一种多蜡质抗旱小麦近等基因系的选育方法及其应用技术

技术编号:14627293 阅读:113 留言:0更新日期:2017-02-12 17:01
本发明专利技术属于遗传学领域,公开一种多蜡质抗旱小麦近等基因系的选育方法及其在应用。以藁城9411为母本,通过与父本ATHLET杂交,通过目测蜡质选择,连续世代选择,在F6:8株行,选择叶片有蜡质株系测试,并进行抗旱的生理指标测试、籽粒产量测试和抗旱能力评价,选育了两对多蜡质抗旱和少蜡质不抗旱小麦近等基因系JM205和JM204、JM208和JM206,并进行了在抗旱机制研究上的应用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于遗传育种领域,具体涉及一种抗旱小麦近等基因系的选育方法。
技术介绍
小麦是世界上最重要的粮食作物之一,其产量仅次于水稻和玉米,是我国的第三大粮食作物。小麦之所以是最重要的粮食作物之一,原因是它养活着世界上40%的人口,并提供人类20%的能量和蛋白质供应。我国是一个水资源比较匮乏的国家,干旱缺水严重制约农业生产的发展。而小麦是我国的第三大粮食作物,也是一个耗水量相当大的作物,干旱对小麦产量影响巨大。据统计,2006年澳大利亚因发生干旱而造成小麦减产46%(FAO,2013);一般来说,干旱可造成小麦减产10%-15%,严重时可减产80%-100%(Foulkesetal.,2007;Lietal.,2011)。实践表明,培育抗旱小麦是解决这一问题最经济、最环保的方法。目前,各国均在开展小麦抗旱品种分子标记辅助选择育种或分子设计育种。尽管目前分子标记辅助育种已经在一些单位实践,但是其工作量巨大,且经济投入较大。与抗旱相关的生理指标也是解决这一问题的关键,目前有一些生理指标,如脯氨酸含量、易感干旱指数和抗干旱指数等,已初步应用于小麦抗逆辅助选择育种,但是其耗费的人力和物力仍然较大。因此,亟需开发一种更方便、更经济的抗旱选择指标,以用于抗旱小麦品种的选育。蜡质位于植物叶片或茎秆的最外层,它与角质结合形成一层脂质角质层,覆盖在表皮层外面。前人的研究结果表明,蜡质对植物具有重要的保护作用,且与小麦抗旱性有一定关系(Premchandraetal.,1992;Jenksetal.,2001;Kosmaetal.,2009)。以往的研究所用材料绝大部分遗传背景差异很大,遗传背景的差异势必会对研究结果产生一定的影响。近等基因系(NearIsogenicLines,NIL)是指一组遗传背景相同或相近,而某个特定性状或其遗传基础有显著差异的品系,它是研究个体特定性状或基因功能的最佳材料。培育多蜡质和少蜡质的小麦近等基因系是研究多蜡质抗旱机制的最佳材料,也是为抗旱育种提供重要的种质资源。目前还没有见到多蜡质抗旱小麦近等基因系的报道。
技术实现思路
本专利技术的目的是,提供一种多蜡质抗旱小麦近等基因系的选育方法,为抗旱育种提供抗旱机制研究材料和抗旱育种种质资源。本专利技术采用的技术方案如下:(1)以藁城9411为母本,通过与父本ATHLET杂交,获得F1;(2)在分离世代F2代,选择叶片有蜡质的小麦株系;(3)将收获的上述株系种成F2:3株行,继续选择叶片有蜡质小麦株系;(4)将收获的上述株系种成F3:4株行,在F4代继续选择叶片有蜡质小麦株系;(5)将收获的上述株系种成F4:5株行,在F5代继续选择叶片有蜡质小麦株系;(6)将收获的上述株系种成F5:6株行,在F6代继续选择叶片有蜡质小麦株系;(7)将收获的上述株系种成F6:7株行,在F7代选择有蜡质和无蜡质小麦株系各10个;(8)下一年种成F6:8株行,根据农艺性状、叶片蜡质测试、抗旱的生理指标测试、籽粒产量测试和抗干旱胁迫衡量指标计算,选育了两对多蜡质抗旱和少蜡质不抗旱小麦近等基因系JM205和JM204、JM208和JM206。所述的叶片蜡质测试,是指分别取多蜡质和少蜡质品系旗叶,取材时不要损伤表皮蜡质,然后使用氯仿浸泡称重法进行蜡质测试。所述的抗旱的生理指标测试、籽粒产量测试和抗干旱胁迫衡量指标计算,包括以下:(1)旗叶水势和旗叶水分散失速率测试;(2)旗叶光合特性和叶绿素荧光参数的测试;(3)籽粒产量测试;(4)抗干旱胁迫衡量指标计算。所述的旗叶水势的测试,是采用美国WESCOR公司PSYPRO露点水势仪测试。所述的旗叶水分散失速率的测试,是指于小麦灌浆期,分别取对照和处理完整的大小一致的叶片置于室温黑暗中,气孔完全关闭,测角质蒸腾失水。所述的旗叶光合特性和叶绿素荧光参数的测试,是指小麦灌浆中期,选择晴天上午8:30-10:30,用CIRAS-2光合作用测试系统测试旗叶的Pn、Gs、Ci、E,LED,光强设定为1200μmolm-2s-1,CO2浓度为380μmolmol-1,采用大气湿度和温度。分别于上午7:30和12:00,经过暗适应30min后,利用Handy-PEA植物效率仪测试旗叶叶绿素荧光动力学曲线并计算相应的荧光参数。所述的籽粒产量测试,是指在小麦成熟期,收获全部籽粒,测量小区面积,并计算单位面积产量。所述的抗旱能力评价,包括抗干旱指数TOL和易感干旱指数SSI,用来评价不同旗叶蜡质含量小麦近等基因系的抗干旱能力:TOL=Ypi-Ysi;SSI=(1-Ysi/Ypi)/(1-Ys/Yp);其中,Ypi和Ysi分别为正常浇水条件下和干旱胁迫条件下,每个品系的产量,单位kg·ha-1;Yp和Ys分别为正常浇水条件下和干旱胁迫条件下,供试小麦品系的平均产量,单位kg·ha-1。一种多蜡质抗旱小麦近等基因系在抗旱机制研究上的应用,JM205和JM204、JM208和JM206在抗旱机制研究上的应用。有益效果:本专利技术利用常规育种技术手段,结合叶片蜡质含量测试、旗叶水势、水分散失速率、干旱条件下产量鉴定和抗旱能力评价,创制了多蜡质抗旱和少蜡质不抗旱小麦近等基因系。前期利用目测手段,选择目标农艺性状,简单迅速。后期结合测试和抗旱能力评价,选择精确,减少误选。本专利技术创制的多蜡质抗旱和少蜡质不抗旱小麦近等基因系对于我国小麦抗旱育种和抗旱机制研究来说具有重要意义。多蜡质抗旱和少蜡质不抗旱小麦近等基因系JM205和JM204、JM208和JM206在抗旱机制上具有广泛的应用,如利用多蜡质抗旱和少蜡质不抗旱小麦近等基因系开展蜡质多少和抗旱机制的研究;利用多蜡质抗旱和少蜡质不抗旱小麦近等基因系开展蜡质基因型和抗旱机制的研究。附图说明图1多蜡和少蜡小麦近等基因系及其旗叶蜡质含量。A:1,JM204;2,JM206;3,JM205;4,JM208;白色柱形图和黑色柱形图分别代表正常浇水和干旱胁迫条件下小麦近等基因系旗叶的蜡质含量,不同字母代表在P<0.05水平下差异达显著水平;B和C:JM204和JM206叶片表面蜡质较少,植株“发绿”(黑白图片中发黑);JM205和JM208叶片表面蜡质较多,植株“发白”。图2干旱条件下多蜡质和少蜡质小麦品系旗叶水势。1,JM204;2,JM206;3,JM205;4,JM208;白色柱形图和黑色柱形图分别代表正常浇水和干旱胁迫条件下小麦近等基因系旗叶水势,不同字母代表本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种多蜡质抗旱小麦近等基因系的选育方法,其特征在于包括以下步骤:(1)以藁城9411为母本,通过与父本ATHLET杂交,获得F1;(2)在分离世代F2代,选择叶片有蜡质的小麦株系;(3)将收获的上述株系种成F2:3株行,继续选择叶片有蜡质小麦株系;(4)将收获的上述株系种成F3:4株行,在F4代继续选择叶片有蜡质小麦株系;(5)将收获的上述株系种成F4:5株行,在F5代继续选择叶片有蜡质小麦株系;(6)将收获的上述株系种成F5:6株行,在F6代继续选择叶片有蜡质小麦株系;(7)将收获的上述株系种成F6:7株行,在F7代选择有蜡质和无蜡质小麦株系各10个;(8)下一年种成F6:8株行,根据农艺性状、叶片蜡质测试、抗旱的生理指标测试、籽粒产量测试和抗干旱胁迫衡量指标计算,选育了两对多蜡质抗旱和少蜡质不抗旱小麦近等基因系JM205和JM204、JM208和JM206。

【技术特征摘要】
1.一种多蜡质抗旱小麦近等基因系的选育方法,其特征在于包括以下步骤:
(1)以藁城9411为母本,通过与父本ATHLET杂交,获得F1;
(2)在分离世代F2代,选择叶片有蜡质的小麦株系;
(3)将收获的上述株系种成F2:3株行,继续选择叶片有蜡质小麦株系;
(4)将收获的上述株系种成F3:4株行,在F4代继续选择叶片有蜡质小麦株系;
(5)将收获的上述株系种成F4:5株行,在F5代继续选择叶片有蜡质小麦株系;
(6)将收获的上述株系种成F5:6株行,在F6代继续选择叶片有蜡质小麦株系;
(7)将收获的上述株系种成F6:7株行,在F7代选择有蜡质和无蜡质小麦株系各10个;
(8)下一年种成F6:8株行,根据农艺性状、叶片蜡质测试、抗旱的生理指标测试、籽粒产
量测试和抗干旱胁迫衡量指标计算,选育了两对多蜡质抗旱和少蜡质不抗旱小麦近等基因
系JM205和JM204、JM208和JM206。
2.根据权利要求1所述的一种多蜡质抗旱小麦近等基因系的选育方法,其特征在于:所
述的叶片蜡质测试,是指分别取多蜡质和少蜡质品系旗叶,取材时不要损伤表皮蜡质,然后
使用氯仿浸泡称重法进行蜡质测试。
3.根据权利要求1所述的一种多蜡质抗旱小麦近等基因系的选育方法,其特征在于:所
述的抗旱的生理指标测试、籽粒产量测试和抗干旱胁迫衡量指标计算,包括以下:
(1)旗叶水势和旗叶水分散失速率测试;
(2)旗叶光合特性和叶绿素荧光参数的测试;
(3)籽粒产量测试;
(4)抗干旱胁迫衡量指标计算。
4.根据权利要求3所述的一种多蜡质抗旱小麦近等基因系的选育方法,其特征在于:所
述的旗叶水势的测试,是采用美国WESCOR公司PSYPRO露点水势仪测试。
5.根据权利要求3所...

【专利技术属性】
技术研发人员:宋健民郭军李豪圣徐文程敦公刘爱峰曹新有余晓丛刘建军赵振东
申请(专利权)人:山东省农业科学院作物研究所
类型:发明
国别省市:山东;37

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