小麥揚(yáng)輻麥4號(hào)輻射誘變突變體篩選和突變體庫(kù)構(gòu)建

劉建鳳 張容 陳士強(qiáng) 王建華 范德佳 何震天

摘要：人工誘變是選育小麥新品種、創(chuàng)制新種質(zhì)和挖掘新基因的有力工具之一。以豐產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、廣適的小麥品種揚(yáng)輻麥4號(hào)為材料，通過(guò)60Co-γ輻射誘變，對(duì)獲得的2 869個(gè)M2代穗系進(jìn)行農(nóng)藝性狀和生物學(xué)性狀表型篩選，結(jié)果獲得89個(gè)幼苗、葉、莖、穗、生育期等生物學(xué)和主要農(nóng)藝性狀變異的突變體，突變頻率為3.102%。經(jīng)M3代驗(yàn)證，共發(fā)現(xiàn)22個(gè)表型穩(wěn)定的突變體，其中葉部突變體4個(gè)、莖部突變體5個(gè)、穗部突變體11個(gè)、生育期突變體2個(gè)。對(duì)M2代中莖部突變體和穗部突變體衍生的M3代株系，收獲后進(jìn)行考種，數(shù)據(jù)分析表明，其中8個(gè)突變體在穗長(zhǎng)、穗粒數(shù)、小穗數(shù)、不孕小穗數(shù)、硬度、千粒質(zhì)量、粒長(zhǎng)、粒寬等性狀上有一個(gè)或多個(gè)優(yōu)于對(duì)照揚(yáng)輻麥4號(hào)。這些優(yōu)良突變體可作為新的種質(zhì)資源為培育小麥新品種提供基礎(chǔ)，此外，構(gòu)建的突變體庫(kù)將有助于開(kāi)展小麥功能基因組學(xué)的研究。

關(guān)鍵詞：小麥;輻射誘變;60Co-γ射線;突變體

中圖分類號(hào)：S512.103.52?? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號(hào)：1002-1302（2021）22-0088-06

收稿日期：2021-03-01

基金項(xiàng)目：江蘇省農(nóng)委農(nóng)業(yè)重大新品種創(chuàng)制項(xiàng)目（編號(hào)：PZCZ201707）;江蘇里下河地區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所科研項(xiàng)目[編號(hào)：SJ（17）303];國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（編號(hào)：2016YFDO102101）。

作者簡(jiǎn)介：劉建鳳（1968—），女，江蘇興化人，副研究員，主要從事稻麥輻射誘變育種和植保研發(fā)的研究。E-mail：yzljfeng@163.com。

通信作者：何震天，研究員，主要從事稻麥輻射誘變育種研究。E-mail：yzhzt@ 126.com。

輻射誘變育種是人工利用χ射線、γ射線、電子束、紫外線、激光、離子注入、混合離子場(chǎng)等物理誘變因素，誘發(fā)植物遺傳基因突變，在短時(shí)間內(nèi)獲得多種多樣的、有利用價(jià)值的突變體，育成的新品種供生產(chǎn)直接利用，或者在此基礎(chǔ)上培育出新種質(zhì)資源的育種技術(shù)[1]。小麥?zhǔn)鞘澜缟仙a(chǎn)量最高的糧食作物之一，世界上超過(guò)1/3的人口以小麥為主要糧食[2]。我國(guó)小麥種植面積和總產(chǎn)量?jī)H次于玉米和水稻，居第3位[3]。我國(guó)自輻射誘變技術(shù)應(yīng)用于小麥育種工作以來(lái)，不僅創(chuàng)造了豐富的種質(zhì)資源，還育成了許多小麥品種，如川輻2號(hào)、山農(nóng)輻63、龍輻麥3號(hào)、龍輻麥16號(hào)、魯麥20、鄭品麥8號(hào)、豫麥63、小偃 6號(hào)、眾麥2號(hào)、鄭六輻、寧麥3號(hào)等[4-7]，為我國(guó)小麥生產(chǎn)作出了重大貢獻(xiàn)。60Co-γ射線誘變具有輻照條件易于控制、射線波長(zhǎng)短、能量高、穿透性好、突變率高等優(yōu)點(diǎn)，是目前輻射誘變育種中最常用的輻射源[8-9]。通過(guò)60Co-γ射線輻射誘變小麥種子，可獲得很多有益變異，如株高突變、熟期提前、育性突變、抗病性增強(qiáng)、品質(zhì)改良、產(chǎn)量增加等優(yōu)良性狀或具有特異性狀的突變種質(zhì)資源[10]。

江蘇里下河地區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所自20世紀(jì)50年代末期開(kāi)展小麥輻射誘變育種工作，先后育成了揚(yáng)麥158及13個(gè)揚(yáng)輻麥系列小麥品種，其中揚(yáng)麥158在1993—2003年累計(jì)種植面積1 000萬(wàn)hm2以上，獲國(guó)家科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)[11];揚(yáng)輻麥4號(hào)2008年通過(guò)江蘇省審定，2010年獲農(nóng)作物品種權(quán)保護(hù)[12]，該品種自審定以來(lái)，種植面積一直處在江蘇淮南麥區(qū)小麥品種前列，2014年被評(píng)為“江蘇好品種”，年推廣面積20萬(wàn)hm2以上，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)創(chuàng)造了較好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。

普通小麥?zhǔn)钱愒戳扼w（AABBDD，2n=42），與水稻相比基因組巨大（16 Gb）[13]，可以承受龐大的突變密度。雖然已有一些小麥突變體庫(kù)構(gòu)建的研究報(bào)告，但是與龐大的小麥基因組相比，數(shù)量有限，還需要構(gòu)建新的突變體庫(kù)來(lái)補(bǔ)充，尤其是江蘇省淮南麥區(qū)尚未創(chuàng)建適合當(dāng)?shù)胤N植的小麥突變體庫(kù)。因此，本研究以高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、多抗小麥品種揚(yáng)輻麥4號(hào)為基礎(chǔ)，構(gòu)建60Co-γ輻射誘變突變體庫(kù)，旨在為小麥基因功能研究和新品種選育提供基礎(chǔ)材料。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

揚(yáng)輻麥4號(hào)是通過(guò)輻射誘變寧麥8號(hào)/寧麥9號(hào)雜交種選育的一個(gè)小麥優(yōu)良品種，該品種為春性，幼苗直立，葉色深綠。株型緊湊，分蘗性強(qiáng)，成穗較高。長(zhǎng)芒，白殼，長(zhǎng)方型穗，籽粒紅皮，半角質(zhì)，屬于中筋小麥。具有高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、高抗小麥黃花葉病、中抗赤霉病、適應(yīng)性廣等特點(diǎn)[12]。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 輻射處理

2016年10月中旬，在揚(yáng)州輻照中心采用60Co-γ射線輻照處理小麥揚(yáng)輻麥4號(hào)干種子1 kg，輻射總劑量為300 Gy。

1.2.2 試驗(yàn)地點(diǎn)

2016年10月30日，處理后的種子密播于江蘇里下河地區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所萬(wàn)?；卦囼?yàn)田，試驗(yàn)地土質(zhì)為沙壤土，前茬水稻，肥力中等。

1.2.3 突變材料的構(gòu)建

2016—2017年對(duì)M1代做好田間管理，成熟后按主莖單穗收獲4 000個(gè)，單穗單脫;于10月種成穗行，M2代群體共2 869個(gè)穗系，根據(jù)不同時(shí)期觀察記載的突變體形態(tài)性狀進(jìn)行篩選，按單株收獲。鑒于M2代同一個(gè)穗系的不同單株間仍可能存在變異，所以收獲M2代時(shí)，沒(méi)有出現(xiàn)明顯分離的穗系，僅收獲1個(gè)單株出現(xiàn)明顯分離的穗系，收獲一個(gè)最具代表性的單株，同時(shí)根據(jù)表型剔除重復(fù)的單株。2018年秋播時(shí)將M2代表型變異材料單株種植成M3代株系，每株種2行，2019年對(duì)表型突變體的穩(wěn)定性進(jìn)行鑒定。各世代每隔50個(gè)試驗(yàn)材料設(shè)置1個(gè)對(duì)照，對(duì)照處理為未輻照的揚(yáng)輻麥4號(hào)。輻照材料各世代均按行長(zhǎng)1.50 m、行距0.25 m、株距0.05 m播種，常規(guī)田間管理。

1.2.4 表型性狀調(diào)查

對(duì)60Co-γ射線誘變獲得的M2、M3代材料，全生育期每隔3～5 d田間調(diào)查1次，觀察記錄幼苗、葉、莖、穗、生育期、抗病性等表型變化。抽穗期與株高調(diào)查方法：在調(diào)查抽穗期時(shí)，當(dāng)每個(gè)株系中有50%以上麥穗頂部小穗（不算芒）露出葉鞘，或在葉鞘中上部裂開(kāi)見(jiàn)小穗時(shí)的日期確定為該株行的抽穗日期，早熟以早抽穗4 d以上為準(zhǔn)，晚熟以晚抽穗4 d以上為準(zhǔn);株高為從基部至主莖頂部生長(zhǎng)點(diǎn)之間的距離，矮稈以株高低于對(duì)照平均高度15 cm以上為準(zhǔn)，高稈以株高高于對(duì)照平均高度15 cm以上為準(zhǔn)。對(duì)M2代獲得的莖部突變體和穗部突變體衍生的M3代株系及對(duì)照收獲時(shí)每個(gè)株系取5株進(jìn)行考種，分別測(cè)定株高、穗長(zhǎng)、穗粒數(shù)、小穗數(shù)、不孕小穗數(shù)、硬度、千粒質(zhì)量、粒長(zhǎng)及粒寬等性狀。

1.2.5 籽粒性狀測(cè)定

M3代種子的硬度利用小麥硬度測(cè)定儀（JYDX100×40）進(jìn)行測(cè)定，千粒質(zhì)量、粒長(zhǎng)、粒寬采用浙江托普云農(nóng)科技股份公司智能考種分析系統(tǒng)（TPKZ-3）進(jìn)行考種。

1.2.6 數(shù)據(jù)處理

對(duì)M3代考種的數(shù)據(jù)采用Excel作次數(shù)分布圖和相關(guān)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 突變體類型和突變頻率

在2 869個(gè)M2代穗系中共篩選出89個(gè)表型突變穗系，突變頻率為3.102%。其中，幼苗習(xí)性突變體3個(gè)，突變頻率0.105%;葉部性狀突變體17個(gè)，突變頻率為0.593%;莖部性狀突變體26個(gè)，突變頻率為0.906%;穗部性狀突變體29個(gè)，突變頻率為1.011%;生理性狀突變體5個(gè)，突變頻率為0.174%，抗病性狀突變體9個(gè)，突變頻率為0.314%（表1）。

2.1.1 幼苗習(xí)性突變體

揚(yáng)輻麥4號(hào)在越冬返青期幼苗習(xí)性為直立型。在調(diào)查的2 869個(gè)穗系中有3個(gè)穗系為匍匐型，突變頻率為0.105%。經(jīng)M3代驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)后代分離為匍匐、半匍匐、半直立3種類型。

2.1.2 葉部性狀突變體

在M2代中共觀察到17個(gè)穗系的葉片發(fā)生了突變，突變頻率為0.593%。

2.1.2.1 葉色突變 共有6種類型：一是黃化葉突變，共3個(gè)穗系，整個(gè)生育期葉片都呈黃色，但后期的長(zhǎng)勢(shì)不及對(duì)照;二是葉片黃萎，1個(gè)穗系，三葉期前葉片呈淡黃色，由于無(wú)法進(jìn)行正常的光合作用，隨著植株的生長(zhǎng)逐漸枯萎;三是基部黃葉，2個(gè)穗系，這類植株基部的葉片一直是黃色，隨著新葉的出現(xiàn)與伸展，基部葉片仍呈黃色，后期植株的長(zhǎng)勢(shì)長(zhǎng)相與對(duì)照揚(yáng)輻麥4號(hào)沒(méi)有明顯差別;四是葉片淡綠突變，2個(gè)穗系，植株的葉片與對(duì)照揚(yáng)輻麥4號(hào)相比呈淡綠色且葉片較薄;五是葉片黃綠相間，1個(gè)穗系，整株葉片有黃綠相間的條紋;六是紅綠葉突變，1個(gè)穗系，葉片顏色略帶暗紅色，葉尖最明顯。這6種類型的葉色突變經(jīng)M3代驗(yàn)證，第1、3、4、5類后代無(wú)分離，其他2種類型仍有分離。

2.1.2.2 葉形突變 葉片形態(tài)突變體共有2種：一是披葉型突變，3個(gè)穗系，整株葉片都下披;二是闊葉型突變，4個(gè)穗系，表現(xiàn)為葉片極闊。這2個(gè)類型經(jīng)M3代驗(yàn)證，突變性狀有部分分離。

2.1.3 莖稈性狀突變

在M2代誘變?nèi)后w中共發(fā)現(xiàn)了26個(gè)莖稈性狀相關(guān)的突變，突變頻率為0.906%。

2.1.3.1 株高突變 共發(fā)現(xiàn)了10個(gè)穗系突變體，突變頻率為0.349%。矮稈突變體4個(gè)穗系，最矮株 54 cm;高稈突變體6個(gè)穗系，最高達(dá)120 cm，對(duì)照材料揚(yáng)輻麥4號(hào)在突變體庫(kù)中平均高84.3 cm（圖1-A）。經(jīng)M3代驗(yàn)證，高稈和矮稈后代性狀穩(wěn)定，對(duì)矮稈突變體正在做進(jìn)一步的等位基因檢測(cè)驗(yàn)證。

2.1.3.2 分蘗突變 分蘗是禾本科的一個(gè)重要生物學(xué)特征，分蘗數(shù)與小麥的產(chǎn)量性狀密切相關(guān)，共發(fā)現(xiàn)9個(gè)突變穗系，突變頻率為0.314%。分蘗突變主要有3種：?jiǎn)翁Y、少蘗、多蘗。其中單蘗有2個(gè)穗系;少蘗就是僅有2～3個(gè)分蘗，4個(gè)穗系;多蘗有3個(gè)穗系。其中多蘗有2種情況：一種是分蘗期分蘗多，多達(dá)30個(gè)以上;另一種是幼苗期分蘗少，拔節(jié)期小分蘗多，多達(dá)27個(gè)分蘗以上，但是小分蘗的結(jié)實(shí)差。經(jīng)M3代驗(yàn)證，單蘗、少蘗和多蘗仍有分離，需進(jìn)一步篩選。

2.1.3.3 莖稈直徑突變 共發(fā)現(xiàn)5個(gè)突變體，突變頻率為0.174%，其中較對(duì)照揚(yáng)輻麥4號(hào)細(xì)的穗系有1個(gè)，較粗的有4個(gè)。經(jīng)M3代驗(yàn)證，突變體的性狀穩(wěn)定。

2.1.3.4 蠟質(zhì)莖稈 發(fā)現(xiàn)有蠟質(zhì)莖稈的突變體2個(gè)，突變頻率0.07%。經(jīng)M3代驗(yàn)證，蠟質(zhì)莖稈性狀穩(wěn)定遺傳（圖2-G）。

2.1.4 穗部性狀突變

在M2代誘變?nèi)后w中共觀察到29個(gè)穗系為小麥穗部突變，突變頻率為1.011%，其中主要有穗形突變、穗色突變、穗芒突變、籽粒性狀突變。

2.1.4.1 穗形突變 60Co-γ射線輻照處理后穗形變異較明顯，有16個(gè)穗系的穗形發(fā)生了突變，突變頻率0.558%，變異類型有5種：一是密穗，有4個(gè)穗系，穗子短小，穗長(zhǎng)在3.2～4.6 cm，穗粒數(shù)平均24～34個(gè)，但是不孕小穗數(shù)比對(duì)照揚(yáng)輻麥4號(hào)多，平均有3～6個(gè)，這種穗形緊密，幾乎呈球形（圖1-C-g），經(jīng)M3代驗(yàn)證，后代的性狀穩(wěn)定（圖2-A）;二是穗子頂部小穗緊密，下半部正常，共觀察到5個(gè)穗系（圖1-C-h～圖1-C-l），經(jīng)M3代驗(yàn)證，后代的性狀基本穩(wěn)定（圖2-B）;三是大長(zhǎng)方穗，穗長(zhǎng)高達(dá)14.1 cm，比對(duì)照揚(yáng)輻麥4號(hào)的平均穗長(zhǎng)10.9 cm多了3.2 cm，穗粒數(shù)最高達(dá)78粒，比對(duì)照揚(yáng)輻麥4號(hào)的穗粒數(shù)45～50 粒多20余粒，共觀察到2個(gè)穗系（圖1-B-e～圖1-B-f），經(jīng)M3代驗(yàn)證，后代的性狀部分穩(wěn)定（圖2-C）;四是半截穗，穗子中上部小穗不發(fā)育，僅1個(gè)穗系，經(jīng)M3代驗(yàn)證，性狀有部分分離（圖2-D）;五是寶塔型穗，穗子下大上小呈寶塔狀，共觀察到4個(gè)穗系（圖1-B-a至圖1-B-d），經(jīng)M3代驗(yàn)證，性狀穩(wěn)定（圖2-E）。

2.1.4.2 穗色突變 淺綠穗，該突變與對(duì)照揚(yáng)輻麥4號(hào)比較，穗子呈淺綠色，僅1個(gè)穗系，經(jīng)M3代驗(yàn)證，后代性狀穩(wěn)定。

2.1.4.3 穗芒突變 對(duì)照揚(yáng)輻麥4號(hào)為長(zhǎng)芒品種，在突變?nèi)后w中發(fā)現(xiàn)1個(gè)穗系麥芒較短，突變頻率為0.035%，經(jīng)M3代驗(yàn)證，性狀穩(wěn)定（圖2-F）。

2.1.4.4 籽粒突變 對(duì)照揚(yáng)輻麥4號(hào)的籽粒是粉紅色，半角質(zhì)，千粒質(zhì)量41 g左右。突變?nèi)后w中獲得白皮籽粒2個(gè)穗系;籽粒比對(duì)照揚(yáng)輻麥4號(hào)變得更長(zhǎng)的有4個(gè)穗系（圖1-D），千粒質(zhì)量在50 g以上，最高58.2 g，高于對(duì)照17 g左右;籽粒與對(duì)照比變短變圓的有2個(gè)穗系，這個(gè)突變體多半生于密穗突變;籽粒全癟的1個(gè)穗系;硬度值在70以上的有2個(gè)穗系，高于對(duì)照（硬度52.8）。經(jīng)M3代驗(yàn)證，白皮粒、圓粒、長(zhǎng)粒、角質(zhì)籽粒的變異基本穩(wěn)定，癟粒仍有分離。本研究獲得了長(zhǎng)粒和角質(zhì)籽粒的突變體，但是結(jié)果的可靠性還需多年多點(diǎn)進(jìn)一步驗(yàn)證。

2.1.5 生理性狀突變

在M2代中共觀察到5個(gè)穗系的生理性狀發(fā)生了突變，突變頻率為0.174%。

2.1.5.1 生育期突變 突變?nèi)后w中共發(fā)現(xiàn)4個(gè)早熟突變和晚熟突變，突變頻率0.139%，其中早熟突變有1個(gè)穗系，其余3個(gè)穗系都是晚熟突變。早熟突變?cè)谌槭旌笃谧蚜Ｑ杆倜撍?，葉片失綠，比對(duì)照早熟2 d左右;晚熟突變類型在乳熟期開(kāi)始時(shí)葉片仍呈現(xiàn)正常綠色，成熟期拉得較長(zhǎng)，最晚延后12 d左右，種子成熟較慢。經(jīng)M3代驗(yàn)證，生育期突變穩(wěn)定，獲得了早熟和晚熟突變體。

2.1.5.2 不育突變 在M2代觀察到不育變異有1個(gè)穗系，主要表現(xiàn)為花藥弱小干癟無(wú)花粉，穗子輕，不結(jié)實(shí)。

2.1.6 抗病性狀突變

在M2代誘變?nèi)后w中共觀察到9個(gè)穗系為抗病性突變，突變頻率為0.314%。因試驗(yàn)田靠近赤霉病鑒定圃，且銹病近幾年發(fā)病較嚴(yán)重，采用自然發(fā)病法來(lái)初步篩選抗赤霉病和抗銹病的突變體。對(duì)照揚(yáng)輻麥4號(hào)是中抗赤霉病、中感銹病品種，經(jīng)過(guò)M2代的初選和M3代的驗(yàn)證，有2個(gè)穗系由中感銹病誘變?yōu)橹锌?3個(gè)穗系由中抗赤霉病誘變?yōu)楦呖钩嗝共　?個(gè)穗系為中感赤霉病;有2個(gè)穗系銹病和赤霉病同時(shí)都發(fā)生了變異。對(duì)抗病性突變結(jié)果的可靠性，將做進(jìn)一步的鑒定驗(yàn)證。

2.2 突變體主要性狀的考種分析

對(duì)M2代中26個(gè)莖部突變體和29個(gè)穗部突變體衍生的131個(gè)M3代株系及對(duì)照揚(yáng)輻麥4號(hào)各收5株進(jìn)行考種，分別測(cè)定株高、穗長(zhǎng)、穗粒數(shù)、小穗數(shù)、不孕小穗數(shù)、硬度、千粒質(zhì)量以及籽粒的長(zhǎng)、寬等指標(biāo)。結(jié)果（圖3）表明，與對(duì)照揚(yáng)輻麥4號(hào)相比，穗部突變體株系的株高、穗長(zhǎng)、穗粒數(shù)、小穗數(shù)、不孕小穗數(shù)、硬度、千粒質(zhì)量、粒長(zhǎng)、粒寬等9個(gè)農(nóng)藝性狀基本服從正態(tài)分布，株高高于對(duì)照均值（84.3 cm）的株行占69.5%，低于對(duì)照的株行占29.8%;穗長(zhǎng)高于對(duì)照均值（10.7 cm）的株行占35.1%，低于對(duì)照的株行占61.1%;穗粒數(shù)高于對(duì)照均值（58.1個(gè)）的株行占35.9%，低于對(duì)照的株行占61.1%;小穗數(shù)高于對(duì)照均值（20.8個(gè)）的株行占26.0%，低于對(duì)照的株行占72.5%;不孕小穗數(shù)高于對(duì)照均值（1.1個(gè)）的株行占58.8%，低于對(duì)照的株行占38.2%;硬度高于對(duì)照均值（52.8）的株行占40.5%，低于對(duì)照的株行占58.8%;千粒質(zhì)量高于對(duì)照均值（41.6 g）的株行占46.6%，低于對(duì)照的株行占53.4%;籽粒的長(zhǎng)高于對(duì)照均值（5.73 mm）的株行占64.9%，低于對(duì)照的株行占32.8%;籽粒的寬高于對(duì)照均值（3.01 mm）的株行占35.1%，低于對(duì)照的株行占63.4%。

通過(guò)對(duì)M3代突變體株系的分離進(jìn)行鑒定，獲得了表型性狀穩(wěn)定株系22個(gè)，其中葉片突變體4個(gè)，莖稈突變體5個(gè)，穗部突變體11個(gè)，生育期突變體2個(gè)，其中8個(gè)穗部性狀優(yōu)良、穩(wěn)定的突變體，穗長(zhǎng)、穗粒數(shù)、小穗數(shù)、硬度、千粒質(zhì)量、粒長(zhǎng)及粒寬與對(duì)照揚(yáng)輻麥4號(hào)相比都有明顯的區(qū)別，且有的一個(gè)或多個(gè)性狀優(yōu)于對(duì)照，這些突變體可以作為新的種質(zhì)資源。

3 討論與結(jié)論

突變體是承載和表達(dá)遺傳變異的載體，是研究植物功能基因組學(xué)的基礎(chǔ)材料[8]，分析鑒定小麥基因功能目前最直接最有效的途徑是構(gòu)建小麥飽和的突變體庫(kù)，通過(guò)突變體分析鑒定基因功能[14]。目前，利用輻射誘變技術(shù)已經(jīng)在擬南芥[15]、花生[16]、水稻[17]、大豆[18]等植物中構(gòu)建了突變體庫(kù)，并在功能基因組學(xué)研究中發(fā)揮了重要作用。前人在普通小麥研究中獲得了多個(gè)典型的突變體，Mago等利用60Co-γ射線處理小麥，獲得了小麥感稈銹病突變體[19];郎淑平等通過(guò)60Co-γ輻射小麥品種揚(yáng)麥158，獲得了高產(chǎn)、低植酸的小麥突變體[20];王停停等利用60Co-γ射線輻射小麥品種鄭麥9023，獲得強(qiáng)筋小麥突變體[21];張從宇等利用60Co-γ射線輻照小麥品種皖麥50，獲得高分子量谷蛋白亞基（HMW-GS）突變體[22];孫光祖等利用60Co-γ射線照射小麥品種新克旱9，獲得抗赤霉病突變體[23]。因此，60Co-γ射線是構(gòu)建小麥突變體的重要手段。

本研究通過(guò)60Co-γ射線輻照誘變構(gòu)建了揚(yáng)輻麥4號(hào)突變體庫(kù)。從該庫(kù)M2代中篩選到89個(gè)表型變異明顯的突變體，突變頻率為3.102%，這些突變體包括莖稈、穗部、生育期等在內(nèi)的6個(gè)類型，不同類型出現(xiàn)的頻率為0.105%～1.011%，通過(guò)M3代的鑒定篩選，獲得了22個(gè)具有明顯遺傳研究和育種價(jià)值的突變體株系。M2代主要農(nóng)藝性狀變異分析表明，60Co-γ射線誘變揚(yáng)輻麥4號(hào)能引起農(nóng)藝性狀的廣泛變異，有利于創(chuàng)造、篩選出特殊類型種質(zhì)資源。M3代考種分析表明，株高、穗長(zhǎng)、穗粒數(shù)、小穗數(shù)、不孕小穗數(shù)、硬度、千粒質(zhì)量、粒長(zhǎng)、粒寬等指標(biāo)的變異率較大，易于品種和品質(zhì)的改良。農(nóng)藝性狀間變異的程度存在差異，變異頻率有大也有小，這說(shuō)明小麥各農(nóng)藝性狀對(duì)60Co-γ射線的敏感度不同。由此可見(jiàn)，在短時(shí)間內(nèi)可以根據(jù)需要篩選多種有利用價(jià)值的突變體，以供直接生產(chǎn)利用或者以此為基礎(chǔ)培育出新的種質(zhì)資源[1]。

對(duì)M2代和M3代突變體表型鑒定表明，揚(yáng)輻麥4號(hào)突變體庫(kù)突變頻率高，突變類型豐富，易獲得一些具有優(yōu)良農(nóng)藝性狀的突變體，如大長(zhǎng)穗、大粒、矮稈、抗病、早熟、硬度高等突變體，這將成為小麥高產(chǎn)、抗病、優(yōu)質(zhì)等要素研究很好的切入點(diǎn)。這些優(yōu)良性狀源于人工誘變，控制這些優(yōu)良性狀的基因與來(lái)自自然變異的基因通常是有差異的，因此是一種新的優(yōu)良基因源，可作為優(yōu)異的種質(zhì)資源用于小麥育種。隨著小麥分子育種研究的深入，控制突變體庫(kù)中的株高、生育期、穗形、硬度等突變體進(jìn)行相關(guān)基因的定位與挖掘，為優(yōu)良基因在小麥育種中的應(yīng)用提供理論和實(shí)踐基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊兆民，張 璐. 輻射誘變技術(shù)在農(nóng)業(yè)育種中的應(yīng)用與探析[J]. 基因組學(xué)與應(yīng)用生物學(xué)，2011，30（1）：87-91.

[2]王琳清，陳秀蘭，柳學(xué)余.小麥突變育種學(xué)[M]. 北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)出版社，2004.

[3]王金平.小麥關(guān)鍵性狀遺傳解析及功能標(biāo)記開(kāi)發(fā)[D]. 泰安：山東農(nóng)業(yè)大學(xué)，2017.

[4]陳秀蘭，柳學(xué)余，何震天，等. 江蘇省農(nóng)作物輻射誘變育種的成就與展望[J]. 核農(nóng)學(xué)報(bào)，2004，18（2）：121-124.

[5]范家霖，張建偉，楊保安，等. 河南省小麥誘變育種進(jìn)展與分析[J]. 麥類作物學(xué)報(bào)，2013，33（1）：195-199.

[6]李新華，邱登林，孫桂芝，等. 山東省小麥誘變育種[J]. 核農(nóng)學(xué)報(bào)，2006，20（1）：51-53，18.

[7]陳曉杰，楊保安，范家霖，等. 雜交與輻射誘變相結(jié)合選育高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)小麥新品種的研究[J]. 中國(guó)種業(yè)，2018（12）：64-68.

[8]趙林姝，劉錄祥. 農(nóng)作物輻射誘變育種研究進(jìn)展[J]. 激光生物學(xué)報(bào)，2017，26（6）：481-489.

[9]趙麗麗，孫小富，黃莉娟，等. 輻射誘變突變體鑒定技術(shù)[J]. 貴州大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2020，37（4）：26-29.

[10]于 沐，周秋峰.小麥誘發(fā)突變技術(shù)育種研究進(jìn)展[J]. 生物技術(shù)通報(bào)，2017，33（3）：45-51.

[11]王 龍，任立凱，李 強(qiáng)，等. 江蘇省小麥育種及誘變育種技術(shù)的研究進(jìn)展與展望[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2014，42（6）：60-62，68.

[12]何震天，張 容，王建華，等. 小麥揚(yáng)輻麥4號(hào)高產(chǎn)表現(xiàn)及配套栽培技術(shù)[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013，41（4）：69-70.

[13]趙天祥，孔秀英，周榮華，等. EMS誘變六倍體小麥偃展4110的形態(tài)突變體鑒定與分析[J]. 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009，42（3）：755-764.

[14]郭建秋，雷全奎，楊小蘭，等. 植物突變體庫(kù)的構(gòu)建及突變體檢測(cè)研究進(jìn)展[J]. 河南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010（6）：150-155.

[15]郝建平，郭美麗，宋蓮芬.擬南芥抗鹽單基因突變體的誘導(dǎo)與篩選[J]. 山西大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2003，26（4）：349-351.

[16]彭振英，王興軍，田?，?，等. 花生60 Co-γ輻射誘變和突變體庫(kù)的構(gòu)建[J]. 核農(nóng)學(xué)報(bào)，2016，30（3）：422-429.

[17]龍 湍，安保光，李新鵬，等. 秈稻93-11輻射誘變突變體庫(kù)的創(chuàng)建及其篩選[J]. 中國(guó)水稻科學(xué)，2016，30（1）：44-52.

[18]韓鎖義，張恒友，楊瑪麗，等. 大豆“南農(nóng)86-4”突變體篩選及突變體庫(kù)的構(gòu)建[J]. 作物學(xué)報(bào)，2007，33（12）：2059-2062.

[19]Mago R，Spielmeyer W，Lawrence G J，et al. Re-sistance genes for rye stem rust （SrR） and barley powderymidew（Mla ） are located in syntenic regions on short arm of chromosome [J]. Genome，2004，47（1）：112.

[20]郎淑平，馬燕欣. 60Co-γ輻照高產(chǎn)低植酸小麥新品系的鑒定篩選[J]. 大麥與谷類科學(xué)，2016，33（2）：20-24.

[21]王停停，王 敏，張從宇.60Co-γ射線誘變小麥M3代品質(zhì)性狀的遺傳變異分析[J]. 麥類作物學(xué)報(bào)，2019，39（6）：675-681.

[22]張從宇，王 敏，李文陽(yáng)，等. 60Co-γ誘變皖麥50HMW-GS變異的篩選及其M3代品質(zhì)分析[J]. 激光生物學(xué)報(bào)，2014，23（2）：127-133.

[23]孫光祖，李忠杰，李希臣，等. 小麥抗赤霉病突變體的選育及RAPD分子驗(yàn)證[J]. 核農(nóng)學(xué)報(bào)，1999，13（4）：202-205.