EMS诱变抗草甘膦小麦新种质的创制与大田评价OA

【目的】通过EMS诱变创制抗草甘膦小麦新种质,以应对麦田杂草危害。通过大田筛选获得抗性突变株,明确5-烯醇丙酮莽草酸-3-磷酸合酶(EPSPS)基因突变特征及适宜施药条件,为培育抗草甘膦小麦品种提供可行途径。【方法】用EMS诱变处理刚萌发的镇麦9号种子,创制突变群体,运用草甘膦对大田M2、M3代群体进行多轮筛选,获得抗性突变株。结合产量和抗性表型,采用系选方法筛选出GR1、GR19和GR23等优良突变系。通过PCR方法和测序确定EPSPS基因突变位点,并利用RT-qPCR技术分析TaEPSPS-4A、TaEPSPS-7A和TaEPSPS-7D的表达水平。最后,通过设置不同剂量和生育期的田间药效试验,系统评估草甘膦使用效果,明确其适宜施用剂量和安全使用时期。【结果】经诱变的M2群体抗性突变频率为6.53×10-6,在M3代成功筛选出43株能够耐受4×推荐剂量草甘膦的突变株。测序分析表明,在抗性系GR1和GR19中,分别在TaEPSPS-7D检测到5和3个突变位点,而在GR23中则在TaEPSPS-4A检测到5个突变位点。表达分析表明,草甘膦处理后3个突变系中多数同源基因的表达水平显著下降,且该现象与基因是否发生抗性突变无关。大田药效试验证实,各剂量草甘膦处理对杂草的株防效均达100%,显著优于异丙隆;随着草甘膦剂量的增加,小麦苗高和鲜重呈下降趋势,但多数未达显著水平,表明其对生长无显著不利影响。产量分析显示,经1×和2×剂量处理后,减产不显著,而4×和8×剂量处理后,分别显著减产3.04%和4.63%。不同生育期施药试验进一步表明,苗期至拔节期喷施2×剂量草甘膦对植株生长无显著影响,但孕穗期施药则导致株高、鲜重和籽粒产量显著下降,减产达6.48%。【结论】结合EMS诱变与大田筛选创制抗草甘膦小麦新种质,可抗4×推荐剂量,EPSPS酶非活性中心的多个点突变增强了草甘膦抗性而不减产量,在生产上应用这类抗草甘膦品种时,防除杂草适期为小麦返青期(3月上旬),用41%草甘膦840—1680 g ae·hm-2,兑水450L·hm-2,选择无雨天气进行杂草茎叶喷雾处理。