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杂交小麦种子纯度鉴定技术的研究与利用

赵伟  
【摘要】: 小麦是世界上最重要的粮食作物之一,杂种优势是提高小麦产量的重要途径。然而,由于杂交种制种过程中往往会出现机械混杂、生物学混杂、因隔离不够混杂等,导致杂交小麦种子的纯度和真实性受到一定程度的影响,给推广应用小麦杂交种带来带来一定阻力,同时也限制了小麦杂种优势增产潜力的充分发挥。本研究采用醇溶蛋白酸性聚丙烯酰胺凝胶电泳和RAPD技术对小麦杂交品种(组合)‘西杂一号’、‘西杂三号’和‘西杂五号’及其亲本进行种子鉴定分析,旨在建立一套适合杂交小麦纯度鉴定的简单有效方法,为杂交小麦大面积应用于生产奠定坚实的基础。研究后得出如下重要结果: 1.采用种子醇溶蛋白酸性聚丙烯酰胺凝胶电泳技术建立了‘西杂一号’、‘西杂三号’和‘西杂五号’的标准图谱库。各杂交组合亲本的醇溶蛋白图谱均存在明显差异。西杂一号和西杂三号表现出双亲互补带型,西杂五号有一条特征谱带,根据这些谱带可区分专一杂交种和对应亲本。人为混种实验结果表明,本研究得到的醇溶蛋白标准图谱可以用于鉴定杂交小麦种子的纯度。 2.简化了干种子DNA提取方法,直接从小麦种子带胚部分提取DNA,操作简单,耗时短,且质量符合RAPD分析的要求,适合用于种子纯度鉴定。 3.通过反应体系的优化,建立了适合用于杂交小麦种子纯度鉴定的RAPD反应体系(20μL):1×Buffer,Mg2+浓度2.0 mmol/L,引物浓度400 nmol/L,Taq酶0.75 U,模板浓度为30 ng,dNTPs浓度200μmol/L。扩增程序为:94℃预变性5 min;94℃变性1 min,37℃退火1 min,72℃延伸2 min,35个循环;72℃延伸5 min,4℃保存。 4.采用优化的反应体系,从120条随机引物中筛选出23条多态性引物。‘西杂一号’中筛选出互补性引物S164,反复验证表明,该引物扩增结果清晰稳定,可用于种子纯度鉴定;‘西杂三号’中筛选到偏母型引物S158,偏父型引物S170,分别可用于区分专一杂交种和对应父本或母本;在‘西杂五号’组合中筛选到偏母型引物OPD-05、OPE-05,偏父型引物OPB-19、OPF-14,分别可用于区分专一杂交种和对应父本或母本。 5.利用A-PAGE和RAPD技术对‘西杂一号’的种子纯度进行了分析,检测结果分别为97.00%和96.97%,两种方法的鉴定结果无明显差异,表明两种方法均可用于‘西杂一号’杂交种子纯度鉴定。


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