全 文 ：核 农 学 报 , 一
‘ 忍 ‘ 尸 刀 一
利用核辐射诱发小麦抗白粉病突变新种质
施 巾帼 胡小元 范庆霞 王琳清 洪吉松
中国农业科学院原子能利用研究所 北京
本试验采用不 同剂量的 射线 、 电子束 、 与 处理 个 小 麦品 种 , 在总
剂量不 变的情况下 , 用 射线 间歇辐照 用育种常用剂量 一 辐照 个品
种和 个杂种 , 诱发小 麦杭 白粉 病突变 , 在 进 行 苗期 抗性 突变体 的 筛选 。 结 果
表明 , 下射线 、 电子束 、 与 均为诱发小 麦抗 白粉病 突变的有效 诱 变 剂 , 而 且
电子束与 的诱变效 果更好 。 不 同诱 变剂诱 发 白粉 病杭性 的适 宜 剂 量 射 线
一 , 电子束 一 , 一 , 左 右 , 品 种 间略 有
差异 。 了 射线 间歇辐照较连续辐 照 的 突变频率 高 , 杂合材料较纯合材料 的诱变效 果
更好 。 利用核辐射获得 份抗 白粉 病的 中间材料 。
关键词 诱变剂 诱发 突变 小 麦 白粉病
前 言
年代以来 , 随着水肥条件的改善和产量水平的不断提高 , 小麦白粉病 ’ 。 ,
爪、 已成为我国小麦主产 区的重要病害之一 , 、 年全 国小麦 白粉病相继
大发生 , 损失达 亿公斤 。 由于新致病类群的不断出现 , 常使原来抗病品种丧失抗性 。 因
此 , 选育和创新抗白粉病品种与遗传资源是小麦育种工作的重要任务之一 。
大量的研究表明〔‘
, 〕, 诱变育种 已成为抗病育种的有效途径之一 。 据 年不 完全统
计 , 我国在 种农作物诱变育成的 个推广品种中 , 抗病性得到改 良的占 。 在麦类抗
白粉病基因的诱发上 , 川等首先报道了用 射线处理大麦品种 , 得到 了 个抗
白粉病突变体 。 嗣后 , 。魄 诱发得到具相同位点的一系列抗性基因 , 定 名为 一 。。 山
、 口彦之和 山下淳仁 〕在二棱大麦中得到 个 一 。一基因系统的抗白粉病突变体 , 【 」得到
了与 一 。 基因有复等位关系的春大麦抗白粉病突变体 , 这是当时由突变产生新遗传基 因的典
型例子 。
我国辐射育成的原冬 号 、 西辐 号 、 宁麦 号 、 科兴 号 、 嘉选 号 、 辐二等小麦 品
种川 , 曾是 白粉病抗性得到较好改 良的生产 品种 。 然而 , 利用诱变技术诱发小麦 白粉病抗性
基因突变的频率比较低 。 柳学余等 ’用 射线辐照 个小麦品种 , 在 万株 群体中获得
个抗白粉病突变系 , 其突变频率 一 。 等 报道小麦抗 白粉病突变频率 为
一 ’一 火 一 。 〕在 万小麦植株中获得的抗白粉病突变频率为 一 一 ’。 为
了提高抗白粉病突变频率 , 近年来 , 我们用不同诱变剂
、 不 同辐照方法及在不同遗传背景下对
诱发白粉病抗性突变的效果进行了探索研究 , 获得了良好结果 。
此文于 年 月 日收到 。
孩 衣 字 于泛 卷
材 料 与 方 法
诱变处理 用 了射线
、
电子束 、 及 处理小麦品种原冬 号 、 京冬 号及农大
一 的干种子 。 了射线辐照剂量为 、 、 、 、 , 剂量率 , 本所钻室
辐照 电子束用 北 师大 低 能物理 所 直 线加速 器 , 剂量 为
、 、 , 电流 拼 , 靶距
, 二 , 扫描宽度 处理浓度为 、 、 , , 种子预浸 , 处理时间
处理浓度为 。一 、 、 、 , , 种子预浸 , 处理时间 。
射线间歇辐照上述 个品种 , 第 次辐照剂量为 , 间歇 后再辐照 , 剂量分
别为 、 、 、 和 , 剂量率 。
采用常用剂量 、 辐照 、原冬 号 、北京 等 个品种和 个杂种 。
抗 白粉病突变体的筛选 将 收获的种子 , 冬季在温室按品种和处理 为单位 , 怖于
直径为 的若干盆钵中 , 每盆 粒 。 当幼苗第 叶展开时 , 用北京地区 白粉病 号菌种
扫抹法接种 , 温室保持高湿 湿度 以上 , 控制温度 巧 一 ℃ 。 经两星期充分发病后 , 进行
抗性筛选 , 反应型从 一 分成 级 , 淘汰感病个体 , 留下免疫和高抗单株 , 统
一
计抗病突变体频
率 。
结 果 与 分 析
一 不同诱变剂诱发小麦抗白粉病突变的效果
从表 可知 , 几种诱变剂均能诱发抗白粉病突变 , 但不同诱变剂对不同品种的诱变效果有
差异 。 如 诱发原冬 号的抗性突变频率较高 电子束与 对京冬 号的诱
变效果较好 , 突变频率分别达 与 对农大 诱变频率最高 。 从
个品种平均值看 , 与电子束的诱变效果较好 , 其频率分别为 与 , 分别是 了
射线的 倍与 倍 。 说明电子束与 在白粉病抗性基因的诱发上较 了射线更有效 。
表 不同诱变剂诱发小麦抗白粉病突变的效果
、
原冬 号 京冬 号 农大 合计 ,
诱变剂 调查株数 突变频率 调查株数 突变频率 调查株数 突变频率 调查株数 突变频率
一 」丁
, 二 ‘泊
执粼沼手哪对照射线
丫一
电子束
【
表 表明 , 上述几种诱变剂的诱变剂量不同 , 诱发的抗性突变体频率有明显差别 , 品种间
也表现 了一定的差异 。 对 了 射线而言 , 诱发抗 白粉病突变的剂量 以略高于常用剂量 一
效果较好 , 其平均突变频率分别为 和 电子束的适宜诱变剂量为 一
利用核辐射诱发小麦抗白粉病突变新种质
四 抗性突变的遗传
在诱变的第 代苗期 中 , 筛选出来的抗白粉病单株是否是真实突变 , 需在后代进一步鉴定
验证 。 我们选取了 田间 个 抗病株系的混合材料 , 在温室进行苗期接种观察 , 在
株群体中 , 免疫单株 个 , 分离出的抗白粉病个体占 。 并对 田间 次选择的 凡 的
个抗病株系进行抗白粉病鉴定 , 其中 个株系的全部单株均抗病 , 个株系的 单株表现
抗病 。 上述结果表明 , 从诱变 代筛选的抗性变异 , 确是真实突变 , 但需经多代鉴定筛选 , 最后
才能获得抗性稳定的突变体 。 经过几年的研究 , 已得到综合性状较好的抗白粉病中间材料
份 , 进而可获得优异抗病突变新种质 , 提供育种利用 。
表 丫射线辐照杂种对 , 抗白粉病变异的影响
下一
对照 肠肛 射线
一二
调查株数 突变频率 调查株数 突变频率
一
突变效应
︸、︺卜划八抓︸卜,妇封八‘厂︸勺山︸氏曰﹂连原冬 号
动
原冬 号 北京
原冬 号 京双
〔
农大
京冬 号
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矮原
原冬 号 唐
一
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原冬 唐
一
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东
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北京
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正效应
正效应
正效应
负效应
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一
一
正效应
正效应
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负效应
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正效应 翻
负效应
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讨 论
抗病诱变育种的实践表明 , 抗病性突变不像早熟 、 矮秆等农艺性状那样较 易获得 , 抗病
突变体出现频率较低 , 一般仅万分之几或几十万分之几 。 本研究结果表 明 , 只要选材得 当 , 应
用的诱变剂及其剂量和处理方法适宜 , 能够提高抗 白粉病突变频率 , 获得更多的抗病突变体 。
本研究表明 , 射线 、 电子束 、 和 对白粉病抗性基因的诱发均是有效的诱变剂 , 电子
束与 较 下射线的诱变效率更高 。 在诱变处理 时 , 射线采用略高于常用剂量 一
为宜 电子束的剂量以 一 为宜 的适宜处理浓度为 一
尹, ‘之进 之阴 之才 尸 老了 之
, 一
的适宜浓度为 左右 。
利 用 下射线间歇照射的方法亦可有效地提高抗 白粉病突变频率 , 本试验各剂量处理仅 间
歇 次 , 且间歇时间相同 , 这种组配是否最佳 , 需进一步深入研究 。
由于抗病突变频率较低 , 因此在抗病诱变育种中 , 必须加大材料的处理数量及其后代
群体的规模 , 方可达到预期 目的 , 这无疑会增加育种工作量 。 利用温室对诱发早期世代进行苗
期大群体抗病突变体的初筛 , 再对抗病株进行农艺性状的进一步选择和抗 白粉病突变的遗传
稳定性鉴定 , 可大大减少 田间工作量 。 年来 , 我们在 温室中对诱变 代的 余万株群
体进行了抗白粉病突变的初筛 , 检出免疫单株 余株 , 现 已获得综合性状优 良的抗白粉病
中间材料 份 , 这些材料再经全面观察鉴定 , 不久即可提供育种利用 。
利用核辐射及其它理化因素诱发的抗性基因突变 , 是否含新的抗性基因及所含基因数
目的变化 , 需经抗性遗传分析或分子技术来确定 。 这是一项 分有益的基础工作 , 但 目前仍较
薄弱 , 尚须加强 。
参 考 文 献
王琳清 我国辐射育成的农作物品种 原子能农业应用 , , 一
王琳清 我国植物诱变育种进展剖析 核农学通报
, , 一
赵孔 南等 植物辐射遗传育种研究进展 北京 原子能出版社 ,
, 一
柳学余等 了 射线和 诱发小麦抗白粉病突变 核农学通报 , 一
士 , , , 一
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