【摘 要】
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小麦是世界上最重要的粮食作物之一,随着国民经济的发展和生活水平的提高,人们对小麦产量及品质的要求也越来越高,迫切需要不断选育高产与优质、抗病、抗逆性强的小麦新品种,通过60Co辐射和EMS化学诱变技术拓宽小麦的种质资源,将促进小麦育种。在前期研究中,我们通过EMS诱变技术构建了小麦SN1305突变群体,并从中筛选到籽粒易于被昆虫及鸟类取食的小麦EMS1305-10,本研究通过代谢组学对该变异材料的
【基金项目】
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国家自然科学基金面上项目“天冬氨酸蛋白酶基因TiAP1抗小麦白粉病的机理研究”(31771777);
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小麦是世界上最重要的粮食作物之一,随着国民经济的发展和生活水平的提高,人们对小麦产量及品质的要求也越来越高,迫切需要不断选育高产与优质、抗病、抗逆性强的小麦新品种,通过60Co辐射和EMS化学诱变技术拓宽小麦的种质资源,将促进小麦育种。在前期研究中,我们通过EMS诱变技术构建了小麦SN1305突变群体,并从中筛选到籽粒易于被昆虫及鸟类取食的小麦EMS1305-10,本研究通过代谢组学对该变异材料的籽粒进行了分析;另外本研究还通过60Co辐射技术对高抗白粉病的小麦-中间偃麦草双体异附加系SN6306进行辐射诱变和采集辐射的花粉对小麦烟农15进行授粉杂交,初步获得了一批表型变异的小麦材料。主要结果如下:利用GC-MS对EMS1305-10小麦幼嫩籽粒进行代谢组学分析,发现SN1305与EMS1305-10的差异代谢物有82种,主要是有机酸及其衍生物,占30%。代谢通路分析发现,EMS1305-10籽粒有12条代谢通路的差异代谢物相对含量高于SN1305。利用LC-MS对EMS1305-10小麦幼嫩籽粒进行代谢组学分析,发现SN1305与EMS1305-10共有差异代谢物758种,其中脂质和类脂分子最多,占62%;代谢通路分析发现,有8条代谢通路中EMS1305-10籽粒差异代谢物相对含量高于SN1305。通过表型鉴定与筛选60Co辐射诱变SN6306后代群体发现,60Co辐射会对植株造成辐射损伤,M1F1代种子发芽率大幅度降低且仅有18.6%,获得了多株表型变异为长芒、无芒或旗叶短的植株。经60Co辐射的SN6306花粉与YN15杂交获得M1BC1代种子其籽粒粒宽显著增加;通过初步的离体叶片接种白粉病菌试验鉴定,在M1BC1代材料中白粉病斑面积小于5%的植株有53株,病斑面积在5%-15%之间的有3株,病斑面积在15%-25%之间的有0株,病斑面积在25%-50%之间的有6株,病斑面积大于50%的有18株;多种突变体植株分别出现穗轴分支、包叶、败育、矮化、分蘖增多等性状。通过对EMS诱变小麦EMS1305-10的幼嫩种子进行代谢组学分析,发现了一批差异代谢物,将为进一步揭示其易于被昆虫、鸟类取食的机理,开发特定化学物质差异的小麦材料提供借鉴;通过辐射诱变获得了一批变异的小麦后代,为进一步进行遗传分析、筛选有育种或科研价值的新材料提供了基础。
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