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《甘肅農業科技雜志》2015年第三期

1谷子種質資源保存研究

1.1利用形態學研究谷子種質資源分類保存形態性狀的變異往往具有適應性和進化上的意義，也是種質保護措施制定及其實施的重要依據，形態學的研究具有重要的價值。作物的外部形態特征即農藝性狀的變化，在一定程度上可以反映出植株的遺傳變異，同時，農藝性狀的觀察具有簡單、直觀等優點，因此，對其的研究在種質保存中也不失為一種有效的手段。谷子的主要農藝性狀如有效分蘗、株高、穗長、小穗數、穗粒數及千粒重等均屬于形態性狀，皆可用于谷子種質保存中的遺傳變異研究。但谷子有些形態性狀在不同生態環境下易發生變化，依據形態學對品種類型進行劃分易有分歧，需要借助其他技術才能達到精確地歸類保存。

1.2利用細胞學標記研究谷子種質資源分類保存細胞學標記研究的是植物細胞染色體的變異，利用細胞學標記方法研究種質資源的保存早在20世紀30—40年代就已開始。研究發現，貯存年限越久，種子衰老程度越大，種子的活力和發芽率下降越顯著，染色體的畸變率與發芽率成負相關，染色體畸變也可能誘導點突變的發生。染色體是遺傳物質的載體，攜帶有連續、穩定、多樣的遺傳信息。周翔等研究發現，谷子品種間的染色體數目、形態和結構雖沒有明顯差異，但核型卻往往各不相同。楊秀英對染色體核型的分析也認為，不同谷子品種不僅在核型組成、核型分類存在差異，而且在染色體臂、染色體大小方面均可見不同變化。封朝暉等用自然核型分析后也認為，谷子品種間的染色體結構是有一定差異的，結構變化多集中在2、3、4、5、6、7染色體上。不僅谷子染色體的核型有分化，而且不同基因型的谷子染色體的帶型也有差異，研究表明，谷子的染色體經高分辨分帶后帶紋數可達100～126條之多，不同谷子品種帶型有一定變化，不同染色體間的帶紋數量、寬窄、顏色深淺也有差異［14］。可以據此分類保存，也可觀察不同保存方式下的核型差異。

1.3利用生化指標研究谷子種質資源分類保存低溫種質庫中保存的種子新陳代謝會趨于緩慢，但隨著保存時間的延長和老化程度的加劇，其生理上會發生一些變化。Vishawanatha與Rao對谷子栽培品種蛋白質、磷、鈣含量的研究結果認為，谷子營養品質有較大的差異。而且谷子不同品種直鏈淀粉含量、糊化溫度、膠稠度、脂肪酸、維生素含量等性狀不同品種間差異較大，硬脂酸、油酸、亞油酸、亞麻酸的變異系數分別為16.08%、10.93%、6.61%、12.59%。有研究也表明，谷種中的總貯藏蛋白電泳結果雖顯示了很多譜帶，歐洲品種和中國品種間貯藏蛋白存在一定的差異，但蛋白質電泳的結果表明，谷種內蛋白質變異小于谷種間變異，栽培谷子的遺傳變異很小，蛋白質電泳的類型相當一致。利用幼苗生長測定、冷浸試驗、電導率測定和模擬田間出苗率測定等方法，研究液氮超低溫保存對谷子種子發芽力與活力的影響，結果表明，起始發芽率為87.7%～97.3%的谷子種子，液氮保存7d后，其幼苗生長測定發芽率為82.0%～94.0%，冷浸試驗發芽率為79.3%～98.0%，模擬田間出苗率為43.7%～58.0%，初步認為谷子種子可進行液氮超低溫保存［24］。據有關資料記載，谷子液氮保存后采用快速冷凍（直接投入液氮中保存）、快速解凍（在38℃水浴鍋中解凍）好于溫度梯度冷凍（經-20℃→-70℃→-196℃和經-70℃→-196℃）和緩慢解凍（在18℃室溫緩慢解凍），種子用聚乙烯塑料袋和鋁箔包裝好于牛皮紙包裝，而自然風干種子（含水量12%～14%）的發芽率和生長勢較好。

1.4利用分子標記研究谷子種質資源分類保存近年來，隨著SSR、RAPD、AFLP和RFLP等分子標記技術的快速發展，分子標記越來越多被應用于谷子研究中。朱學海等利用SSR分子標記對來自核心種質谷子材料進行檢測，根據遺傳距離計算，分類的結果與來源地生態類型總體表現一致。利用RAPD標記技術對谷子品種進行DNA分析的結果表明，谷子種內存在遺傳多樣性，應用RAPD技術，利用多種引物可以從遺傳上區分谷子基因型。通過對RAPD資料進行的聚類分析，認為基于RAPD分析遺傳類別與地理類型有很大的一致性，并發現中國谷子材料與其他地區的谷子相比，表現更大的遺傳多樣性。張舒娜等采用35對與農藝性狀相關的SSR標記檢測同一小麥品種保存于長期庫與其保存于中期庫中的經繁殖更新的材料，發現已保存的小麥種質在更新后發生了遺傳多樣性的變化，并有等位基因丟失的現象，一些位點等位基因頻率變化非常顯著。根據在其他作物上的經驗，也可以對谷子不同貯藏條件下的遺傳變化進行研究，以尋找到最佳的貯藏方式和輪繁更新時間。

2討論與展望

谷子種質資源的保存主要就是種子保存，是針對正常型種子進行的，絕大多數農作物都屬于這一類型。這類種子可在含水量為50g/kg以下、溫度為0℃以下的條件下而不受傷害。進行種子保存的作物材料必須隔一定時間在田間輪繁更新1次，以免喪失生活力。在輪繁時還應保持一定的種植規模，入庫時作為樣本的種子應具有一定容量。根據谷子種質資源的特點，在繁種過程中要注意以下幾點：一是及時間苗；二是防治病蟲害；三是防止鳥害；四是適時收獲，充分晾曬；五是人工粒選。目前，谷子種質資源的保存方法雖然很多，但實際使用的方法還很單一局限，要實現利用形態學特征、細胞學標記、生理生化標記以及分子標記對這些保存種質展開研究，各科研單位應根據自已的實際情況，把種質資源的保存工作重視起來，逐步實現不同方法或者多種方法相結合的保存方式，使作物種質資源既能夠得到最好地保存，又能最大限度地省力、省物、省錢、省時，以保證育種工作的順利開展，并取得更大突破。

作者：麻慧芳楊成元史關燕陳瑛單位：山西省農業科學院經濟作物研究所