航天搭载小麦株高突变体研究初探

吉克呷呷 杨德琪 谢三作 辜义芳 吉琼芳

（凉山州西昌农业科学研究所 四川西昌615000）

2014 年10月凉山州西昌农业科学研究所提供1 份小麦材料经嫦娥5 号返回式试验卫星搭载后回收，小麦诱变育种课题组采用系谱法进行搭载后代材料新品种、新材料的培育，经过5 个世代筛选出3 个矮秆突变体和4 个高秆突变体共7 个株高突变体，M5代从每个突变体田间随机取10 个单株测量株高、穗长、各节间长，并进行结实小穗、退化小穗、单穗粒数、单穗粒重、籽粒性状等考种分析，以探索引起航天搭载小麦株高变异的原因及株高突变体穗部性状的变化，为进一步研究奠定基础。

1 材料与方法

1.1 材料

将航天搭载小麦材料M4代单株单穗脱粒、编号、保存，2019 年11月种植于大田。以小麦搭载材料原始亲本作对照。

1.2 方法

2019 年11月将航天搭载小麦材料M4代在凉山州西昌农业科学研究所安宁镇试验基地按1 m 行长、0.25 m 行距单穗条播，同时种植10 行亲本作为对照。田间选出 ‘19h-61’‘19h-64’‘19h-66’‘19h-85’‘19h-86’‘19h-87’‘19h-91’共 7 个株高突变体，其中 ‘19h-61’‘19h-64’‘19h-66’ 为矮秆突变体，‘19h-85’‘19h-86’‘19h-87’‘19h-91’ 为高秆突变体，每个突变体随机取10 个单株测量株高、穗长、各节间长，并进行结实小穗、退化小穗、单穗粒数、单穗粒重、籽粒性状等考种分析。

2 结果与分析

2.1 株高及构成

2.1.1 株高表现 矮秆突变体最矮的为 ‘19h-64’，株高仅有46.4 cm，比对照（72.7 cm）降低26.3 cm，降幅36.2%。高秆突变体最高的为 ‘19h-87’，株高有92.5 cm，比对照（72.7 cm）增高 19.8 cm，增幅 21.4%。

2.1.2 穗长变化分析 从表1 可以看出，矮秆突变体的穗长在9.9～10.4 cm，与对照穗长（10.1 cm）相比变化不大，但与株高负相关，株高越矮穗长越长；高秆突变体穗长在13.8～15.4 cm，都比对照（10.1 cm）增长，增幅在36.6%～52.5%。

2.1.3 各节间变化分析 从表1 可以看出，矮秆突变体各节间长都比对照缩短，高秆突变体的倒2 节间、倒3 节间、倒4 节间、倒 5 节间长比对照增长；7 个突变体除‘19h-86’外，其余突变体的穗下节间长与株高正相关，株高越矮穗下节间越短，株高越高穗下节间越长；7 个株高突变体的倒2 节间长度与株高正相关，株高越矮倒2 节间越短，株高越高倒2 节间越长；倒3 节间、倒4 节间长度变化无明显规律；矮秆突变体的倒5 节间长度与株高正相关，株高越矮倒5 节间越短，高秆突变体倒5 节间长与株高变化无规律。

表1 株高突变体的株高及各节间长（单位：cm）

2.1.4 穗长及各节间占株高比例分析 从表1 可以看出，7 个突变体穗长占株高比例都比对照增高，增幅0.3%～8.5%，矮秆突变体穗长占株高比例与株高负相关，株高越矮比例越高，高秆突变体穗长占株高比例无明显规律；7 个突变体穗下节间、倒2 节间、倒3 节间占株高比例变化不大且无明显规律；矮秆突变体倒4 节间、倒5 节间占株高比例都比对照降低，高秆突变体倒4 节间占株高比例无明显规律、倒5 节间占株高比例比对照增高。

2.1.5 茎秆节间数 对照的节间数为5 节，除矮秆突变体‘19h-66’和高秆突变体‘19h-86’的节间数为6 节，其余5 个突变体的节间数都跟对照一致。说明节间数的多少与株高变化无明显关系。

2.2 穗部性状

从表2 可以看出，除‘19h-61’的结实小穗数与对照一致外，其余6 个株高突变体的结实小穗数都比对照增多；除‘19h-86’的退化小穗数与对照一致外，其余6 个株高突变体的退化小穗数都比对照减少；除‘19h-91’的穗粒数比对照减少外，其余6 个株高突变体的穗粒数都比对照增多，其中，穗粒数最多的是‘19h-66’，为 71 粒，比对照多 12 粒，增幅 20.3%，其次是‘19h-85’，为 69 粒，比对照多 10 粒，增幅16.9%；千粒重除‘19h-61’与对照一致、‘19h-86’比对照低，其余5 个突变体的千粒重都比对照高，其中，千粒重最高的是‘19h-66’，为66.3 g，比对照增加12.8 g；7 个株高突变体的穗型、芒、粒型、粒质均与对照一致，为长方形穗、白色长芒、卵圆、硬质；除‘19h-87’的粒色为紫色外，其余6 个突变体的粒色均与对照一致，为白色。

3 讨论

从航天搭载7 个株高突变体的株高表现看，株高最矮的‘19h-64’为 46.4 cm，株高最高的‘19h-87’为92.5 cm，小麦通过航天搭载可获得丰富的株高变异类型。

从航天搭载7 个株高突变体穗长及各节间的分析结果看，3 个矮秆突变体的穗长与对照差异不明显，4 个高秆突变体的穗长都比对照增长，说明株高变矮不会影响穗的长度，株高变高穗长会增长；7 个突变体穗下节间、倒2 节间、倒3 节间占株高比例变化不大，矮秆突变体穗长占株高比例增高且倒4、倒5 节间占株高比例降低，高秆突变体穗长及倒5 节间占株高比例增高，说明矮秆突变体主要是通过缩短倒4 和倒5 节间来降低株高，高秆突变体主要是通过增长穗长和倒5 节间来增高株高。茎秆节间数和穗部经济性状与株高变化无明显规律。

从航天搭载7 个株高突变体考种结果看，矮秆突变体‘19h-61’的穗部经济性状与对照差异不大，‘19h-64’‘19h-66’的穗部经济性状明显比对照提高，说明株高变矮不会影响穗部经济性状；高秆突变体穗长比对照增幅在36.6%～52.5%，但结实小穗数比对照增幅不大，说明穗长增长不会明显提高结实小穗数，但在高、矮两种株高突变体类型中有穗部经济性状明显比对照提高的突变体。

表2 株高突变体考种结果

综上可知，通过航天搭载的方式可以获得小麦丰富的株高变异类型，有益于矮源新种质的培育；在高、矮两种株高突变体类型中有穗部经济性状表现突出的突变体，后续结合抗性、丰产性等综合表现可培育符合生产需求的优良小麦新品系（种）。