淺談小麥抗除草劑株系誘變選育

藺懷龍，李建疆，張永坤，嚴 康

1.九圣禾種業(yè)股份有限公司，新疆昌吉 831100 2.新疆農(nóng)業(yè)科學研究院糧食作物研究所，烏魯木齊 830001

1 處理材料與研究思路

1.1 抗除草劑株系的篩選材料

本次抗除草劑篩選實驗操作對象為新春29號，篩選材料為新疆農(nóng)業(yè)科學院糧食作物研究所提供800 000粒質(zhì)量合格新春29號種子。

1.2 研究思路

通過化學誘變(EMS)處理獲得抗除草劑小麥突變體和新種質(zhì)資源，具體方法和技術(shù)路線如下：

1.2.1 確定誘變劑的濃度

配置誘變劑濃度區(qū)間為0～1%EMS，每個處理小麥種子200 粒，實驗設(shè)4 重復，抑制50%種子萌發(fā)的誘變劑濃度即為合適的誘變劑濃度。

1.2.2 用誘變劑對小麥種子進行誘變

取200 000粒種子，用上述合適濃度誘變劑，在室溫(20℃～25℃)處理種子12 h 后洗掉誘變劑在田間種植成熟后收獲全部種子。

1.2.3 抗除草劑小麥的篩選

把收獲的小麥種子用1倍濃度的除草劑處理5 h后去掉除草劑，種子在苗床上萌發(fā)，選擇萌發(fā)的小麥植株移栽到田間，待生長到分蘗期以后取1片葉片。

1.2.4.抗除草劑小麥的分子鑒定

提取抗除草劑小麥葉片中的DNA(每一株抗除草劑小麥都需要鑒定)，通過PCR分子鑒定是否有靶基因發(fā)生突變以及突變的方式(疆外合作單位已經(jīng)克隆了靶基因，所以靶基因目標明確)。

1.2.5 抗除草劑小麥遺傳規(guī)律和抗除草劑新種質(zhì)制備

通過上述分子鑒定可以了解篩選到抗除草劑小麥是否有靶基因突變以及突變純合或雜合，單株收獲種子種下檢測后代的抗除草劑特性是否遺傳分離，從而了解抗除草劑特性是否能夠遺傳以及遺傳規(guī)律，將抗除草劑純合植株種子做為新的抗除草劑種植資源，用于抗除草劑小麥新品種的培育。

2 結(jié)果分析

通過此次研究已完成小麥品種新春29 號誘變并獲得M0 代小麥生長得到M1種子，篩選得到抗除草劑株系。新疆農(nóng)業(yè)科學院糧食作物研究所和新疆九圣禾種業(yè)有限公司共同于2018年4月～2019年7月完成抗除草劑小麥株系篩選后的分子鑒定，了解抗除草劑的機制，獲得抗除草劑植株M2種子和抗除草劑新種質(zhì)資源。

本試驗誘變材料為種子，將種子直接浸泡于誘導藥液中種子產(chǎn)生不同程度突變，這種試驗方法操作更簡便易行，篩選M1 后代過程中發(fā)現(xiàn)，篩選出的試驗個體除草劑抗性表現(xiàn)不強與李燕敏等：除草劑抗性農(nóng)作物育種研究進展中的研究結(jié)果[4]類似。本實驗在M2后代進行抗除草劑篩選過程中才得到抗除草劑株系，這與Newhouse 等研究結(jié)果類似。通過實驗發(fā)現(xiàn)M1 發(fā)生的變異多為生理性傷害變異，在M1后代中篩選效用不大，M2后代因產(chǎn)生生殖細胞變異而產(chǎn)生極少數(shù)的突變個體，在分離的后代中噴施除草劑篩選，后代純化后可以獲得抗除草劑株系。

該課題的研究成果一方面可以培育出新種質(zhì)直接應用到小麥生產(chǎn)中，該項技術(shù)在小麥種子純度提高和種性保存方面有非常大的實用價值，另一方面可以直接推廣應用在小麥的新品種選育的實踐中。同時還可以將該技術(shù)輻射到油菜、大豆、棉花、亞麻以及甜高粱等能源農(nóng)作物的品種選育中，社會效益和經(jīng)濟效益巨大。

3 討論

大田噴施除草劑后植株很快失綠或死亡，此次篩選雖然有少量植株能夠抵抗除草劑毒性并結(jié)實，但種子發(fā)芽率不高，獲得M1 成活植株發(fā)生的變異多為生理性傷害變異。

真核生物自然突變頻率約為（10-5～10-8），M2代獲得突變植株的種子較少，建議類似試驗增大突變種子處理數(shù)量。