普通小麦/欧山羊草6U附加系的分子细胞学鉴定及生理抗旱性分析

论文摘要

干旱是华北地区最重要的农业灾害之一,制约着当地农业,尤其是小麦生产的发展。小麦是世界三大粮食作物之一,也是我国第二大主要作物,水资源短缺已成为小麦生产的主要限制因素,培育节水抗旱品种是当务之急。然而,小麦抗旱性遗传改良受到遗传资源匮乏的制约,创建突破性的抗旱种质资源,是通过育种技术提高小麦抗旱性的根本途径。小麦近缘种属蕴藏着许多对小麦改良极其有用的基因,将近缘种属有利基因导入普通小麦已经成为一种非常重要的拓展小麦基因库的手段。欧山羊草,由于具有抗病、抗逆、丰产等优良特性,已经成为在小麦育种中应用最广泛的近缘种质资源之一。本研究采用染色体工程的方法,将欧山羊草与普通小麦品种“中国春”进行杂交,于2004年获得普通小麦/欧山羊草的杂交种子。经有限回交和后代选育,通过对单株结实性、抗旱性等性状的筛选,选育出一套抗旱性显著提高的普通小麦/欧山羊草杂交后代衍生材料。应用C–分带、双色荧光原位杂交技术和生理生化指标对上述材料进行染色体组成分析和抗旱性测定,初步结果如下:1、普通小麦/欧山羊草杂交后代衍生材料131-1及其后代的体细胞染色体数目为2n=43,经连续C–分带-双色荧光原位杂交分析,证明131-1及其后代都附加了一条欧山羊草的6U染色体;2、对中国春和普通小麦/欧山羊草杂交后代衍生材料131-1进行抗旱性测定:在15%PEG干旱处理情况下,131-1的SOD活性增加了6.4%,POD活性增加了6.3%;而对照“中国春”的两种酶活性只增加了5.9%和5%。在光合作用方面,131-1光合速率减少了33%,蒸腾速率减少了46%,气孔导度减少了12.5%,胞间CO2浓度减少了6.8%;“中国春”在前三个对应指标上分别减少了64%,49%和17.6%,只有胞间CO2浓度增加了3.7%。在水分状况方面,131-1的相对含水量减少了22.8%,“中国春”减少了31.5%。以上数据表明131-1的抗旱性强于“中国春”;3、对“中国春”和131-1后代进行抗旱性测定:在20%PEG干旱处理时,RWC、SOD活性、POD活性、MDA含量等生理指标测定结果表明,131-1后代的抗旱性强于131-1和“中国春”,说明经过抗旱性人工选择,131-1后代的抗旱性进一步提高。这些附加系材料育性正常,具有良好的农艺性状、品质性状和抗旱性状,可作为小麦抗旱育种的种质材料。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 引言
• 第一篇 文章综述
• 1.1 山羊草属的分类和地位
• 1.1.1 山羊草属的分类
• 1.1.2 小麦族的分类及山羊草属在小麦族中的地位
• 2.1 山羊草属基因资源研究进展及在小麦育种中的应用
• 2.1.1 山羊草属基因资源研究进展
• 2.1.2 山羊草属基因组在小麦改良中的应用展望
• 3.1 外源遗传物质的检测
• 3.1.1 形态标记
• 3.1.2 细胞标记
• 3.1.3 生化标记
• 3.1.4 分子标记
• 4.1 小麦抗旱性的分析
• 4.1.1 小麦水分状况研究
• 4.1.2 小麦抗旱性的渗透调节研究
• 4.1.3 小麦抗旱性与光合作用的相关研究
• 4.1.4 小麦抗旱性与相关酶的研究
• 4.1.5 小麦抗旱与水分利用效率
• 4.1.6 小麦抗旱与蒸腾速率
• 4.1.7 小麦抗旱性的分子生物学研究
• 4.1.8 小麦抗旱性与植物激素的调控研究
• 4.1.9 小麦抗旱性的农艺性状遗传
• 第二篇 研究报告
• 第一章 普通小麦/欧山羊草附加系的分子细胞学鉴定和抗旱性测定
• 1.1 供试材料和试剂
• 1.1.1 供试材料
• 1.1.2 试剂
• 1.2 分子细胞学方法
• 1.2.1 染色体制片
• 1.2.2 C–分带
• 1.2.3 荧光原位杂交（FISH）
• 1.3 生理抗旱指标的测定方法
• 1.3.1 SOD 活性测定
• 1.3.2 POD 活性测定
• 1.3.3 光合、蒸腾及气孔导度的测定
• 1.3.4 叶片相对含水量（RWC）的测定
• 1.4 实验结果与分析
• 1.4.1 C-banding 分析
• 1.4.2 双色荧光原位杂交分析
• 1.4.3 形态观察
• 1.4.4 生理指标测定结果分析
• 1.5 小结
• 第二章 普通小麦/欧山羊草附加系 131-1 后代的抗旱性测定和 C-带分析
• 2.1 供试材料
• 2.2 试验方法
• 2.2.1 C-banding 分析
• 2.2.2 SOD 活性测定
• 2.2.3 POD 活性测定
• 2.2.4 叶片相对含水量（RWC）的测定
• 2.2.5 MDA 含量测定
• 2.3 结果与分析
• 2.3.1 C-banding 鉴定结果
• 2.3.2 生理抗旱性分析
• 2.4 小结
• 第三篇 讨论
• 第四篇 结论
• 参考文献
• 附录
• 致谢