离子束介导转化的小麦变异系抗旱性研究

论文摘要

小麦是我国北方的主要粮食作物,种植面积和总产量仅次于水稻。由于我国的气候特点,我国北方的大部分土地均处在干旱和半干旱的缺水状况下,而土壤干旱是冬麦区和春麦区小麦生产发展的重要限制因素之一,因此,抗旱性已成为小麦的重要育种目标。本实验室利用离子束介导转化的方法创造小麦抗旱突变体,经过多年选育,得到一些特殊的变异材料,并对这些变异材料进行抗旱性的鉴定及相关研究。1、以小麦的分离群体作为转基因受体的离子束介导转基因变异效果研究本实验分别以两个杂交组合的F2代分离群体的种子作为离子束介导转基因的受体,对离子束介导转基因引发的变异效果进行研究。从农艺性状和品质性状的实验考察分析知,离子束介导转化对不同受体的出芽率影响不同,如使杂交组合1的F2分离群体的种子的出芽率明显降低,分离群体的种子经过离子束介导转化处理后,某些性状的变异系数会显著增加,即性状的变异谱加宽。说明以分离群体的种子作为离子束介导转基因的受体对育种选择是有利的。同时,结果还表明株高的平均值较对照有降低的趋势,主茎穗长的平均值也有降低的趋势,这可能都与离子注入的损伤效应有一定的关系。2、离子束介导外源DNA转化的小麦变异系主要生育期抗旱性研究通过对12个变异材料萌发期的相对发芽势和相对发芽率的结果分析,其中,变异材料5504、5606、5626的相对发芽势和相对发芽率均高于对照材料5401,预示着这些材料的苗期抗旱性均好于对照材料。同时所有变异材料的胚芽鞘长、主胚根长对水分不敏感,而芽长却对水分敏感。根据小麦结实器官建成与物候期、生育期的对应关系可以考察种质资源在不同生育时期的抗旱性。对变异材料进行全生育期水分胁迫处理,并对各生育时期相应的产量指标进行考察,了解变异材料在各生育期的抗旱性。通过调查全生育期水分胁迫情况和正常灌溉情况下变异材料的株高、分蘖数、可育小穗数、不育小穗数、穗粒数和千粒重等农艺性状,对其进行显著性分析,同时对变异材料的各农艺性状进行方差分析及多重比较的统计分析,结果表明各变异材料间的农艺性状均有差异。其中变异材料5402和5486各主要指标的抗旱指数均大于1,说明该材料的总体抗旱性均得到了提高。3、离子束介导外源DNA变异系小麦后代的RAPD分析通过分析离子束转化的变异小麦后代株系的RAPD分析,发现变异材料的条带与对照材料存在明显差异,表明离子束介导外源DNA变异小麦后代中的变异植株在DNA水平上发生了变异。通过对供体为六倍体小黑麦的变异材料5647和供体为燕麦的11个材料进行RAPD分析,12个变异材料共扩增出780条带,其中328条表现出多态性,占总条带数的42.05%。变异材料的条带变异率最低为25.35%,最高为74.24%。对于抗旱性好的变异材料5402和5486而言,在RAPD分析中,变异材料5402和5486的变异率分别为39.39%和36.36%。而变异材料5563的变异率高达74.24%。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 引言
• 1.1 小麦抗旱性研究进展
• 1.1.1 小麦抗旱性鉴定方法
• 1.1.2 小麦抗旱鉴定指标
• 1.2 离子束介导小麦技术研究进展
• 1.3 PCR和RAPD技术的发展及研究进展
• 1.3.1 PCR技术的发展及研究进展
• 1.3.2 RAPD技术的发展及研究进展
• 1.4 本论文的研究意义及主要内容
• 2 以小麦的分离群体作为转基因受体的离子束介导转基因变异效果研究
• 2.1 材料与方法
• 2.1.1 材料
• 2.1.2 方法
• 2.2 结果与分析
• 2.2.1 不同转化组合的出芽率和成株率的统计
• 2.2.2 农艺性状的统计
• 2.2.3 籽粒品质的统计
• 2.3 小结
• 3 离子束介导外源DNA转化的小麦变异系主要生育期抗旱性研究
• 3.1 试验材料与方法
• 3.1.1 实验材料
• 3.1.2 实验方法
• 3.1.3 变异材料相关指标的考察
• 3.1.4 数据处理方法
• 3.2 结果与分析
• 3.2.1 变异材料萌发期的相对发芽势和相对发芽率
• 3.2.2 变异材料萌发期主要农艺指标分析
• 3.2.3 变异材料正常灌水条件下农艺性状分析
• 3.2.4 变异材料全生育期水分胁迫条件下农艺性状分析
• 3.2.5 变异材料全生育期农艺性状的分析
• 3.2.6 变异材料主要农艺性状的抗旱系数和抗旱指数分析
• 3.3 小结
• 4 离子束介导外源DNA变异系小麦后代的RAPD分析
• 4.1 变异系小麦后代RAPD分析的仪器和试剂
• 4.1.1 试验主要仪器
• 4.1.2 实验主要试剂及其配制
• 4.2 变异系小麦后代基因组DNA提取及检测
• 4.2.1 实验的主要材料
• 4.2.2 变异系小麦后代基因组DNA的提取及其检测
• 4.3 变异系小麦后代RAPD试验及其产物检测
• 4.3.1 RAPD试验优化
• 4.3.2 变异系小麦后代RAPD基本反应体系及程序
• 4.3.3 变异系小麦后代RAPD反应产物检测
• 4.4 结果分析和讨论
• 4.4.1 变异系小麦后代全基因组DNA提取结果
• 4.4.2 变异系小麦后代RAPD条带分析
• 4.5 小结
• 5 总结
• 参考文献
• 个人简历及发表文章
• 致谢