谷子种质资源保存研究范文

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《甘肃农业科技杂志》2015年第三期

1谷子种质资源保存研究

1.1利用形态学研究谷子种质资源分类保存形态性状的变异往往具有适应性和进化上的意义，也是种质保护措施制定及其实施的重要依据，形态学的研究具有重要的价值。作物的外部形态特征即农艺性状的变化，在一定程度上可以反映出植株的遗传变异，同时，农艺性状的观察具有简单、直观等优点，因此，对其的研究在种质保存中也不失为一种有效的手段。谷子的主要农艺性状如有效分蘖、株高、穗长、小穗数、穗粒数及千粒重等均属于形态性状，皆可用于谷子种质保存中的遗传变异研究。但谷子有些形态性状在不同生态环境下易发生变化，依据形态学对品种类型进行划分易有分歧，需要借助其他技术才能达到精确地归类保存。

1.2利用细胞学标记研究谷子种质资源分类保存细胞学标记研究的是植物细胞染色体的变异，利用细胞学标记方法研究种质资源的保存早在20世纪30—40年代就已开始。研究发现，贮存年限越久，种子衰老程度越大，种子的活力和发芽率下降越显著，染色体的畸变率与发芽率成负相关，染色体畸变也可能诱导点突变的发生。染色体是遗传物质的载体，携带有连续、稳定、多样的遗传信息。周翔等研究发现，谷子品种间的染色体数目、形态和结构虽没有明显差异，但核型却往往各不相同。杨秀英对染色体核型的分析也认为，不同谷子品种不仅在核型组成、核型分类存在差异，而且在染色体臂、染色体大小方面均可见不同变化。封朝晖等用自然核型分析后也认为，谷子品种间的染色体结构是有一定差异的，结构变化多集中在2、3、4、5、6、7染色体上。不仅谷子染色体的核型有分化，而且不同基因型的谷子染色体的带型也有差异，研究表明，谷子的染色体经高分辨分带后带纹数可达100～126条之多，不同谷子品种带型有一定变化，不同染色体间的带纹数量、宽窄、颜色深浅也有差异［14］。可以据此分类保存，也可观察不同保存方式下的核型差异。

1.3利用生化指标研究谷子种质资源分类保存低温种质库中保存的种子新陈代谢会趋于缓慢，但随着保存时间的延长和老化程度的加剧，其生理上会发生一些变化。Vishawanatha与Rao对谷子栽培品种蛋白质、磷、钙含量的研究结果认为，谷子营养品质有较大的差异。而且谷子不同品种直链淀粉含量、糊化温度、胶稠度、脂肪酸、维生素含量等性状不同品种间差异较大，硬脂酸、油酸、亚油酸、亚麻酸的变异系数分别为16.08%、10.93%、6.61%、12.59%。有研究也表明，谷种中的总贮藏蛋白电泳结果虽显示了很多谱带，欧洲品种和中国品种间贮藏蛋白存在一定的差异，但蛋白质电泳的结果表明，谷种内蛋白质变异小于谷种间变异，栽培谷子的遗传变异很小，蛋白质电泳的类型相当一致。利用幼苗生长测定、冷浸试验、电导率测定和模拟田间出苗率测定等方法，研究液氮超低温保存对谷子种子发芽力与活力的影响，结果表明，起始发芽率为87.7%～97.3%的谷子种子，液氮保存7d后，其幼苗生长测定发芽率为82.0%～94.0%，冷浸试验发芽率为79.3%～98.0%，模拟田间出苗率为43.7%～58.0%，初步认为谷子种子可进行液氮超低温保存［24］。据有关资料记载，谷子液氮保存后采用快速冷冻（直接投入液氮中保存）、快速解冻（在38℃水浴锅中解冻）好于温度梯度冷冻（经-20℃→-70℃→-196℃和经-70℃→-196℃）和缓慢解冻（在18℃室温缓慢解冻），种子用聚乙烯塑料袋和铝箔包装好于牛皮纸包装，而自然风干种子（含水量12%～14%）的发芽率和生长势较好。

1.4利用分子标记研究谷子种质资源分类保存近年来，随着SSR、RAPD、AFLP和RFLP等分子标记技术的快速发展，分子标记越来越多被应用于谷子研究中。朱学海等利用SSR分子标记对来自核心种质谷子材料进行检测，根据遗传距离计算，分类的结果与来源地生态类型总体表现一致。利用RAPD标记技术对谷子品种进行DNA分析的结果表明，谷子种内存在遗传多样性，应用RAPD技术，利用多种引物可以从遗传上区分谷子基因型。通过对RAPD资料进行的聚类分析，认为基于RAPD分析遗传类别与地理类型有很大的一致性，并发现中国谷子材料与其他地区的谷子相比，表现更大的遗传多样性。张舒娜等采用35对与农艺性状相关的SSR标记检测同一小麦品种保存于长期库与其保存于中期库中的经繁殖更新的材料，发现已保存的小麦种质在更新后发生了遗传多样性的变化，并有等位基因丢失的现象，一些位点等位基因频率变化非常显著。根据在其他作物上的经验，也可以对谷子不同贮藏条件下的遗传变化进行研究，以寻找到最佳的贮藏方式和轮繁更新时间。

2讨论与展望

谷子种质资源的保存主要就是种子保存，是针对正常型种子进行的，绝大多数农作物都属于这一类型。这类种子可在含水量为50g/kg以下、温度为0℃以下的条件下而不受伤害。进行种子保存的作物材料必须隔一定时间在田间轮繁更新1次，以免丧失生活力。在轮繁时还应保持一定的种植规模，入库时作为样本的种子应具有一定容量。根据谷子种质资源的特点，在繁种过程中要注意以下几点：一是及时间苗；二是防治病虫害；三是防止鸟害；四是适时收获，充分晾晒；五是人工粒选。目前，谷子种质资源的保存方法虽然很多，但实际使用的方法还很单一局限，要实现利用形态学特征、细胞学标记、生理生化标记以及分子标记对这些保存种质展开研究，各科研单位应根据自已的实际情况，把种质资源的保存工作重视起来，逐步实现不同方法或者多种方法相结合的保存方式，使作物种质资源既能够得到最好地保存，又能最大限度地省力、省物、省钱、省时，以保证育种工作的顺利开展，并取得更大突破。

作者：麻慧芳杨成元史关燕陈瑛单位：山西省农业科学院经济作物研究所