離子束誘導小偃81突變家系生物效應(yīng)研究.pdf

1、在我國,小麥是重要的糧食作物,小麥品質(zhì)改良成為小麥育種的重要目標之一。離子束誘變技術(shù)在對性狀的改良效應(yīng)上比傳統(tǒng)的誘變技術(shù)要顯著,經(jīng)過20多年的發(fā)展,許多學者主要從表型效應(yīng)、細胞效應(yīng)、生化效應(yīng)和遺傳效應(yīng)等4個方面,進行研究離子束的生物學效應(yīng),并取得一系列進展。本實驗以N+(30Kev)注入誘導獲得的小偃81突變系M4代群體為材料,該群體中有3種高分子量麥谷蛋白亞基缺失系:1Ax1缺失系,1Bx14+1By15缺失系,1Dx2+1Dy12缺

2、失系。主要進行的實驗:①對M4代群體部分農(nóng)藝性狀進行調(diào)查,試圖從后代表型變異情況來研究離子束生物效應(yīng)；②采用SDS-PAGE和A-PAGE技術(shù)對種子高分子量麥谷蛋白亞基和醇溶蛋白的遺傳穩(wěn)定情況進行系統(tǒng)分析,試圖探索離子束誘變技術(shù)對小麥貯藏蛋白的誘變效應(yīng),鑒定亞基突變類型,豐富小麥種質(zhì)資源；③對遺傳穩(wěn)定的1Ax1亞基缺失突變?nèi)后w進行品質(zhì)檢測,試圖利用高分子量麥谷蛋白亞基近等基因系來研究缺失亞基對小麥品質(zhì)的貢獻大??；④對1Dx2、Dy12、

3、Bx14和1By15亞基基因的變異情況進行研究,試圖了解突變機制。得到以下結(jié)論:
　　 1、M4代群體農(nóng)藝性狀調(diào)查
　　 3種高分子量麥谷蛋白亞基缺失體與對照相比,在株高、穗長、有效分蘗數(shù)、籽粒形狀、色澤、飽滿度等性狀方面有變異。1Ax1缺失體平均株高最高、平均有效分蘗數(shù)最多、籽粒變異為紅色；1Bx14+1By15缺失體穗長平均值最大、籽粒變異為長圓形、不飽滿；1Dx2+1Dy12缺失體株高、穗長、有效分蘗數(shù)的平均值都最

4、小,籽粒不飽滿。3種亞基缺失體農(nóng)藝性狀的變異,說明了離子束能誘導數(shù)量性狀和質(zhì)量性狀發(fā)生變異。
　　 2、高分子量麥谷蛋白的分析
　　 對小偃81突變家系M4代群體進行SDS-PAGE電泳研究,得到三種缺失體,即1Ax1缺失,1Bx14+1By15缺失和1Dx2+1Dy12缺失。缺失體出現(xiàn)頻率由高到低依次是1Ax1>1Bx14+1By15>1Dx2+1Dy12,從遺傳變異系數(shù)上來看1Ax1>1Bx14+1By15=1Dx2

5、+1Dy12。結(jié)果表明,N+離子對高分子量麥谷蛋白亞基位點具有誘變效應(yīng)。本實驗檢測到三種缺失突變體與野生型小偃81形成多對近等基因系,為研究各亞基在小麥品質(zhì)中的作用提供了理想材料,這也說明離子束技術(shù)能夠豐富小麥種質(zhì)資源。
　　 3、醇溶蛋白的分析
　　 對小偃81突變系M4代群體進行A-PAGE電泳研究,發(fā)現(xiàn)ω區(qū)變異類型最多,其次是α區(qū)和γ區(qū),β區(qū)沒有發(fā)現(xiàn)變異類型。本試驗共檢測到5種變異類型:1Ax1缺失系有3種變異類型

6、,1Dx2+1Dy12缺失系和1Bx14+By15缺失系各一種變異類型。在5種變異類型中出現(xiàn)一條相同的變異譜帶,在1Ax1缺失系中,3種變異類型的出現(xiàn)頻率1Ax1c>1Ax1a>1Ax1b。與CK相比,1Ax1b缺失系遺傳相似系數(shù)最小,1Bx14+By15缺失系遺傳相似系數(shù)最大。結(jié)果表明,離子束對編碼醇溶蛋白的基因有誘變效應(yīng),各基因位點對N+敏感程度不同,然而,同一高分子量麥谷蛋白亞基(1Ax1)缺失體中醇溶蛋白電泳圖譜的豐富多態(tài)性,正

7、好反映出了編碼醇溶蛋白的基因位點在遺傳上的多態(tài)性和復雜性。
　　 4、1Ax1缺失系品質(zhì)分析
　　 1Ax1缺失系材料與CK相比,在眾多品質(zhì)指標中只有濕面筋含量、面團形成時間和出粉率三個指標沒有差異,其余指標都表現(xiàn)出了顯著差異。1Ax1缺失系材料各個品質(zhì)指標之間相關(guān)性分析中發(fā)現(xiàn),蛋白質(zhì)含量與50mm處阻力之間、濕面筋與拉伸面積之間、延伸度與出粉率之間成極顯著相關(guān)性。濕面筋、降落值、延伸度、拉伸面積等指標之間有顯著相關(guān)性。

8、從對比結(jié)果來看,1Ax1缺失系材料大多數(shù)品質(zhì)指標有所下降,說明1Ax1是優(yōu)質(zhì)亞基,它的缺失直接造成品質(zhì)的下降,實驗中1Ax1缺失體材料是通過離子束誘變技術(shù)獲得的,它在品質(zhì)方面的變化以及這些品質(zhì)的穩(wěn)定遺傳,說明離子束誘變技術(shù)可以用來品質(zhì)育種。
　　 5、1Bx14+1By15缺失系、1Dx2+1Dy12缺失系基因突變機理分析
　　 實驗發(fā)現(xiàn),離子束能夠誘導1Dx2和1By15亞基基因大片段缺失,誘導Dy12亞基和Bx14亞