本文關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)基因小麥抗旱性生理生化及農(nóng)藝性狀鑒定

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【摘要】：小麥?zhǔn)俏覈?guó)主要的糧食作物之一,全生育期需水量大,而我國(guó)水資源短缺,加之受全球氣候變暖等因素的影響,各大麥區(qū)每年都會(huì)發(fā)生不同程度的旱情,干旱已成為我國(guó)小麥生產(chǎn)提升的主要制約因素,嚴(yán)重影響著小麥單產(chǎn)提高和國(guó)家糧食安全。通過(guò)基因工程技術(shù)選育抗旱節(jié)水型小麥新品種、創(chuàng)制抗旱節(jié)水小麥新種質(zhì)是今后我國(guó)小麥生產(chǎn)的一個(gè)重要任務(wù)。本研究在自然干旱條件下對(duì)DREB4A轉(zhuǎn)濟(jì)麥19及W17轉(zhuǎn)濟(jì)麥19的T4代轉(zhuǎn)基因株系進(jìn)行了抗旱性鑒定。在分子檢測(cè)陽(yáng)性株系的基礎(chǔ)上,結(jié)合田間表型選擇,各選取了5個(gè)優(yōu)良株系。分別在抽穗期、開(kāi)花期、灌漿期對(duì)入選陽(yáng)性株系的葉綠素、光和速率、蒸騰速率、水分利用效率、葉片相對(duì)含水量、相對(duì)電導(dǎo)率、丙二醛含量、脯氨酸含量、可溶性蛋白含量、超氧化物歧化酶(SOD)和過(guò)氧化物酶(POD)活性等抗旱相關(guān)生理、生化指標(biāo)進(jìn)行了測(cè)定;對(duì)陽(yáng)性株系的產(chǎn)量及農(nóng)藝性狀進(jìn)行了調(diào)查分析;對(duì)轉(zhuǎn)基因株系的種子通過(guò)室內(nèi)模擬干旱,對(duì)其萌發(fā)期的抗旱性能進(jìn)行了鑒選。主要研究結(jié)果如下:1、PCR檢測(cè)結(jié)果:DREB4A轉(zhuǎn)濟(jì)麥19共檢測(cè)24個(gè)株系,檢測(cè)到陽(yáng)性株系24個(gè),陽(yáng)性率100%;W17轉(zhuǎn)濟(jì)麥19共檢測(cè)37個(gè)株系,檢測(cè)到陽(yáng)性株系36個(gè),陽(yáng)性率97.3%;結(jié)果表明外源基因已整合到小麥基因組,并能穩(wěn)定遺傳。2、抗旱相關(guān)生理生化指標(biāo)分析結(jié)果顯示:DREB4A、W17兩個(gè)轉(zhuǎn)基因株系,各項(xiàng)指標(biāo)測(cè)定結(jié)果表現(xiàn)類(lèi)似。各轉(zhuǎn)基因陽(yáng)性株系,在抽穗期-開(kāi)花期-灌漿期三個(gè)發(fā)育時(shí)期的葉綠素含量、SOD、POD活性呈先上升后下降的趨勢(shì),轉(zhuǎn)基因株系始終高于受體對(duì)照,降幅小于對(duì)照,在灌漿期差異最顯著;光合速率、水分利用效率、葉片相對(duì)含水量呈降低趨勢(shì),轉(zhuǎn)基因株系皆高于受體對(duì)照,降幅小于受體對(duì)照,隨著干旱脅迫加劇,在灌漿期差異最顯著;蒸騰速率、相對(duì)電導(dǎo)率和丙二醛含量呈現(xiàn)持續(xù)升高的趨勢(shì),轉(zhuǎn)基因株系始終低于受體對(duì)照,升高幅度也小于受體對(duì)照,在灌漿期差異最顯著;脯氨酸含量和可溶性蛋白含量呈現(xiàn)逐漸上升的趨勢(shì),轉(zhuǎn)基因株系始終高于受體對(duì)照,上升幅度高于受體對(duì)照。這些結(jié)果說(shuō)明,抗旱相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子基因DREB4A、W17能明顯提高小麥的抗旱性能。3、農(nóng)藝性狀調(diào)查結(jié)果:DREB4A轉(zhuǎn)濟(jì)麥19、W17轉(zhuǎn)濟(jì)麥19株系平均株高分別高于受體對(duì)照2.0%、2.4%;旗葉長(zhǎng)分別高出受體對(duì)照4.0%、5.0%,旗葉寬分別高出受體對(duì)照1.3%、1.0%,葉面積明顯高于受體對(duì)照品種。同時(shí),畝穗數(shù)分別比受體對(duì)照高出3.0%、4.1%。穗粒數(shù)分別高于受體對(duì)照4.1%、4.9%,千粒重高于受體對(duì)照4.5%、6.2%,實(shí)際產(chǎn)量分別高于對(duì)照6.0%、8.3%,說(shuō)明在同等水分脅迫情況下,轉(zhuǎn)基因株系比其受體對(duì)照具有較強(qiáng)的脅迫抗性,能維持較高的產(chǎn)量水平。4、種子萌發(fā)期抗旱性鑒定結(jié)果:在水分充足的條件下,兩個(gè)轉(zhuǎn)基因材料種子的各項(xiàng)抗旱相關(guān)指標(biāo)與受體對(duì)照之間無(wú)顯著差異;在20%PEG-6000脅迫下,兩個(gè)轉(zhuǎn)基因材料的發(fā)芽率、胚芽鞘長(zhǎng)度、胚根長(zhǎng)度、胚根數(shù)均優(yōu)于受體對(duì)照。這一結(jié)果表明,DREB4A、W17基因能提高小麥萌發(fā)期的抗旱機(jī)能。上述研究結(jié)果,為抗旱節(jié)水小麥種質(zhì)創(chuàng)制和轉(zhuǎn)基因小麥育種提供了理論指導(dǎo)與方法參考,為進(jìn)一步開(kāi)展研究抗旱相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子基因作用的分子機(jī)制提供了一定的材料基礎(chǔ)。
【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：S512.1

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