大豆诱变育种研究四十年

本文简要阐明我所大豆诱变育种研究四十年来,研究确定的可行诱变技术,创造的优良遗传变异类型。先后采用＾６０Ｃｏγ－射线,Ｘ－射线,热中子,ＥＭＳ,ＮａＮ３等诱变因素处理以及有性杂交与诱变结合的技术,育成１３个优良大豆品种,累计种植面积４３２万公顷。还创造出一些极早熟,高蛋白、低亚麻酸、高油,高亚油酸,抗病等优良突变体。研究表明,人工诱变,及其与有性杂交相结合技术,已经成为大豆遗传改良的有效技术手段。     

~(60)Co诱变大豆后代农艺性状的研究

用60Co对晋豆24号进行辐射处理,对诱变后代M4、M5代16个主要农艺性状进行主成分分析,将与产量密切相关的各项指标转化成"单株产量构成"因子、"株型和粒型"因子和"粒重"因子等三大主成分.以M5代春播群体为代表进行的聚类分析将后代分为高产、中产和低产三类,确定"单株产量构成"因子(第一主成分)为影响大豆产量的主导因素.     

大豆滞绿(stay-green)突变体诱变后代表型性状变异分析

本文利用大豆滞绿突变体Z-94320经60Co-γ射线诱变的突变体后代M5、M6代为材料,进行两年的田间性状观察记录统计,用相关性分析、主成分分析、聚类分析对其17个主要表型性状统计分析。结果表明:诱变后代产生了丰富的变异,出现了多种种皮色和子叶色,产生了非滞绿性状,形成了各种生育周期,且分离出晚熟性状。通过相关性分析发现,单株粒重与株重、茎粗、主茎荚数、分枝荚数、一粒荚数、二粒荚数、三粒荚数、瘪粒荚数、虫食数呈极显著正相关,这些性状可以对产量进行预测;主成分分析在M5代提取出“产量因子”、“株型因子”、“粒荚因子”、“茎荚因子”四个主成分,对农艺性状累计贡献率达到70.50%,M6代提取出“产量因子”、“虫害因子”、“株型因子”、“茎杆因子”四个主成分,对农艺性状累计贡献率达到71.54%;聚类分析将M5、M6代材料分别划分为6类,发现同代中各类群农艺性状情况大致相似,但是各农艺性状在两代之间的变化明显,在株重、结荚高度、单株粒重等方面M6代显著高于M5代,并筛选出两株高产品系和一株特色滞绿品系。本研究逐步完善了对滞绿大豆突变体库的构建,为滞绿大豆诱变后代的遗传多样性研究提供了基础的数据分析。     

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。     

苏云金杆菌NU-2原生质体复合诱变的研究

通过对苏云金杆菌NU-2的原生质体进行紫外线和LiCl的复合诱变,筛选到1株发酵周期可以从44 h缩短到40.3 h,晶体蛋白含量提高10.03%的突变株NU-2-16。实验所确定的NU-2原生质体形成和再生的最佳条件为将菌体培养10 h后再经活化5 h,溶菌酶终浓度为1.5 mg/mL,pH 7.0,42℃水浴中处理60 min。     

河北省大豆推广品种遗传多样性分析

利用主要农艺性状以及SSR和AFLP2种分子标记,对河北省41个大豆推广品种进行遗传多样性分析,以便为种质资源利用和创新提供依据。农艺性状聚类结果将41个材料划分为3个类群和2个特殊品种,聚类结果与材料系谱来源相差悬殊,不能反映材料间亲缘关系。SSR和AFLP数据聚类结果将41个材料划分为4个SAG（SSR and AFLP—basedgroups）分子类群。30对SSR引物共检测出135个等位变异,平均每个位点上有4．47个等位变异,SSR的遗传多样性指数（Simpson）分布范围为0．0928～0．7800,平均值为0、6442。10对AFLP引物共扩增出93个多态性标记,平均每对引物9．3个多态性标记。品种间的遗传相似系数（GS）变化范围为0．5877～0．9868,平均值变化范围为0．6732～0．7653,总体平均值为0.7237,遗传相似系数较高,说明材料间遗传变异较小。     

复合诱变对米曲霉产曲酸的影响

发酵法生产曲酸还未实现大规模工业化生产的原因之一是曲酸菌种产酸率较低,本文以平展米曲霉（Aspergillus oryzae effusus)AS32为出现菌株,经UV和^60Co诱变处理,筛选获得一株高产曲酸变异株AUR163,以葡萄糖为碳源,酵母膏为氮源,32℃摇瓶和30L罐发酵培养4天,产酸达6．8g/100mL。平均生产效率为17．0g/L.d最高可达30．5g/L.d比出发菌AS32提高190％以上,这表明UV和^60Co作诱剂,可以大幅度提高米曲霉的曲酸生产效率。     

大豆重要农艺性状的QTL分析

应用栽培大豆科丰1号（♀）和南农1138-2（♂）杂交得到的F9代重组自交系（RILs）群体（201个家系）,构建了含302遗传标记、覆盖2363.8cM、由22个连锁群组成的遗传连锁图谱。采用区间作图法,对该群体的主要农艺性状的调查数据进行QTL分析,表明与开花期、成熟期、株高、主茎节数、每节荚数、倒状性、种子重、产量、蛋白质和含油量等10个重要农艺性状连锁的QTL位点34个,每个数量性状的遗传变异是由多个QTL位点决定的。与产量有关的农艺性状的一些QTL集中在几个连锁群上。     

大豆的农艺性状与大豆灰斑病抗性关系的初步分析

对大豆灰斑病抗性水平不同的品种资源的农艺性状,包括结荚习性、株型、叶形、花色、茸毛色进行调查分析,结果表明,在灰斑病抗性较好的品种中,分枝型、圆叶、紫花、棕色茸毛的品种所占比率较大,这种现象可供今后灰斑病抗源筛选及抗灰斑病育种参考。     

开花后光照长度对大豆农艺性状的影响

在人工控制条件下,研究了开花后的光照长度对大豆农艺性状的影响及大豆不同发育阶段长度与农艺性状的相关性．结果表明,开花后长日照可提高大豆的干物质积累量,在正常成熟的前提下可明显提高产量．试验进一步证明鼓粒期长度与粒重和产量呈正相关,花荚期长度对产量形成相当重要．认为东北大豆花荚期及以前的长日照有助于干物质的积累和较多花荚数量的形成,鼓粒开始后迅速缩短的日照条件可促进干物质向籽粒的运转,并加快籽粒的整齐成熟．     

植物诱变技术的研究进展

植物诱变技术是指利用外界因素加快物种遗传变异,在短期内获得有利用价值的突变体,为培育新种质、新品种及基因功能的研究等创造条件。相对于自然的选择,诱变技术具有高频率、广突变、周期短等特性。主要论述了常用的化学诱变、物理诱变、空间诱变和生物诱变等诱变手段,并详细介绍了上述诱变技术的诱变机理、生物学效应、常用的诱变方式及其在植物应用中的研究现状。针对现行各种诱变技术的不足提出了今后努力的方向。     

阿魏菇多糖高产菌的离子束和激光复合诱变育种

目的:诱变筛选阿魏菇多糖高产菌,探索食用菌的离子束和激光复合诱变育种方法。方法:尝试用阿魏菇菌丝单细胞为靶材,以离子束注入和激光辐照为复合诱变手段,采用营养缺陷型筛选办法定性初筛,摇瓶发酵定量复筛。结果:通过离子束注入诱变,获得了2株菌丝体多糖产量分别达到551.80mg/L和659.46mg/L、较1号出发菌株提高了46.5%和75.2%的多糖高产菌PFPH-1和PFPH-2;在此基础上,以激光辐照为复合诱变手段,获得了1株菌丝体多糖产量达到762.50 mg/L、较出发菌株PFPH-2提高了15.63%的多糖高产菌PFPH-3。结论:离子束和激光复合诱变育种方法在改良阿魏菇多糖高产性状方面诱变功效显著。     

一种改进的快速PCR定点突变技术

在基因工程与蛋白质工程研究中常常用到基因突变技术制备突变体,用于研究基因调控、蛋白质的结构与功能。本项研究在快速PCR定点突变技术的基础上,改进实验方法,简化实验步骤,以适用蛋白质结构改造研究的需要。建立的突变技术仅需一次PCR反应即可完成基因的定点突变,突变效率为79.6%左右。该法对1～3个连续碱基的突变和对间隔4个甚至多达15个碱基的数个密码子突变效果都很好。     

Mutagenesis of Embryogenic Cultures of Soybean and Detecting Polymorphisms Using RAPD Markers

Embryogenic suspension cultures of soybean (Glycine max L. cv. Iroquois) were subjected to mutagenesis using varying concentrations (1, 3, 10, and 30 mM) of ethyl methanesulfonate (EMS). Depending on the concentration of EMS used, the mean survival rate of embryogenic cultures decreased from 74 % (1 mM EMS) to 43 % after 30 mM EMS treatment. Random amplified polymorphic DNA (RAPD) analysis was used to determine whether induction of genetic variability in embryogenic cultures in response to the different EMS treatments may result in identification of polymorphic markers. Two of 35 ‘core’ primers tested revealed polymorphisms. One of the primers, OPO-01/1150, revealed polymorphism in tissue treated with 10 mM EMS, while the other primer, OPO-05/1200, revealed polymorphism in tissue treated with either 1 or 30 mM EMS. These results suggest that RAPD markers are useful in detecting mutations in embryogenic cultures of soybean. This revised version was published online in July 2006 with corrections to the Cover Date.     

一种新型的基因定点突变方法及其在DdsA突变研究中的应用

为了发展基因突变技术,介绍一种新型的基因定点突变方法.该方法巧妙利用了基因序列中广泛存在的不完整的平端酶切位点.与传统方法相比,可以迅速地在全基因的任何部位替换核苷酸,并可以在突变实验过程中直接将目的基因克隆到T载体上,便于测序及进一步克隆.利用该方法成功地获得了DdsA（decaprenyl diphosphate synthase,十聚异戊二烯焦磷酸合成酶）在4个氨基酸位点上的19个变体酶.这些位点分布在基因的不同区域内.证明这种新方法的高效性.     

斑马鱼反转录病毒插入突变技术的发展及其在基因饱和突变与筛选中的应用

用于大规模基因突变与筛选的主要策略有化学诱变、插入突变、基因诱捕。插入突变是一种通过外源DNA整合的方式来获得突变体,并克隆得到对应突变基因的方法。运用反转录病毒介导的插入突变技术,在脊椎动物斑马鱼中已经获得了许多影响胚胎发育和细胞生长过程的突变体,并找到了对应的基因。基因诱捕技术也被运用于反转录病毒载体的构建。这套系统的建立使斑马鱼成为第一个有可能达到基因饱和突变和筛选的脊椎动物。     

定点突变技术在DNA缺失改造上的应用

本实验采用寡聚核苷酸指导的定点突变法,缺失了分别存在于YFD42和YFD58中的a-因子信号肽序列与a-hANP基因和a-因子信号肽序列与a-1FN基因间接头区域的27和18个核苷酸。由于被缺失部分恰好含有一个酶切位点,利用这一特点,酶切检查初步筛选出缺失了一个HindⅢ酶切位点的突变子。经DNA序列分析,证实缺失的核苷酸序列和设计完全一致。     

水稻空间诱变恢复系杂种优势测定试验初报

利用返回式科学卫星搭载水稻一晚明恢63、外七、湘哥和粳稻北K15等纯系干种子,由于空间环境条件的综合作用,使空间诱变的品种均产生了变异。从诱变后代的突变体中选育出对三系籼型不育系具有恢复能力的强恢复系明恢63、无恢复能力的籼稻外七、湘哥和粳稻北K15。同时选出早熟强恢复系SP40098、具有育性恢复能力的SP40115、SP40037、SP50025等恢复系突变体。结果说明,空间诱变既可改良现有恢复系,又可创造新恢复系。具恢复能力的突变体能遗传重现。 Abstract：Pure seeds of rice varieties including Minghui 63,Wa i qi,Xiangge and Bei K 15（Japanica rice）,were carried into space by retrieve d satellite, and under space condition, mutation took place in all the s eed above mentioned. From these mutants, new restorer lines Minghui 63 with r estoring ability to the sterile line of three-line indica hybrid rice had be en developed, and other early restorers SP40098,SP40115,SP40037 and SP50025 ha ve also been selected from the mutants of Indica rice Waiqi,Xiangge,and Ja panica rice Bei K 15.The results indicated that space mutagenesis can n ot only improve existing restorers,also create new restorers.In addition,thei r restoring ability can be stably inherited.