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航天诱变育种是一项创新型育种方法,在我国农作物育种上已取得了重要的成果。牧草的航天育种尚处于起步阶段,发展相对落后。紫花苜蓿是我国最重要的豆科牧草,其多叶性状具有非常重要的育种研究价值。本研究以“神舟3号飞船”搭载的4种紫花苜蓿种子为基础材料,开展有益变异单株的筛选,并以多叶型变异单株为基础材料进行紫花苜蓿新种质的选育,在不同生态区域下评价新种质的农艺性状及品质,进一步利用RNA转录组测序分析了新种质多叶性状的遗传特性。取得如下结果:1、飞船搭载的4个紫花苜蓿品种共得到341株诱变单株,通过连续3年的农艺性状观测,筛选出多叶、高产等8种正向变异类型的44个单株,总变异率为12.9%。其中获得有重要价值的多叶型苜蓿6株,其变异率为1.76%。2、以多叶性状变异株为基础材料,采用单株选择和混合选择的方法选育出了多叶紫花苜蓿新种质,命名为航苜2号(HM-2)。新种质的品种多叶率平均高达69.75%,比国产多叶品种航苜1号(38.91%)平均提高79.26%,比国外引进多叶品种(WL343HQ、先行者、拉迪诺、惊喜、WL363HQ的平均6.31%)提高1005.39%,与所有对照品种差异极显著(P<0.01)。新种质的多叶性状在不同气候区域表现出很好的遗传稳定性。3、新种质HM-2的干草产量平均达19784.2 kg/hm~2,较对照品种显著(P<0.05)提高,比国产对照航苜1号增产7.99%、比亲本对照三得利增产17.44%和比国外对照多叶品种平均增产33.81%。4、新种质HM-2的营养成分较对照明显提高,粗蛋白质含量达到21.8%,比国产航苜1号(21.20%)提高2.83%,比亲本三得利(19.6%)提高11.22%,比国外引进品种(20.38%)提高6.97%。5、新种质HM-2的RNA转录组测序共获得38.89 Gb Clean Data,De novo组装后共获得95,259条Unigene,共筛选获得239个差异基因,146个上调基因和93个下调基因,对照组与试验组相比,对照组基因表达量为0,而试验组有表达量的基因共有28个,对识别到的差异表达基因进行功能注释,共注释到170个差异表达基因。6、新种质航苜2号(HM-2)已通过全国草品种审定委员会的评审,正在参加国家草品种区域试验。