小麥化感種質(zhì)資源評(píng)價(jià)及其遺傳多樣性研究.pdf

1、利用化感作用控制農(nóng)田雜草可減少除草劑的使用，降低環(huán)境污染，提高農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量。近年來(lái)作物化感作用已成為世界各國(guó)科學(xué)研究的熱點(diǎn)之一。近年來(lái)，小麥化感作用的研究雖然取得了較大的進(jìn)展，但在生物測(cè)試、小麥化感物質(zhì)、化感作用的遺傳及基因定位方面尚有微薄環(huán)。為此，本研究以90份來(lái)自不同國(guó)家和地區(qū)的春性小麥品種為材料，運(yùn)用“土壤瓊脂三明治法”評(píng)價(jià)其化感潛力，并通過(guò)田間試驗(yàn)考察其抗草性能和農(nóng)藝性狀，篩選出若干化感小麥品種，用GC-MS技術(shù)分析小麥根系和根際

2、土壤化感物質(zhì)組成；根據(jù)小麥化感潛力及抗草性能，中篩選出具有代表性的67份小麥材料，采用ISSR分子標(biāo)記技術(shù)分析小麥種質(zhì)資源的遺傳多樣性。主要結(jié)果如下： 1、運(yùn)用“土壤瓊脂三明治法”篩選出5個(gè)強(qiáng)化感作用的小麥品種，“115/青海麥”、“百泉3199”、“81-214”、“92L89”和“92H31”。不同小麥田間抗草性能表現(xiàn)差異較大，部分弱化感潛力品種如“19101-110小黑麥”、“農(nóng)林95”和“福凡4056-1”等在田間表現(xiàn)出

3、較好的抗草性能。表明小麥品種的化感潛力存在較大的基因型差異，化感作用特性受環(huán)境因素影響。 2、對(duì)選擇的67份小麥進(jìn)行系統(tǒng)聚類的結(jié)果表明，當(dāng)取距離D=39.2時(shí)可將其分成6類，其中第1類群第I2的8個(gè)品種平均抑制率29.2％，此類群屬具有弱化感作用特性類群，其株型緊湊，平均株高為92.3cm，屬半矮桿品系，株型表現(xiàn)較好，可作為化感作用研究的對(duì)照材料加以利用。第Ⅳ類群有14個(gè)品種，是強(qiáng)化感作用特性類群，化感抑制率為60.3％，株型一

4、般，穗粒數(shù)、實(shí)粒數(shù)、結(jié)實(shí)率等產(chǎn)量性狀特征表現(xiàn)較好，這一類群可作為化感作用研究中的供體材料和化感抗草小麥品種選育的種質(zhì)資源加以利用。 3、采用液氮研磨并超聲破碎組織，然后浸提的方法提取小麥根系和根際土壤中的化感物質(zhì)，并進(jìn)行Gc-MS分析。GC-MS分析結(jié)果表明，不同化感潛力小麥根系浸提液主要含有醇類、酸類、酯類、嘌呤、烴類、酚類、甾類、酮類和異羥肟酸類等10大類化合物，根際土壤中則主要含有酸類、酯類、生物堿、酚酸類、醇類、酮類和異

5、羥肟酸類等7大類化合物，其中酚酸類(對(duì)羥基苯甲酸、琥珀酰胺酸、3，4-二甲氧基扁桃酸、對(duì)羥基肉桂酸，3-甲氧基-4-羥基肉桂酸)、異羥肟酸類(2-甲氧肟基丙酸)前人已經(jīng)證明為小麥的化感物質(zhì)，其他類物質(zhì)是否為化感物質(zhì)，還有待進(jìn)一步的研究。 4、對(duì)不同化感潛力小麥遺傳多樣性的ISSR分析表明，選用的80個(gè)引物中，有10個(gè)引物可擴(kuò)增出清晰且具多態(tài)性的條帶。這10個(gè)引物對(duì)67個(gè)小麥品種共擴(kuò)增到87條帶，分子量為240-2000bp，其中

6、多態(tài)性條帶62(約占71.3％)條，平均每個(gè)引物產(chǎn)生的多態(tài)性條帶的數(shù)目為8.7條，遺傳相似系數(shù)變異范圍為0.71-0.97。ISSR標(biāo)記可作為化感小麥種質(zhì)資源遺傳多樣性研究的一種有效分子標(biāo)記技術(shù)。 5、基于ISSR標(biāo)記數(shù)據(jù)的聚類結(jié)果表明，67份小麥品種材料以當(dāng)取值遺傳距離取值為0.15時(shí)，67份小麥品種可分成7個(gè)類群，即1個(gè)大類群和2個(gè)小類群，第三個(gè)類群以及3個(gè)單一品種自成體系的個(gè)類。聚類結(jié)果有較明顯的地理相關(guān)性和遺傳類型的趨同

7、性，初步揭示了小麥化感種質(zhì)資源的遺傳多樣性。部分具有較強(qiáng)化感作用潛力的小麥品種親緣關(guān)系較近，表明控制其化感作用性狀的基因可能是等位的相同基因；部分化感潛力差異顯著的品種聚為一類，這可能與長(zhǎng)期定向選擇造成化感性狀丟失，化感性狀的遺傳基礎(chǔ)日益狹窄有關(guān)。 綜上所述，我們篩選出若干強(qiáng)化感小麥品種，如“115/青海麥”、“92L89”，可作為化感抑草品種選育的遺傳親本材料，對(duì)化感小麥的雜交育種，獲得化感基因聚合的品種，推動(dòng)小麥抗逆育種具有