本文關鍵詞：轉基因小麥抗旱性生理生化及農藝性狀鑒定

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【摘要】：小麥是我國主要的糧食作物之一,全生育期需水量大,而我國水資源短缺,加之受全球氣候變暖等因素的影響,各大麥區(qū)每年都會發(fā)生不同程度的旱情,干旱已成為我國小麥生產(chǎn)提升的主要制約因素,嚴重影響著小麥單產(chǎn)提高和國家糧食安全。通過基因工程技術選育抗旱節(jié)水型小麥新品種、創(chuàng)制抗旱節(jié)水小麥新種質是今后我國小麥生產(chǎn)的一個重要任務。本研究在自然干旱條件下對DREB4A轉濟麥19及W17轉濟麥19的T4代轉基因株系進行了抗旱性鑒定。在分子檢測陽性株系的基礎上,結合田間表型選擇,各選取了5個優(yōu)良株系。分別在抽穗期、開花期、灌漿期對入選陽性株系的葉綠素、光和速率、蒸騰速率、水分利用效率、葉片相對含水量、相對電導率、丙二醛含量、脯氨酸含量、可溶性蛋白含量、超氧化物歧化酶(SOD)和過氧化物酶(POD)活性等抗旱相關生理、生化指標進行了測定;對陽性株系的產(chǎn)量及農藝性狀進行了調查分析;對轉基因株系的種子通過室內模擬干旱,對其萌發(fā)期的抗旱性能進行了鑒選。主要研究結果如下:1、PCR檢測結果:DREB4A轉濟麥19共檢測24個株系,檢測到陽性株系24個,陽性率100%;W17轉濟麥19共檢測37個株系,檢測到陽性株系36個,陽性率97.3%;結果表明外源基因已整合到小麥基因組,并能穩(wěn)定遺傳。2、抗旱相關生理生化指標分析結果顯示:DREB4A、W17兩個轉基因株系,各項指標測定結果表現(xiàn)類似。各轉基因陽性株系,在抽穗期-開花期-灌漿期三個發(fā)育時期的葉綠素含量、SOD、POD活性呈先上升后下降的趨勢,轉基因株系始終高于受體對照,降幅小于對照,在灌漿期差異最顯著;光合速率、水分利用效率、葉片相對含水量呈降低趨勢,轉基因株系皆高于受體對照,降幅小于受體對照,隨著干旱脅迫加劇,在灌漿期差異最顯著;蒸騰速率、相對電導率和丙二醛含量呈現(xiàn)持續(xù)升高的趨勢,轉基因株系始終低于受體對照,升高幅度也小于受體對照,在灌漿期差異最顯著;脯氨酸含量和可溶性蛋白含量呈現(xiàn)逐漸上升的趨勢,轉基因株系始終高于受體對照,上升幅度高于受體對照。這些結果說明,抗旱相關轉錄因子基因DREB4A、W17能明顯提高小麥的抗旱性能。3、農藝性狀調查結果:DREB4A轉濟麥19、W17轉濟麥19株系平均株高分別高于受體對照2.0%、2.4%;旗葉長分別高出受體對照4.0%、5.0%,旗葉寬分別高出受體對照1.3%、1.0%,葉面積明顯高于受體對照品種。同時,畝穗數(shù)分別比受體對照高出3.0%、4.1%。穗粒數(shù)分別高于受體對照4.1%、4.9%,千粒重高于受體對照4.5%、6.2%,實際產(chǎn)量分別高于對照6.0%、8.3%,說明在同等水分脅迫情況下,轉基因株系比其受體對照具有較強的脅迫抗性,能維持較高的產(chǎn)量水平。4、種子萌發(fā)期抗旱性鑒定結果:在水分充足的條件下,兩個轉基因材料種子的各項抗旱相關指標與受體對照之間無顯著差異;在20%PEG-6000脅迫下,兩個轉基因材料的發(fā)芽率、胚芽鞘長度、胚根長度、胚根數(shù)均優(yōu)于受體對照。這一結果表明,DREB4A、W17基因能提高小麥萌發(fā)期的抗旱機能。上述研究結果,為抗旱節(jié)水小麥種質創(chuàng)制和轉基因小麥育種提供了理論指導與方法參考,為進一步開展研究抗旱相關轉錄因子基因作用的分子機制提供了一定的材料基礎。
【學位授予單位】：西北農林科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：S512.1

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