【摘 要】
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黄土高原是世界公认的苹果优势产区,但该地区水资源短缺且主栽品种是抗旱性较差的‘富士’苹果,因此选育抗旱性优良的新品种对该地区苹果产业的可持续发展具有重要意义。重离子辐射作为一种育种手段,近年来在植物育种中被广泛应用,但未见重离子辐射应用于苹果抗旱性改良的相关报道。‘秦脆’（QC）是苹果新品种的优秀代表,本研究通过对重碳离子辐射的176个QC苹果辐射株系（FQC）进行短期干旱处理,完成了抗旱突变体的
【基金项目】
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陕西省科技重大专项:2020zdzx03-01-02； 国家苹果产业技术体系专项资金:CARS-27； 唐仲英基金会；
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黄土高原是世界公认的苹果优势产区,但该地区水资源短缺且主栽品种是抗旱性较差的‘富士’苹果,因此选育抗旱性优良的新品种对该地区苹果产业的可持续发展具有重要意义。重离子辐射作为一种育种手段,近年来在植物育种中被广泛应用,但未见重离子辐射应用于苹果抗旱性改良的相关报道。‘秦脆’（QC）是苹果新品种的优秀代表,本研究通过对重碳离子辐射的176个QC苹果辐射株系（FQC）进行短期干旱处理,完成了抗旱突变体的筛选和验证。经过两年的短期干旱试验,筛选出了2个抗旱突变体FQC111和FQC81,并通过重测序技术对FQC81进行了变异检测。主要结果如下:1.以重碳离子辐射QC苹果嫁接苗的176个株系为试材,研究了短期干旱胁迫下重碳离子辐射QC苹果各株系的表型、叶绿素含量、光合荧光参数、叶片相对含水量和相对电导率。研究结果表明辐射株系不具有普遍抗旱性,有的株系反而表现出了干旱敏感性状（例如FQC64）;初步筛选了FQC81、FQC111和FQC144三个抗旱突变体。2.以QC和初步筛选的抗旱突变体FQC81和FQC111及干旱敏感突变体FQC64的嫁接苗为试材,进一步研究了3个抗旱性相关突变体在短期干旱胁迫下的表型及生理参数。研究结果表明FQC81和FQC111的抗旱性优于QC,QC的抗旱性优于FQC64,这与第二章FQC81、FQC111和FQC64的抗旱性研究结果一致。3.用重测序技术对抗旱突变体FQC81进行变异检测,发现重碳离子辐射能够引起FQC81染色体基因组范围的单碱基突变（SNV）、插入和缺失（In Del）;在外显子区域检测到3800个非同义替换位点,353个移码突变位点,268个非移码突变位点;在FQC81中鉴定到了340个外显子发生变异的干旱响应基因,其中284个基因上涉及的485个突变位点可能解释了FQC81的抗旱性增强现象,也证明了重碳离子辐射是进行苹果抗旱性改良的有效方法;通过对突变位点相关基因型、基因功能注释和相对表达量进行分析,发现30个基因可能与FQC81干旱胁迫响应紧密相关,这些基因可作为苹果抗旱性改良的候选基因。
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