空間環(huán)境誘發(fā)玉米變異的篩選及初步研究.pdf

1、四川農(nóng)業(yè)大學(xué)玉米研究所于2006年利用返回式衛(wèi)星“實(shí)踐八號”搭載3份優(yōu)良玉米骨干自交系08-641、18-599和RP125。將衛(wèi)星返回種子與地面對照種子于2007年春季一起利植于四川農(nóng)業(yè)大學(xué)多營農(nóng)場，單株種植，田間精細(xì)管理。對回收種子和留作地面對照種子，進(jìn)行田間對比觀察。每代自交，單穗收獲，將回收種子的處理當(dāng)代記為SP1，自交一代為SP2,自交兩代為SP3，其余依次類推。為探明空間環(huán)境對玉米自交系的影響，本研究提取衛(wèi)星回收當(dāng)代植株(S

2、P1)的DNA，對部分單株進(jìn)行SSR遺傳多樣性研究；2008年收獲SP2代種子時發(fā)現(xiàn)籽粒顏色變異果穗和甜玉米胚乳突變果穗，篩選分離這些變異果穗，對兩類變異的遺傳特征做初步研究；本研究還從空間誘變處理的SP1、SP2和SP3中發(fā)現(xiàn)多份雄性不育突變材料，并以這些不育材料為研究對象，分別從田間育性表現(xiàn)、測交試驗(yàn)、專效性恢復(fù)、反交試驗(yàn)及特異引物PCR擴(kuò)增等方面進(jìn)行研究。主要結(jié)果如下：
　　 1.分別提取3份自交系衛(wèi)星回收當(dāng)代植株(SP1

3、)的DNA，采用54對引物對誘變自交系18-599的32個單株、RP125的31個單株進(jìn)行SSR遺傳多樣性分析。在自交系18-599中檢測到7對引物的擴(kuò)增產(chǎn)物具有多態(tài)性，自交系RP125中檢測到5對引物的擴(kuò)增產(chǎn)物具確多態(tài)性，說明空間環(huán)境能使玉米自交系的DNA序列結(jié)構(gòu)發(fā)生變異。
　　 2.分別調(diào)查三份玉米自交系的衛(wèi)星回收當(dāng)代（sP1代）、SP2代種子出苗率，結(jié)果發(fā)現(xiàn)空間誘變處理后的種子在SP1代、SP2代的出苗率均低于對照組，說明

4、空間誘變處理對玉米種子造成一定的生理損傷，降低處理后代種子的出苗率，這種生理損傷還表現(xiàn)一定的世代翅續(xù)性。另外，不同自交系之間出苗率存在一定的差異，空間環(huán)境對它們造成的生理損傷程度也不一樣。
　　 3.通過空間誘變處理，在SP2代中篩選出9個籽粒顏色變異果穗，籽粒顏色表現(xiàn)為黃白相間和紫黃白相間兩種，分離不同顏色籽粒，種植觀察其后代表現(xiàn)。經(jīng)卡方檢驗(yàn)，黃白籽粒顏色變異符合一對等位基因控制的遺傳分離比例，紫黃白相間變異果穗后代的遺傳特征

5、較為復(fù)雜，可能受多對基因的相互作用影響。對籽粒顏色變異后代做SSR多樣性分析，發(fā)現(xiàn)不同變異系之間存在較大的遺傳差異。
　　 4.在收獲SP2代種子時還發(fā)現(xiàn)14個甜玉米胚乳突變果穗，甜玉米胚乳突變類型有普甜玉米和超甜玉米兩種，分離胚乳突變果穗上的非甜玉米籽粒和甜玉米籽粒，種植觀察其后代表現(xiàn)。經(jīng)卡方檢驗(yàn)，甜玉米胚乳突變符合一對等位基因控制的分離比例，甜玉米籽粒表現(xiàn)為隱性，非甜玉米籽粒表現(xiàn)為顯性。對甜玉米胚乳突變材料進(jìn)行SSR遺傳多樣

6、性分析，發(fā)現(xiàn)各甜玉米胚乳突變系之間存在較大的遺傳差異。
　　 5.在誘變處理自交系08-641、18-599和RP125的后代中發(fā)現(xiàn)多份雄性不育變異材料，SP2代的田間代號分別為c8396、c8782和c8613，其中c8782是在18-599的SP1代中發(fā)現(xiàn)，經(jīng)姊妹交保種后，SP2代的種植區(qū)號為c8782，其余2個是在SP2代新發(fā)現(xiàn)的。根據(jù)測交和反交試驗(yàn)的結(jié)果，初步認(rèn)為在SP1、SP2代中發(fā)現(xiàn)的3份不育變異均屬細(xì)胞質(zhì)雄性不育遺