小麦转TaEBP基因株系抗旱特性分析

以2个转TaEBP基因新春9号小麦株系(G9-X1129,G9-X1139)、受体品种新春9号和当地推广品种小偃22为材料,通过PEG-6000人工模拟干旱胁迫处理,调查小麦种子萌发期胚芽鞘、胚根长度和胚根数;采用大田不同水分处理试验,测定转基因小麦不同生育时期的生理生化、形态指标与抗旱指数,以明确其抗旱性。结果表明:(1)在种子萌发期20%(W/V)PEG干旱胁迫条件下,参试材料的胚芽鞘长度、胚根长度和胚根数均比非胁迫时降低,G9-X1129和G9-X1139的降幅较小且均显著高于受体对照新春9号;(2)与受体对照新春9号相比,G9-X1129和G9-X1139具有较高的可溶性蛋白含量和脯氨酸含量;(3)随着干旱胁迫程度的增强参试材料的株高、穗叶距和穗长均有不同程度的降低,但转基因株系株高、穗叶距和穗长降幅显著小于受体对照;(4)G9-X1129和G9-X1139分别比受体对照新春9号增产11.67%和10.19%,其抗旱指数分别为1.18和1.17,两者都属较强抗旱等级,表现出比新春9号更强的抗旱、节水性能;整体上G9-X1129和G9-X1139与小偃22具相对一致的抗旱能力。

转TaEBP基因小麦的回交转育研究

本研究以转TaEBP基因的新春9号小麦T 4代株系为供体,通过回交育种的方法将与抗逆相关的TaEBP转录因子基因导入黄淮麦区的7个主栽或主推小麦品种中,利用温室快速加代和目的基因PCR分子跟踪检测技术,实现了一年四代的快速繁育,在一年内获得了转基因回交三代株系群。PCR分析结果显示,TaEBP基因在杂交F1代植株中阳性率平均在72.3%以上,在6个轮回亲本的回交后代中基本符合1∶1分离比率,在刑麦六号的BC3F2代中呈3∶1分离,外源TaEBP基因的分布符合一对显性等位基因扩增结果的遗传分离比例;PEG-6000胁迫条件下,对3个来自刑麦6号BC3F2代的回交导入系苗期抗性鉴定显示,3个转基因回交导入系的抗旱性明显提高。表明利用转基因材料通过回交转育、快速加代和分子跟踪检测是快速定向改良小麦品种的性状、获得新的转基因小麦的一条有效途径。

转TaEBP基因小麦新品系G258抗旱性研究

以转TaEBP基因小麦新品系G258及其受体亲本衡观35种子为材料,研究了20%PEG人工模拟干旱胁迫对参试材料种子萌发期的胚芽鞘长度、胚根数、主胚根长度的影响。在此基础上,结合盆栽控水法研究了水分胁迫对转基因小麦新品系生长发育中后期抗旱相关生理生化及形态指标的影响。结果显示:在20%PEG模拟干旱胁迫下,参试材料的胚芽鞘长、胚根数、主胚根都有所降低,而G258降幅较小,并且在同一胁迫下胚芽鞘长度、胚根数、主胚根指标都优于HG35;盆栽控水条件下,随着水分胁迫加剧和生长发育的推进,参试材料的水分利用率呈下降趋势,而转基因小麦G258下降幅度较小。丙二醛含量呈上升趋势,对照品种HG35上升幅度更大,G258上升幅度较小;在中度和重度胁迫下,转基因小麦G258每一生育期脯氨酸、ABA含量都明显高于对照品种HG35。上述结果表明,转基因小麦新品系G258具有较强的抗旱节水性能。

快速定向育种技术体系的建立及其在转基因小麦育种中的应用

以转抗旱相关TaEBP基因新春9号的T4代5个株系为供体材料,黄淮冬麦区金禾9123等10个主栽(推)小麦品种为受体材料进行杂交,结合小麦幼胚培养直接成苗、绿体快速春化、温室快速发育及分子跟踪检测技术建立快速定向育种体系;利用这一体系将抗旱相关TaEBP基因通过回交转育方法导入黄淮冬麦区小麦品种中,获得一批回交3代的转基因小麦新种质,使小麦的生育期缩短至90 d左右,可提高小麦育种速度和效率,实现1年4代快速繁育。