本文關(guān)鍵詞：普通小麥異附加系重要性狀的評(píng)價(jià)與鑒選及六倍體小黑麥與普通小麥雜交后代的鑒定

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【摘要】：小麥?zhǔn)鞘澜缰饕Z食作物之一,隨著氣候變化,耕地以及水資源的日益匱乏,小麥的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)受到嚴(yán)重威脅;同時(shí),長期在人工環(huán)境中的選擇育種,使得小麥的遺傳基礎(chǔ)日趨狹窄,難以應(yīng)對(duì)多種多樣的生物以及非生物脅迫。小麥近緣種屬中蘊(yùn)藏著豐富的基因資源,利用遠(yuǎn)緣雜交和染色體工程,將近緣植物的染色體(片段)轉(zhuǎn)移到小麥中,已經(jīng)創(chuàng)制了小麥異附加系和小黑麥等大量帶有異源染色體的新種質(zhì),豐富了小麥的遺傳育種資源。然而這些種質(zhì)只有小部分應(yīng)用到育種和生產(chǎn)實(shí)踐中,絕大多數(shù)異源染色體種質(zhì)的特性和應(yīng)用潛力還亟待挖掘。本研究對(duì)本課題組收集到的部分小麥異源染色體種質(zhì)的農(nóng)藝性狀、抗旱性、苗期氮磷效率、條銹病抗性以及矮腥黑穗病抗性進(jìn)行了調(diào)查與評(píng)價(jià),以明確其特性,篩選出有利用價(jià)值的種質(zhì),為其在小麥遺傳育種中的應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。同時(shí),對(duì)六倍體小黑麥Certa分別與普通小麥晉麥47和西農(nóng)389雜交、回交的高代株系進(jìn)行了鑒定和性狀評(píng)價(jià),以促進(jìn)六倍體小黑麥在小麥新種質(zhì)創(chuàng)制中的應(yīng)用。本研究取得的主要研究結(jié)果如下:1.異源染色體附加對(duì)普通小麥農(nóng)藝及光合性狀的影響以共同受體親本普通小麥中國春為對(duì)照,對(duì)82份小麥異附加系的苗期根系、光合生理、農(nóng)藝及籽粒品質(zhì)等性狀進(jìn)行了測(cè)定和分析,發(fā)現(xiàn)大部分異源染色體的附加會(huì)顯著降低受體中國春的株高、穗粒數(shù)和沉降值,顯著提高籽粒的硬度和面筋含量,對(duì)苗期的根系性狀、灌漿期的光合速率、籽粒的淀粉含量、纖維素含量以及生育期無負(fù)面效應(yīng);部分異源染色體的附加使芒型和穎殼顏色、籽粒大小等性狀發(fā)生變異。其中,Lemus racemosus I、Lemus racemosus H、Lemus racemosus F、Psathyrostachys huashanica A、Psathyrostachys huashanica C、Aegilops longissima 1S以及Agropyron intermedium G染色體的附加顯著增大了苗期根系總長、總表面積和總體積;Hordeum chilense 1Hch等染色體的附加降稈效應(yīng)顯著;Agropyron elongatum 4E和Elymus trachycaulus 5S染色體的附加改良小麥穗部性狀(小穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重)的效應(yīng)最明顯;Lemus racemosus 7Lr#1染色體的附加提前花期6天左右,Rye 2R和3R染色體的附加則推遲開花一周左右;Aegilops peregrina 3UV附加系的光合能力較強(qiáng);Aegilops umbellulata 6U、Aegilops umbellulata 2U、Aegilops umbellulata 5U、Aegilops geniculata 4Ug、Lemus racemosus7Lr#1、Aegilops searsii 5SS、Aegilops searsii 1SS、Elymus trachycaulus 6H以及Hordeum chilense 5Hch染色體的附加可顯著提高籽粒硬度和面筋含量。以82份小麥異附加系及其共同受體親本中國春為試驗(yàn)材料,在抗旱棚設(shè)置水、旱處理,調(diào)查相關(guān)農(nóng)藝性狀,篩選可作為抗旱鑒定指標(biāo)的次級(jí)性狀及抗旱性強(qiáng)的種質(zhì)。結(jié)果表明,在所測(cè)的10個(gè)農(nóng)藝性狀中,單株生物量對(duì)水分最敏感,穗長對(duì)水分最不敏感。通過分析各性狀的遺傳力及其在干旱處理下與單株產(chǎn)量的相關(guān)性,篩選出可作為抗旱性評(píng)價(jià)次級(jí)指標(biāo)的農(nóng)藝性狀5個(gè),包括株高、穗下第一節(jié)間長、穗長、穗粒數(shù)和千粒重�；趩沃戤a(chǎn)量的抗旱指數(shù)的評(píng)價(jià)方法,篩選出aegilopsperegrina4sv、aegilopsperegrina3uv附加系等10份兼具高產(chǎn)與抗旱特性的小麥異附加系�；趩沃戤a(chǎn)量和5個(gè)次級(jí)性狀的抗旱隸屬函數(shù)值的評(píng)價(jià)方法,篩選出agropyronelongatum3e附加系等26份抗旱性強(qiáng)的小麥異附加系,為進(jìn)一步開展其抗旱研究和育種利用奠定了基礎(chǔ)。3.小麥異附加系苗期氮、磷效率的評(píng)價(jià)設(shè)置不同濃度水平的氮磷組合,通過苗期水培試驗(yàn),評(píng)價(jià)了43份小麥異附加系的氮、磷效率。對(duì)不同氮磷組合處理下的苗期表型調(diào)查發(fā)現(xiàn),低氮脅迫降低了苗期的株高、莖干重和總干重,增加了根長、葉數(shù)、spad值以及根莖比;磷缺乏增加了根干重和根莖比,抑制其余性狀的生長,表明低氮、低磷脅迫均會(huì)抑制地上部分的生長,促進(jìn)地下部分的生長。在中氮和低氮處理下,aegilopssearsii1ss等13個(gè)小麥異附加系的總干重高于中國春,表現(xiàn)出穩(wěn)定的氮高效;在磷充足及磷脅迫處理下,agropyron.intermediumb等5個(gè)小麥異附加系的總干重高于中國春,表現(xiàn)出穩(wěn)定的磷高效。低氮處理下,psathyrostachyshuashanicae等9個(gè)小麥異附加系的氮吸收效率顯著高于中國春,psathyrostachyshuashanicac等4個(gè)小麥異附加系的氮利用效率顯著高于中國春。低磷處理下,agropyronintermediumb等4個(gè)小麥異附加系的磷吸收效率顯著高于中國春,lemusracemosusl附加系和agropyronelongatum6e附加系的磷利用效率顯著高于中國春。進(jìn)一步分析氮、磷高效的小麥異附加系攜帶的異源染色體,沒有觀察到種屬或者染色體部分同源群聚集的現(xiàn)象。4.小麥異源染色體種質(zhì)的條銹病與矮腥黑穗病抗性評(píng)價(jià)采用人工接種,對(duì)82份小麥異附加系及其受體親本中國春在成株期的條銹病抗性進(jìn)行了田間鑒定,結(jié)果發(fā)現(xiàn),異源染色體的附加在一定程度上增強(qiáng)了受體中國春的條銹病抗性。其中,aegilopsumbellulata2u等5個(gè)附加系對(duì)條中32(cyr32)表現(xiàn)高抗,43個(gè)附加系表現(xiàn)中抗;aegilopsumbellulata1u等4個(gè)附加系對(duì)條中33(cyr33)表現(xiàn)近免疫,42個(gè)附加系表現(xiàn)中抗;57個(gè)附加系對(duì)混合菌種(cyr29、cyr31、cyr32、cyr33、sull-4與sull-7)表現(xiàn)中抗。同時(shí)對(duì)條中32和條中33表現(xiàn)抗病的附加系有33份,且均為中抗;同時(shí)對(duì)條中32、條中33和混合菌種表現(xiàn)抗病的附加系有27份,且均為中抗。鑒定為抗病的附加系(中抗及以上)的異源染色體來源,在7個(gè)小麥近緣屬中均有分布,其中山羊草屬的最多,其次為賴草屬和冰草屬;比較抗病(中抗及以上)的附加系攜帶的異源染色體所屬的部分同源群發(fā)現(xiàn),其在7個(gè)染色體部分同源群中均有分布,且來源于第2部分同源群的最多。2.小麥異附加系的抗旱性評(píng)價(jià)在美國猶他州立大學(xué)農(nóng)業(yè)試驗(yàn)站,采用人工接種對(duì)177份小麥異源染色體種質(zhì)的小麥矮腥黑穗病抗性進(jìn)行鑒定,發(fā)現(xiàn)50份種質(zhì)的發(fā)病率低于3%(抗病),其中32份種質(zhì)對(duì)小麥矮腥黑穗病完全免疫。在以中國春為共同受體親本的35份抗病種質(zhì)中,其涉及的外源染色體或者片段來源于山羊草屬的種質(zhì)最多;從以中國春為背景的抗病種質(zhì)攜帶的異源染色體所屬的部分同源群來看,來源于第1部分同源群的種質(zhì)最多,其次為來源于第7部分同源群和第5部分同源群的種質(zhì)。5.六倍體小黑麥與普通小麥雜交后代的鑒定與評(píng)價(jià)采用順序熒光原位雜交技術(shù),以寡核苷酸序列Oligo-pSc200、Oligo-pSc119.2-1和Oligo-pTa535-1作探針,鑒定了六倍體小黑麥Certa與普通小麥晉麥47和西農(nóng)389分別雜交、回交得到的F4:5和F5:6后代株系,在Certa/西農(nóng)389組合后代株系中鑒定出1B/1R代換系1個(gè),1BL.1RS易位系5個(gè);在Certa/晉麥47//晉麥47的后代株系中沒有檢測(cè)到黑麥染色體,表明黑麥染色體的傳遞率可能受不同小麥背景及回交的影響,且1R的傳遞率要高于其他黑麥染色體。核型比較發(fā)現(xiàn),兩個(gè)組合后代株系的A、B組染色體既有來源于小黑麥的類型,也有來源于普通小麥的類型,且后代株系的A、B、D組染色體存在一定程度的結(jié)構(gòu)變異,導(dǎo)致雜交信號(hào)的增加或缺失。用1RS染色體上的特異分子標(biāo)記進(jìn)一步鑒定1B/1R代換系及1BL.1RS易位系,發(fā)現(xiàn)一個(gè)ω-黑麥堿基因缺失的易位系;其余株系中未檢測(cè)到黑麥染色體小片段的漸滲。對(duì)這些株系的性狀調(diào)查表明,染色體組成和結(jié)構(gòu)的變異導(dǎo)致農(nóng)藝性狀、籽粒品質(zhì)性狀等的廣泛變異以及光合能力的顯著提高。成株期條銹病鑒定結(jié)果發(fā)現(xiàn),Certa/晉麥47//晉麥47組合后代株系的抗病性較晉麥47得到了一定程度的提高;而Certa/西農(nóng)389組合后代的1B/1R代換系和1BL.1RS易位系的抗病性較西農(nóng)389有所降低,可能是1RS染色體上的抗條銹病基因?qū)Ξ?dāng)前流行的生理小種沒有抗性,不能彌補(bǔ)西農(nóng)389攜帶有抗條銹病基因Yr26的1BS染色體缺失的效應(yīng)�？傊�,通過以上研究,篩選出了一批在農(nóng)藝性狀、抗旱性、氮磷效率、抗病性等方面表現(xiàn)優(yōu)良的小麥異源染色體種質(zhì);鑒定的六倍體小黑麥Certa與普通小麥創(chuàng)制的性狀優(yōu)良的新種質(zhì),可用于小麥遺傳研究和育種應(yīng)用。
【關(guān)鍵詞】：小麥異附加系 小黑麥 重要性狀 種質(zhì)評(píng)價(jià) 種質(zhì)創(chuàng)新
【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：S512.1
【目錄】：

• 摘要6-9
• ABSTRACT9-16
• 第一章 文獻(xiàn)綜述16-39
• 引言16
• 1.1 異源染色體種質(zhì)的研究與利用16-24
• 1.1.1 小麥異附加系的研究與利用16-19
• 1.1.2 六倍體小黑麥的研究與利用19-21
• 1.1.3 外源遺傳物質(zhì)的鑒定21-24
• 1.2 小麥抗旱性評(píng)價(jià)24-29
• 1.2.1 小麥抗旱性評(píng)價(jià)方法24-25
• 1.2.2 小麥抗旱性評(píng)價(jià)指標(biāo)25-28
• 1.2.3 小麥近緣種屬及異源染色體種質(zhì)的抗旱性28-29
• 1.3 小麥氮、磷效率的研究29-32
• 1.3.1 小麥氮效率的基因型差異及評(píng)價(jià)指標(biāo)29-30
• 1.3.2 小麥磷效率的基因型差異及評(píng)價(jià)指標(biāo)30-31
• 1.3.3 小麥近緣種屬及異源染色體種質(zhì)的氮、磷效率研究31-32
• 1.4 小麥條銹病、矮腥黑穗病抗性研究32-36
• 1.4.1 小麥條銹病抗性的研究32-34
• 1.4.2 小麥矮腥黑穗病抗性研究34-36
• 1.5 本研究主要內(nèi)容與技術(shù)路線36-39
• 1.5.1 研究目的及意義36
• 1.5.2 主要研究內(nèi)容36-37
• 1.5.3 技術(shù)路線37-39
• 第二章 異源染色體附加對(duì)普通小麥農(nóng)藝及光合性狀的影響39-50
• 2.1 材料與方法39-42
• 2.1.1 供試材料39
• 2.1.2 試驗(yàn)方法39-42
• 2.2 結(jié)果與分析42-47
• 2.2.1 苗期根系性狀42-43
• 2.2.2 農(nóng)藝性狀43-45
• 2.2.3 光合性狀45-46
• 2.2.4 品質(zhì)性狀46-47
• 2.3 討論47-48
• 2.4 小結(jié)48-50
• 第三章 小麥異附加系的抗旱性評(píng)價(jià)50-63
• 3.1 材料與方法50-52
• 3.1.1 供試材料50
• 3.1.2 試驗(yàn)方法50-52
• 3.2 結(jié)果與分析52-60
• 3.2.1 不同性狀的遺傳力分析52-53
• 3.2.2 不同性狀對(duì)干旱脅迫的反應(yīng)53
• 3.2.3 性狀間的相關(guān)分析53-55
• 3.2.4 基于產(chǎn)量抗旱指數(shù)（DI）的評(píng)價(jià)55-56
• 3.2.5 基于多性狀的抗旱隸屬函數(shù)值（MFVD）的評(píng)價(jià)56-60
• 3.3 討論60-61
• 3.4 小結(jié)61-63
• 第四章 小麥異附加系苗期氮、磷效率評(píng)價(jià)63-78
• 4.1 材料與方法63-66
• 4.1.1 供試材料63-64
• 4.1.2 試驗(yàn)方法64-66
• 4.2 結(jié)果與分析66-75
• 4.2.1 不同氮、磷處理下的表型66-68
• 4.2.2 MN及LN處理下的植株總干重68-69
• 4.2.3 小麥異附加系的氮吸收效率69-71
• 4.2.4 小麥異附加系的氮利用效率71-72
• 4.2.5 MP及LP處理下的植株總干重72
• 4.2.6 小麥異附加系的磷吸收效率72-74
• 4.2.7 小麥異附加系的磷利用效率74-75
• 4.3 討論75-77
• 4.4 小結(jié)77-78
• 第五章 小麥異源染色體種質(zhì)的條銹病與矮腥黑穗病抗性評(píng)價(jià)78-88
• 5.1 材料與方法78-80
• 5.1.1 供試材料78-79
• 5.1.2 試驗(yàn)方法79-80
• 5.2 結(jié)果與分析80-85
• 5.2.1 條銹病抗性鑒定80-83
• 5.2.2 矮腥黑穗病抗性鑒定83-85
• 5.3 討論85-86
• 5.4 小結(jié)86-88
• 第六章 六倍體小黑麥與普通小麥雜交后代的鑒定與評(píng)價(jià)88-109
• 6.1 材料與方法88-91
• 6.1.1 供試材料88
• 6.1.2 試驗(yàn)方法88-91
• 6.2 結(jié)果與分析91-106
• 6.2.1 新種質(zhì)核型的熒光原位雜交（FISH）鑒定91-95
• 6.2.2 黑麥特異分子標(biāo)記的檢測(cè)95-98
• 6.2.3 新種質(zhì)的農(nóng)藝性狀評(píng)價(jià)98-102
• 6.2.4 新種質(zhì)的光合性狀評(píng)價(jià)102
• 6.2.5 新種質(zhì)的籽粒品質(zhì)性狀評(píng)價(jià)102-106
• 6.2.6 新種質(zhì)成株期的條銹病抗性評(píng)價(jià)106
• 6.3 討論106-108
• 6.4 小結(jié)108-109
• 第七章 全文總結(jié)109-112
• 7.1 本研究的主要結(jié)論109-111
• 7.2 本研究的創(chuàng)新點(diǎn)111
• 7.3 下一步研究方向111-112
• 參考文獻(xiàn)112-129
• 附錄129-146
• 致謝146-147
• 作者簡介147

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 何孟元,徐宗堯,鄒明謙,張漢,陳大偉,樸貞三,郝水;兩套小冰麥異附加系的建立[J];中國科學(xué)(B輯 化學(xué) 生物學(xué) 農(nóng)學(xué) 醫(yī)學(xué) 地學(xué));1988年11期

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本文編號(hào)：583486