大豆航天搭载SP4选择效果与SP2代变异率相关分析

摘要：为了明确大豆航天搭载早期世代农艺性状选择的依据,提高航天搭载育种早期世代选择效果。对6个大豆品种经过航天搭载后的SP2代变异率和SP4代选择效果进行了分析,结果表明遗传力高的SP2代的单株荚数和单株粒数2个农艺性状的变异率与SP4代入选单株数相关达到极显著水平;SP2代遗传力较高底荚高度和节间长度的变异率与SP4代入选单株相关达到显著水平,SP2代遗传力不高的植株高度和主茎节数变异率与SP4代入选单株相关不显著;SP2代对单株荚数、单株粒数、底荚高度、节间长度进行选择有效,而对植株高度和主茎节数选择效果不明显。     

空间搭载水稻种子后代基因组多态性及其与空间重离子辐射关系的探讨

神舟三号飞船搭载带核径迹辐射探测器的水稻种子装置,回收后应用随机扩增多态性DNA(randomamplified polymorphic DNA,RAPD)技术,分析了201粒升空种子长出植株的基因组多态性。在检测的189个基因座位范围内,30.2%的植株中发现与地面对照不同的扩增带,单株的多态性座位数为1￣25。特异扩增带的测序及单核苷酸多态性(single-nucleotide polymorphism,SNP)分析进一步证明了空间搭载水稻种子确实可导致当代植株基因组发生变异。同一技术分析个别种子连续世代的基因组多态性,结果显示,当代的部分多态性可遗传至后代。7粒受空间高原子序数、高能粒子轰击的种子,在当代植株均显示不同程度的基因组多态性,从胚受粒子击中的3粒种子后代中,筛选出农艺性状明显变异的突变株系,初步暗示了空间高能重离子辐射对诱导基因组的多态性,乃至遗传性表型变异的有效性。     

营养盐浓度对航天搭载盐藻生长及胞外多糖含量的影响

比较了培养液中不同营养盐浓度对“神舟5号”搭载盐藻(Dunaliella salina)和非搭载盐藻的生长及胞外多糖积累的影响,发现经“神舟5号”搭载后盐藻最适营养盐浓度发生了变化。非搭载盐藻培养液中最佳单因子组合为:CaC l2200 mg/L、MgC l2500 mg/L、KNO31 000 mg/L、KH2PO455 mg/L。搭载盐藻培养液中最佳单因子组合为:CaC l2250 mg/L、MgC l2500 mg/L、KNO31 000 mg/L、KH2PO415 mg/L。搭载和非搭载盐藻胞外多糖累积的最佳单因子组合相同:CaC l2、MgC l2、KNO3、KH2PO4分别为250、2 000、500、15 mg/L,但搭载盐藻胞外多糖的分泌明显高于非搭载盐藻。     

空间诱变高粱突变体的研究

1996年经4返回式卫星搭载处理的纯系高粱品种晋粮5号（CK）的种子经次年播种生,区得少量秆早熟突变体（SP3）。此后连续二年播种,该突变体矮秆早熟性状稳定,该突变体与未经搭载的对照相比多400粒。（3）SP3平均千粒重为34g,对照为27g。（4）SP3叶片变窄,变短,增厚,叶面积减少了43％－22％。（5）SP3穗轴长度比对照增加30％,各节间长度比对照缩短了67％－15％。（6）SP3种子中亮氨酸含量比对照增加15％,可溶性糖含量比对照增加25％,单宁含量降低了30％。     

大豆合丰25复合诱变研究

以大豆合丰25为试验材料,经过航天搭载与^60Co-γ辐射的复合诱变处理,对M2代4个株系的主要农艺性状进行研究。结果表明经过复合诱变后大豆群体株高、底荚高度、主茎节数、单株荚数、单株粒数等主要农艺性状发生不同程度的变化,存在着与对照达到显著或极显著的株系;只有1个株系主茎节数存在单株变异率,其它株系主茎节数单株变异不明显;株高、底荚高度、单株荚数、单株粒数等农艺性状均有不同程度的单株变异率,可以为大豆种质创新所利用。     

卫星搭载对甘草种子萌发中生理特性的影响

为探讨卫星搭载处理对甘草种子萌发中生理特性的影响,本文运用卫星搭载技术对甘草种子进行太空诱变处理,考察了卫星搭载后甘草种子（卫星1号,GF）在干旱胁迫条件下,萌发过程中的发芽率、胚根长势、可溶性蛋白变化以及过氧化物酶和过氧化氢酶的活力,并与地面对照组种子（地面组,GN）进行了比较。结果表明,在干旱胁迫条件下（水势－1．0MPa）,飞行组种子的发芽率、胚根长势要高于地面对照组,其萌发过程中的过氧化物酶、过氧化氢酶活力也高于地面对照组。卫星搭载处理后,甘草种子的抗旱性能增强。     

航天搭载与非搭载舟形藻(Navicula tenera)培养基的优化

通过单因子和正交实验探讨了培养液中不同浓度KNO3、Na2HPO4、FeC l3和Na2S iO3对通过“神舟5号”飞船搭载与非搭载舟形藻(Navicula tenera)生长的影响,确立了适合搭载与非搭载舟形藻生长的最佳培养基组合。结果表明,经搭载后舟形藻生长所需的营养盐组合发生了变化。通过正交实验筛选出适合搭载舟形藻生长的最佳培养基为含300 mg.L-1KNO3、60 mg.L-1Na2HPO4.12H2O、24 mg.L-1FeC l3和700 mg.L-1Na2S iO3.9H2O的F/2培养基;适合非搭载舟形藻生长的最佳培养基为含600 mg.L-1KNO3、60 mg.L-1Na2HPO4.12H2O、12mg.L-1FeC l3和700 mg.L-1Na2S iO3.9H2O的F/2培养基。     

航天搭载对小桐子种子萌发及幼苗生长的影响

研究了航天搭载对两个种源地小桐子种子萌发及幼苗生长的影响.结果表明:航天搭载降低了种子的活力;在幼苗生长方面,航天搭载对小桐子幼苗的成苗率没有显著影响,航天搭载扩大了版纳种源当代幼苗株高及地径的变异范围,对元阳种当代幼苗的株高及地径影响不明显.这说兑叫不同种源地的植物对太空环境的反应有所不同.本研究为航天技术有效的运用于小桐子诱变育种提供依据.     

卫星搭载啤酒酵母糖代谢相关酶类活性变化

分析了搭载于实践八号育种卫星的啤酒酵母的存活情况和糖代谢相关酶类活性。啤酒酵母于YPD液体培养基培养,培养过夜后用新鲜YPD稀释106倍,分装后分别置于地面和卫星搭载两种条件下15d。返回地面后收集样品,利用稀释平板计数法检测啤酒酵母活力,采用酶解结合分光光度法检澳4酵母糖原水平,分光光度法检测己糖激酶、琥珀酸脱氢酶和苹果酸脱氢酶的活性。结果发现,卫星搭载样品的菌落形成数显著高于地面对照组,卫星搭载样品是地面对照的3．1倍;卫星搭载啤酒酵母样品的己糖激酶和琥珀酸脱氢酶活性均明显低于地面对照组,而卫星搭载样品的苹果酸脱氢酶活性明显高于地面对照组;卫星搭载样品的糖原水平均低于相对应的地面对照组。表明,太空飞行下可导致啤酒酵母的存活率提高,同时伴有糖代谢相关酶活性和糖原水平的变化,提示太空飞行条件下引起糖代谢变化有利于啤酒酵母存活。     

空间诱变高粱突变体的研究

1996年经返回式卫星搭载处理的纯系高粱品种晋粮5号（CK）的种子经次年播种后,获得少量矮秆早熟突变体（SP3）。此后连续二年播种,该突变体矮秆早熟性状稳定。该突变体与未经搭载的对照相比,有如下不同之处：（1）成熟期缩短15 d左右,株高降低40 cm。（2）穗长增加3.9 cm ,每穗籽粒数比对照多400粒。（3）SP3平均千粒重为34 g,对照为27 g。（4）SP3叶片变窄,变短,增厚,叶面积减少了43%～22%。（5）SP3穗轴长度比对照增加30%,各节间长度比对照缩短了67%～15%。（6）SP3种子中亮氨酸含量比对照增加15%,可溶性糖含量比对照增加25%,单宁含量降低了30%。     

太空搭载决明属牧草种子对其农艺性状的影响

太空搭载决明属牧草6个品种种子,通过盆栽试验观测其SP1和SP2代搭载效应,试验结果表明,航天搭载能提高部分决明品种种子出苗率、能改良部分决明品种的农艺性状,对决明品种的生殖生长期影响较大。     

大豆航天搭载SP4代选择效果与SP2代变异率相关性分析

为了明确大豆空间诱变早期世代农艺性状选择的依据,提高空间诱变育种早期世代选择效果,对6个大豆品种经过航天搭载后的SP2代变异率和SP4代选择效果进行了分析,结果表明遗传力高的SP2代的单株荚数和单株粒数2个农艺性状的变异率与SP4代入选单株数相关性达到极显著水平;SP2代遗传力较高的底荚高度和节间长度的变异率与SP4代入选单株相关性达到显著水平,SP2代遗传力不高的植株高度和主茎节数变异率与SP4代入选单株相关不显著;SP2代对单株荚数、单株粒数、底荚高度、节间长度进行选择有效,而对植株高度和主茎节数选择效果不明显。     

空间搭载后的蜀葵幼苗叶中光合色素含量及抗氧化酶活性变化

蜀葵种子经返回式卫星搭载后,其幼苗叶中光合色素(叶绿素a、b,胡萝卜素)总量低于地面未经搭载的.叶绿素a b含量明显降低, 叶绿素b的下降幅度远大于叶绿素a,因而Chla/b值增高.经空间搭载后萌发12 d的幼苗体内超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性均低于地面未经搭载的,而丙二醛(MDA)含量则明显升高.     

航天搭载对武夷名丛相关生理及生长特性的影响

以神舟八号飞船搭载的6种武夷名丛种子SP₁代株系为材料, 探讨航天搭载对武夷名丛SP₁代株系叶片形态、光合色素含量、叶绿素荧光参数、可溶性糖和蛋白质含量以及茶叶品质成分含量的影响, 分析航天搭载后武夷名丛生长和生理特性的变化, 从中筛选优良突变株。结果表明, 航天搭载后6个武夷名丛SP₁代植株的叶长、叶宽、节间长度和叶面积均发生变化, 其中, 雀舌、肉桂和奇丹的叶面积显著增加; 航天搭载显著提高雀舌、奇丹、肉桂和金毛猴的叶绿素及类胡萝卜素含量, 瞬时叶绿素荧光(F_t)和光量子效率(Qy)也有所增加, 这有利于提高光合效率; 武夷名丛航天搭载后表现出可溶性糖含量增加而蛋白质含量减少, 氨基酸和茶多酚含量下降, 儿茶素和咖啡碱含量上升。综合各项指标, 航天搭载后6个武夷名丛中雀舌可以作为有益变异株系加以选育。     

茅台酒大曲中红曲霉产生抗氧化物质活性的研究

从“神舟”五号飞船搭载前、后的茅台酒大曲中各分离出一株红曲霉(MWG-106、MWGS-98),采用邻菲罗啉-Fe2 氧化法和分光光度法测定其代谢产物的抗氧化活性。结果表明:太空搭载前、后红曲霉代谢产物均具有极显著的(P<0.01)清除羟自由基的能力,太空搭载前(MWG-106代谢产物的抗氧化能力显著(P<0.05)高于搭载后;同一红曲霉中酸性组分抗氧化能力显著(P<0.05)强于中性组分。     

航天诱变凤仙花小孢子母细胞减数分裂的研究

对卫星搭载凤仙花与对照组的小孢子母细胞减数分裂以及四分孢子期内的小孢子数目、形状进行了对比研究,发现经过航天搭载的凤仙花种子在第一代(SP1)植物的小孢子母细胞减数分裂中出现了染色体桥、落后染色体和分散染色体;四分孢子时期易出现多分孢子及四分孢子不分离等现象。而对照组则很难发现染色体畸变和小孢子的异常现象。     

航天诱变白桦生长性状分析

对15年生白桦航天搭载家系(HT-1、HT-2、HT-3、HT-4)及地面对照(CK-1、CK-2、CK-3、CK-4)的生长性状进行分析,并利用2年生、5年生及15年生的生长性状拟合生长曲线。结果表明:15年生HT-1和HT-4的树高分别与地面对照家系间差异达到了极显著水平和显著水平。其中,HT-1树高高于地面对照,而HT-4树高则低于地面对照。其余2个航天搭载家系的树高也高于对照家系,但未达到显著水平。随树龄的增长,航天搭载家系与地面对照的部分性状由差异显著变为差异不显著,但整体差异趋势依旧与苗期保持一致。航天搭载白桦家系及地面对照重复力除98-3家系外都属于高重复力水准(>0.5),HT-1树高性状的突变增益最高,为7.31%。以-x+S为标准在HT-1内选择了4株优良单株,最优单株树高比地面对照家系提高了35.29%。通过拟合树高生长曲线预测了树高生长的趋势。     

杂交稻的空壳率和营养状况的关系

“两系”杂交稻具有根系、分蘖和穗粒的优势,主茎穗平均160粒以上,但空秕率高达30—40％。本研究探讨了空壳粒的形成部位及可能的防止途径。空壳率以中部、下部枝梗上较高,尤其是中部、下部的第Ⅱ次枝梗上空壳率高;空壳率的高低因粒序而异,空壳率随分蘖次序的先后有增加的趋势。 杂交稻的空粒、秕粒在很大程度上受营养状况所制约,改善水稻植株的有机、无机营养状况,可以降低空粒数,增加粒重。进一步揭露杂交稻的空粒、秕粒的生理原因,在理论和实践上均有重要意义。     

GA3对杂交稻“粒间顶端优势”及灌浆期间籽粒内源IAA的影响

以杂交稻协优 413为材料 ,研究了外源GA3 对籽粒内源IAA影响。观察到开花后其优势粒比劣势粒灌浆启动早 ,优势粒灌浆势下降后 ,劣势粒开始灌浆 ,且优势粒灌浆势峰值比劣势粒高 ,这种优劣势粒的灌浆异步现象是一种“粒间顶端优势” ,即劣势粒的灌浆启动迟 ,与优势粒对劣势粒的抑制有关。籽粒灌浆期间优势粒内源IAA含量增加早于劣势粒 ,优势粒内源IAA峰值也高于劣势粒 ;优劣势粒灌浆势变化趋势与优劣势粒内源IAA含量水平的变化趋势相似 ,“粒间顶端优势”似为内源IAA所调节。于初穗时喷施外源GA3,“放大”了单穗中优劣势粒灌浆异步效应 ,优势粒灌浆势更强 ,劣势粒更弱 ,即外源GA3 加强“粒间顶端优势”现象。在试验中还看到初穗期喷施 10～ 40mg/L浓度的GA3 溶液 ,随浓度提高 ,优势粒内源IAA含量增加 ,劣势粒IAA含量更低 ,这种变化似与施用GA3、使优势粒对IAA吸收更多有关     

回转器模拟微重力刺激对不同品系稻田鱼腥藻代谢特性的影响

以稻田鱼腥藻空间搭载克隆株 (AoSR1 6)、回复再搭载克隆株 (AoSR1 6 1 7)和原始出发株 (AnabeanaoryzaHB2 3)为材料 ,通过回转器模拟微重力刺激实验 ,对不同品系稻田鱼腥藻的微重力生物学效应进行了分析。结果发现 ,模拟微重力刺激对稻田鱼腥藻不同品系均表现出一定的生长刺激效应 ,尤为空间飞行后的克隆株更为明显。比较三个品系在微重力刺激下的光合与呼吸活性 ,原始出发株的光合与呼吸活性明显高于空间搭载株。在回转器培养情况下 ,具有高固氮酶活性的克隆株 (AoSR1 6和AoSR1 6 1 7)所固定的氮 ,除了用于藻细胞正常的生命活动外 ,主要用于其生长增强效应 ,而藻胆蛋白累积量和氨分泌量较之对照培养时要少得多。对回转器培养后的稻田鱼腥藻进行单克隆分离 ,结果没有出现类似于空间搭载实验的性状分离现象。