王掌軍,張文杰,萬(wàn)佳穎,白麗娟,賈影影,

劉 妍1,劉鳳樓1,劉生祥1,張曉崗1

(1.寧夏大學(xué)農(nóng)學(xué)院,寧夏銀川 750021； 2.寧夏農(nóng)林科學(xué)院作物研究所，寧夏銀川 750001)

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普通小麥-黑麥草(LoliumperenneL.)易位系鑒定及其后代灌漿與產(chǎn)量性狀分析

王掌軍1,張文杰2,萬(wàn)佳穎1,白麗娟1,賈影影1,

劉 妍1,劉鳳樓1,劉生祥1,張曉崗1

(1.寧夏大學(xué)農(nóng)學(xué)院,寧夏銀川 750021； 2.寧夏農(nóng)林科學(xué)院作物研究所，寧夏銀川 750001)

為明確外源染色體或片段對(duì)小麥籽粒灌漿和產(chǎn)量性狀的影響，以普通小麥寧春4號(hào)和黑麥草遠(yuǎn)緣雜交后代為材料，借助分子細(xì)胞學(xué)手段鑒定其BC1代染色體組成，并對(duì)其BC1F3代籽粒灌漿和產(chǎn)量性狀進(jìn)行了分析。結(jié)果表明，ND99株系出現(xiàn)兩個(gè)頂端小片段易位類型的GISH雜交信號(hào)，為真雜種；ND99的BC1F3后代中分離出有芒(ND99A)和無(wú)芒(ND99B)兩種類型，并且同一個(gè)分子標(biāo)記3EST-185能夠追蹤這兩種類型。寧春4號(hào)和易位系后代(ND99A、ND99B)籽粒的體積、鮮重、干重、水分均表現(xiàn)為先增后降的變化趨勢(shì)；寧春4號(hào)和ND99A的灌漿速率呈雙峰曲線變化，而ND99B 呈多峰曲線變化。寧春4號(hào)的灌漿時(shí)間早，快速增長(zhǎng)期長(zhǎng)，籽粒飽滿指數(shù)和粒重最大；ND99A灌漿遲，持續(xù)期短，籽粒飽滿指數(shù)最低，粒重僅次于寧春4號(hào)；ND99B灌漿的峰值出現(xiàn)較早、較大，灌漿持續(xù)期短，籽粒飽滿指數(shù)居中，粒重最低。易位系后代的穗長(zhǎng)、穗粒數(shù)和結(jié)實(shí)小穗數(shù)明顯高于寧春4號(hào)，可能是影響其灌漿的關(guān)鍵因素之一。

普通小麥；黑麥草；易位系；GISH；分子標(biāo)記；灌漿特性；產(chǎn)量性狀

Ningxia Academy of Agricultural-Forestry Sciences,Yinchuan,Ningxia 750021,China)

由于長(zhǎng)期人工選擇和栽培，導(dǎo)致大量小麥優(yōu)異基因丟失，栽培小麥的遺傳基礎(chǔ)日趨狹窄，遺傳脆弱性逐漸增加[1]。而小麥近緣種蘊(yùn)含豐富的優(yōu)異基因資源，如抗病蟲(chóng)害、抗逆、高蛋白含量等，將其導(dǎo)入普通小麥，可以拓寬遺傳變異范圍[2]。但導(dǎo)入外源遺傳物質(zhì)后，通常會(huì)對(duì)某個(gè)性狀產(chǎn)生有利影響，而對(duì)小麥的其他性狀產(chǎn)生不利影響。因此，在育種實(shí)踐中，不僅要注重外源基因是否能夠改良某些性狀，還應(yīng)重視其對(duì)小麥其他性狀的影響，特別是產(chǎn)量性狀，這也是創(chuàng)制的很多攜帶有近緣物種染色體的小麥材料很少能應(yīng)用于小麥育種實(shí)踐中的原因[3-7]。

黑麥草(LoliumperenneL.,2n=2x=14)為禾本科黑麥草屬下的一個(gè)種，有高產(chǎn)、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高、抗寒性好、再生速度快等特點(diǎn)[8-9]，在寧夏地區(qū)種植還表現(xiàn)為不易倒伏、發(fā)芽快的特性。已有研究通過(guò)遠(yuǎn)緣雜交將黑麥草優(yōu)異基因?qū)肫渌锓N中，溫常龍等[10]總結(jié)了30多年黑麥草與羊茅屬間雜種高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗性強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)；介紹了通過(guò)基因滲入、雄核發(fā)育和轉(zhuǎn)基因手段改良牧草的方法；綜述了黑麥草羊茅屬間雜種基因組原位雜交、分子標(biāo)記和遺傳圖譜建立、數(shù)量性狀位點(diǎn)分析等分子遺傳學(xué)的研究進(jìn)展。王子平等[11]借助花粉管通道法將黑麥草 DNA 導(dǎo)入到水稻保持系中，發(fā)現(xiàn)了一份恢復(fù)系，并對(duì)該恢復(fù)系所含恢復(fù)基因獨(dú)特的遺傳行為進(jìn)行了分析。作為小麥三級(jí)基因庫(kù)，20世紀(jì)90年代，我國(guó)小麥育種家沈天民將黑麥草(母本)和豫麥2號(hào)(父本)進(jìn)行遠(yuǎn)緣雜交，培育了高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、多抗的小麥新品種906，此后，再未見(jiàn)以黑麥草為親本通過(guò)遠(yuǎn)緣雜交培育出小麥新品種或?qū)π←溨饕誀钸M(jìn)行遺傳改良方面的報(bào)道。鑒于此，本研究以本課題組前期得到的普通小麥寧春4號(hào)與黑麥草雜交后代為材料，借助分子細(xì)胞遺傳學(xué)手段鑒定BC1代外源染色體或片段的來(lái)源、身份，并對(duì)BC1F3代籽粒灌漿和產(chǎn)量性狀進(jìn)行分析，以期明確外源染色體或片段對(duì)小麥籽粒灌漿和產(chǎn)量性狀的影響，為把近緣種屬的優(yōu)良基因?qū)肫胀ㄐ←湣⑼貙掃z傳變異范圍提供參考信息和種質(zhì)資源。

1 材料與方法

1.1 材 料

供試材料包括普通小麥寧春4號(hào)、黑麥草、寧春4號(hào)與黑麥草雜交后回交(寧春4號(hào)為輪回親本)BC1代及其F1代回交、自交BC1F3代，均由寧夏大學(xué)小麥育種課題組提供。2015年3月7日將寧春4號(hào)及其與黑麥草雜交后代BC1F3種植于寧夏大學(xué)教學(xué)實(shí)驗(yàn)農(nóng)場(chǎng)，每個(gè)材料種植1個(gè)小區(qū)，每小區(qū)20行，行長(zhǎng)1.1 m，行寬0.2 m，生育期管理同大田。

1.2 方 法

1.2.1 基因組原位雜交(Genomicinsituhybridization,GISH)分析

根尖細(xì)胞染色體制片參照Gill等[12]的方法，并稍作改動(dòng)。即剪取2個(gè)長(zhǎng)約1.0～1.5 cm的種子根尖，0 ℃冰水中處理22～24 h，用卡諾氏固定液(95%乙醇∶冰醋酸=3∶1)固定，在45%的醋酸中壓片，相差顯微鏡下鏡檢。

GISH分析參照J(rèn)iang和Gill[13]的程序。將45%醋酸壓片-70 ℃冰凍揭片，經(jīng)70%、95%和100%乙醇梯度脫水后備用。所用探針為經(jīng)缺口平移法用Fluoresceint-12-dUTP標(biāo)記的黑麥草基因組DNA。經(jīng)雜交、洗脫、信號(hào)放大及PI復(fù)染后，在Olympus BX60型熒光顯微鏡下用450～490 nm激發(fā)光波長(zhǎng)觀察，用SPOT CCD (SPOT Color Digital Camera)攝取圖像。

1.2.2 分子標(biāo)記分析

基因組DNA的提取采用SDS法[14]。根據(jù)定位于普通小麥中國(guó)春7個(gè)部分同源群的不同區(qū)段的EST序列(http://wheat. pw. usda. gov/ cgi-bin/westsql/map_locus. cgi)或與小麥相應(yīng)部分同源群具有共線性關(guān)系的水稻和短柄草的測(cè)序結(jié)果設(shè)計(jì)引物124對(duì)，并交由北京奧科生物技術(shù)有限責(zé)任公司合成。PCR反應(yīng)體系(10 μL)：10× Reaction Buffer 1 μL，MgCl2(25 mmol·L-1)0.8 μL，dNTPs(2.5 mmol·L-1)0.8 μL，上下游引物(10 μmol·L-1)各0.2 μL，模板DNA 25 ng，TaqDNA聚合酶0.5 U，加ddH2O至總體積10 μL。反應(yīng)條件：94 ℃預(yù)變性3 min；94 ℃變性30 s，55 ℃退火45 s，72 ℃延伸1 min，35個(gè)循環(huán)；72 ℃ 延伸10 min，4 ℃保存。擴(kuò)增產(chǎn)物采用8%聚丙烯酰胺凝膠電泳檢測(cè)，電泳時(shí)總電壓為150 V，電泳1.5 h左右，經(jīng)硝酸銀染色后觀察并照相。

1.2.3 籽粒灌漿和產(chǎn)量性狀分析

2015年在小麥開(kāi)花盛期準(zhǔn)確標(biāo)記同一時(shí)期開(kāi)花、穗型一致的穗，每個(gè)材料標(biāo)記150穗左右。從開(kāi)花當(dāng)天開(kāi)始，每5 d于上午9 :00前從5個(gè)單株上取10個(gè)單穗，直至成熟。每次取樣后籽粒人工剝?nèi)〔⒎湃霟?，稱鮮重；運(yùn)用液面差法測(cè)量籽粒體積；105 ℃殺青1 h后，75 ℃烘干至恒重測(cè)定籽粒干重。籽粒水分=籽粒鮮重-籽粒干重。平均灌漿速率=(前一時(shí)間測(cè)定的籽粒干重-下一時(shí)間測(cè)定的籽粒干重)/間隔天數(shù)。這兩個(gè)指標(biāo)均用1 000個(gè)籽粒計(jì)算。

成熟期在1.1 m雙行區(qū)內(nèi)，調(diào)查30個(gè)有效穗的總小穗數(shù)、總粒數(shù)和結(jié)實(shí)小穗數(shù)，并稱量每穗粒重，然后計(jì)算每穗平均粒數(shù)、粒重、不孕小穗數(shù)和結(jié)實(shí)小穗數(shù)。不孕小穗數(shù)=總小穗數(shù)-結(jié)實(shí)小穗數(shù)。籽粒飽滿指數(shù)=成熟籽粒曬干體積/最大鮮籽粒體積。經(jīng)濟(jì)系數(shù)=經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量/生物產(chǎn)量，其中，生物產(chǎn)量為收獲后未脫粒前的植株(中途未取樣的植株)重量，經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量為脫粒后的籽粒重量。

1.2.4 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel 2010處理數(shù)據(jù)，并作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 小麥-黑麥草遠(yuǎn)緣雜交后代的GISH分析和分子標(biāo)記鑒定結(jié)果

在普通小麥寧春4號(hào)與黑麥草雜交后收獲到的11粒F1代種子中，大多數(shù)干癟、發(fā)芽力很低，或者發(fā)芽不結(jié)實(shí)，僅有1粒種子長(zhǎng)出后代并結(jié)實(shí)，用寧春4號(hào)回交，BC1代經(jīng)GISH鑒定，所有個(gè)體的體細(xì)胞染色體數(shù)目均為2n=42，但多數(shù)沒(méi)有檢測(cè)到雜交信號(hào)，唯有編號(hào)為ND99個(gè)體的染色體頂端有GISH信號(hào)(圖1)，說(shuō)明該個(gè)體中小麥與黑麥草發(fā)生了易位，且屬于自發(fā)易位類型。

圖中箭頭所指綠色熒光信號(hào)為易位的黑麥草染色體；圖示標(biāo)尺為10 μm。

Chromosome fragments visualized with green fluorescence were fromLoliumperenne; Scale bar was 10 μm.

圖1 ND99根尖細(xì)胞染色體的GISH分析

Fig.1 GISH analysis of ND99 root tip cell chromosome

以寧春4號(hào)和黑麥草的DNA為模板，利用已開(kāi)發(fā)的124對(duì) EST標(biāo)記引物進(jìn)行擴(kuò)增，篩選到13對(duì)在寧春4號(hào)和黑麥草間有多態(tài)性的標(biāo)記引物(表1)，多態(tài)性比率為10.48%。利用這13對(duì)具有多態(tài)性的引物對(duì)寧春4號(hào)、黑麥草、ND99及ND99回交、自交后代中分離出的有芒和無(wú)芒株系(ND99A和ND99B)進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，定位于小麥染色體3AL、3BL、3DL上的標(biāo)記3EST-185在黑麥草、ND99及ND99A和ND99B各15個(gè)隨機(jī)取樣單株中均擴(kuò)增出相同的特異性條帶，而寧春4號(hào)中并沒(méi)有擴(kuò)增到分子量相同的條帶(圖2)。進(jìn)一步說(shuō)明株系ND99為小麥與黑麥草之間發(fā)生了易位，而且標(biāo)記3EST-185可以跟蹤小麥背景中黑麥草染色體片段。

2.2 小麥-黑麥草易位系后代籽粒灌漿特性分析

2.2.1 籽粒形態(tài)指標(biāo)的動(dòng)態(tài)變化

寧夏灌區(qū)小麥基本上5月中下旬開(kāi)花，5月底、6月初開(kāi)始灌漿，7月中上旬小麥成熟，灌漿結(jié)束。本試驗(yàn)從花后第1天6月1日到7月15日，選取生育期一致的株系，每5d測(cè)量1次灌漿期籽粒體積、鮮重、干重和水分等指標(biāo)。

表1 本研究篩選到的黑麥草多態(tài)性引物

M：DL2000；1：寧春4號(hào)；2：黑麥草；3：ND99；4～18：ND99A的15個(gè)不同單株；19～33：ND99B的15個(gè)不同單株。

M:DL2000; 1:Ningchun 4; 2:Loliumperenne; 3:ND99; 4-18:Fifteen individual plants of ND99A; 19-33:Fifteen individual plants of ND99B.

圖2 標(biāo)記3EST-185在寧春4號(hào)、黑麥草及其二者遠(yuǎn)緣雜交后代中的擴(kuò)增結(jié)果

Fig.2 Amplication of marker 3EST-185 in Ningchun 4,LoliumperenneL. and the two distant hybrid offsprings

就籽粒體積而言，寧春4號(hào)在花后1～5 d增長(zhǎng)較ND99A和ND99B快，花后5～13 d快速增長(zhǎng)，此后，增長(zhǎng)較為緩慢，花后33 d達(dá)到最大(56.391 mL)，花后33～41 d迅速降低，花后41～45 d又出現(xiàn)緩慢增長(zhǎng)的趨勢(shì)；ND99A在花后29～37 d，增長(zhǎng)較寧春4號(hào)迅速，同在花后33 d達(dá)到最大(59.352 mL)；ND99B在花后17～21 d和25～29 d增長(zhǎng)最為迅速，花后29 d達(dá)到最大值(68.105 mL)，花后29～45 d體積一直處于變小趨勢(shì)(圖3A)。

就籽粒鮮重而言，寧春4號(hào)、ND99A和ND99B三個(gè)材料在花后1～5 d，表現(xiàn)為穩(wěn)中有升，之后，各自進(jìn)入快速增長(zhǎng)期；寧春4號(hào)和ND99A在花后33 d達(dá)到最大值(68.921 g和69.464 g)，而ND99B花后29 d達(dá)到最大值(78.204 g)，隨后，鮮重下降，下降幅度大小順序?yàn)椋篘D99A>ND99B>寧春4號(hào)(圖3B)。

就籽粒干重而言，花后1～9 d，寧春4號(hào)、ND99A和ND99B均處于平穩(wěn)增長(zhǎng)期，增幅不大，此后迅速增加，寧春4號(hào)在花后9～29 d從6.973 g增加到38.062 g，表現(xiàn)為持續(xù)快速增加，持續(xù)時(shí)間最長(zhǎng)，花后41 d達(dá)到最大值(47.267 g)，隨后下降，花后45 d降到43.787 g；ND99A在花后13 d進(jìn)入持續(xù)快速增長(zhǎng)期，花后37 d達(dá)到最大值(41.303 g)；而ND99B分別在花后9～13、17～21、25～29 d有3個(gè)間斷的快速增長(zhǎng)期，在花后37 d達(dá)到最大值(44.822 g)，從花后37 d開(kāi)始，ND99A干重較ND99B大幅度下降(圖3C)。

就籽粒水分而言，花后1～17 d，寧春4號(hào)遠(yuǎn)高于ND99A和ND99B，花后17 d達(dá)到最大值(30.939 g)，之后寧春4號(hào)的明顯低于其他兩個(gè)材料；而ND99A和ND99B的最大值(33.442 g和43.063 g)分別出現(xiàn)在花后25 d和21 d，并且最大值均高于寧春4號(hào)；達(dá)到最大值后，均以不同幅度下降，寧春4號(hào)和ND99A花后41 d下降到最小值(4.715 g和3.747 g)，而ND99B花后45 d下降到最小值(5.863 g)(圖3D)。

2.2.2 籽粒灌漿速率的動(dòng)態(tài)變化

由圖4可知，在花后1～5 d，寧春4號(hào)千粒重每天增加0.4 g左右，而ND99A和ND99B平均每天增加分別為0.13和0.16 g；花后9～13 d，ND99B灌漿速率最快(1.61 g·d-1)，寧春4號(hào)次之(1.18 g·d-1)，ND99A最低(0.65 g·d-1)；花后29～33 d，ND99A首次超過(guò)其他兩個(gè)材料；花后17～21 d，寧春4號(hào)、ND99A和ND99B同時(shí)迎來(lái)第一個(gè)灌漿高峰期，花后25～29 d，3個(gè)材料迎來(lái)第二個(gè)灌漿高峰期，灌漿速率分別為1.75、2.02和2.63 g·d-1，此后，所有材料的灌漿速率呈下降趨勢(shì)，花后37～41 d，寧春4號(hào)千粒重每天增加0.8g，而ND99A和ND99B的千粒重呈負(fù)增長(zhǎng)；花后41～45 d，3個(gè)材料的千粒重增長(zhǎng)均呈負(fù)增長(zhǎng)。

圖3 親本和小麥-黑麥草易位系后代灌漿期籽粒(1 000粒)不同形態(tài)指標(biāo)的動(dòng)態(tài)變化

2.3 小麥-黑麥草易位系后代產(chǎn)量性狀分析

產(chǎn)量性狀分析結(jié)果(表2)表明，ND99A和ND99B的穗長(zhǎng)分別高出寧春4號(hào)32.33%和22.21%，穗粒數(shù)明顯高于寧春4號(hào)，分別高出86.81%和88.70%，結(jié)實(shí)小穗數(shù)也分別高出42.86%和28.57%，因而易位系后代因?yàn)樗腴L(zhǎng)、穗粒數(shù)較多和結(jié)實(shí)小穗數(shù)較高，形成較大庫(kù)容，進(jìn)而影響灌漿，導(dǎo)致其穗粒重和籽粒飽滿指數(shù)較低；不孕小穗數(shù)為ND99A>寧春4號(hào)>ND99B；寧春4號(hào)的生物產(chǎn)量居中，而經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量最高，所以，其經(jīng)濟(jì)系數(shù)為最高?？傮w上，易位系后代有效地提高了穗長(zhǎng)、穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)小穗數(shù)，但是籽粒飽滿指數(shù)較低，穗粒重偏低，在生物產(chǎn)量相當(dāng)?shù)那闆r下，經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量不高，導(dǎo)致其經(jīng)濟(jì)系數(shù)偏低。

圖4 親本和小麥-黑麥草易位系后代籽粒灌漿速率的動(dòng)態(tài)變化

表2 親本和小麥-黑麥草易位系后代產(chǎn)量性狀測(cè)定結(jié)果

3 討 論

黑麥草作為小麥遺傳改良的三級(jí)基因庫(kù)中的一個(gè)物種[15]，因親緣關(guān)系較遠(yuǎn)，與小麥雜交難度很大[16]，而經(jīng)一些科技工作者的不懈努力，已將外源物種一些優(yōu)異基因?qū)胄←湵尘?，在生長(zhǎng)上發(fā)揮著巨大的作用[17-20]；同時(shí)，利用GISH[13]和DNA分子標(biāo)記技術(shù)[21-22]，有效地鑒定小麥背景中外源染色體的來(lái)源、身份。本研究成功利用GISH鑒定了小麥-黑麥草易位系，并篩選到一個(gè)黑麥草的特異分子標(biāo)記，可以看出，因外源染色體(片段)的導(dǎo)入，對(duì)小麥灌漿和產(chǎn)量性狀有明顯影響。該研究結(jié)果對(duì)于黑麥草基因組學(xué)研究和挖掘利用這類資源具有現(xiàn)實(shí)意義。

籽粒灌漿是產(chǎn)量形成的一個(gè)關(guān)鍵階段，而小麥灌漿進(jìn)程受基因型、生態(tài)因素(溫度、干旱、地區(qū)性等)、生長(zhǎng)調(diào)節(jié)物質(zhì)、耕作栽培措施等綜合因素的影響[23-28]。本試驗(yàn)中寧春4號(hào)和兩個(gè)易位系后代(ND99A和ND99B)灌漿期籽粒的體積、鮮重、干重、水分均表現(xiàn)為先增后降的變化趨勢(shì)。易位系后代的籽粒體積、鮮重、水分最大值均高于寧春4號(hào)，而最大籽粒干重卻明顯低于寧春4號(hào)。同時(shí)，寧春4號(hào)和ND99A的灌漿速率呈雙峰曲線變化，而ND99B呈多峰曲線變化。其中，(1)籽粒體積增大是灌漿的一個(gè)重要標(biāo)志，但是體積過(guò)大，后期籽粒能否飽滿是一個(gè)問(wèn)題。由于易位系后代的最大籽粒體積較大，可能影響到籽粒的飽滿指數(shù)，造成籽粒皺縮加深，飽滿程度下降。(2) 由于寧夏灌漿初期氣溫較低，影響到光合強(qiáng)度和物質(zhì)運(yùn)輸，同一麥穗不同位置的小穗其發(fā)育通常不同步，中部小穗開(kāi)花比兩端小穗早；中部的籽粒為強(qiáng)勢(shì)籽粒，生長(zhǎng)迅速，進(jìn)入灌漿快速期早，而兩端的弱勢(shì)籽粒灌漿開(kāi)始生長(zhǎng)緩慢，歷經(jīng)較長(zhǎng)時(shí)間才進(jìn)入灌漿快速期；中部成熟籽粒的粒重高于兩端相應(yīng)的成熟籽粒。易位系后代的穗長(zhǎng)、穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)小穗數(shù)均高于寧春4號(hào)，因?yàn)橐孜幌岛蟠鷮儆趶?qiáng)、弱勢(shì)粒異步灌漿型[29]，所以，粒重較低、不穩(wěn)定，進(jìn)而影響其產(chǎn)量。因此，在改良性狀的同時(shí)還應(yīng)加強(qiáng)栽培措施，促其穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)。(3) 籽粒干重是小麥產(chǎn)量最直接的體現(xiàn)，灌漿速率為每天增加的籽粒干重。灌漿速率主要受遺傳控制[30]，與粒重顯著正相關(guān)[31]。寧春4號(hào)籽粒干重比易位系后代持續(xù)快速增長(zhǎng)時(shí)間長(zhǎng)，而且干重達(dá)到最大值的時(shí)間較晚，而易位系后代的干物質(zhì)積累量提前進(jìn)入負(fù)增長(zhǎng)，這主要受到當(dāng)?shù)販囟鹊拳h(huán)境因子的調(diào)控，綜合采用育種改良和栽培學(xué)措施，使其灌漿速度和灌漿時(shí)間盡可能協(xié)調(diào)。(4) 水是植物體完成生命活動(dòng)所必須的，小麥籽粒不同時(shí)期含水量的多少對(duì)小麥灌漿影響很大，干物質(zhì)運(yùn)輸需要水分，所以，灌漿前期干物質(zhì)積累與含水量增加呈正相關(guān)，這有利于干物質(zhì)的在小麥體內(nèi)的積累與運(yùn)輸；而灌漿后期，易位系后代籽粒水分較高，種子曬干隨著水分的大量蒸發(fā)，籽粒飽滿指數(shù)較低，造成籽粒皺縮加深，飽滿程度下降；而寧春4號(hào)籽粒水分較低，這正是其鮮重不高的情況下籽粒干重較高，飽滿指數(shù)和穗粒重較高的原因所在。值得一提的是，易位系在穗長(zhǎng)、穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)小穗數(shù)等性狀方面得到了改良，明顯高于對(duì)照寧春4號(hào)，這可能是影響其灌漿的關(guān)鍵因素之一。今后工作中，對(duì)易位系后代的株型(比如矮稈株系選育)、合理的栽培密度、籽粒灌漿同步性等方面進(jìn)行深入研究，以提高源庫(kù)平衡程度，充分發(fā)揮其穗長(zhǎng)粒多的優(yōu)勢(shì)，通過(guò)提高小麥單產(chǎn)保證總產(chǎn)；同時(shí)，加強(qiáng)外源基因?qū)π←溒焚|(zhì)、抗生物和非生物逆境等方面的潛能，以保證小麥可持續(xù)化生產(chǎn)。

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Identification of Translocation Line ofTriticumaestivum-LoliumperenneL. and Analysis on Grain Filling and Yield Traits of Its Offsprings

WANG Zhangjun1,ZHANG Wenjie2,WAN Jiaying1,BAI Lijuan1,JIA Yingying1,LIU Yan1,LIU Fenglou1,LIU Shengxiang1,ZHANG Xiaogang1

(1.Agricultural College of Ningxia University,Yinchuan,Ningxia 750021,China; 2.Institute of Crop Sciences,

In order to explore the effect of exogenous chromosome or fragment on grain filling and yield of wheat,the offsprings of “Ningchun 4 ×Loliumperenne” distant hybridization were used as materials in this study. The chromosome composition of BC1hybrid offsprings was identified based on genomicinsituhybridization(GISH) usingLoliumperenneL. DNA as probe and molecular markers,and characteristics of grain filling and yield traits in BC1F3offsprings were analyzed. The results showed that,No. ND99 had two GISH signals of small fragment translocation types in top,and was true hybrid; The BC1F3offsprings of ND99 were divided into awned type(ND99A) and awnless type(ND99B),and a molecular marker 3EST-185 could identify the two types. The changes of grain volume,fresh weight,dry weight,and water at filling stage in variety Ningchun 4 and translocation offsprings(ND99A,ND99B) showed a trend of first increasing and then decreasing;The filling rate of Ningchun 4 and ND99A showed a double-peak curve,but ND99B showed many peaks.The filling stage of Ningchun 4 was early in time,with long rapid growth period and biggest plumpness index of grain and kernel weight per spike. The filling time of ND99A showed later,with short extending period and lowest plumpness index,and kernel weight per spike was lower than that of Ningchun 4. The filling peak of ND99B appeared earlier and bigger,with short extending period and lowest kernel weight per spike. In the yield traits,panicle length,kernel number and fertile spikelet number per spike of translocation lines were apparently higher than those of Ningchun 4,which could be one of the key factors affecting grain filling.

Triticumaestivum;LoliumperenneL.; Translocation line; GISH; Molecular marker; Filling characteristics; Yield trait

時(shí)間：2016-07-07

2016-01-31

2016-04-13

寧夏回族自治區(qū)農(nóng)業(yè)育種專項(xiàng)(2013NYYZ0202)

E-mail：wangzj-gs@126.com

S512.1；S330

A

1009-1041(2016)07-0841-08

網(wǎng)絡(luò)出版地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/61.1359.S.20160707.1529.006.html