四川小麥穗發(fā)芽抗性鑒定及相關(guān)分子標記有效性驗證.pdf

1、小麥穗發(fā)芽（ Pre-harvest sprout, PHS）指小麥在收獲前遇到陰雨或潮濕環(huán)境，導致麥粒在穗上發(fā)芽的現(xiàn)象。這不僅使小麥的產(chǎn)量下降，而且嚴重劣化了小麥的加工品質(zhì)和種用價值。穗發(fā)芽是一種世界性的自然災害，世界上許多國家的麥區(qū)都遭受它的危害，我國西南麥區(qū)、長江中下游麥區(qū)和東北麥區(qū)是穗發(fā)芽危害比較嚴重且發(fā)生頻率較高的地區(qū)。因此,鑒定、篩選、發(fā)掘優(yōu)良抗穗發(fā)芽的種質(zhì)資源，研究其抗性遺傳機制及分子機理，已成為目前國內(nèi)外小麥種質(zhì)資源研究

2、和培育抗穗發(fā)芽品種的關(guān)鍵問題之一。
　　為了研究四川省小麥品種（系）的穗發(fā)芽抗性狀況，本實驗以90份四川小麥品種（系）為供試材料（包括43份近兩年參加四川省區(qū)域試驗材料和47份近兩年四川育成品種，均由西南科技大學小麥研究所提供），于2013年10月下旬播種于西南科技大學小麥研究所農(nóng)園基地，并于蠟熟期收獲，且沒有受到降雨的影響，用整穗發(fā)芽法、培養(yǎng)皿籽粒發(fā)芽法對這些材料進行了穗發(fā)芽抗性鑒定，并對22個 SSR標記和3個 STS標記的有

3、效性進行了驗證，綜合分析了這些材料的穗發(fā)芽抗性狀況，結(jié)果如下：
　　1、整穗發(fā)芽法和培養(yǎng)皿籽粒發(fā)芽法對90份四川小麥材料進行了穗發(fā)芽抗性鑒定，分別計算了整穗發(fā)芽率(spike germination rate, SGR)和發(fā)芽指數(shù)(germination index, GI)， SGR均值為42.7％，變異幅度為0.4%~90.3%；GI均值為20.7%，變異幅度0.1%~51.9%。其中22份材料 SGR與 GI同時低于10%，

4、這些材料具有較強的穗發(fā)芽抗性，如川重組104、綿麥40、CD012541、綿06-374、南12B991、川農(nóng)19、杏麥2號、SW12011、綿麥43和 CD011-鑒57等。
　　2、基于 GI、SGR為變量進行聚類，供試材料被分為2個大組群，建立了聚類樹狀圖。基于發(fā)芽指數(shù)(GI)為變量的聚類分析，共篩選出29種高抗品種，基于整穗發(fā)芽率 SGR為變量的聚類分析，共篩鑒定為選出31種高抗品種。綜合分析，其中27種材料被兩種方法同時

5、鑒定為高抗品種，分別是南12B991，川重組104，杏麥2號， CD012541，綿麥40，綿06-374，川農(nóng)19， CD011-鑒57，綿麥43，SW12011，川育24，綿麥45，川育23，綿麥37，南13D921，西科麥4號，綿農(nóng)4號，南12品 B985，川重組125，西科麥8號， BL227，綿麥41，川麥42， BL10-285，蜀麥482，綿麥42，綿麥185。
　　3、90份材料中，按種皮顏色可分為紅籽小麥和白籽小

6、麥。其中紅籽小麥82份，白籽小麥8份。紅籽小麥 GI均值20.1%，變異幅度為0.1%~48.2%；SGR均值42.2%，變異幅度為0.4%~89.7%。白籽小麥 GI均值26.5%，變異幅度為3.7%~41.4%；SGR均值53.5%，變異幅度為9.2%~90.3%。白粒小麥的 SGR、GI均值比紅粒小麥的略大，變異范圍無明顯區(qū)別。種皮顏色與 GI、SGR進行相關(guān)分析結(jié)果表明，小麥種皮顏色與 GI， SGR相關(guān)系數(shù)分別為-0.126和

7、-0.106，相關(guān)不顯著，說明種皮顏色與小麥穗發(fā)芽抗性沒有關(guān)系。GI與 SGR的相關(guān)系數(shù)為0.832，表現(xiàn)為顯著正相關(guān)。
　　4、采用 PCR擴增、瓊脂糖凝膠電泳和聚丙烯酰胺凝膠電泳兩種方法對所選與穗發(fā)芽抗性相關(guān)的22對 SSR引物進行有效性驗證，其中1對引物沒有擴增出條帶，其中 Xbarc170等8對引物只擴增出一條帶，其中3對引物的多態(tài)性有2個分別是 Xgwm155、Xcfd223、Xbarc294，其中 Xbarc310等8

8、對引物的多態(tài)性是3個，其中2對引物 Xwmc468、Xgwm282的多態(tài)性有4個。可將引物的多態(tài)性位點命名為 A， B， C， D等不同的條帶類型，將分子標記等位類型與SGR、GI值進行相關(guān)性分析。參照張海萍等的方法，從而確定擴增出那種條帶或沒有擴增條帶的品種穗發(fā)芽芽抗性較差或較強，同時對該引物的有效性得到進一步檢驗。結(jié)果表明，22對 SSR標記只有5個標記與穗發(fā)芽抗性具有較好的相關(guān)性，分別是 Xgwm566， Xgwm60，Xbarc

9、310，Xwmc468，Xgwm282。2對分子標記等位類型與 GI、SGR相關(guān)分析不一致，與 GI相關(guān)且顯著，而與 SGR相關(guān)但不顯著，這2個標記 Xcfd223、Xgwm106能否用于小麥穗發(fā)芽抗性分子鑒定還需進一步驗證，剩余的分子標記不適合這些材料穗發(fā)芽抗性的篩選鑒定。
　　5、采用 PCR擴增、瓊脂糖凝膠電泳和聚丙烯酰胺凝膠電泳檢測方法對 STS標記 Vp1B3、Dorm-1、Mst101的有效性進行了驗證，結(jié)果表明標記

10、Vp1B3擴增出4種片段類型，569 bp、652 bp、845 bp及雜合帶型（569 bp、652 bp），分別命名為 Vp-1Ba、Vp-1Bb、Vp-1Bc和 Vp-1Ba+b，能擴增出雜合帶型 Vp-1Ba+b條帶的品種表現(xiàn)為強的穗發(fā)芽抗性，而擴增出其它片段類型的品種為易穗發(fā)芽品種類型；標記 Dorm-1能擴增出2種類型的條帶，71份品種可以擴增出單一的468 bp片段，19份材料可以擴增出468 bp和606 bp的雜合帶，