离子注入后诱导水稻多倍化的效果

利用3份二倍体水稻为材料,以氮离子束为诱变源,研究了离子注入后所引起的生物学效应和离子注入对水稻多倍化的效果。研究结果表明,氮离子束对3份二倍体水稻材料的效应因材料种类和离子注入剂量不同而异。N 注入处理后对利用秋水仙素诱导水稻多倍化的效果比较明显,但效果的明显程度则因离子注入剂量不同或秋水仙素诱导时间不同或试验材料的遗传背景不同而表现出一定的差异。在秋水仙素对试验材料的诱导时间为24 h的各个处理中,N 离子注入剂量为6.76×1016N /cm2的处理似乎更好,而在秋水仙素对试验材料的诱导时间为48 h的各个处理中,N 离子注入剂量为0.52×1016N /cm2的处理则更有利于获得同源四倍体材料。经过2个~3个世代的筛选之后并通过染色体核型分析,在试验材料的后代中已经获得了一些同源四倍体水稻材料。     

植物同源四倍体生殖特性及DNA遗传结构的变异

由于染色体加倍过程中的加倍因素和非加倍因素的影响, 同源四倍体的DNA遗传结构较其起源二倍体产生了变异, 进而导致其表现型发生相应的变异。和其起源二倍体相比, 同源四倍体的表现型变异表现在以下几个方面: 雌雄配子育性降低; 花粉(2n)的体积明显增大; 部分胚囊内卵细胞、助细胞及反足细胞数目有所增减; 自交繁殖过程中, 花粉的萌发及生长速度较慢、花粉管的形态部分畸形、部分极核受精过程及受精细胞(与精核结合的极核或卵)的进一步发育状况异常; 大多数育性或结实率会有不同程度的降低, 但降低的程度有因自交繁殖世代的推移而逐渐减小的趋势; 就一些植物种类而言, 同源四倍体有较好的远缘杂交亲和性。     

同源四倍体灯盏花离体再生及其倍性鉴定

以四倍体灯盏花的无菌苗叶柄为外植体进行离体培养,研究其再生体系,并对再生植株进行染色体倍性鉴定。结果表明:叶柄外植体在MS+0.05 mg·L-1NAA+0.5 mg·L-16-BA+0.65%琼脂+3%蔗糖的培养基上不定芽的再生频率可达87.3%;继代培养(MS+0.1 mg·L-1NAA+0.3 mg·L-16-BA+0.65%琼脂+3%蔗糖)增殖系数为7.8,诱导(1/2MS+1.0 mg·L-1NAA+1.0 mg·L-1IBA+0.65%琼脂+3%蔗糖)生根率100%,移栽成活率为90%。细胞学鉴定结果表明,再生植株的染色体数为2n=4x=36,而原二倍体的染色体数目为2n=2x=18,基数x=9,因此,再生植株为四倍体。     

不同倍性水稻亚种间杂种小孢子发生的细胞学观察

利用塑料半薄切片对水稻同源四倍体亚种间杂种F1及其对应的二倍体杂种F1小孢子母细胞减数分裂过程的细胞学变化进行观察研究.结果表明,同源四倍体水稻亚种间杂种造孢细胞期和小孢子母细胞期已经表现出较高频率的异常;减数分裂过程中,小孢子母细胞出现异常更加复杂,主要包括小孢子母细胞液泡化和退化两大类,这些异常是导致杂种花粉败育和花粉低育性的重要原因之一;此外,绒毡层异常也是导致杂种的花粉育性降低的因素.二倍体杂种小孢子母细胞在减数分裂过程的异常类型与水稻同源四倍体亚种间杂种基本相似,其绒毡层异常频率较低,对其花粉低育性影响不大.     

四倍体青花菜低稔性胚胎学研究

以二、四倍体青花菜为材料,在现蕾期分别套袋自交,对四倍体与二倍体的胚囊结构、受精以及受精后胚胎发育过程进行比较研究.结果表明:四倍体青花菜胚囊发育完整,与二倍体相似.四倍体花粉萌发率较二倍体低,花粉管生长较慢且不整齐.四倍体和二倍体青花菜自交均能正常受精,四倍体青花菜在受精后胚胎发育的进程上均较其二倍体滞后约2 d,且胚胎发育在进度上不一致,并存在胚胎败育现象,正常胚胎只占25.8%,导致四倍体结实率比二倍体降低22.6%.     

白术同源四倍体的诱导和鉴定及其与二倍体过氧化物酶的比较

以白术（Atractylodes macrooephala Koidz.）二倍体组培苗为材料,对其四倍体诱导方法进行研究,共获得45个白术同源四倍体株系,为优良株系的选育提供了材料。此外,还分析比较了其中8个白术四倍体株系与二倍体的过氧化物酶同工酶（POD）的酶谱差异,发现四倍体各株系过氧化物酶同工酶谱比二倍体的均多了Rf0.310的谱带,且总过氧化物酶比活力也发生了很大改变,对探讨白术四倍体优良株系的生理生化机理具有一定的参考价值。     

无籽枸杞新品种选育研究

采用组织培养技术与化学诱变相结合及幼胚培养等育种手段,初步选育出优良三倍体株系99－3。99－3三倍体株系与目前生产中最优栽培品种宁杞1号（二培体）相比,总糖含量高37．59％,多糖含量高20．00％,氨基酸含量高9．50％,千粒果重高8．60％,且含籽数降低58．70％,饱籽数降低88．80％,第一年产量略高于宁杞1号。通过上述指标综合评定,三倍体枸杞99－3是一个理想的枸杞深加工品系。     

A high‐throughput BAC end analysis protocol (BAC‐anchor) for profiling genome assembly and physical mapping

Traditional approaches for sequencing insertion ends of bacterial artificial chromosome (BAC) libraries are laborious and expensive, which are currently some of the bottlenecks limiting a better understanding of the genomic features of auto‐ or allopolyploid species. Here, we developed a highly efficient and low‐cost BAC end analysis protocol, named BAC‐anchor, to identify paired‐end reads containing large internal gaps. Our approach mainly focused on the identification of high‐throughput sequencing reads carrying restriction enzyme cutting sites and searching for large internal gaps based on the mapping locations of both ends of the reads. We sequenced and analysed eight libraries containing over 3 200 000 BAC end clones derived from the BAC library of the tetraploid potato cultivar C88 digested with two restriction enzymes, Cla I and Mlu I. About 25% of the BAC end reads carrying cutting sites generated a 60–100 kb internal gap in the potato DM reference genome, which was consistent with the mapping results of Sanger sequencing of the BAC end clones and indicated large differences between autotetraploid and haploid genotypes in potato. A total of 5341 Cla I‐ and 165 Mlu I‐derived unique reads were distributed on different chromosomes of the DM reference genome and could be used to establish a physical map of target regions and assemble the C88 genome. The reads that matched different chromosomes are especially significant for the further assembly of complex polyploid genomes. Our study provides an example of analysing high‐coverage BAC end libraries with low sequencing cost and is a resource for further genome sequencing studies.     

低能氮离子注入同源四倍体水稻的生物学效应

以低能氮离子束为诱变源,对同源四倍体水稻进行注入处理后,对其生物学效应进行了研究。研究结果表明,同源四倍体水稻比二倍体水稻对低能氮离子束注入处理更敏感。在注入离子剂量为3×1017N+/cm2时,同源四倍体水稻所受到的损伤比二倍体水稻所受到的损伤更严重。4份同源四倍体水稻(即IR36(4)、IR28(4)、紫血稻(4)、明恢63(4))的成苗率分别是2.0%、3.5%、3.0%和4.0%,致死率非常高。在同样条件下,4份相应的二倍体水稻(即IR36(2)、IR28(2)、紫血稻(2)、明恢63(2))的成苗率分别是33.0%、31.5%、29.0%和24.5%,致死率也比较高。在经过注入处理后的当代群体内,4份同源四倍体水稻的平均变异频率为32.5%,而4份相应的二倍体水稻的平均变异频率为9.5%。在同源四倍体水稻IR36(4)和IR28(4)的变异群体内分别发现22株和14株结实率均达到75.0%以上的单株,其中在IR36(4)群体内有1单株的结实率高达91.89%;在紫血稻(4)的变异群体内发现2株具有双胚苗性状的单株;在二倍体水稻明恢63(2)的变异群体内发现1株具有红心米性状的单株。在第二代群体中,除了叶鞘变异和米质变异这两个变异性状能稳定遗传之外,其它变异性状在群体内都发生了明显的性状分离现象。同源四倍体水稻的高结实率特性和双胚苗特性表现出一定的可遗传性。     

黄芩组织培养同源四倍体的诱导

应用组织培养技术对黄芩进行多倍体诱导,结果表明：组织培养条件下,在培养基中添加一定浓度和秋水仙素,或者把带有绿色芽点的黄芩愈伤组织经０．２％秋水仙素溶液浸泡一定时间后再进行培养,均可诱发黄芩多倍体的产生,但以后效果较好,诱导率可达４０．０％,通过试管苗根尖染色体显微观察,鉴定出５０多个黄芩同源四倍体,为今后优良品种的选育打下基础。