玉米耐旱突變體18-599M后代的鑒定與分析.pdf

1、干旱是限制玉米生產(chǎn)最主要的非生物因素之一，選育推廣耐旱品種是減少干旱損失最有效、最經(jīng)濟(jì)的途徑。耐旱品種選育強(qiáng)烈依賴耐旱種質(zhì)資源的發(fā)掘與利用，而資源狹窄、特別是耐旱資源的貧乏更是目前玉米育種的瓶頸。因此，擴(kuò)充種質(zhì)資源、創(chuàng)新種質(zhì)材料，特別是優(yōu)質(zhì)抗逆材料的創(chuàng)新與利用在玉米育種中占有重要地位。擴(kuò)充和創(chuàng)新種質(zhì)資源的方法很多，但利用理化因素誘變并對誘變?nèi)后w篩選仍被經(jīng)常運(yùn)用。前期研究用<'60>Co-γ射線和NaN<,3>復(fù)合處理優(yōu)良玉米自交系18-

2、599的幼胚愈傷組織，用1％NaCl模擬滲透脅迫，篩選得到的耐旱突變體。本研究以此耐旱突變體為對象，對突變體自交后代進(jìn)行了耐旱性鑒定及主要農(nóng)藝性狀觀察，結(jié)合SSR檢測，分析比較獲得的耐旱突變體與對照之間的差異。 雅安、廣西、寧夏三地的田間試驗(yàn)結(jié)果表明：雅安的試驗(yàn)中，誘變系18-599M在干旱下的植株生長能力、灌漿能力和結(jié)籽能力顯著高于未誘變對照，說明18-599M的耐水分脅迫能力顯著強(qiáng)于對照；在廣西的試驗(yàn)中，比較了18-599M

3、與對照及經(jīng)耐旱性鑒定的81565、N87-1、200B、ES40、丹340、R09。干旱下18-599M的ASI和生育期分別比對照18-599縮短1d和5d；穗長增加2cm；5包果穗重和籽粒重稍有增加。進(jìn)一步分析誘變株系與未誘變對照的差異，只有穗長達(dá)顯著水平(t=-8．857<'*>)，其他各指標(biāo)差異不顯著。18-599M與其他自交系比較，ASI和生育期與N87-1接近小區(qū)收獲株數(shù)與81565一致，而其他產(chǎn)量相關(guān)指標(biāo)明顯優(yōu)于81565和

4、N87-1。寧夏的試驗(yàn)選擇在拔節(jié)期和灌漿期的水分脅迫處理，在不同的水分脅迫條件下，比較18-599M與對照及的耐旱系數(shù)，18-599M的ASI天數(shù)顯著比對照減少，而株高、百粒重、5穗籽粒重及單株粒數(shù)比對照顯著增加，說明18-599M的耐旱性比未誘變對照顯著增強(qiáng)。在與81565、N87-1、200B、ES40、丹340耐旱系數(shù)和耐旱指數(shù)的比較中，在W<,2>(只在播前、拔節(jié)期各澆一次水)水分狀態(tài)下，株高、ASI、百粒重及單株產(chǎn)量的耐旱系數(shù)

5、穩(wěn)定在1，與強(qiáng)耐自交系N87-1相當(dāng)，但比81565稍差；在W<,3>(只在播前澆一次水)水分處理時(shí)，18-599M的單株產(chǎn)量、百粒重耐旱系數(shù)有所下降，但ASI的耐旱系數(shù)高于81565和N87-1。從耐旱指數(shù)看，無論在W<,2>還是W<,3>水分脅迫下，18-599M的ASI和單株產(chǎn)量耐旱指數(shù)極顯著高于81565。綜合各農(nóng)藝性狀表現(xiàn)，干旱脅迫下，誘變系18-599M的綜合耐旱性接近81565，與N87-1相當(dāng)。為了進(jìn)一步確定18-599

6、M分子水平上的突變，對突變體和對照進(jìn)行了SSR水平的分析。試驗(yàn)采用了700對玉米常用SSR引物，對其基因組DNA進(jìn)行PCR擴(kuò)增，發(fā)現(xiàn)有7對引物擴(kuò)增產(chǎn)物表現(xiàn)出差異。其中位于8.08 bin的Ph080已被證明其擴(kuò)增產(chǎn)物為谷胱甘肽--S--轉(zhuǎn)移酶基因的exon 1的一部分，該酶已在一些植物中證明有耐脅迫滲透的功能。克隆谷胱甘肽--S--轉(zhuǎn)移酶基因并測序，發(fā)現(xiàn)突變體18599M在該基因上的突變主要發(fā)生在5’非編碼區(qū)，同時(shí)預(yù)測編碼C端保守結(jié)構(gòu)域