發(fā)布時(shí)間：2020-08-23 19:54

【摘要】：玉米是主要的糧食作物,玉米種質(zhì)資源是玉米品種培育的基礎(chǔ)素材。隨著生命科學(xué)向后基因組學(xué)的轉(zhuǎn)向,玉米科學(xué)已開(kāi)始進(jìn)入功能基因組與性狀表達(dá)遺傳調(diào)控機(jī)制的研究時(shí)代,玉米育種研究目標(biāo)也在走向多樣化。在這樣的背景下,基于高效化學(xué)誘變技術(shù)的大量玉米基因突變材料的創(chuàng)制被認(rèn)為是玉米種質(zhì)創(chuàng)新的一個(gè)重要而緊迫的課題。N-甲基-N-亞硝基脲(MNU)是一種高效基因誘變劑,已被用于一些哺乳動(dòng)物、微生物以及水稻的誘變研究。近年來(lái),我們致力于高效的玉米化學(xué)誘變新技術(shù)的研發(fā)。前期研究中已經(jīng)確立了系列水性環(huán)境中玉米自交系的離體成熟花粉生殖細(xì)胞的最適MNU處理方法。本研究通過(guò)對(duì)玉米自交系(A378)成熟花粉在最優(yōu)保護(hù)液體系下系列條件的MNU處理后所得M_1-M_2代植株與籽粒性狀的篩查分析,確定了適于最大突變性狀表達(dá)頻度的誘變條件,并且最終獲得了具有多樣玉米植株與籽粒性狀的系列純合突變體。當(dāng)MNU濃度為0.5 mmol/L、處理時(shí)間為40 mins、處理緩沖液pH為4.8、磷酸鹽濃度為10 mmol/L時(shí),突變性狀的表達(dá)頻度達(dá)到了10.5%。從供試M1-M2群體中篩查到了致死、分蘗、矮化、低穗位、條紋葉、卷葉、紅葉脈、窄葉展、雄蕊匍匐、雄蕊不育、雄蕊雌化、畸形雌穗、簇狀雌穗等株形性狀及糖質(zhì)、淡黃斑、皺縮、白色、糯性、粉紅斑、深黃基部、白色基部、粉紅胚乳等籽粒性狀,共計(jì)381個(gè)突變株系。通過(guò)M3群體的性狀表征,最終獲得了具有系列的株形與籽粒性狀,總計(jì)77個(gè)純合基因型突變體�？傊�,與已報(bào)道的玉米花粉在懸浮于石蠟油中的EMS誘變相比,本研究確立的玉米花粉生殖細(xì)胞MNU誘變技術(shù)具有顯著提高的突變誘發(fā)效率,其應(yīng)用有望為玉米功能基因組學(xué)與育種研究開(kāi)發(fā)大量的基因突變材料。
【學(xué)位授予單位】：山西大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：S513
【圖文】：

在 M1代幼苗期經(jīng)觀察統(tǒng)計(jì)共有 9 份幼苗顯性突變，包括 3 株黃化苗(圖 2.2A2)，4 株白化苗(圖2.2 A3)，2 株條紋葉植株。通過(guò)田間觀察發(fā)現(xiàn)玉米黃化苗突變體在苗期葉片均呈現(xiàn)黃綠色，長(zhǎng)勢(shì)較弱，葉片頂端出現(xiàn)焦灼現(xiàn)象，部分葉片頂端出現(xiàn)黏連，在受光照射后出現(xiàn)萎蔫現(xiàn)象，伴隨著植株的生長(zhǎng)全部黃化苗逐漸死亡；玉米白化苗突變體在其幼苗期所有葉片都表現(xiàn)為白色，并持續(xù)整個(gè)幼苗期，由于缺少葉綠素等必要的物資而不能進(jìn)行光合作用，白化幼苗在生長(zhǎng)至二葉期或三葉期便枯萎而死，白化苗植株枯死前其他表型特征如株高、葉片的完整度等與正常植株相比沒(méi)有太大差異；玉米條紋葉突變體主要表現(xiàn)為葉片沿葉脈方向形成的黃色或白色豎狀條紋狀。變異植株出現(xiàn)條紋的葉片數(shù)不相同，出現(xiàn)在葉片的部位也不相同，條紋的顏色深淺也有所不同，該突變幼苗生長(zhǎng)發(fā)育遲緩，植株生長(zhǎng)一段時(shí)間后白色和黃色條紋部分出現(xiàn)萎焉，隨著植株的繼續(xù)生長(zhǎng)，葉片從枯萎處出現(xiàn)撕裂，整片葉變?yōu)橐粋�(gè)個(gè)的條型，并逐漸變枯黃直到死亡；另外，觀察發(fā)現(xiàn) M1代幼苗中還存在大量極端弱化的幼苗，這類(lèi)幼苗表形型為葉片短小，較厚，呈深綠色，植株下部枯萎，隨著植株的繼續(xù)生長(zhǎng)這類(lèi)幼苗逐漸死亡。MNU 化學(xué)誘變劑處理玉米花粉后代中，MNU 誘變劑對(duì)玉米 M1產(chǎn)生了較明顯的生理?yè)p傷，造成這一結(jié)果的原因是 MNU 在發(fā)揮誘變作用的同時(shí)也具有一定的毒性作用，MNU 誘變劑破壞了玉米花粉顆粒胚細(xì)胞膜的滲透性，抑制其生長(zhǎng)相關(guān)物質(zhì)的運(yùn)輸和合成，或經(jīng) MNU 誘變劑處理后引起相關(guān)表達(dá)基因、修飾基因變異的結(jié)果。大部分花粉經(jīng)誘變后形成的籽�？梢哉ＩL(zhǎng)發(fā)育

其長(zhǎng)勢(shì)較弱，不能提供足夠的營(yíng)養(yǎng)物資而沒(méi)有獲得籽粒后代。在得到的 346 份籽粒中，每個(gè)子代代表一個(gè)群體，經(jīng)篩選統(tǒng)計(jì)，共有 24 個(gè)群體表現(xiàn)出籽粒突變性狀，包括4個(gè)基部發(fā)黃的突變(圖2.3 C6)，6個(gè)糖質(zhì)突變(圖2.3 C2)，7個(gè)白色突變(圖2.3 C8)，3 個(gè)基部發(fā)白(圖 2.3 C5)，2 個(gè)黃色圓斑粒(圖 2.3 C3)，2 個(gè)糯性突變(圖 2.3 C9)，這一結(jié)果揭示了 MNU 對(duì)玉米籽粒的誘變影響。5、將全部 346 份 M2代籽粒按每份 20 粒進(jìn)行播種，并進(jìn)行觀察統(tǒng)計(jì)，M2代分離范圍較廣

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 樊雙虎;郭文柱;路小鐸;張春義;;玉米EMS突變體庫(kù)構(gòu)建及突變體初步鑒定[J];安徽農(nóng)業(yè)科學(xué);2014年11期

2 王超;安學(xué)麗;張?jiān)鰹?楊青;饒力群;陳信波;方才臣;萬(wàn)向元;;植物隱性核雄性不育基因育種技術(shù)體系的研究進(jìn)展與展望[J];中國(guó)生物工程雜志;2013年10期

3 戚洪源;李衛(wèi)華;付志遠(yuǎn);丁冬;胡彥民;湯繼華;;玉米隱性矮稈突變體的遺傳分析與初步定位[J];河南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2013年03期

4 徐相波;陰衛(wèi)軍;邢燕菊;徐立華;周柱華;韓金龍;丁一;;太空誘變玉米雄性不育突變體的遺傳分析[J];山東農(nóng)業(yè)科學(xué);2013年04期

5 李志華;李會(huì)霞;田崗;劉鑫;;山西省玉米種質(zhì)基礎(chǔ)與雜種優(yōu)勢(shì)利用研究[J];中國(guó)種業(yè);2013年01期

6 方志聰;戚智;;二甲基亞砜對(duì)生物膜的作用機(jī)理[J];生物物理學(xué)報(bào);2012年08期

7 李志明;;甘肅玉米種質(zhì)資源創(chuàng)新問(wèn)題探析[J];中國(guó)種業(yè);2012年03期

8 鄭殿升;楊慶文;劉旭;;中國(guó)作物種質(zhì)資源多樣性[J];植物遺傳資源學(xué)報(bào);2011年04期

9 劉錄祥;郭會(huì)君;趙林姝;李軍輝;古佳玉;趙世榮;王晶;;植物誘發(fā)突變技術(shù)育種研究現(xiàn)狀與展望[J];核農(nóng)學(xué)報(bào);2009年06期

10 張英;穆楠;樸紅梅;;轉(zhuǎn)基因技術(shù)在玉米遺傳育種中的應(yīng)用[J];生物技術(shù)通報(bào);2009年01期

本文編號(hào)：2801954