我国是农业大国，农业始终处于国民经济发展的基础地位。用各种高新技术方法（包括核技术方法）改良种子或创建新种质材料、优化生物过程、提高转化率是促进农业经济发展的永恒主题。近年来由于气候变化和水资源紧张导致干旱气侯频繁出现，给世界粮食生产造成严重损失。在干旱等不利条件下，最大限度地增加粮食作物产量，是所有国家农业和生物科学工作者的奋斗目标。离子束诱变和转基因技术是我国具有自主知识产权的技术，已在农作物诱变育种中显示出巨大的应用价值。本实验室利用离子束介导将抗逆性强的燕麦和六倍体小黑麦基因组DNA转化入小麦，得到一批特殊的变异材料。本研究首先在农艺性状、生理生化指标等方面对这些变异材料进行考察和分析，然后用RAPD技术对转基因变异小麦在分子水平上进行变异分析，进一步揭示离子束介导外源基因组DNA导入小麦的变异机理，最后开展了利用小麦叶片SPAD值预测成熟期籽粒蛋白质含量的研究。研究结果如下:　　 1、离子束介导外源基因组DNA导入小麦的变异材料农艺性状及生理生化指标分析　　 经过离子束介导转化处理后的小麦变异系材料不论从农艺性状上还是抗逆性上都有显著变化。首先要分析离子束处理后得到的小麦变异系在逆境条件下的生理生化指标，经过离子束介导转化处理后的小麦变异系材料无论在常温还是逆境条件下生理生化指标都有所改变，并且一些材料相比对照凸显出良好的优越性。其次要分析的是离子束处理后得到的小麦变异系农艺性状，对材料的株高、千粒重、蛋白含量、湿面筋、吸水率进行显著性分析，分析得出小麦变异系材料各农艺性状相比对照均有明显差异。　　 2、离子束介导外源DNA变异系小麦变异机理分析　　 通过离子束介导外源基因转化的小麦变异系后代的RAPD分析，发现变异材料的DNA条带与对照材料相比有明显差异，因此对特异性条带在分子水平上进行分析，对特异性条带回收、纯化、克隆、测序，将测得序列进行BLAST比对。变异材料8508经引物S485扩增得到与供体材料共有的条带8-3-2，该序列在核苷酸数据库中与编号为JX295577.1的序列中的546517bp-546301bp的序列相似性为91％，这段序列是粗山羊草1Ds染色体上醇溶谷蛋白基因座位内的重复序列，提示可能是供体基因组中的醇溶谷蛋白基因座位的重复序列转化进了小麦基因组中;变异材料8340经引物S485和S88分别扩增出了与供体材料共有的条带8-5-2和9-1-2，受体材料未扩增出这两条特异性条带。8-5-2的序列进行BLAST比对，结果显示该序列在NCBI核苷酸数据库中与编号为FN564426.1的序列中的787783bp-787505bp的序列相似性为84％,该段序列是小麦3B染色体上的反转录转座子序列，提示8-5-2可能是供体基因组中的反转录转座子序列转化进了小麦基因组中。9-1-2的序列比对结果显示该序列与编号为FN564433.1的序列中的227501bp-227777bp的序列相似性为90％，该序列是小麦3B染色体上的反转录转座子序列，并提示9-1-2可能是供体基因组中的反转录转座子序列转化进小麦基因组中。以上三条特异性条带8-3-2、8-5-2、9-1-2中的一条比对显示为重复序列，另外两条比对显示为反转录转座子序列，说明离子束介导外源基因组DNA转化能引起供体基因组中的重复序列和反转录转座子序列的转移，从而引起变异材料的性状发生变化。　　 供体材料8031、受体材料8101、变异材料8160经引物S2056扩增出了共有的条带12-1-1，此条带在NCBI核苷酸数据库中未找到相似度高的片段，说明这是一条新的核苷酸片段。12-1-1的序列已提交至GenBank，接受号为KC178608。把12-1-1的序列在NCBI搜索GSS数据库，结果显示12-1-1序列与粗山羊草基因组上的196bp的区段(CG674480.1)有88％的一致性，粗山羊草的基因组为DD，提示小麦上的这段序列有可能位于D组染色体上。　　 3、利用小麦叶片SPAD值预测成熟期籽粒蛋白质含量的研究　　 利用31个小麦品种材料，对五个不同时期的小麦顶一叶至顶四叶SPAD值的测量，并对叶片SPAD值的变化特征进行了分析，旨在用小麦叶片SPAD值预测籽粒蛋白质含量，目的是用简便易实施的方法指导育种实践、减轻育种工作量。通过分析，发现顶一叶SPAD减速与籽粒蛋白质含量之间呈现明显的负相关，即顶一叶SPAD减小的越快，籽粒蛋白质含量越低;相反，顶一叶SPAD减小的越慢，籽粒蛋白质含量越高。直线拟合方程为y=-3.2109x+14.286，相关系数r=-0.8490。对相关系数进行显著性分析，推断顶一叶SPAD值的递减速率与籽粒蛋白质含量存在着十分显著的直线相关关系。