小麦品种陕农33矮秆突变体的鉴定及矮秆基因JB016定位

发布时间：2020-04-30 11:03

【摘要】：本研究以普通小麦品种陕农33的13个矮秆突变体为材料,采用农艺性状调查、茎秆细胞学观察、苗期GA_3反应、Qg源激素测定和矮秆基因检测等方法,分析了陕农33的13个矮秆突变体植株生长发育、茎秆解剖特征及对赤霉素的反应。结果表明,与野生型陕农33相比,矮秆突变体的株高都显著下降,株高的下降与节间数无关,主要是由于节间长度的缩短,其中穗下节和第四节间的降秆效应较大。经细胞学观察,突变体变矮是由茎秆细胞长度减少和细胞变小共同引起的,其中细胞长度减少是主要因素。从苗期GA_3的反应看,13个矮秆突变体属于赤霉素不敏感型或弱敏感型,说明赤霉素转导途径可能存在问题,即矮秆突变位点可能在赤霉素转导途径上。从Qg源激素测定结果看,13个矮秆材料中有12个的Qg源GA_3含量较陕农33增加,只有1个材料微弱的降低,而Qg源CTK含量均减少,因而推测植株内GA_3的积累和CTK的降低可能影响了其生长发育。通过矮秆基因检测,13个矮秆突变体和陕农33均含有目前应用范围较广的Rht-D1b基因,推测矮秆突变体可能还含有其它致矮相关的基因。对矮秆包穗突变体JB016进行农艺性状、生理特征特性和遗传特性进行调查和分析;结果表明:该突变体的株高为60.22±2.6cm,相较于野生型(112.7±2.15cm)降低了55.5%,其株高的矮化主要表现在茎节的缩短,其中以穗下节降秆效应最大为65%;茎秆细胞学观察发现,突变体的矮化是由于茎秆细胞长度的缩短和细胞变小引起的,其中细胞变小是主要因素;Qg源激素检测发现,突变体Qg源GA_3和BR与野生型相比相差不大,而CTK和IAA较野生型有明显的增加,其中Qg源CTK有极显著的增加,推测可能是由于其植物体内CTK转导运输途径抑制或受阻使CTK运输不到功能部位,导致突变体变矮。通过构建JB016×中国春(CS)的F_1和F_2群体对矮秆突变体JB016进行遗传分析,发现其F_1表现为高秆亲本性状,矮秆包穗性状连锁且经卡方检验分离比为3:1,说明突变体的矮秆包穗性状是由一对隐性核基因控制;进一步利用BSA+660K基因芯片将该基因定位到1A染色体上,接着利用SSR标记和KASP标记筛选将该矮秆包穗基因JB016初步定位在1A染色体上,与分子标记cfa2135的遗传距离为8.6c M。对矮秆突变体JB016的研究丰富了小麦突变体库并有利于进一步精细定位和克隆该矮秆基因。
【图文】：

收获期,株高,材料,主要农艺性状

第二章普通小麦品种陕农 33 矮秆突变体的矮化效应分析 13程度，与陕农 33 相比都有极显著的矮化（图 2-1，表 2-1）。对主要农艺性状的调查可以发现矮秆突变体在千粒重和单株产量这两个重要的性状上比野生型有不同程度的变化，其中千粒重统计中可以看到 13 个矮秆突变体较陕农 33 均减少，其中 11 个材料有极显著减少；单株产量统计中有 6 个矮秆突变体较陕农 33 增加，，其中只有 J79 一个材料达到极显著水平，7 个材料较陕农 33 减少，其中 4 个材料极显著减少（表 2-1）。通过主要农艺性状的比较可以看出矮秆材料较陕农 33 有不同程度的减少或降低，表明矮秆突变的同时也连锁了一些不良的农艺性状，我们可以从中选择综合农艺性状相对较好的矮秆材料如 D20、I49、J79 和 A96，进一步在育种中作为中间材料进行利用。

穗下节,纵切,横切,突变体

a、b：陕农 33 穗下节横切、纵切；c、d：矮秆突变体材料 D20 穗下节横切、纵切；e、f：矮秆突变体材料 I49 穗下节横切、纵切；SV：小维管束；BV：大维管束。a、b: Transverse and longitudinal sections of the peduncle of Shaannong 33；c、d：Transverse andlongitudinal sections of the peduncle of dwarf mutant D20；e、f: Transverse and longitudinal sections of thepeduncle of dwarf mutant I49；SV: small vessels; BV: large vessels.图 2-2 突变体材料和陕农 33 穗下节横切、纵切观察Fig. 2-2 Transverse and longitudinal sections of the peduncle of dwarf mutants and Shaannong 33
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S512.1

【参考文献】