罗布麻EMS突变体库构建及黄酮变异突变体筛选

罗布麻(Apocynum venetum L.)突变体的获得是人工创新种质资源的有效途径,也是开展品种选育、功能基因组研究的基础。本研究以采自东营野生罗布麻种子作为材料,预试验结果表明0.7%的甲基磺酸乙酯(EMS,ethylmethylsulfone)溶液诱变罗布麻种子13 h能够达到半致死剂量。在此浓度和处理时间下构建了一个1452株的突变体群体,对获得的M1植株进行农艺性状和总黄酮含量性状筛选,初步获得125份农艺性状突变材料,其中包括8株白化植株、23株叶型变异株、16株叶色黄纹突变体、32株苗期分枝植株以及46株叶位变异突变体,突变频率分别为0.55%、1.6%、1.1%、2.2%和3.2%。此外,还筛选到2株总黄酮含量明显高于野生型和1株低于野生型的材料。在突变群体中对黄酮代谢途径中编码黄烷酮-3-羟化酶的基因(F3H,flavanone 3-hydroxylase gene)进行测序鉴定,结果鉴定到3株F3H基因的突变体。本研究构建的罗布麻突变体库表型丰富且突变位点可以鉴定,是罗布麻新种质筛选、品种选育以及基因功能研究的良好材料。     

水稻穗长基因PAL3的克隆及自然变异分析

穗型是决定水稻(Oryza sativa)产量的关键因素之一。我们从粳稻品种圣稻808 (SD808)的EMS诱变突变体库中发现4份短穗突变体,这些突变体的穗长、一级枝梗数、二级枝梗数和穗粒数发生不同程度的降低。基因定位和图位克隆表明,这些突变体的表型受同一基因控制,将该基因命名为PAL3 (PANICLE LENGT...     

糜子EMS突变体库构建和突变体筛选

糜子(Panicum miliaceum L.)具有抗旱、耐瘠、适应性广、生育期短等特点,是我国北方地区的杂粮作物。糜子高产品种不耐水肥、易倒伏,锄草、间苗费时费工的问题严重影响着农民对糜子生产的积极性和收入。EMS(甲基磺酸乙酯)化学诱变方法成本低,操作简单,诱变率高,是作物育种的重要方法。本试验选用糜子品种伊选大红糜进行EMS化学诱变而构建突变体库,对获得的2333个M2材料进行突变频率和全生育期表型多样性等特征的分析。结果显示,所构建的糜子突变体库材料变异类型非常丰富,共发现104个形态性状突变株系,突变频率为4.5%,包括叶色、叶型、株高、生育期、育性、穗型、种皮颜色等性状,该突变体库的构建将为糜子功能基因组学研究和育种提供丰富的突变体资源和新型种质。     

糜子EMS突变体库构建和突变体筛选北大核心CSCD

糜子(Panicum miliaceum L.)具有抗旱、耐瘠、适应性广、生育期短等特点,是我国北方地区的杂粮作物。糜子高产品种不耐水肥、易倒伏,锄草、间苗费时费工的问题严重影响着农民对糜子生产的积极性和收入。EMS(甲基磺酸乙酯)化学诱变方法成本低,操作简单,诱变率高,是作物育种的重要方法。本试验选用糜子品种伊选大红糜进行EMS化学诱变而构建突变体库,对获得的2333个M2材料进行突变频率和全生育期表型多样性等特征的分析。结果显示,所构建的糜子突变体库材料变异类型非常丰富,共发现104个形态性状突变株系,突变频率为4.5%,包括叶色、叶型、株高、生育期、育性、穗型、种皮颜色等性状,该突变体库的构建将为糜子功能基因组学研究和育种提供丰富的突变体资源和新型种质。     

苦荞突变体库构建与突变体中芦丁合成相关基因表达分析

苦荞是重要的小杂粮作物之一,营养物质丰富,是天然芦丁的重要来源。突破苦荞育种难题,创制苦荞新种质是目前研究的重要方面。本试验利用甲基磺酸乙酯(EMS)构建了黑丰1号苦荞突变体库,明确了当EMS浓度为1.2%时,诱变效果较好。通过对M1突变株表型观察统计,共获得叶色、叶型、株型、粒型变异单株102株,突变率为3.85%;高效液相色谱技术(HPLC)测定1000株M3材料,获得高芦丁含量突变株系2个和低芦丁突变体株系5个;qRT-PCR对芦丁含量突变体株系中芦丁代谢关键酶基因(CHS、F3H、4CL、FLS、UFGT)进行表达量分析,发现不同株系中上述基因的表达量与芦丁含量相关性不明显,但个别基因如FtFLS基因表达量在高芦丁含量突变体中达到对照的4.55倍。通过突变体的筛选丰富了苦荞基因资源,创新了苦荞新种质,也为苦荞芦丁代谢的分子基础研究提供了材料保证与技术支持。     

EMS处理对大白菜种子和幼苗活力的影响及M_2表型变异分析

大白菜突变体的获得是种质创新的有效途径,也是开展功能基因组研究的材料基础。本研究选取自交亲和、易进行小孢子培养的大白菜自交系‘A03’作为构建突变体库的野生型材料。分析EMS种子处理对M1、M2种子和幼苗活力及生理特性的影响,确定适宜诱变方案并构建突变体库,并针对突变体库M2群体结球期、收获期和生殖生长阶段表型性状变异进行了分析。结果表明,以浓度0.4%的EMS浸泡种子16 h,以及连续对两代种子进行诱变处理,均可以构建大白菜突变体库。突变体库M2群体植株在结球期、收获期和生殖生长阶段表型变异丰富,变异频率分别为21.65%、22.40%和25.65%。     

γ射线辐射“9311”水稻突变体的筛选

突变体的创建和筛选是挖掘基因功能的重要来源,也是扩充种质资源的有效途径之一。利用60Coγ射线处理籼稻"9311"种子,经过M2筛选及M3鉴定,共获得128份突变体,突变频率为10.24%。突变类型包括生育期及育性突变、叶片性状突变、茎秆形态突变、穗部形态突变、子粒形态突变等,此外,还发现一个植株变矮、节间和叶片变短且不能进入生殖生长的突变体,该突变体在湖北和海南连续种植都不能开花结实。筛选的突变体不仅为水稻功能基因组学研究提供丰富的材料,部分突变体还可直接作为育种材料应用。     

陆地棉EMS诱变体系的优化及种子和纤维发育异常突变体的鉴定

突变体是进行基因功能研究的遗传学材料。本研究利用浓度为0～1.5%EMS溶液处理已萌发露白的陆地棉(Gossypium hirsutum L.)鲁6269种子4～12 h,分析不同浓度的EMS溶液处理不同时间对棉花出苗率和生长的影响,并在M_2和M_3对突变体进行了初步的形态学鉴定。结果表明,1.0%EMS溶液处理10 h,鲁6269的出苗率为49%,为该材料的半致死浓度,诱变效果最佳。为了获得大量的突变体,利用该浓度,处理鲁6269萌发的种子(约10000粒)10 h,在M_2发现一株纤维发育异常(纤维成熟脱水后不蓬松)的突变体,收获该突变体自交种子,M3跟踪调查,发现该突变体纤维发育异常表型与M_2相同,种子解剖观察发现,该突变体种胚与外种皮之间存在一个大空腔,种胚弱小且扁瘪,影响种子的出土。本研究优化建立了陆地棉品种鲁6269种子EMS诱变体系,在M_3筛选获得一个种子与纤维发育异常的突变体sfm-1,为研究棉花种子及纤维发育提供了遗传学材料。     

一种水稻分蘖突变体的初步分析（简报）

通过EMS（甲基磺酸乙酯,ethyl methane sulfonate）诱变处理灿稻丰矮占5号的种子,在M2代中分离到一株少分蘖突变体,命名为ret5-5(reduced tiller mutant）。植株表现为不分蘖,自交所得M3、M4和M5代植株表现为0－2个分蘖,而原正常品种FAZ－5同期平均分蘖数为8.2。突变体与FAZ－5的杂交结果显示该突变表型为隐性突变。在F1代自交所得F2和F3代植株出现性状分离,突变可能涉及2个或2个以上的基因。     

EMS诱变西瓜突变体库的构建及表型分析

采用1.0%诱变剂甲基磺酸乙酯(EMS)处理西瓜品系W1-17种子9h,然后对M1和M2代群体单株在叶、花、茎、育性、分支习性等方面进行表型变异观察,同时选取M2代典型变异株系,利用23对西瓜SSR引物进行分析鉴定,构建西瓜突变体库。结果表明:(1)EMS诱变使M1代幼苗形态呈现出叶畸形、叶褶皱、部分黄化、花畸形、雄花不散粉、卷须畸形、矮小、生长缓慢、不育等特异性状,获得由1 252个单株组成的西瓜突变体M1群体,群体总变异频率为18.33%。(2)M2代共筛选到205个突变植株,40种表型变异,表现在子叶性状(黄化、扭曲不对称、折叠等)、叶和茎性状(叶黄化、变小、裂刻变深,茎变细,节间变短,分支少等)、花性状(花变大,花色变浅,两性花,花瓣皱缩、部分退化、数目突变,柱头畸形,雄蕊不成熟等)和其他性状(生长缓慢、不育等)等方面,总的表型突变率达到了19.59%。(3)针对M2代10个典型变异植株,通过SSR引物分析发现有9份材料在DNA水平上有变异。本研究初步构建了含有120个M1代家系及1 051株M2代植株、40种表型变异的西瓜突变体库。     

作物诱变育种研究进展

作物新品种的培育能保持粮食稳产增收,利用自然和诱变获得遗传变异是作物育种的基础。随着栽培作物基因库的日益贫乏,诱变育种技术已成为目前种质资源创新和挖掘新基因的一个重要途径。本文综述了植物诱变育种的发展简史,物理诱变、化学诱变的主要类型、特点、异同及其在农业育种上的应用。由于诱变育种存在的主要问题是有益突变频率仍然较低,变异的方向和性质尚难控制,因此提高诱变效率,迅速鉴定和筛选突变体以及探索定向诱变的途径,是今后研究的重要课题。     

东北春大豆种质资源表型分析及综合评价

种质资源是大豆遗传育种和解析复杂数量性状的基础,通过对种质资源的评价,可指导育种实践中优异互补亲本的选择,提高优异基因交流累加和新品种培育的效率。本研究选用来自东北三省一区1923-2010年间选育的340份春大豆种质资源,通过在牡丹江地区对12个表型性状的2年综合鉴定,评价品种群体遗传变异特点和筛选优异种质资源,结果表明:(1)春大豆种质资源表型变异丰富。除生育期年份间差异不显著外,其他性状品种间和年份间均呈显著的差异,且2年变化趋势相同。有效分枝数变异幅度最大,其次是主茎荚数、单株粒重和株高,这些性状选择潜力较大,品质性状的变异幅度较小,选择潜力有限;(2)表型性状特征频率分布均符合正态分布。受育成单位纬度和育种目标的影响,生育期呈现北早南晚,北部育成品种营养体较小、植株矮小、节数相对较少、脂肪含量较高,南部育成品种营养体较大、植株高大、单株有效节数多且主茎单节最多荚数多,部分品种蛋白质含量相对较高;(3)采用主成分分析方法综合评价表明,吉育71的ZF值最高,综合性状表现最好,表型性状与ZF值相关分析结果显示,生育期、株高、主茎节数、地上部生物产量、收获指数、主茎荚数和主茎单节最多荚数等7个表型性状可作为春大豆种质资源综合评价指标。在大豆育种中应重视利用具有丰富遗传多样性的基因资源,在亲本选配时适当选择综合性状优良、育种性状优势互补的种质。     

一个水稻半矮化和花发育异常突变体的遗传分析和分子定位

从粳稻品种‘日本晴’经~(60)Co诱变的M_2代材料中发现一个半矮化并且花发育异常突变体sd-df3,其表现为植株半矮化,分蘖增加,半包茎穗,雄蕊发育不良,无花粉。遗传分析显示,该突变体表型受1对隐性核基因控制。以杂合型突变体为母本,与广亲和品种Dular杂交,构建F_2分离群体,将该基因定位在水稻第3号染色体,In/Del标记333591与333818之间的物理距离约为227kb的范围,目前该范围内没有矮化相关基因报道。     

离体诱变定向培育高油花生新品种宇花9号

笔者前期研究发现经干旱胁迫处理后的花生叶片水势与其籽仁含油率呈显著正相关。文中对羟脯氨酸作为水势(渗透压)调节物质用于离体定向筛选花生高油突变体及培育花生新品种进行了研究。以花生品种花育20号胚小叶作为外植体,平阳霉素作为诱变剂添加于体胚诱导培养基上进行离体诱变培养。形成的体胚转移到添加6 mmol/L羟脯氨酸(培养基水势为-2.079 MPa)的体胚萌发和再生培养基上诱导体胚萌发成苗,同时进行高油突变体定向筛选。再生小苗经嫁接移栽田间,从再生植株后代中获得了132份含油率55%以上的高油突变体,其中27份含油率超过58%,2份超过60%。再生植株后代结合系谱育种法育成了高产高油花生新品种宇花9号,在辽宁省花生新品种备案试验中,籽仁产量比对照品种增产14.0%,并通过了国家非主要农作物品种登记。宇花9号含油率达61.05%,比亲本花育20号高11.55个百分点,是目前国际上含油率最高的花生品种。本研究结果表明,利用离体诱变、培养基低水势定向筛选及其再生植株后代结合常规育种法选择是定向培育高油花生品种的有效方法。     

直立密穗基因DEP2-1388的遗传分析及在杂交稻中的育种利用

通过EMS诱变籼型重穗恢复系蜀恢498,获得一个直立穗突变体R1338。与野生型相比,突变体表现为植株变矮、穗直立、穗长变短、一次枝梗变短、着粒密度增加、穗部抗弯曲力极显著增强、籽粒增宽增厚、粒长变短。组织细胞学分析发现,穗颈节直径、纤维素含量和木质素含量在穗部抗弯曲上发挥了重要的作用。遗传分析表明该直立穗表型受一对半显性核基因DEP2控制,通过重测序以及MutMap方法定位发现,在R1338突变体中,DEP2第7外显子有一个A到G的碱基置换,导致第928个精氨酸(AGG)被置换成甘氨酸(GGG),推测R1338直立穗性状可能由DEP2中该SNP导致。用R1338、野生型与不同穗型不育系分别配组,R1338与弯曲穗不育系所配组合穗部表现半直立,且保持较高的结实率和杂种优势,与DEP1直立穗不育系配组表现为基因累加效应的直立穗。本研究还讨论了直立穗突变体R1338在杂交水稻育种中的利用价值。     

小麦丰产资源的筛选与创新研究

在二十余年小麦大粒、穗重资源研究与创新基础上,2000-2006年对2878份小麦种质资源进行研究,筛选出千粒重50~59.9g的大粒种质256份,占全部资源的8.9%;千粒重60~69.9g的稀有大粒种质93份,占全部资源的3.2%;千粒重70g以上的珍贵大粒种质8份,占全部资源的0.3%。筛选出单穗重2~2.49g的穗重种质176份,占全部资源的6.1%;单穗重2.5~2.99g的稀有穗重种质83份,占全部资源的2.88%;单穗重3g以上的珍贵穗重种质19份,占全部资源的0.66%。探索出大粒、穗重型种质创新的途径是:理想株型与大粒、穗重性状相结合;保产性状与大粒、穗重性状相结合;优良品质性状与大粒、穗重性状相结合;常规技术与现代生物技术相结合。通过创新,培育出一批优良的大粒、穗重型中间材料,可为超级小麦育种提供优良的基因源,促进超级小麦育种的发展。     

河北省冬小麦丰产抗旱性表型鉴定指标分析

以河北省审定的85个冬小麦品种为材料,采用防雨棚春季干旱和露地灌溉2个处理,分别于开花期、成熟期调查株高等27个表型性状,分析了各表型性状与单株子粒产量的相关性。结果表明,单株成穗数等12个性状与单株子粒产量抗旱系数或抗旱指数呈显著或极显著相关;结合表型性状变异系数,明确了提高单株成穗数、穗粒数、灌溉条件下较长的旗叶长度和干旱条件下较短的旗叶长度是培育丰产抗旱小麦新品种的主攻方向;子粒比重、子粒长度及干旱条件下的结实率和每穗小穗数可作为河北省小麦种质资源丰产抗旱性的鉴定依据;河北省小麦品种丰产性高,而抗旱性尚需进一步改善。     

重庆地区新收集烟草种质资源的鉴定评价与整理编目

为将"第三次全国农作物种质资源普查与收集行动"重庆项目组收集到的63份烟草种质资源入国家种质资源库进行编目和保存,对其进行田间鉴定和拍照记录。形态特征和主要农艺性状的遗传多样性分析表明,供试种质的数量性状和质量性状遗传多样性丰富,质量性状以叶形的多样性指数最高,数量性状中叶长、叶宽和茎围的多样性指数较高。聚类分析将新收集烟草种质资源分为4个类群,其中第Ⅰ类群以黄花烟为主,第Ⅲ类群的植株最高、叶片最大,可用于高产育种。主要病毒病的抗性鉴定发现,有11份种质TMV和CMV的抗性均较强,其中2份种质对TMV免疫且高抗CMV,可用于抗病育种。另外,通过田间表型和SSR分子标记对拟编目资源进行鉴定整理,剔除了重复的种质资源。因此,烟草种质资源的普查收集工作对于丰富国家烟草种质资源库和新品种选育具有重大意义。     

农作物辐射诱变育种研究进展

辐射诱变处理是进行农作物种质资源创新及新品种选育的有效途径。本文简要介绍了农作物辐射诱变育种工作中常用的诱变因素、诱变处理对象及对诱变后代材料进行鉴定筛选的主要技术方法,总结了农作物辐射诱变的主要育种成就及国内外在辐射诱变机理方面的研究现状,同时对今后诱变育种工作中亟待解决的问题展开了讨论,以期为提高农作物诱变育种的效率提供参考。     

反义磷脂酶Dγ基因转化小麦的研究

目的:获得抗寒、耐盐等能力增强的小麦新种质或新品种。方法:利用穗茎注射法将含有反义磷脂酶Dγ基因(PLDγ)的根癌农杆菌菌液注入到春小麦富硒乌麦旗叶鞘内,T1代经田间表型选择筛选到10株变异株,通过特异PCR扩增和Southern杂交技术对获得的变异株进行分子检测,并对转基因植株进行耐盐性鉴定。结果:变异株均扩增出大小为430bp的目的片段,Southern印迹结果与其一致,证实反义PLDγ基因已经整合到小麦的核基因组中;6株转基因植株的抗寒力比对照显著增强,4株的熟期提早3～4d;在室内耐盐性筛选中,2株变异植株耐NaCl的能力比对照有不同程度的提高。结论:反义PLDγ基因在提高小麦的抗寒、耐盐性上具有很大的应用价值。