小麥EMS誘變群體的構建及關鍵性狀突變體的篩選.pdf

1、植物功能基因組學是后基因組時代的重要研究內容,其主要任務是研究生物體內各基因的生物學功能,而構建飽和的基因突變群體是分離、鑒定基因功能最直接、最有效的方法之一。因此,植物突變體庫的構建是研究功能基因組學的重要基礎。我國幅員遼闊、地域復雜、小麥生態(tài)類型豐富,雖然有些單位已經創(chuàng)建了適合當地種植的突變體庫,但作為我國最大的小麥主產區(qū)黃淮麥區(qū)仍未見報道,而且普通小麥倍性高、基因組龐大、重復序列較多,所以目前世界上尤其是我國小麥突變體庫還遠未達到

2、飽和狀態(tài),因此,選用高產、廣適的小麥品種構建新的普通小麥突變體庫能夠在一定程度上加快我國小麥功能基因組學的研究,從而為我國小麥改良提供一定信息。本研究利用化學誘變劑甲基磺酸乙酯(ethylmethanesulfonate,EMS)溶液誘變處理豫農201種子,初步構建了豫農201的突變體庫,并對該群體各性狀的表型進行調查,同時利用SDS-PAGE的方法篩選出一些不同麥谷蛋白亞基缺失的突變體,得出的主要結果如下:
　　 1.構建了普

3、通小麥EMS突變體庫,獲得722份葉、莖、穗和生理等性狀變異的突變體,變異類型豐富,可見表型的突變頻率為11.43％。
　　 2.共獲得139份葉片性狀突變,突變頻率為2.20％。葉片突變的類型包括:
　　 (1)葉色突變。共有7種類型:一是黃化突變,共2株,突變頻率為0.03％。二是葉斑突變,共65株,突變頻率為1.03％,分為兩種；第一種為葉子有小黃斑,不影響結實,共43株,突變頻率為0.68％；第二種為大黃斑,共2

4、2株,突變頻率為0.35％。三是基部葉變黃的突變,共15株,突變頻率約為0.24％。四是間綠突變,整株葉片有條紋,黃綠相間,共20株,突變頻率為0.32％。五是黃萎突變,葉片外緣萎蔫,共15株,突變頻率約為0.24％。六是全黃突變,葉片外緣不萎蔫,麥穗仍保持綠色,共6株,突變頻率約為0.10％。七是旗葉早黃突變,共7株,突變頻率約為0.11％。
　　 (2)葉形突變。旗葉萎縮畸形為近球形且不伸展,不能正常抽穗,穗子從側向抽出且易

5、斷,共9株,突變頻率為0.14％。
　　 3.獲得220份莖稈性狀突變、突變頻率為3.49％。突變類型包括:
　　 (1)株高突變。第一種突變體為矮稈變異,共50株,平均株高為44.12cm,最低株高僅為30cm,突變頻率為0.79％；第二種為高稈變異,共11株,平均株高85.95cm,最高株高可達89cm,突變頻率為0.17％。
　　 (2)莖稈直徑突變。共發(fā)現了粗壯的突變18株,突變頻率為0.29％；細弱單株

6、7株,突變頻率為0.14％。
　　 (3)分蘗突變。共發(fā)現了103株分蘗突變,突變頻率為1.63％。分蘗突變有3種類型:單蘗、少蘗和多蘗。突變頻率分別為0.27％、1.11％、0.25％。多蘗最多達到37個分蘗,少蘗則僅為2—3個分蘗。
　　 (4)叢生突變。共發(fā)現了22株,突變頻率為0.35％。這類突變株高一般在22—27cm之間,進一步可為兩類,一類是植株葉片寬而厚,抽穗,但不結實；另一類是葉片窄而薄,不抽穗)。

7、r>　　 (5)莖半匍匐突變。發(fā)現了9個植株成熟期莖為半匍匐狀態(tài)生長,突變頻率為0.14％。
　　 4.獲得38份穗部和籽粒性狀突變、突變頻率為0.60％。突變類型包括:
　　 (1)穗部突變。共有3種變異類型:一是短穗,穗長一般在3-5cm且小穗較小,共發(fā)現3株,突變頻率為0.05％；二是密小穗,共發(fā)現5株,突變頻率為0.08％；三是彎穗,共發(fā)現5株,突變頻率為0.08％。
　　 (2)芒型突變。小麥豫農20

8、1為直芒品種,芒長一般為6cm。在突變群體中發(fā)現9株彎芒突變,突變頻率為0.14％；13株短芒突變,突變頻率為0.21％,芒長在1-3cm之間。
　　 (3)籽粒突變。獲得2份大粒材料和1份紅粒材料,突變頻率分別為0.03％和0.016％。
　　 5.獲得325份生理性狀突變,突變頻率為5.15％,共有不育突變、成熟期突變、早衰突變、死亡突變四種類型。
　　 (1)不育突變。在M2代觀察到的不育變異共有142株,

9、突變頻率為2.25％。
　　 (2)成熟期突變。共發(fā)現131株晚熟突變株,突變頻率為2.08％。發(fā)現12株早熟突變株,突變頻率為0.19％。
　　 (3)早衰突變。在M2代觀察到的早衰變異共有38株,突變頻率為0.60％。
　　 (4)死亡突變。在M2代觀察到有2株死亡單株,1株在拔節(jié)期,1株在抽穗期,突變頻率為0.03％。
　　 6.獲得21個缺失不同類型高分子量麥谷蛋白亞基的突變,突變頻率為2.26％