西藏半野生小麦Q1028种子强休眠特性研究

西藏半野生小麦Q1028种子强休眠特性研究

论文摘要

西藏半野生小麦(Triticum aestivum ssp.tibetanum Shao)是中国西藏特有的一种小麦资源。它与我国栽培小麦地方品种相比较的特异性——脆穗和包壳特性已有许多研究,而它的另一重要特性——种子强休眠特性则报道很少。经过室内测试证明,所有西藏半野生小麦成熟期的种子发芽率为0%或接近于0%。本研究以Q1028为对象,对西藏半野生小麦种子强休眠特性进行分析。通过对Q1028蜡熟期的整穗发芽、颖壳提取液的种子发芽、常规种子发芽、破皮的种子发芽、种子切胚发芽及不同后熟时期的发芽测试,结果表明:Q1028的种子休眠性极强。蜡熟期的种子发芽率为0%,其休眠特性主要由于胚自身的休眠引起。西藏半野生小麦Q1028与弱休眠小麦郑麦9023杂交组合的P1、P2、F1、F2、BC1、BC2六个世代进行了种子休眠遗传分析,结果表明:Q1028的种子休眠性极强,蜡熟期平均种子发芽率为0.75%,后熟8周的种子平均发芽率也仅有2.25%。遗传分析显示,西藏半野生小麦的强休眠特性主要受两对部分显性的互补主效基因控制,其中,至少有一对基因与红皮有关。根据后熟8周新增发芽率的测试与分析推测,除蜡熟期的两对基因控制种子的休眠强度外,可能还有另外的基因控制种子休眠维持的时间。通过对易发芽和不易发芽极端群体的分子标记分析,将这两个休眠基因定位到3AL和1B上。位于3AL上的基因,可能已有研究者报道,暂命名为SD-1;位于1B上休眠基因则未见前人报道,暂时命名为SD-2。利用SSR标记将SD-1定位于Xgwm5、Xwmc651、Xwmc664、Xgwm155和SD-1的同一侧,他们的排列顺序是Xgwm5、Xwmc651、Xwmc664、Xgwm155和SD-1,该基因与这些引物的连锁距离分别是4.2CM、6.9CM、20.9CM、10.9CM。同时,分离群体上验证结果表明Xgwm498与休眠基因连锁,并将该休眠位点初步定位于1B上。用该标记对F2代167个单株进行PCR扩增,根据扩增结果,采用Mapmaker3.0软件计算遗传距离,结果表明,该休眠位点与Xgwm498连锁距离为30.6CM。根据F2代蜡熟和后熟发芽发芽情况,选择出了30株种子强休眠单株,这些单株性状已经较Q1028有明显的改良,尤其是单株序号为123、135、257、278和279的单株,它们同时具有了种子强休眠、颖壳较软、和不易断穗等特性。这为以后选育具有种子强休眠特性的品种提供了宝贵的遗传材料。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 1 文献综述
  • 1.1 西藏半野生小麦研究进展
  • 1.1.1 西藏半野生小麦研究概况
  • 1.1.2 西藏半野生小麦特异基因资源研究
  • 1.2 种子休眠与穗发芽
  • 1.2.1 小麦收获前穗发芽的危害
  • 1.2.2 种子休眠与穗发芽的关系
  • 1.3 种子休眠性的机理研究
  • 1.3.1 种皮因素
  • 1.3.2 胚休眠
  • 1.3.2.1 胚休眠的ABA控制机制
  • 1.3.2.2 胚休眠的其它有关机制
  • 1.4 种子休眠性的定位
  • 1.4.1 小麦种子休眠性的定位
  • 1.4.2 其它作物种子休眠性的定位
  • 1.5 立体依据和研究内容
  • 2 实验材料和方法
  • 2.1 实验材料
  • 2.1.1 植物材料
  • 2.1.2 性状调查
  • 2.1.3 微卫星引物
  • 2.1.4 相关软件
  • 2.2 实验方法
  • 2.2.1 种子发芽方法
  • 2.2.2 DNA提取
  • 2.2.3 PCR扩增
  • 2.2.4 PCR扩增产物检测
  • 2.2.5 连锁图谱的构建
  • 3.结果与分析
  • 3.1 西藏半野生小麦Q1028的种子休眠特性分析
  • 3.2 西藏半野生小麦Q1028的种子休眠长度
  • 3.3 Q1028和88-1643混合发芽比较
  • 3.4 西藏半野生小麦种子强休眠特性遗传分析
  • 3.4.1 蜡熟期种子强休眠特性的遗传分析
  • 3.4.2 后熟8周后的种子休眠特性表现
  • 3.4.3 后熟8周新增的发芽率分析
  • 3.5 种子强休眠基因的初步定位
  • 3.5.1 西藏半野生小麦种子强休眠基因的遗传特点
  • 3.5.2 连锁SSR的筛选
  • 3.5.3 种子强休眠基因的分子作图
  • 3.6 结合西藏半野生小麦的其它特性进行育种材料的选择
  • 4.讨论
  • 4.1 西藏半野生小麦种子强休眠特性的讨论
  • 4.2 西藏半野生小麦休眠基因定位的讨论
  • 4.3 关于西藏半野生小麦种子强休眠品种选育的讨论
  • 参考文献
  • 致谢
  • 相关论文文献

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