摘要
草甘膦是一种灭杀性的除草剂，通过喷施草甘膦可有效消除田间杂草危害，减少生产成本。在全球范围内，国外抗草甘膦转基因大豆广泛种植，而我国是重要的非转基因大豆种植基地。如何创制、鉴定抗草甘膦非转基因大豆种质资源以及培育抗草甘膦非转基因大豆品种是节本增效的关键点。诱变具有诱变频率高、变异广泛等特点，目前已成为创制具有优异突变种质资源的重要技术手段。本研究前期利用多种诱变技术创制出一批具有优异特性新种质资源，通过对抗感材料进行理化指标分析，旨在明确草甘膦抗性的理化机制。克隆抗感材料的草甘膦抗性关键基因EPSPS（Glyma.03G027400.1）进行遗传差异分析，为后续开展抗草甘膦资源筛选奠定基础，以期加速非转基因抗草甘膦大豆育种进程。主要研究结果如下: （1）抗性材料筛选:本研究对多种诱变技术创制的材料经田间种植在20万株M2代材料种植至M5代筛选出的635份材料，采用浓度1.31kga.i·hm-2的草甘膦喷施处理，共筛选出17份具有草甘膦不同抗性等级的抗性种质资源，突变体1456-3为东农60诱变后代，表现出较强的草甘膦抗性，可作为抗草甘膦资源育种基础材料。 （2）对草甘膦处理后抗性材料1456-3和东农60（野生型）的莽草酸含量、叶绿素含量进行分析，随着处理浓度的升高和时间的延长，抗性材料1456-3叶片中的莽草酸含量和叶绿素含量没有显著变化，东农60（野生型）叶片中莽草酸含量急剧升高，叶绿素含量明显下降，所以草甘膦处理后材料中的莽草酸含量和叶绿素含量是抗性材料筛选的关键生理指标。对抗性材料1456-3和东农60（野生型）的超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化物酶（POD）进行测定，结果表明抗性材料1456-3体内SOD和POD无显著变化，说明其未发生氧化胁迫反应，东农60（野生型）的SOD和POD活性逐渐升高，在草甘膦（1.31kga.i·hm-2）处理时，二者差异显著，抗性材料1456-3的酶活性保持正常的活性，说明SOD和POD活性是对草甘膦产生抗性的关键生化指标因素。 （3）针对EPSPS(Glyma.03G027400.1)基因克隆测序，碱基序列长度为1581bp,共翻译526个氨基酸。经序列比对得到:抗性材料1456-3与东农60之间存在的碱基突变位于保守结构域，67bp的变异导致第23位氨基酸由脯氨酸突变为丝氨酸、73bp的变异导致第25位氨基酸由谷氨酸突变为赖氨酸、160bp的变异导致第54位氨基酸由亮氨酸突变为苯丙氨酸、199bp的变异导致第67位氨基酸由甲硫氨酸突变为缬氨酸、503bp的变异导致第168位氨基酸由异亮氨酸突变为丝氨酸、775bp的变异导致第259位氨基酸由异亮氨酸突变为缬氨酸、1079bp的变异导致第360位氨基酸由色氨酸突变为丝氨酸、1288bp的变异导致第430位氨基酸由丙氨酸突变为苏氨酸，通过以上比对分析氨基酸的变化是抗性材料1456-3对草甘膦产生抗性的原因。
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