小豆理化诱变突变体库构建和铁吸收突变体筛选

The Construction of Mutant Populations Induced by Physical and Chemical Mutagen and Screening of Iron Uptake Mutants in Azuki Bean(Vigna Angularisi)

作者: 专业:作物遗传育种 导师:万平 年度:2010 学位:硕士  院校: 辽宁工程技术大学

Keywords

        小豆(Azuki bean, Vigna angularisi),又名红小豆,是起源于中国的特色栽培作物,我国是世界上小豆最大生产和出口国。理化诱变是作物育种和获得大量突变体的重要手段,迄今未见EMS和电子束诱变小豆和构建小豆突变体库的报道,建立小豆饱和突变体库,是进行小豆基因定位、图位克隆和功能基因组学研究的前提和基础。本研究选用小豆品种京农6号种子,分别采用0.5%、0.9%和1.4%EMS处理12 h和24 h,100、300、600 Gy电子束,400Gy 60Coγ诱变处理,调查M1至M4后代植株性状变异、鉴定突变体、分析突变性状的稳定性;对小豆新叶黄化突变体进行缺Fe胁迫,筛选小豆Fe吸收突变体;评价诱变后代农艺性状;建立了突变体数据库。1.本实验共诱变了11240粒小豆JN6号种子。获得937个EMS诱变M3代株系,934个60Coγ射线和电子束诱变M2代株系。选择650个EMS诱变M4代家系,359个60Coγ射线和电子束诱变M3代家系。得到株高、叶形、叶色、株型、粒形、粒色、荚色、无分枝、多分枝、叶簇生、分枝簇生、光叶、蔓生、有限结荚习性、育性、成熟特性、营养吸收等突变体材料1490份。2.通过3年的鉴定筛选,已获得自封顶、叶色浅绿、黄化、剑叶、肾叶、小密叶、鸡爪叶、光叶、叶簇生、高株、矮株、早熟、晚熟、紧凑直立、黑荚、黑褐荚、褐荚、黄白粒、小粒、大粒等20种性状稳定遗传的突变体。3.不同诱变处理,EMS诱变的变异类型最丰富、60Coγ射线次之、电子束产生的变异类型较单一。EMS处理小豆的适宜浓度是0.5%和0.9%处理24 h;0.5%EMS处理的粒色和荚色变异突出,有鲜红、黄白、绿白粒色和黑荚、褐荚、黑褐荚变异;0.9%处理的叶形变异突出,有鸡爪叶、剑叶、肾形叶、小密叶等突变类型;电子束诱变M2变异率分别是4.09%、3.64%、2.22%。400 Gy60Coγ射线处理种子,后代变异率为7.23%。4.以缺铁、正常铁、高铁三种浓度的Hoagland水培液胁迫小豆新叶黄化突变体,筛选到低Fe极端敏感型和耐低铁的突变体材料各1份。研究表明:缺铁胁迫下,正常植株、低Fe敏感型植株以及耐低Fe型植株的还原酶活性均高于正常铁状态下的还原酶活性,但低Fe敏感型突变体在缺铁条件下,还原酶活性最高,耐低Fe型次之,对照最低;低Fe敏感型突变体根中的Fe、Mn、Zn、Ca、Mg、K、P元素含量变化与对照表现一致,但叶片中的Fe元素含量却明显降低,说明低Fe敏感型突变体表现黄化的原因是由地上部运输问题所致,是一种新突变体。耐低Fe型突变体对Fe的吸收和转运能力均高于对照,缺铁胁迫下,叶片中的铁含量高于对照和Fe敏感型突变体,其余元素含量变化趋势与对照相近。5.综合评价各突变体的农艺性状,结果表明叶色浅绿、小叶、株形紧凑直立、黑荚、鲜红粒、黄白粒、小粒、大粒等突变体的农艺性状表现优于对照;而黄化、剑叶、小密叶、鸡爪叶、光叶、叶簇生、矮株、褐荚等突变体的农艺性状劣于对照,产量降低;浓绿、肾叶、松散型、高株、黑褐荚、暗红粒等突变体的农艺性状与对照相近。已选出10个理化诱变优异品系,有望用于生产。本研究为小豆基因遗传分析、基因定位与图位克隆及其进一步的基因功能分析奠定了基础,也为小豆种质创新和育种提供了重要的材料。
    
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