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本文通过研究高能混合粒子场(CR)诱变小麦获得的突变体的基因组DNA变异的位点分布、类型、频率及突变模式,并以γ射线诱变获得的具有相同表型的突变体做参照,分析CR和γ射线诱变所得突变体之间的分子差异,探讨CR诱变的特点,初步揭示CR诱变小麦的分子机理。
选用随机分布于小麦21对染色体上的114对微卫星(SSR)引物,对CR和γ射线处理冬小麦品种ZY9和ZH7获得的矮秆突变体M3代,以及选用随机分布于小麦21对染色体上的120对SSR引物,对CR和γ射线处理冬小麦品种ZY9和ZH7获得的斯卑尔脱穗型突变体M3代分别进行了SSR分析,并对获得的部分多态性SSR差异片段进行了序列测定。
研究结果表明,CR处理ZY9和ZH7获得的矮秆突变体M3代的SSR多态性位点主要分布在染色体2A、2B、2D、3D和5A上,而γ射线处理产生的多态性位点主要分布在染色体2A、2B、2D、4A和5A上;CR处理ZY9和ZH7获得的斯卑尔脱穗型突变体M3代的SSR多态性位点主要分布在染色体3A、3B、3D、5A和6A上,而γ射线处理产生的多态性变异位点主要分布在染色体2A、2D、5B和5A上。CR处理ZY9和ZH7获得的矮秆突变体M3代的SSR多态性位点总频率分别为1.72%和2.99%,γ射线处理的SSR多态性位点总频率分别为1.49%和1.15%;CR处理ZY9和ZH7获得的斯卑尔脱穗型突变体M3代的SSR多态性位点总频率都为3.23%,γ射线处理的SSR多态性位点总频率分别为2.16%和1.62%。CR处理ZY9和ZH7获得的矮秆和斯卑尔脱穗型突变体M3代中共产生SSR扩增条带的增加、扩增条带长度的差异和扩增条带的缺失3种变异类型,且与γ射线处理相比,CR处理较容易产生扩增条带的增加和扩增条带长度的差异,不易产生扩增条带的缺失。序列分析表明,CR处理产生的突变类型主要是碱基的转换和插入,其中碱基T为易发生突变的碱基,且CR处理的总突变频率高于γ射线。
CR诱变能够在DNA水平上导致小麦遗传物质变异,且其诱变机制不同于γ射线,是一种有效的诱发突变新途径。