荞麦优异基因资源挖掘及黄酮性状的遗传研究

加强荞麦优异基因资源挖掘和重要农艺性状的遗传改良研究，对维持陕、甘、宁及西部区域粮食安全，促进农民增收、农业增效和农业可持续发展具有重要意义。本项目利用传统遗传育种方法及分子标记方法较系统地研究荞麦基因资源重要农艺性状表现，鉴选确立陕、甘、宁地区荞麦综合性状优异基因资源和特殊性状（如高黄酮、高结实率）基因资源核心种质，为荞麦品种改良提供目的基因；利用性状遗传分析及AFLP、SRAP、SSR等分子标记技术深入研究荞麦高黄酮性状遗传特性及其遗传相关，获得荞麦黄酮性状的主要数量性状位点的分子标记；探讨荞麦优异资源研究利用及品种改良的方法与途径，建立相应的分子标记辅助选育技术体系。创新荞麦种质20份，选育结实率高、抗倒伏、抗落粒、高黄酮的荞麦新品种2-3个；获得与荞麦高黄酮等重要性状相关的主效基因的分子标记各2-3个，从而建立系统的荞麦种质创新及遗传改良的技术体系和理论方法。

荞麦是我国西北旱作农区重要的粮食作物和传统的出口农产品，充分挖掘利用荞麦资源优势、有益基因和特殊性状基因资源对粮食生产有重要作用。本项目探究了苦荞资源遗传多样性、高黄酮荞麦资源创新利用、荞麦抗逆基因克隆、荞麦愈伤组织培养等荞麦内在规律，揭示甜荞自交不亲和性，进行荞麦新品种选育研究等。主要结论为：（1）利用SSR标记对205份苦荞资源进行遗传多样性分析，考查了生育期、株高、主茎分枝数、主茎节数、叶长、叶宽、主茎粗、千粒重等性状，并进行表型遗传多样性分析，对新引进的一批荞麦种质进行了其黄酮含量测定，发现了广泛的变异；（2）积极开展荞麦新品种改良研究，选育了荞麦新品种西农9976和西农9978，并通过了陕西省品种鉴定；（3）深入探讨了甜荞自交不亲和性和杂种优势，为荞麦产量的提高和育种工作的开展提供了重要的理论指导；（4）开展了荞麦特种资源的创新、鉴选与鉴定，筛选优异种质3类31份，其中同型花5份，观赏资源19份，易脱壳资源7份；（5）运用同源克隆技术（Race技术）从甜荞中分离到DREB转录因子家族基因，命名为FeDREB1 (基因登录号:JN600617)，亚细胞定位和酵母激活分析证明该基因是一个转录因子基因，通过农杆菌转化拟南芥，使之在拟南芥中过表达，证实所分离的甜荞FeDREB1可显著增加植物的抗寒性和耐旱性，为植物耐逆基因工程改良发挥重要作用；（6）以荞麦无菌苗胚轴作为外植体诱导愈伤组织，研究了光照、蔗糖、L-苯丙氨酸和植物激素等因不同基因型荞麦的愈伤组织生长及其黄酮合成素对荞麦愈伤组织生长及其黄酮合成的影响，对不同基因型荞麦愈伤组织生长及其黄酮积累进行了比较，为选育高黄酮愈伤系的组织培养专用型品种提供参考。研究结果对于提升我国荞麦生产水平、利用价值和经济价值，促进我国荞麦产业发展，实现西部经济腾飞具有重要的现实意义。