1BL.1RS易位及条锈病抗性品种基因差异表达分析和生理参数变化研究

【摘要】：小麦是世界上第一大粮食作物,小麦染色体易位引起的一些新的农艺性状育种及其抗病性研究在小麦增产上占有重要的作用,而小麦的产量70%以上来自于小麦开花后的光合作用的产物,而这种现象在高产品种中尤为明显,因此培育高光合能力和抗病的品种对作物的产量的增加具有重要的意义。本实验分别采用1BL/1RS易位系品种川农系列分别与普通品种绵阳11号(MY11)、AIM6号杂交,并培育出优质后代,通过光合、荧光数据等分析它们的杂交后代的杂种优势和采用本实验室在小麦绵阳11(MY11)与源于中间偃麦草的小麦品种Yu25杂交后代中分离得到4个对条锈病和白粉病都具有高度抗性的材料,分别编号为658、693、696和699,以及1个对白粉高抗但高感条锈的材料661,测定并分析了它们在感染条锈病后衰老期间的旗叶的光合荧光参数和利用抑制性消减杂交技术分析小麦与条锈病菌互作的差异表达基因的变化情况,进一步探讨在小麦育种工作中改良和应用易位系的前景和抗病性研究。 具体结果如下： 1易位系品种川农系列分别与普通品种绵阳11号、AIM6号杂交的F1代的光合荧光参数性状是受到细胞质遗传的。 2由Fv'/Fm'值,ΦPSⅡ值,Fv/Fm值和叶绿素值分析说明易位系品种川农系列分别与普通品种绵阳11号、AIM6号杂交的F1代在整个灌浆期间,小麦旗叶的光合元件维持了较高的活性和完整性,主要表现在类囊体膜上的光合电子传递链的能力有一个很好的保持。 3易位系品种川农系列分别与普通品种绵阳11号、AIM6号杂交的F1代的在整个灌浆期间,对于Fv/Fm值,易位系品种川农17作为母本,MYl 1作为父本的优势最为明显,对于Fv'/Fm'和OPSⅡ值,则是易位系品种川农18做母本,AIM6作为父本的贡献更强,这可能是由于易位系品种川农系列那条易位染色体的关系。 4在整个灌浆时期,分析荧光参数可以说明在小麦条锈病侵染的情况下,材料658,693,696,699抵抗条锈病菌破坏光合作用元件的能力比材料661要强。 5在小麦条锈病侵染的小麦旗叶整个灌浆时期,分析光合作用参数可以说明材料658,693,696,699相比于材料661维持了较高的光合能力,而它们的气孔导度的合理变化为维持高光合作用效率起了巨大的作用。 6利用SSH技术建立了小麦与条锈菌互作的差异表达cDNA文库,对文库中的73条Unigenes统计结果显示经过Blast X比对后,其中30条unigene的功能尚未确定,在功能已知的序列中,与能量相关的基因有20条,与代谢相关的基因有7条,另外与防卫及抗病相关的基因有11条,与运输和细胞结构相关的基因各有2条。 7在能量与代谢方面涉及到的与光合作用相关的蛋白质,在病原物的侵染及非生物性胁迫下均可使其在植物叶片中的含量下降,进而导致光和效率显著降低。对材料693,661分析表明：感病材料661和抗病材料693所测定的光合指标的差异,是由于条锈菌的侵染使得感病材料661叶片中Rubisco的含量下降,PSⅡ的光合反应中心D1蛋白的表达水平降低,导致了PSⅡ反应中心结构的变化,进而引起了PSⅡ电子传递的受阻. 综上所述,以易位系品种川农系列为母本,普通小麦品种为父本的杂交后代和抗条锈病材料658、693、696、699的旗叶在灌浆期间类囊体膜结构上的光合元件维持了高效的光合电子的吸收,传递和转换,使其保持了高光合的特性,构成了一个持续而高效的“源”,协调了“源”,“库”的比例,使“源”中的同化物大量而持续的送入“库”中从而提高了产量。

【关键词】：1BL.1RS易位 条锈病 杂种优势 高光合活性 抑制差减杂交 表达序列标签
【学位授予单位】：四川农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：S512.1
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