全 文 ：文章编号 :100028551 (2006) 052361204
60 Coγ辐射处理“农大 179”M2 代性状变异类型分析
王彩萍1 ,2 　许　琦1 　徐　杰1 　刘春雷1 　黄　峰1 　尤明山1 　李保云1 　刘广田1
(11 中国农业大学Π农业部作物基因组学与遗传改良重点开放实验室Π北京市作物遗传改良重点实验室 ,北京　100094 ;
21 山西省农科院经济作物研究所 ,山西　032200)
摘　要 :本试验以普通小麦品种“农大 179”的种子为材料 ,用 250Gy 的60 Coγ射线辐射诱变 ,M1 收获后全
部种植 ,从 M2 代随机选取 655 个单株 ,并对其农艺性状、淀粉糊化特性及面粉色泽等变异类型进行研究
分析 ,筛选到千粒重高达 71126g 和 70189g 的变异单株两份 ,糊化温度为 8319 ℃和 8614 ℃的变异单株两
份 ,反弹值为 14cP 的类似糯麦的变异单株 1 份及综合品质性状优良的单株 9 份。通过对 M2 群体中单
株的分析检测认为辐射诱变不仅可改良小麦的农艺性状、子粒外观性状 ,同时对小麦的淀粉品质性状的
诱变作用也很明显 ,因此结合 RVA 检测技术在诱变群体中对变异筛选可对小麦育种尤其是小麦品质育
种实践提供参考。
关键词 :“农大 179”;辐射诱变 ;淀粉糊化特性
MUTANT TYPE ANALYSIS IN M2 OF COMMON WHEAT“NONGDA 179”INDUCED BY IRRADIATION
WANG Cai2ping1 ,2 　XU Qi1 　XU Jie1 　LIU Chun2lei1 　HUANG Feng1 　YOU Ming2shan1
LI Bao2yun1 　Liu Guang2tian1
(11Beijing key laboratory of crop genetic improvement , Key laboratory of crop genomics & genetic improvement , Ministry of
agriculture , the people’s republic of China , China Agricultural University , Beijing 　100094 ;
21 Industrial Crop Research institute Shanxi Academy of Agricultural Sciences 　032200)
Abstract :Seed of common wheat“Nongda 179”was irradiated by 60 Coγ2rays with a dose of 250Gy. M1 seeds were harvested ,
and 655 M2 single plants were randomly selected. The agronomy traits , starch paste identity and flour color of the 655 single
plants were analyzed. The result showed that two plants with high 10002grain weight (71126g and 70189g) , two plants with a
higher paste temperature of 8319 ℃and 8614 ℃, and one plant resemble waxy wheat which setback was 14cP were gotten. 9
plants with good synthetic quality traits were also selected. The inducement effect of 60 Coγ2irradiation on quality characters
was obvious. Irradiation could be used as an effective method in wheat starch quality improvement with the help of RVA
method.
Key words :“Nongda 179”; radiated mutation ; starch paste identity
收稿日期 :2006204229
基金项目 :国家自然科学基金 (30270823 , 30471076)和国家高技术研究发展计划“863 计划”(2002AA207003 , 2003AA207080)
作者简介 :王彩萍 (19702) ,女 ,山西灵石人 ,在读硕士 ,从事小麦育种及小麦品质遗传改良研究。李保云为通讯作者。Email : libaoyun0065 @sina.
com
　　辐射诱变是创造小麦新种质和培育新品种的主要
途径之一。1960 年德意志联邦共和国慕尼黑州农业
和种植研究所用 X 射线辐射育成了矮杆、抗倒伏、烘
烤品质好的小麦品种“Els”。1967 年印度用60 Coγ射线
和紫外线复合处理春小麦“Sonora64”,育成了“Sharbati
Sonora”,籽粒蛋白质含量由 14 %提高到 1615 % ,赖氨 酸含量由 212 %提高到 314 %[1 ] 。李秀贞等用60 Coγ射线、激光、快中子辐射小麦种子 , 在 M5 代进行筛选 ,发现籽粒蛋白质含量向高、低两个方向发展 , 其中蛋白质含量提高效果十分明显 , 提高最高的比对照材料高出 9109 %[2 ] 。孙继堂等用60 Coγ射线辐射春小麦8131 , 创造了一批理想的优质小麦种质资源 ,有的籽
163　核 农 学 报　2006 ,20 (5) :361～364Journal of Nuclear Agricultural Sciences
粒蛋白质和赖氨酸含量分别达 21120 %和 0148 %[3 ] 。
杨贵兰等用60 Coγ射线处理小麦远缘杂交的中间材
料 ,经多年选育获得分蘖力强、株高降低、恢复结实、生
育期正常、成熟落黄性好、穗大粒大、品质优良、对锈病
等主要病害均为免疫、抗寒、抗旱、耐高温、抗干热风的
优异突变系[4 ] 。
本研究对60 Coγ辐射诱变“农大 179”M2 代群体中
655 个单株农艺性状、淀粉特性和面粉色泽等方面进
行分析 ,以期从中筛选出高产、优质、农艺性状协调性
良好的小麦新品种。
1 　材料与方法
111 　材料和仪器
本试验选用材料“农大 179”种子 ,由中国农业大
学小麦品质实验室提供。
本试验所用仪器包括快速粘度测定仪 RVA (Rapid
Viscosity Analyzer) (澳大利亚 Newport Scientific 公司生
产) ;康光 SC280C型色彩色差计 (北京康光公司生产) ;
电子数粒仪 NUMIGRAL (德国 Percon 公司生产) 。
112 　方法
用剂量为 250Gy 的60 Coγ射线处理“农大 179”种
子 (2003 年) ,M1 全部收获 (2004 年) ,同年 (2004 年) 秋
季按基本苗 375 万苗Πhm2 种植 ,构成 M2 群体 ,并随机
从中选取 655 个单株。进行室内考种并记载。考种项
目主要有株高、千粒重、籽粒中淀粉 RVA 特性 (测定方
法参考 Batey 等[5 ]的方法) 和面粉色泽 (测定方法参考
王霖等[6 ]的方法) 等农艺性状。单株编号为当年试验
田系谱号中的行号加单株号构成 ,如“2105”表示诱变
M2 代第 21 行中的第 5 个单株。
113 　数据分析
数据分析采用 Excel 软件处理。
2 　结果分析
211 　株高变异
试验以优质麦“农大 179”诱变M2 代 655 个单株为
材料 ,分析 M2 代群体株高变异 ,发现诱变后代群体株
高总体呈降低趋势。“农大 179”株高为 78142cm ,诱变
M2 代群体株高平均为 71125cm ,中值为 7215cm ,变幅
为 46～87cm ,极差超过 40cm ,降低频率为 8918 %。出
现频率最高的株高是 75～80cm(图 1) 。
212 　千粒重的遗传变异及高千粒重变异单株分析
图 1 　农大 179 诱变 M2 代群体株高分布
Fig. 1 　M2 mutation population plant height of nongda 179
千粒重是构成小麦产量的基本要素之一 ,它和穗
粒数、亩穗数共同决定产量的高低。目前我国推广的
小麦品种千粒重一般在 45～55g 之间。超大粒种质资
源对小麦遗传改良和超高产品种选育 (产量达到
9000kgΠhm2 )具有重要意义。
对“农大 179”诱变M2 代 655 个单株进行千粒重和
株高的统计分析 (图 2) ,获得本试验群体株高和千粒
重的回归方程 :千粒重 = 22103 + 013795 ×株高。从回
归方程可以看出群体内株高的提高会相应带来千粒重
的增加 ,但这也加大了植株倒伏的风险。
图 2 　“农大 179”诱变 M2 代群体千粒重统计
Fig. 2 　10002grain weight statistic of“Nongda 179”M2
mutation population
在“农大 179”诱变 M2 代群体中筛选到 2 个大粒
单株 ,千粒重分别为 71126g 和 70189g ,比未辐射的“农
大 179”提高 2316 %和 2219 % ,两变异单株株高分别为
6910cm和 7615cm ,与诱变亲本相比分别降低了 1210 %
和 214 %(未辐射“农大 179”株高为 78142cm) 。对这 2
个超大粒单株的淀粉理化特性和面粉的色泽分析结果
表明 ,其淀粉特性和面粉的色泽与诱变亲本相比差异
不显著。这 2 个单株基本具有高千粒重和株高相对较
低的特性 ,可以做为特殊种质资源利用。
263 核　农　学　报 20 卷
213 　面粉糊化特性变异研究及高糊化温度和低反弹
值突变植株的分析
RVA 检测的主要是和淀粉品质有关的性状 , RVA
检测由于所需的样品用量少 (面粉 315g) ,操作简单 ,
因此利用 RVA 可以在单株水平检测小麦的淀粉品质
性状。
小麦淀粉的 RVA 黏度参数与面条和馒头品质密
切相关。不同类型小麦的淀粉 RVA 黏度参数有明显
的差异。对“农大 179”诱变 M2 群体的 RVA 特征进行
分析 ,发现 RVA 的 5 个参数具有较大变异 ,其中糊化
温度变异最大 ,为 93117 % ;高峰时间为 73128 % ;高峰
粘度为 55180 % ,图 3 是具有最大高峰黏度和具有最小
高峰黏度突变单株的 RVA 特征曲线 ,高峰黏度极差达
2994RVU ;低谷黏度为 30126 % ;反弹值为 28148 %。面
粉粘度特性与面条品质高度正相关[7 ] 。RVA 粘度参
数中 ,高峰粘度与馒头体积、比容、结构和评分间的相
关系数分别达到显著或极显著水平[8 ] ,通过辐射诱变 ,
可以从诱变后代群体中筛选到符合面条小麦和面包小
麦育种目标要求的新品种或新材料。
　　通过测定“农大 179”诱变 M2 代群体单株的 RVA
特性 ,筛选出 2 个糊化温度为 8319 ℃和 8614 ℃的突变
　　　　　　　
图 3 　“农大 179”诱变 M2 代极值单株 RVA 特征图
Fig. 3 　Extreme single plant RVA traits of
“Nongda179”M2 plants
单株 (株号分别为 4215 ,5507) 样品 (图 4 a ,b ) ,与亲本
(6710 ℃)相比分别提高了 2512 %和 2910 %。1 个反弹
值仅为 14 ,回生值和最终黏度都很低的类似糯麦淀粉
糊化特性的突变单株 (株号为 5510) (图 4c) ,从 5510 单
株中选择 10 粒种子进行 Waxy 蛋白的 SDS2PAGE ,在 3
个位点均未发现 Waxy 蛋白缺失 ,说明辐射诱变可能
引起小麦直链淀粉与支链淀粉含量比例的改变。
图 4 　“农大 179”M2 代 3 个突变单株籽粒淀粉的 RVA 图谱
Fig. 4 　RVA figs for seed starch of 3“Nongda179”M2 mutants
214 　综合性状优良的突变单株性状分析
通过分析“农大 179”M2 代突变群体单株的千粒
重、RVA 特性、株高和白度 ,发现 21 号株系中大部分单
株品质性状优良 ,其他株系也有一些单株淀粉品质特
性与诱变亲本比较表现了较好的品质特性 ,在此基础
上鉴定出综合品质性状优良的突变单株 9 个 (表 1) 。
363　5 期 60Coγ辐射处理“农大 179”M2 代性状变异类型分析
表 1 　M2 代优良突变单株的综合性状
Table 1 　Synthesize traits of 9 good mutants of M2 mutation population
单株编号
plant No.
RVA 特性 RVA traits
高峰粘度
PV
崩解值
breakdown
低谷黏度
hold v
最终粘度
FV
反弹值
setback
高峰时间
peak T
糊化温度
PT
株高
plant height
千粒重
1000grain
weight
Stb 白度
Stb white
degree
179 2889 1975 914 3242 1267 6133 67 78142 57167 74136
2105 3268 2350 918 3581 1231 6147 66185 7214 6014594 74176
2106 3297 2283 1014 3625 1342 6147 6612 68 5718436 76106
2107 3295 2368 927 3636 1268 616 6619 6212 5610326 75167
2108 2979 2059 920 3354 1295 614 66185 7212 5812057 73178
2115 3003 2066 926 3369 1303 614 66195 5218 5510752 74139
2601 3160 2137 1023 3615 1478 6133 67 68 5117633 74184
2605 3356 2198 1158 3666 1468 6127 66125 67 4212825 75181
2719 3127 2063 1064 3366 1303 6133 66195 7418 5315711 74149
4918 3117 2223 894 3407 1184 6147 66195 7215 6011766 74152
Note :PV : peak viscosity ; hold V : hold viscosity ; FV : final viscosity ; peak T: peak time ;PT:pasting temperature
3 　讨论
本试验采用辐射剂量为 250Gy ,和大剂量辐射后
代分离群体相比 ,变异范围稍窄 ,但也可以看到这样的
辐射诱变剂量对小麦的产量性状和品质性状的诱变效
果都是很明显的 ,由此可见 ,通过辐射诱变处理可以扩
大目前小麦种质资源的多态性。本试验中通过诱变获
取了在育种实践中具有特殊应用价值的材料 ,比如超
大粒材料 ,综合性状优良的材料 ,高糊化温度材料 ,类
似糯麦的材料等 ,这些材料可以在小麦育种中用作亲
本进行小麦遗传改良。
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