞基缺失和2+12缺失株系，它們共同構(gòu)成了高分子量麥谷蛋白亞基缺失M3代群體。本研究將對高分子量麥谷蛋白亞基缺失M3代群體部分農(nóng)藝性狀進(jìn)行觀察，以期能為創(chuàng)造新的小麥種質(zhì)資源以及為低溫誘變重要農(nóng)作物關(guān)鍵基因的規(guī)律和機(jī)制的研究提供一定的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)及依據(jù)。

1實(shí)驗(yàn)材料

1.1小偃81（HMW-GS組成：1Ax1，1Bx14+1By15，1Dx2+1Dy12）由中科院遺傳與發(fā)育研究所提供。

1.2HMW-GS 1Ax1、1Bx14+1By15、1Dy12及1Dx2+1Dy12四種亞基缺失材料由鄭州大學(xué)河南省離子束生物工程實(shí)驗(yàn)室以低溫脅迫小偃81干種子誘變后選育獲得。

2實(shí)驗(yàn)方法

將本實(shí)驗(yàn)室獲得的HMW-GS 1Ax1、1Bx14+1By15、1Dy12及1Dx2+1Dy12四種亞基缺失材料的M3代種子按單株編號并于2013年10月8日種植在河南省溫縣農(nóng)科所小麥育種試驗(yàn)田中，統(tǒng)一澆水、施肥、除草。在小麥生長的不同時期對小麥的大田農(nóng)藝性狀進(jìn)行調(diào)查。于2014年6月份按單株收獲，單株脫粒，并對各個株系的部分農(nóng)藝性狀進(jìn)行考種分析。

3結(jié)果與分析

從不同時期的田間觀察和收獲后的考種分析來看高分子量麥谷蛋白各亞基缺失材料M3代群體共有57個株系，突變株系內(nèi)部各個性狀基本穩(wěn)定一致，各突變株系之間以及各突變株系與對照品種小偃81之間在農(nóng)藝性狀上存在著一定的差異。

3.1株高

對照品種小偃81的株高為76.0cm，在57個突變種系中，其中有四個種系9032、9033、9034、9035明顯要高于對照，均達(dá)到了88cm以上，最高的9033株高為108.70cm，9054、9056、9057、9058四個株系的平均株高都在70cm以下，其中9058的平均株高僅為62cm，其他株系的株高與對照相比相差不大。

3.2分蘗數(shù)

小偃81株型緊湊，分蘗能力強(qiáng)，成穗率高。小偃81分蘗數(shù)為19個，而所有57個突變株系分蘗數(shù)都比對照要少，最多的是株系9002，為17個，而在15個分蘗及以上的株系也僅有5個，其他株系均在15個以下，最低的為9018和9058，分蘗數(shù)都是只有8個。

3.3葉部性狀

57個突變株系的旗葉葉面積與對照相比除個別株系外都有明顯的增大。所有變異株系的其他葉部性狀，如葉型、葉耳、葉舌、葉毛及蠟質(zhì)等均與對照相同。

3.4穂形

對照品種小偃81穗成紡錘形，穗色白，無芒，穎殼為白色，穗長為8.26cm。30個14+15亞基缺失突變株系的穗長都比對照要長；而所有其他27個突變株系中除9033和9035外，它們的穗長都要比對照短。在穂型、穗色、芒性等方面均未發(fā)生明顯變異，與對照相似。

3.5生育期

小偃81成熟期中熟偏早，灌漿迅速，成熟落黃快。野生小偃81材料與突變株系材料均于2013年10月8日種植于溫縣農(nóng)科所試驗(yàn)田內(nèi)，由專人統(tǒng)一管理，同時澆水、施肥、除草，經(jīng)調(diào)察后發(fā)現(xiàn)小偃81盛花期在4月25日左右，成熟期在6月5日左右，25個1亞基缺失突變株系的盛花期及成熟期均要比對照早大約一個星期左右，30個14+15亞基缺失突變株系的盛花期及成熟期則均要比對照晚4～6天，而2缺及2+12缺的突變株系比對照晚10～12天。

3.6產(chǎn)量指標(biāo)

穗粒重、千粒重是小麥產(chǎn)量的重要指標(biāo)，對照品種小偃81全穗結(jié)實(shí)32粒，千粒重37.77；變異株系9032的穗粒重與對照相比，差異較大；千粒重方面，9032千粒重為33.01g，9035的千粒重為31.52g，均比對照明顯減小，其他突變株系的千粒重與對照相比，差異不大。

4結(jié)論

從我們統(tǒng)計(jì)的結(jié)果來看，57個突變株系除了分蘗數(shù)均比對照少外，其它性狀的變異都不是單方向性的，如既有高株突變又有矮株突變，因此我們認(rèn)為可能是低溫誘導(dǎo)同時引起了多個基因的改變，在我們篩選1Ax1亞基缺失突變體的過程中這些改變也同時被保存了下來，1Ax1亞基的缺失可能對小麥的一些農(nóng)藝性狀影響不大，它的效應(yīng)可能主要表現(xiàn)在對小麥品質(zhì)的影響上。而突變株系分蘗數(shù)普遍變低的原因可能是低溫誘導(dǎo)對小麥造成了一定的生理損傷，從而使其生活力降低，至于低溫誘導(dǎo)引起小麥生活力降低的現(xiàn)象是否是普遍存在的，還有待進(jìn)一步研究。

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