全 文 ：国外农学— 麦类作物 9 9 1 5年第 3 期 ( 5月出版 )
筱麦体克隆变异分析
范银燕 崔 林
(山 西省农科院 高寒作物所 大同 3 07 0 08 )
祖 共 本文对 6 5个 2 0一 1品系 (来像于 1个 R植株 )和 21 2个晋燕 8号品系 (来源于 朽 个 R植
株 )进行了克隆变异的评价 .结果表明 :组织培养方法能够获得对筱麦改良有益的农艺性状 . % 82的 2 0一 l
系谱和 93 %的晋燕 8号系谱在 7个测定性状中至少有一个性状发生显著变异 。 对每个性状都有一些增加
或降低的品系被发现 ,而且有益的农艺性状变异较不良的变异频率高 。 在再生植株后代中进行选择证明 :
性状交异是可以遗传的 ,单株选择能够在作物改良中应用 . 获得的变异也表明 :通过直接运用遗传操纵包
括组织培养产生的材料 ,要鉴定有益的性状变异 ,应该广泛地进行试验评价 。
关. 调 筱交 克隆变异 农艺性状 分析
本试验 目的是为了决定 : 在筱麦组织培养
中 , ( 1) 是否能产生被运用在育种程序中的遗传
变异 . ( 2) 变异是否能以一定的频率被诱导 ; ( 3)
在带有遗传差异的再生植 株后代中进行选择
是否能获得效果 。
材料和方法
用筱麦品种晋燕 8 号 、 2 0一 1 系的成熟胚
接种在 N . + 2 . 魂一 D 3 m s · L 一 ’ + N A A l m g .
L 一 ’ 培养基上形成愈伤组织 , 在改良的 M S 培养
基上进行继代培养 , 每隔 30 d 左右转移一次 ,
经 1 6 、 4 8 、 6 4 、 8 0 w e k 后 , 将愈伤组织转移到 N .
+ N ^ ^ 0
.
5 m g
·
L 一 ’ + 6 B ^ Zm g
·
L 一 ’ 分化培
养基上诱导成苗 。 组织培养再生的植株为 R 。 。
由于再生植株受长期培养 条件的影响 ,绝大多
数性状变异是生理效应 , 不能遗传 , 所以不进行
选择 。 在 R ` 代选择单株 ,在 R : 代种植成株系 。
R : 按株系选择 , 入选的株系在 R : 代种植 成品
系 。 每一个再生单株所有后代品系为一个系谱 ,
这样晋燕 8 号有 45 个系谱 ,包括有 2 12 个品
我国的峨化育种始于 1 9 5 8年 。 利用 “ 水源
舫 .育成埃杆品种咸农 39 ,进而在 1 9 7 0 年育成
峨丰 3 号 (株高 < 74 c m )等品种 ,其中矮丰 3 号
已推广近 7 0 0 万 ha , 在我国小麦矮化育种中起
了重要作用 。 利用赤小麦矮秆基因选育成功的
高产小麦品种还有郑州 7峨l 、 7 6 1 、 豫麦 1 6 等 ;
我省利用 N . P . F . P 独秆为矮源选育成功了大
德丰产品种陇春矮丰 3 号 。 我国还利用赤小麦
峨秆基因的衍生系 (或品种 )通过杂交选育出了
一些综合性状好的新矮源 : 如山东农学院 70 年
代初育成的 6 6 0 9 矮秆材料 (丰 3刀碧 1/ 阿玛 ) ;
利用 6 609 选育的品种累计推广 面积 达 55 . 6
万 ha 。 另外 , 来源于我国西藏的 “ 大拇指 矮 ”
( T o m hT
u m b) 和西安市农科所选育的 “ 矮变 1
号 ”分别具有显性 hR t3 和 R h t 1 0 基 因 , 但材料
成熟晚 ,生产上很少利用 。 生产上广泛利用的农
林 10 号系统的矮秆基因为隐性 ,给后代选育增
加了不少困难 ; 生产上急需具有显性矮秆基因 、
综合性状 好的矮源材 料 , 近 年由我所选育的
D 8 2 61 系列矮源填补了此项空 白 , 是很有利用
价值的矮源 材料 。
综上所述 , 小麦的高产育种离不开矮化育
种 ,矮化育种有赖于优异矮源的发现和利用 。 因
此 , 当前矮化育种应从新矮源的创造和现有矮
源的利用两方面着手 ,为选育高产矮秆 小麦新
品种 、实现产量突破创出一条新路 。
(参考文献略 )
9 9 5 1年第 3 期 5 (月出版 ) 国外农学— 麦类作物
系 , 2 0一 l 有 1 个系谱 , 包括有 56 个品系 。 sR
品系在田间完全随机区组排列 ,重复 4 次 , 用未
经组织培养的晋燕 8 号 、 2 0一 l 系作对照 , 对 7
个农艺性状进行评价 。
7 个研究性状为 : 抽德期 ( d ) 、株高 ( c m ) 、千
粒重 ( g ) 、 产量 ( T / h m Z ) 、 单株粒数 、 产草量 ( T /
h m Z )
、旗叶面积 ( c m Z ) 。 每个 品系测定 20 个展开
叶 .
各性状按品系和系谱分别计算平均值 ,用
统计方法进行变异分析 。 根据 h Z r = .x 一 X Z
.x 一 X l计算
现实遗传力 。 其中 , ( x 。 为未加选择的R : 株系各
性状平均值 , x : 为入选的 R : 株系各性状的平均
值 , x : 为 R , 品系各性状的平均值 .
结果分析
组培 20 一 l 系各性状的变异
在 1 个系谱中 , 除株高 、 单株粒数 、 产草
量没有显著高于对照的系谱外 ,在抽德期 、 千粒
重 、产量方面各有一个系谱显著高于对照 。抽毯
期 、千粒重表现为单向变化下其它性状都表现为
双向变化 (表 l ) 。 1 1个系谱中 ,两个系谱 ( 18 % )
在任何性状上与对照有差异 ,四个系谱 ( 36 % )
在 2 个性状上与对照有差异 。 与对照在 之个性
状上有差异的系谱有一个 , 4 个性状有差异的
系谱有两个 , 6 个性状有差异的系谱有一个 . 增
产显著的系谱为每公顷增产 9 0 . s k承增产率为
8
.
3% )
, 它的增产伴随着抽德期和旗叶面积的
减少 、 千粒重的增加 。
在 “ 个品系中 ,所有性状均表现出双向变
化 。 在双向变化中 , 除大多数品系株高表现降
低外 ,其它性状方面高于对照的品系多于低于
对照的品系数 。 虽然差异达极显著水平的品系
不多 ,但说明通过组织培养产生的变异中 ,有益
的变异多于不 良变异 , 产量最高的品系超过对
照约 3 1 5 kg ( 13 . 6% ) 。
表 1 组培 20 一 l 品 来和 系讲与对照 的农艺性状比a
梦汽气C l l l J 抽招期( 6 月 1 日后的天数 )
旗叶面积
( c m , )
千拉 t
(皿)
单株校致
( n o )
产 t
( T /血m , )
产草 t
( T /七m : )
系谱 ( n = 11 )
范圈
” 。 > kC .
n o < tC
品系 ( n ~ 56 )
平均
幅度
n o > 改二
n o < kC
kC
9 1一 9 4 1 2一 1 4 9 4一 1 2 1 2 3一 2 4 8 4 . 6一 1 0 6 . 4 1 。 9 0一 2 。 4吕 3 5 8。 3一 4 5扭。 2
8 7一 9 6
12
10一 1 4
2 l
1 l
l 2
2二一 25
2
3 0
9 3
1 0
。
3
8
.
0一 1 3 . 3
l 4
9
1 0
.
1
10 5
.
8 2
。
1 8 7 6
。
4 6 4
6 7
.
5一 11 6 。 1 1 . 4 9 9一 2 . 5 9 8 4 . 8 26一 7 。 5 3 3
6 5 7
1 3 1 6 2 3
1 03
。
3 2
.
2名8 6 . 7 8 3
注 : . 与对照五异在 P < 0 . 0 5 上 的水语数 . 一 与时照里异在 p < 0 . 0 1上 的品 表数 。组培晋燕 8号各性状的变异 减产频率 , 但达到显著差异的却较少 。 6个系谱
表 2看出 : 在株高上 , 1/ 4 的系谱 (2 6% ) 和 ( 13 % )和 盯 个品系 ( 2 % )的产量显著高于对
品系 ( 2 6 % ) 比对照低 , 只有 3 个系谱 (7 % )和 照 ,最高产量超过对照 56 % 。
30 个品系 l( 4% )显著地高于对照 . 与 20 一 l 系 大部分系谱表现一个 以上的性状发生显著
相同 : 组培晋燕 8 号抽穗期变幅比较小 , 只有 3 性变化 (表 2 ) . 3 个系谱在任何性状上与对照没
个系谱和 16 个品系比对照迟 3 d . 千粒重方面 有差异 。 而 42 个系谱 ( 93 % )至少在一个性状上
变幅也 比较小 ,而旗叶面积 、 单株粒数 、 产量 、 有变化 . 大多数系谱具有 2个 以上性状发生变
产草量方面的变幅较大 。 增产的频率虽然高于 化 。 6 个增产系谱中有 5个具有高达四个性状
48 国外农学— 麦类作物 之一 散 3期 5 〕 出 `扳
发生显著变化 ,包括抽德期 、旗叶面积 、千粒重 、 单株粒数 、 产草量的增加及株高的降低 .
表 2 组培晋燕 8 号品 来和 系讲与对照的农艺性状比较
终横、 仁】. . 声
抽恤期
( 6 月 1 日后
的夭数 )
旗叶面积
(e m Z )
千位盆
( g )
单株 粒数
( n o )
产量
( T /h m , )
产草量
( T / h m , )
系谱 ( n = 名s j
范围
n o乡 e k .
云。 < c k
品系 ( n = 2 12 )
平均
福度
n p > ck 二
n o < C k
7 4一 8 6 1 2 一 1 0 7 . 3一 1 2 . 2 1一 2 6 5 3 . 8一 9 8 0 . 9 8 0一 2 . 07 8 4 . 4 3 6一 7 . 2 1 4
1
.
5 1 8 5
.
7 9 5
4 6一 8 8 1 2一 1 9 6 . 1一 1 5 . 6 2 1一 2 8 4 1 . 6一 11 7 0 . 9 2 9一 2 . 4 1 8 3 . 7 56一 8 . 0 8 2
3 0
5 6
1 2 1
2 3
8
3 3
2 4
4 7
9 9
3 1
12
1
.
5 5 4 5
.
4 9 5
,孟Q杆..J八`印`
,月
366
.
.81
悦 与对照差 异在 P < 0 . 0 5 上 的 系语数 ; , 一 与时照差异在 P < 0 . 0 1 上的品 系数 。
培养时间对性状变化的影响
培养 16 w e k 有 13 . 3%的系谱农艺性状发
生变异 ,培养 48 w e k 变异频率为 1 5 . 6% ,培养
6 4 w e k 的变异频 率增加到 28 . 9% , 其中有 4
个系谱同时有 5 个以上的性状发生变异 . 培养
时间对体细胞克隆的变异以及多性状变异的产
生具有较大的影响 。
各农艺性状的现实遗传力估算
为测定上一代选择压在下一代中的表现效
果 , 我们对 7 个农艺性状的现实遗传力进行估
算 。 结果表明 , 旗叶面积和产草量的现实遗传力
较低 ,分别为 0 . 3 3 和 0 . 2 8 ; 株高 ( 0 . 5 4 ) 、 千粒
重 (D · 43 ) 、 产量 (0 · 6」)的现实遗传力为中等 ,而
抽穗期 (1 . 0 )和单株粒数较高 (0 . 8 0 ) 。 说明对组
培 株系的株高 、 千粒熏 、产量 、 抽穗期 、 单株粒数
等性状进行选择 , 在改变性状表现方面是有效
的 。
结 论
1
. 经 7 个农艺性状的评价 , 结果表明 : 筱麦
体细胞克隆的性状变异是明显的 , 这些变异是
能够在育种程序中运用的 。 晋燕 8 号品系的平
均变化一般 比 20 一 1 品 系大 , 说明组织培养对
基因型有选择效应 . 8 2 %的 20 一 1 系谱和 93 %
的晋燕 8 号系谱至少在一个性状上与对照显著
不同 ,这表明组织培养体细胞诱导变异 ,并不局
限在对具有某一缺点的品种进行定向改良 。 同
时也说明筱麦体细胸克隆变异具有较高的变异
频率 ,而且这些变异性状稳定较快 , 这是常规育
种不能达到的 。
2
. 大多数性状变异无定向性 , 它既有超 亲
本的 , 也有劣于亲本的 ,这一点与其它作物上的
研究结果是一致的 。 因此 , 本研究认为 , 为了鉴
定有益性 状变异 ,必须对再生植株后代进行性
状评价 .
3
. 通过对比较适宜的农艺性状进行选择 ,
获得了筱麦组培品系的性状遗传力表现 。 在本
研究中虽然不显著的变异频率 比较高 , 但遗传
力估算表明 : 当对这些性状进行选择时 ,显著性
的变异性状将会获得 。
4
. 培养时间的长短将会影响性状的变异频
频率 , 这一点与国外在皮燕麦上的研究结果相
一致 ,增加培养时间将会增加畸变 。 但需注意 :
随着愈伤组织继代时间的延长 , 部分染 色体将
会丢失 . 其分化器官的能力逐渐丧失 。 因此 ,适
宜的培养时问还有待我们深入研究 。
(参考文献 5 篇略 )