離子束誘導(dǎo)小偃81突變家系生物效應(yīng)研究.pdf

1、在我國(guó),小麥?zhǔn)侵匾募Z食作物,小麥品質(zhì)改良成為小麥育種的重要目標(biāo)之一。離子束誘變技術(shù)在對(duì)性狀的改良效應(yīng)上比傳統(tǒng)的誘變技術(shù)要顯著,經(jīng)過(guò)20多年的發(fā)展,許多學(xué)者主要從表型效應(yīng)、細(xì)胞效應(yīng)、生化效應(yīng)和遺傳效應(yīng)等4個(gè)方面,進(jìn)行研究離子束的生物學(xué)效應(yīng),并取得一系列進(jìn)展。本實(shí)驗(yàn)以N+(30Kev)注入誘導(dǎo)獲得的小偃81突變系M4代群體為材料,該群體中有3種高分子量麥谷蛋白亞基缺失系:1Ax1缺失系,1Bx14+1By15缺失系,1Dx2+1Dy12缺

2、失系。主要進(jìn)行的實(shí)驗(yàn):①對(duì)M4代群體部分農(nóng)藝性狀進(jìn)行調(diào)查,試圖從后代表型變異情況來(lái)研究離子束生物效應(yīng)；②采用SDS-PAGE和A-PAGE技術(shù)對(duì)種子高分子量麥谷蛋白亞基和醇溶蛋白的遺傳穩(wěn)定情況進(jìn)行系統(tǒng)分析,試圖探索離子束誘變技術(shù)對(duì)小麥貯藏蛋白的誘變效應(yīng),鑒定亞基突變類型,豐富小麥種質(zhì)資源；③對(duì)遺傳穩(wěn)定的1Ax1亞基缺失突變?nèi)后w進(jìn)行品質(zhì)檢測(cè),試圖利用高分子量麥谷蛋白亞基近等基因系來(lái)研究缺失亞基對(duì)小麥品質(zhì)的貢獻(xiàn)大??；④對(duì)1Dx2、Dy12、

3、Bx14和1By15亞基基因的變異情況進(jìn)行研究,試圖了解突變機(jī)制。得到以下結(jié)論:
　　 1、M4代群體農(nóng)藝性狀調(diào)查
　　 3種高分子量麥谷蛋白亞基缺失體與對(duì)照相比,在株高、穗長(zhǎng)、有效分蘗數(shù)、籽粒形狀、色澤、飽滿度等性狀方面有變異。1Ax1缺失體平均株高最高、平均有效分蘗數(shù)最多、籽粒變異為紅色；1Bx14+1By15缺失體穗長(zhǎng)平均值最大、籽粒變異為長(zhǎng)圓形、不飽滿；1Dx2+1Dy12缺失體株高、穗長(zhǎng)、有效分蘗數(shù)的平均值都最

4、小,籽粒不飽滿。3種亞基缺失體農(nóng)藝性狀的變異,說(shuō)明了離子束能誘導(dǎo)數(shù)量性狀和質(zhì)量性狀發(fā)生變異。
　　 2、高分子量麥谷蛋白的分析
　　 對(duì)小偃81突變家系M4代群體進(jìn)行SDS-PAGE電泳研究,得到三種缺失體,即1Ax1缺失,1Bx14+1By15缺失和1Dx2+1Dy12缺失。缺失體出現(xiàn)頻率由高到低依次是1Ax1>1Bx14+1By15>1Dx2+1Dy12,從遺傳變異系數(shù)上來(lái)看1Ax1>1Bx14+1By15=1Dx2

5、+1Dy12。結(jié)果表明,N+離子對(duì)高分子量麥谷蛋白亞基位點(diǎn)具有誘變效應(yīng)。本實(shí)驗(yàn)檢測(cè)到三種缺失突變體與野生型小偃81形成多對(duì)近等基因系,為研究各亞基在小麥品質(zhì)中的作用提供了理想材料,這也說(shuō)明離子束技術(shù)能夠豐富小麥種質(zhì)資源。
　　 3、醇溶蛋白的分析
　　 對(duì)小偃81突變系M4代群體進(jìn)行A-PAGE電泳研究,發(fā)現(xiàn)ω區(qū)變異類型最多,其次是α區(qū)和γ區(qū),β區(qū)沒(méi)有發(fā)現(xiàn)變異類型。本試驗(yàn)共檢測(cè)到5種變異類型:1Ax1缺失系有3種變異類型

6、,1Dx2+1Dy12缺失系和1Bx14+By15缺失系各一種變異類型。在5種變異類型中出現(xiàn)一條相同的變異譜帶,在1Ax1缺失系中,3種變異類型的出現(xiàn)頻率1Ax1c>1Ax1a>1Ax1b。與CK相比,1Ax1b缺失系遺傳相似系數(shù)最小,1Bx14+By15缺失系遺傳相似系數(shù)最大。結(jié)果表明,離子束對(duì)編碼醇溶蛋白的基因有誘變效應(yīng),各基因位點(diǎn)對(duì)N+敏感程度不同,然而,同一高分子量麥谷蛋白亞基(1Ax1)缺失體中醇溶蛋白電泳圖譜的豐富多態(tài)性,正

7、好反映出了編碼醇溶蛋白的基因位點(diǎn)在遺傳上的多態(tài)性和復(fù)雜性。
　　 4、1Ax1缺失系品質(zhì)分析
　　 1Ax1缺失系材料與CK相比,在眾多品質(zhì)指標(biāo)中只有濕面筋含量、面團(tuán)形成時(shí)間和出粉率三個(gè)指標(biāo)沒(méi)有差異,其余指標(biāo)都表現(xiàn)出了顯著差異。1Ax1缺失系材料各個(gè)品質(zhì)指標(biāo)之間相關(guān)性分析中發(fā)現(xiàn),蛋白質(zhì)含量與50mm處阻力之間、濕面筋與拉伸面積之間、延伸度與出粉率之間成極顯著相關(guān)性。濕面筋、降落值、延伸度、拉伸面積等指標(biāo)之間有顯著相關(guān)性。

8、從對(duì)比結(jié)果來(lái)看,1Ax1缺失系材料大多數(shù)品質(zhì)指標(biāo)有所下降,說(shuō)明1Ax1是優(yōu)質(zhì)亞基,它的缺失直接造成品質(zhì)的下降,實(shí)驗(yàn)中1Ax1缺失體材料是通過(guò)離子束誘變技術(shù)獲得的,它在品質(zhì)方面的變化以及這些品質(zhì)的穩(wěn)定遺傳,說(shuō)明離子束誘變技術(shù)可以用來(lái)品質(zhì)育種。
　　 5、1Bx14+1By15缺失系、1Dx2+1Dy12缺失系基因突變機(jī)理分析
　　 實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),離子束能夠誘導(dǎo)1Dx2和1By15亞基基因大片段缺失,誘導(dǎo)Dy12亞基和Bx14亞