超高压诱变小麦突变株系的光合特性及农艺性状

【目的】研究小麦超高压诱变突变体光合特性及农艺性状的变化,为小麦超高压诱变育种的可行性研究提供理论依据。【方法】以超高压诱变处理(120MPa,8h)获得的偃展4110突变株系高压2、高压3、高压5、高压9和高压11为试验材料,以未经高压处理的偃展4110纯系为对照,从抽穗期至成熟期测定其叶绿素相对含量(SPAD值)、净光合速率、气孔导度、蒸腾速率等光合生理及农艺性状指标,探讨超高压诱变小麦突变株系光合特性和农艺性状的变化规律。【结果】突变株系中,高压3、高压9和高压11在不同时期的叶绿素相对含量(SPAD值)均高于对照,且降幅小于对照。高压3和高压9的净光合速率从抽穗期到开花期增幅分别为29.7%和37.4%,而对照增幅仅为20.1%。从抽穗期至成熟期,高压3和高压5的气孔导度(Gs)均高于对照。从开花期到灌浆期,高压2和高压3的蒸腾速率(Tr)分别增加19.1%和16.0%,显著高于对照的增幅(11.3%)。从开花期到成熟期,高压2的胞间CO2浓度下降了0.6%,对照下降了4.7%,差异显著(P<0.05)。5个突变株系的气孔限制值(Ls)在抽穗期最大。高压2和高压3的叶片水分利用效率随抽穗期、开花期、灌浆期和成熟期的发育进程呈下降趋势。突变株系高压2和高压3的株高、穗粒数、有效穗数、千粒质量及产量均明显优于对照。【结论】超高压诱变小麦突变株系的光合特性及其农艺性状发生了变化,高压2和高压3的叶绿素含量、净光合速率、水分利用效率和产量均显著高于对照,是比较优异的突变株系,说明利用超高压诱变选育优质小麦品种是可行的。

超高压诱变小麦突变株系的抗旱综合评价

通过对超高压诱变小麦突变株系及其野生品种的多项抗旱生理指标进行比较研究,鉴定突变系是否具有抗旱性变异。以偃展4110及其超高压诱变的突变株系为材料,在正常条件和干旱胁迫条件下进行抗旱生理指标测定。结果表明:有些突变系的抗旱系数与未诱变的对照相比呈显著或极显著差异。用主成分分析将超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性、脯氨酸(Pro)质量分数、丙二醛(MDA)质量摩尔浓度、光合速率(Pn)、水分利用率(WUE)、相对含水量(RWC)、相对失水速率(RWL)、叶绿素相对含量(SPAD)9个单项的生理指标转换成4个相互独立的综合指标,并通过计算得到这一突变株系的综合抗旱D值。在12个突变系材料中有7个材料的综合抗旱值有显著变化,这些结果说明高压诱变是一项有效的诱变技术,为该技术在抗旱研究中的应用提供依据。

细菌纤维素菌株超高压诱变选育及其发酵培养基的优化

为了获得高产细菌纤维素菌株,对初选的细菌纤维素菌株J2进行超高压诱变,运用Plackett-Burman设计对影响高压诱变菌株生产细菌纤维素的因素效应进行评价,采用Box-Behnken试验优化发酵培养基组成。试验结果表明,超高压诱变压力、时间对细菌纤维素菌株有显著或极显著影响。细菌纤维素菌株高压诱变条件为压力250 MPa、时间15 min、温度25℃。经超高压诱变,获得产纤维素能力高、遗传稳定性好的诱变菌株M438。影响诱变菌株M438发酵生产细菌纤维素的关键因子是酵母浸出汁、MgSO4和无水乙醇。优化的发酵培养基为碳源5%(葡萄糖∶蔗糖为4∶1)、酵母浸出汁1.25%、CaCl20.15%、ZnSO40.20%、K2HPO40.20%、MgSO40.93%、富马酸0.30%、无水乙醇0.50%。利用此培养基培养诱变细菌纤维素菌株M438,其纤维素产量是优化前的1.84倍,是超高压诱变之前的2.69倍。超高压技术用于细菌纤维素菌株的诱变育种是可行的。发酵培养基的优化可显著提高菌株M438发酵生产细菌纤维素的能力。