空间诱变对谷子农艺性状效应的研究

利用返回式卫星搭载,对8个谷子品种（系）的干种子进行空间诱变处理。种植观察发现,空间诱变对于一些基因型的种子发芽和幼苗生长势有一定的抑制作用,但是拔节后植株生长势强。诱变处理可明显增加各性状的变异幅度和变异系数,而且正向变异较多,株高降低,穗长和单株产量增加。诱变处理植株生育期多倾向晚熟,但仍有一定频率的早熟变异出现。诱变处理群体平均千粒重与对照相近,但出现一批千粒重超过3．4g的大粒变异类型。经过选择获得一批综合农艺性状表现优异、抗病、抗旱的大粒谷子新种质。本研究的结果表明,空间诱变可诱发谷子产生丰富的遗传变异,不同基因型对空I＇．-1诱变的响应存在差异。     

香菇空间诱变突变体的分子生物学鉴定研究*

香菇Cr04菌株经空间诱变后从中筛选出了农艺性状明显改善的突变菌株Cr04DZ。本研究用RAPD和AFLP技术对Cr04DZ与其地面对照菌株Cr04进行了DNA指纹分析,找出了它们之间的DNA多态性,从而从分子水平上证实了香菇经空间诱变后遗传物质发生了变化。此外,还比较了AFLP与RAPD检测香菇DNA多态性的效率,优化了对食用菌进行RAPD与AFLP分析的反应条件。通过对Cr04DZ及其对照株Cr04的RAPD及AFLP分析,筛选出了突变体的3个RAPD及29个AFLP多态性产物,已完成了3个AFLP产物的克隆。     

香菇空间诱变突变体的分子生物学鉴定研究

香菇Cr04菌株经空间诱变后从中筛选出了农艺性状明显改善的突变菌株Cr04DZ。本研究用RAPD和AFLP技术对Cr04DZ与其地面对照菌株Cr04进行了DNA指纹分析,找出了它们之间的DNA多态性,从而从分子水平上证实了香菇经空间诱变后遗传物质发生了变化。此外,还比较了AFLP与RAPD检测香菇DNA多态性的效率,优化了对食用菌进行RAPD与AFLP分析的反应条件。通过对Cr04DZ及其对照株Cr04的RAPD及AFLP分析,筛选出了突变体的3个RAPD及29个AFLP多态性产物,已完成了3个AFLP产物的克隆。     

卫星搭载鸡冠花种子SP2代的生长、发育与性状变异研究

对卫星搭载处理的鸡冠花SP2代种子萌发、植株生长、开花以及主要性状在群体中的变异进行了观察.与对照比较,SP2种子发芽势提高,发芽率有所下降,萌发延迟.群体茎粗与对照相比显著增加;选择系在株幅、茎粗间出现了较大差异.在SP2株系间开花时间和花期出现了明显分离,株系群体中有花期明显提前和延迟的单株出现.20个株系中有16个株系的单株种子量比对照显著减少.在SP2株系中株高、株幅呈非正态分布,茎粗和花期呈偏正态分布.在处理的株系群体中有植株显著高大、多分枝、叶色、叶型、冠型、冠色及花期等显著性状变异出现,产生性状变异的单株频率为0.07％-1.26％,表明空间诱变所产生的变异性状开始在SP2代出现.     

桑树二倍体及人工诱导的同源四倍体遗传差异的AFLP分析

利用AFLP(AmplifiedFragmentLengthPolymorphism)分子标记技术 ,即扩增片段长度多态性 ,从DNA分子水平探讨二倍体桑 (2n =2X =2 8)与经秋水仙素诱变得到的同源四倍体桑 (2n =4X =5 6 )在遗传结构上的差异。根据对供试材料DNA多态性及遗传距离分析 ,认为经秋水仙素诱变得到的同源 4X与 2X相比在DNA分子遗传结构上产生一定程度的改变 ,在种内变异水平上 ,2X与同源 4X桑间的遗传差异小于种间差异。     

桑树二倍体及人工诱导的同源四倍体遗传差异的AFLP分析

利用AFLP（Amplified Fragment Length Polymorphism）分子标记技术,即扩增片段长度多态性,从DNA分子水平探讨二倍体桑（2n=2X=28）与经秋水仙素诱变得到的同源四倍体桑（2n=4X=56）在遗传结构上的差异。根据对供试材料DNA多态性及遗传距离分析,认为经秋水仙素诱变得到的同源4X与2X相比在DNA分子遗传结构上产生一定程度的改变,在种内变异水平上,2X与同源4X桑间的遗传差异小于种间差异。     

甜瓜遗传图谱的构建及果实与种子QTL分析

以遗传性状差异较大的甜瓜材料日本安农二号与新疆哈密瓜K413杂交产生的143个F2单株为作图群体,以AFLP与SSR分子标记为主构建了包含12个连锁群、142个遗传标记位点的甜瓜遗传图谱,其中包括121个AFLP标记、16个SSR标记、3个STS标记、2个性状标记,连锁群总长度为1 014.2 cM。应用复合区间作图法对甜瓜果实的大小、长宽比、糖度、硬度以及甜瓜种子的长、宽、形状、重量等性状进行遗传定位与分析。基因定位结果显示控制果肉颜色的基因位于C9连锁群AFLP分子标记NDAA与NCFA之间。其他性状表现为数量性状控制,共检测到25个数量性状基因座,不同性状基因座位有重叠分布的特点。其中C5连锁群标记NCA-N73C区间检测到QTLs Sl5.1、Sw5.1和Swt5.1分别控制种子长、宽和千粒重,分别可解释表型变异的17%、19%和23%。该区域包含的来自母本安农二号的基因位点对甜瓜种子的长、宽、千粒重均有明显的抑制作用;位于C8连锁群标记N73A与NFDA间的QTL通过影响种子的宽度从而影响种子的形状与重量;同样位于C8连锁群的果实长宽比QTL Fs8.1在F2和F3中均检测到,分别解释表型变异的25%和19%,表现为部分显性,来自安农二号的等位基因抑制甜瓜果实伸长,生成圆形甜瓜;还发现控制甜瓜果实心糖、边糖、果实硬度的QTL各一个。     

EMS对三个玉米自交系的诱变效应分析

EMS诱变玉米花粉是玉米化学诱变的主要技术。该研究以生产上3个常用的玉米自交系K305、21-ES、R08为材料,对其花粉用不同浓度的EMS诱变处理,探讨其EMS诱变的最佳浓度范围,明确其诱变效应。结果表明：3个自交系经过不同浓度的EMS诱变后,其结实率随着浓度的增大表现出减小的趋势,从其半致死剂量来看,EMS诱变花粉的适宜浓度范围自交系K305和R08均为0.67~1.0 mL?L-1,21-ES在1.67 mL?L-1附近。 M1代不同性状其变异幅度和变异系数与对照相比主要表现出增大的趋势,其不同性状的生物学效应在材料间表现不一致,表明性状在不同材料间对EMS的敏感性不一样,生育期表现为21-ES>K305>R08;主要株型性状表现为R08>21-ES>K305;主要雄穗性状K305和21-ES比R08敏感;主要果穗性状表现为21-ES>K305>R08。 M2代整体表现为变异谱扩大,其株高、穗位高和叶面积以及主要果穗性状的变异表现复杂,主要雄穗性状中除K305的M2株系雄穗分枝数呈双向变异外,其余M2株系整体偏向于雄穗变短,雄穗分枝数减小。该研究结果为后续研究和应用打下了基础。     

辐射诱发唐菖蒲复色花突变体的AFLP分析

以唐菖蒲品种'新秀'的种球为材料,经不同剂量50Co γ射线诱变后,进行生物学性状观察,并以'新秀'为对照.用AFLP分子标记对突变体进行多态性分析.结果显示,(1)诱变后代出现了广泛变异,并从75 GY剂量组M:代中选出了花瓣呈粉白相间的复色花突变体.(2)突变体的大多数引物扩增产物带型与对照带型差异显著;64种引物中50对引物检测出DNA分子的多态性,产生1 600条清晰谱带,多态性位点112个,多态性13.08%,相似性系数为93%.差异片段主要集中于100～700 bp之间.研究表明,复色花突变体和对照之间的差异与遗传物质的改变相关,其中一些可能与花色形成基因有关.     

空间搭载诱导水稻种子突变的分子标记多态性分析

以卫星空间搭载广东水稻品种特籼占13干种子,返地种植后经5代选择、培育,获得一批形态及育性变异的突变体及品系（种）,如株高变矮,稻穗变大,雄性不育等。为了探索空间诱变的本质,对选出的6个突变体及2个优良品系,选用了130个10－mer随机扩增多态性DNA（RAPD经物和17对扩增片段长度多态性（AFLP）引物组合,分别对其基因组DNA进行多态性位点扫描分析,两种方法的结果均显示：不同的突变体与原种DNA之间存在不同程度的多态性差异,且由两法得到的结果较接近,为6％－12％。此结果从分子水平上进一步证明了空间环境确实对植物种子存在诱变作用。     

粳稻品种秋光空间诱变突变体的微卫星分析

随机选用121对分布于水稻12条染色体上的微卫星引物对经卫星搭载的水稻品种秋光突变后代(SP10)7个株系进行分子检测,结果发现突变系与亲本秋光之间存在着不同程度的多态性,多态性位点的多少随突变系与原种间差异大小而变化;多数突变系和原种相比都存在多个位点突变。实验结果表明空间诱变可使植物DNA分子多个区段内发生重复或缺失等结构性变异,其诱变机理和一般的诱变因素导致DNA少数碱基发生点突变不同。     

分子标记及其在植物空间诱变育种研究中的应用

简述了分子标记RFLP、RAPD、SSR和AFLP的原理和特点以及空间飞行对植物材料变异的影响因素,并就分子标记技术在植物空间诱变育种研究中的应用进展及前景进行了阐述。     

甘蓝型油菜EMS诱变及多分枝和长角突变体分析

油菜是世界上最重要的油料作物之一,同时也是我国食用油和饲用蛋白质的主要来源。采用0.8%甲基磺酸乙酯(ethyl methane sulfonate,EMS)溶液处理甘蓝型油菜玻里马胞质雄性不育系(pol cms)的保持系2B种子,从田间M_2诱变群体中筛选获得1 495个变异株,包括叶色、叶型、早花、株高和株型、雄性不育、裂蕾、花瓣形状和颜色、多分枝和长角等变异性状,占M_2诱变群体的7.4%。对多分枝和长角突变材料的农艺性状进行观察和统计分析,结果表明多分枝突变材料平均一次有效分枝比野生型多1.03倍,单株产量增加41.48%;长角突变材料角果长度为野生型的1.69倍,但果粒数无差异,单株产量提高49.66%。研究结果为今后进一步发掘这些突变性状相关基因,并应用于油菜品种改良奠定了基础。     

皂荚南方天然群体种实表型多样性

以系统揭示表型变异程度和变异规律为目的, 对皂荚(Gleditsia sinensis)南方分布区的10个天然群体的11个种实性状进行了比较分析。采用方差分析、多重比较、相关分析等多种分析方法, 对群体间和群体内的表型多样性以及与地理、环境因子的相关性进行了讨论。方差分析结果表明; 皂荚果实、种子等性状在群体间和群体内存在丰富的变异, 11个性状在群体间、群体内均达显著差异; 荚果性状在群体间和群体内的变异均大于种子性状, 11个性状的平均表型分化系数为20.42%, 群体内的变异(32.28%)大于群体间的变异(7.19%), 群体内的变异是皂荚的主要变异来源; 皂荚各性状平均变异系数为11.20%, 变异幅度为4.55%-18.38%。群体间荚果的变异(14.75%)高于群体间种子变异(6.95%), 表明种子变异稳定性高。荚果和种子各性状之间多呈极显著或显著正相关, 表现为荚果越大, 则种子越大, 种子的千粒重也越大; 荚果表现为同地理经度的南北变异, 种子则表现为同地理纬度的东西变异。研究结果为进一步开展皂荚遗传育种、保护生物学研究和皂荚种质资源利用奠定了基础。     

星油藤蒴果及种子的性状变异研究

为进行星油藤(Plukenetia volubilis L.)良种选育,对其蒴果和种子的性状变异进行了研究。结果表明,星油藤蒴果中4、5、6裂片果分别为49.71%、37.69%和12.60%,以4和5裂片为主;种子性状变异系数比果实的小,种子性状比果实更稳定。按果裂片类型统计,以4裂片的性状变异系数最小,性状也较为稳定,性状分化变异率有54.19%~95.63%来自蒴果间,而果实和种子性状分化变异率分别有79.81%~95.76%和67.66%~93.0%来源于裂片类型,性状分化变异受裂片数影响大,而相同裂片数不同蒴果间的变异程度低。不同裂片类型的果实与种子大多数性状间均存在显著或极显著差异,果裂数是造成性状差异的主要原因。种子萌发率以6裂片果5裂片果4裂片果,平均萌发率超过91%;种子萌发率与单果重、单果重与果形态指标、种子重与种子形态性状间均存在极显著正相关关系,其中单果重对果厚、种子重对种子宽的影响大于其它性状。综合分析星油藤以4裂片果的生物产量最高,平均果重和种子重均好于其他类型。     

河西走廊不同红砂天然群体种子活性相关性

采用方差分析、多重比较、相关分析、聚类分析等多种分析方法对河西走廊红砂天然分布区11个群体种子发芽率、发芽势、吸水率和千粒重四个性状进行研究,以系统揭示种子活性变异程度和变异规律。研究结果表明,红砂种子的发芽率、发芽势和千粒重在群体间差异极显著（P<0.01）,42h吸水率在群体间差异显著（P<0.05）;千粒重、发芽率和发芽势之间呈极显著正相关关系（P<0.01）;红砂种子各性状均呈现出以经度、纬度和海拔为主的梯度变异规律;通过对4个活性性状各测量值的聚类分析,将11个天然群体拟划分为5个类群。研究结果可为今后开展红砂天然群体遗传多样性和种质资源的保护、评价与利用提供参考依据。     

2011年第2期《遗传》封面说明

空间诱变育种是指利用返回式卫星或高空气球将作物种子带到太空,利用太空特殊的环境使生物体产生变化,引起生物体DNA序列结构变化和染色体畸变,进而导致生物体性状发生改变,培育作物新品种的诱变育种新技术。它具有诱变效率高、变异幅度大、育种周期短、无环境污染等特点,在当今作物育种中发挥着重要的作用。空间诱变育种开辟了玉米育种的新途径,丰富了玉米育种学的内容。     

浙江楠种群表型变异

以探讨浙江楠(Phoebe chekiangensis)种群间和种群内的表型变异程度和变异规律为目的, 对其分布区9个种群的10个表型性状进行了研究。采用巢式方差分析、变异系数、多重比较和相关分析等多种分析方法, 对种群间和种群内的表型多样性及其与地理生态因子的相关性进行了讨论。研究结果表明: 浙江楠叶片、种子等表型性状在种群间和种群内均存在着丰富的变异, 10个性状在种群间、种群内的差异均达极显著水平; 种群内的变异(21.74%)大于种群间的变异(18.45%), 表型性状的平均分化系数为41.43%, 种群内变异是浙江楠表型变异的主要变异来源。各性状平均变异系数为12.78%, 变化幅度为6.50%-19.38%。种群间叶片的平均变异系数(16.99%)高于种群间种子的平均变异系数(8.58%), 表明种子的稳定性高于叶片。叶宽、叶面积与叶片其他性状间多呈显著或极显著相关, 种子千粒重与种子宽、种子体积显著正相关; 而种子和叶片的各性状间多无显著相关性。种子宽、种子体积和种子千粒重随着海拔的增加出现减小的趋势, 种子体积受纬度控制, 随着纬度的增大表现出增大的趋势。     

玉米空间诱变后代SP4选系配合力效应分析

利用返回式卫星“实践八号”搭载3份玉米自交系08-641、RP125和18-599, 从SP4代中选出多个诱变系按不完全双列杂交设计配制杂交组合, 在四川和云南两个环境条件下进行种植鉴定。配合力分析结果表明, 3份玉米自交系经空间诱变后各性状的配合力发生不同程度的变化, 同组诱变系材料在四川和云南两种环境条件下的配合力表现存在较大差异, 且表现配合力差异的性状不同。诱变系C03的穗长、穗行数、行粒数和单株产量4个性状一般配合力(General combining ability, GCA)在该组试验中的正向效应值均表现为最大, 且显著高于基础材料08-641, 可能具有较大育种潜势; 诱变系C01和C04部分产量构成性状的GCA显著高于对照, 但单株产量GCA表现不明显, 需在育种中加以改良利用; 诱变系C06、R18和S22所配杂交组合在产量及产量构成性状上的特殊配合力(Specific combining ability, SCA)表现较优, 这些结果为玉米杂交种的选育提供了重要参考。     

西瓜果实性状QTL定位及其遗传效应分析

用可溶性固形物含量高、薄皮、感枯萎病的栽培西瓜自交系（Ｃｉｔｒｕｌｌｕｓ ｌａｎａｔｕｓ ｖａｒ．ｌａｎａｔｕｓ）９７１０３和可溶性固形物含量低、皮厚、抗病的野生西瓜种质（Ｃｉｔｒｕｌｌｕｓ ｌａｎａｔｕｓ ｖａｒ．ｃｉｔｒｏｉｄｅｓ）ＰＩ２９６３４１杂交所得Ｆ２的１１８个单株为作图群体,通过构建分子连锁图谱,对西瓜主要果实性状可溶性固形物含量、果皮硬度、果皮厚度、单果重、种子千粒重进行区间作图,