大麦诱发基因突变的遗传类型

本文从植物诱变育种的实际需要出发,以大麦为材料,探讨了种子经诱变处理后诱发基因突变的遗传类型。 试验结果表明,由于穗原基细胞在一次诱变处理中所发生的突变数目的不同,由于突变在原基细胞间以及在同一原基细胞染色体上分布的不同,以及由于突变方向的不同,发生在原基细胞内的突变可分为单位点突变和多位点突变两大类。两者或可出现在M_1穗水平上,也可出现M_1植株水平上。而后者又可分为:1.嵌合突变;2.复突变;3.等点突变三类。其中每一类又可再分为若干类型。总计起来,我们将发生在穗原基细胞内诱发的基因突变共分为12种可能的遗传类型。 本文对上述的若干诱发突变的遗传类型给出了实例。我们希望这项研究将不仅有助于对诱发突变遗传现象的深入了解,而且能为合理地筛选和利用突变体提供某些科学的依据。     

Co~(60)-γ射线辐照水稻胚胎不同发育时期植株的诱变效应

目前,在国内外的水稻辐射诱变育种工作中,仍普遍采用辐照种子进行诱变。但一般说来,诱变频率都比较低。近年来不少育种工作者为了提高诱变频率,做了许多理化因素综合处理种子的诱变研究。而有关辐照水稻植株的研究,迄今除在γ圃进行慢性辐照外,在钴室里进行急性辐照的研究还不多。据了解,国内已有不少单位正在进行;在国外,Ken-chi Osone等(1970)曾报道用X射线辐照水稻开花后1—11天植株的M_1效应;Kaneo Adechi等(1974)也报道了用X射线辐照水稻开花当日至7天植株的M_0细胞胚胎学效应。本试验研究的目的是探讨Co~(60)-γ射线辐照水稻胚胎不同发育时期植株的辐射敏感性及适宜剂量,并试图用γ射线辐照水稻植株的方法提高辐射诱变育种的效率。     

生物辐射场对玉米自交系诱变效应研究

用小麦群体辐射场,经自制生物场辐射仪的收集、放大,会聚于共振控内,对萌发玉米种子进行辐照,研究小麦群体辐射场对玉米的诱变效应。试验结果表明,小麦群体辐射场可诱导玉米植株形态产生变异,获得多茎多穗玉米突变类型,按青贮饲料指标测产,产量比对照组显著提高。     

复粒稻种质资源及其遗传育种利用

水稻(Oryza sativa)是世界上最重要的粮食作物之一, 也是单子叶植物发育分子生物学研究的理想模式植物。穗部形态是影响水稻产量的重要因素, 也是当前水稻遗传改良和发育生物学研究的热点之一。复粒稻是发生于水稻穗粒部的一种突变体材料, 在形态上可分为小穗簇生型和颖壳多雌型两种, 有自然突变、杂交变异和理化诱变等多种来源途径。作为一种特异的水稻种质资源, 复粒稻在水稻新材料创建、复粒型新品种选育、改善杂交制种结实性及探讨单子叶植物成花机理等方面具有重要的研究价值, 对创造复粒新型育种材料、提高穗着粒密度及穗粒数、有效缩短穗长度、改良水稻植株性状及提高产量等都具有重要意义。该文综述了复粒稻的资源类型、来源途径、遗传分析、基因定位及其育种利用价值等方面的研究进展, 并提出了今后的研究方向, 以期为水稻遗传育种提供参考。     

小麦穗部发育多效基因的遗传分析与基因定位

在小麦育种材料中首次发现一种穗部发育萎缩且花器官明显退化,但茎、叶等其他器官发育正常的突变体sda1(spike development atrophy 1)。用显微镜观察突变体sda1的花器官,用碘-碘化钾鉴定其小孢子育性;以‘陕麦94’为父本,突变材料sda1为母本构建F2群体,调查各主要农艺性状,灌浆期测定穗部及穗下茎可溶性糖含量、旗叶光合性能(净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度、蒸腾速率),对该突变体进行遗传分析;利用SSR微卫星标记,通过混合分离分析(BSA)和群体连锁分析进行基因定位,进一步探索该基因功能。结果表明:(1)小麦突变体sda1雄蕊发育畸形,雌蕊发育萎缩,小孢子几乎全部丧失育性。(2)对突变体sda1原株系中表型正常植株的后代分离统计分析结果证明,该突变性状由1对隐性核基因控制,并命名该基因为SDA1。(3)在F2群体中,突变株抽穗期较正常株延迟4d;穗部及穗下茎可溶性糖含量分别显著高于正常株30.6%和11.0%,但突变株与正常株的抽穗持续时间(均为8d)和光合性能无显著差异。(4)经基因定位分析初步确定SDA1位于小麦6B染色体WMC398和BARC136标记之间,与两标记的遗传距离分别为2.2cM和2.1cM。推测认为,SDA1是一个控制抽穗期与器官发育的多效基因,且该基因突变影响植株的糖分转化与利用。     

60Coγ射线辐照对花魔芋农艺性状的影响

本试验开展了^60Coγ射线辐照对花魔芋(Amorphophallus konjac)农艺性状影响的研究。结果表明：辐射诱发了大量有利的或损伤的数量性状变异。这些可观察或可检测的变异有形态异常,主要表现为植株矮小及叶片畸形(包括叶片黄化、缺刻、叶卷曲及主叶脉粘连不分离等);还有其它的性状变化,如生长期、根系、鞭状茎分化、耐寒性,球茎增重和产量等。观察发现,辐射效应的主要特征是抑制和损伤,并有一定程度的生理修复。通过分析,这些数量性状的变化符合统计规律,如植株叶片面积的变化与辐射剂量关系可拟合成三次曲线,其它的性状变化与剂量成二次曲线。在花魔芋生长期间发现了大叶片植株、耐寒植株、少鞭状茎分化植株和高球茎增重系数植株等有益突变。大叶片可增加光合作用面积,提高产量;少鞭状茎分化可减少球茎物质分流,使积累更加有效;耐寒抗寒既可延长生长期,也可扩大种植范围和向适宜地区推广。通过实验,得出花魔芋的辐射敏感性强,诱变效应显著,性状变异有可选择性,辐射诱变育种和种质改良可行。此外,魔芋种植多采用无性繁殖方式,有些有利的变异性状可直接作为育种和引种驯化的基础材料利用。     

植物细胞、组织及原生质体培养

942168芥菜品种PR一45花药培养物的花粉粒胚胎发生和植株再生[英]/Agarwal,P.K.…∥Euphytica.一1993,70(3).一191～196[译自DBA,1994,13(7),94—03991] 将芥菜品种PR一45的花药:或花芽培养在改良Ke lle r培养基上。破裂花药释放出花粉粒胚亦在相同培养基上培养,到双子叶期,然后转移到含有脱落酸或赤霉素的Gambor‘g B5培养基,最后转移至B5基础培养基。用4m1/i(v/v)乙烯利处理供体植株或延迟供体植株的播种时问可大大促进花药培养物中花粉粒胚胎发生,后者方法优于前者,按正常播种期播种2月后生长植株的花药有18％雄核发育,而对照仅占3…     

花烛突变体叶色嵌合性状的分化特征与保持方法

以花烛品种‘Sonate’(Anthurium andraeanum‘Sonate’)的叶色嵌合型无菌苗为材料,对顶芽失去嵌合性状的16个单株分别进行单芽培养,观察侧芽及茎基部再生过程中叶色嵌合性状的分化特征;并据此归纳花烛突变体叶色嵌合性状的保持方法。结果表明:处于增殖和生根阶段的花烛突变单株侧芽再生植株的嵌合率分别为25.0%～75.0%和25.0%～66.7%,总的嵌合率分别为48.4%和47.8%,具有嵌合性状的侧芽再生植株均萌发于嵌合叶片的叶腋处;处于生根阶段的突变单株的茎基部也能再生出嵌合植株,嵌合率为33.3%～80.0%,总的嵌合率达到64.7%。研究结果显示:通过单芽离体培养的方法可以解决花烛突变体顶芽叶色嵌合性状消失的问题,且应用侧芽再生(增殖与生根阶段)或基部再生(生根阶段)的方法可以保持突变植株的嵌合性状。     

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。     

用单个花粉粒的体外授粉及其培养

把DNA转入完整植物细胞的新方法有:微注射法、激光微穿孔法和微弹轰击法。用这类方法转化的单个花粉粒对于植物育种具有重要价值。采用这些个体花粉粒通过体外授粉把外源遗传物质转入植物中,或者是通过体外培养产生转化的单倍体植株。 Calgene公司的H.Hauptli和Williams采用玉米穗段的体外培养物发展了一种单个花粉粒传粉、受精和正常核发育的方法。他们获得的单个花粉粒使受精频率最高可达75％,平均为23％。这是使用完整植株或培养穗轴段的其它单个花粉粒授粉速度的两     

离子束诱变体水稻JD-1的表型及基因组变异分析

辐射诱变是作物种质创新的有效途径之一.本研究利用碳离子束诱变津稻565,获得穗下垂及穗部其他性状发生变异的突变体,命名为JD-1.对突变体及野生型的主要农艺性状进行调察,结果表明JD-1的主穗颈穗弯曲度、着粒数和着粒密度都较津稻565极显著增加,增幅分别为305.90％、66.86％和47.79％;其主穗穗长、实粒数和...     

猕猴桃三子叶突变体的形态特征研究

以“猕猴桃; 三子叶植株; 形态特性和平一号”美味猕猴桃辐射诱变过程所获得的三子叶突变体植株为材料,对猕猴桃三子叶植株的形态特征如单叶长、单叶宽以及叶片气孔分布和表面毛状体等进行观察分析,以获得其与双子叶猕猴桃植株的形态差异信息。结果表明:三子叶植株的单叶长、宽大于正常的双子叶猕猴桃植株单叶长、宽; 三子叶植株的气孔数目与双子叶猕猴桃植株的差异不大; 三子叶植株叶表面的毛状体比双子叶猕猴桃植株更加浓密,为三子叶猕猴桃育种利用打下基础。     

两种水稻短穗突变体的形态特征、遗传分析和基因定位

通过辐射诱变籼稻品种明恢86,获得两种短穗突变体,分别命名为rpl1(reduced panicle length 1)和rpl2(reduced panicle length 2)。两突变体都表现为穗变短、枝梗数和穗粒数减少、枝梗缩短,但其再生植株的穗长有所恢复,与野生型的差异明显减少。等位性测验表明,rpl1和rpl2是等位突变。利用M4分离群体和基于高通量测序的分离体混合分析(BSA-seq)方法,发现rpl2中LOC_Os11g12740基因的剪接位点发生了单碱基置换突变。进一步对rpl1测序分析,发现该基因完全缺失。这说明rpl1和rpl2都是LOC_Os11g12740突变引起的,由此证实它就是目标基因。该基因与已报道的SP1是同一个基因,因此rpl1和rpl2是SP1的新等位突变,但二者的表型与已报道的3种短穗突变体并不完全相同,说明不同突变和遗传背景会影响基因功能的表现。本研究进一步验证了SP1的功能,并为深入研究其分子作用机理提供新材料。     

快中子辐射对春小麦诱变效应的研究

中子的电离密度大,其辐射效应比X射线高10—100倍,比γ射线高40倍,因此是一种较好的诱变因素。我们从1975年起开展了用快中子辐射春小麦的试验工作,研究了诱变的适宜照射量,突变类型及其遗传规律。并选择有益的突变体,以期培育早熟高产的新品种。本文报道并分析1975—1977年的试验结果。     

人参多肽基因的酶法体外随机——定位诱变

本文报道了酶法体外随机——定位诱变人参多肽基因的原理和方法。该法把传统的随机诱变和现代的定位诱变融合起来,可灵活控制基因突变的随机性和定位性。我们用双脱氧末端终止法测定了三个突变株的结果证实了该法的合理性和可行性,     

土壤杆菌重组菌株pACK403与烟草叶圆片共培养转化(简报)

通过烟草花叶病毒外壳蛋白嵌合基因的重组工作,我们得到了在Ti质粒T-DNA区带嵌合的烟草花叶病毒外壳蛋白基因和NPT Ⅱ基因的土壤杆菌菌株——pACK403。通过与烟草叶圆片共培养转化,再生植株的筛选,观察在转化植物中表达的这种外壳蛋白能否延缓或减轻烟草花叶病毒对它们的危害。以期用基因工程手段使植物获得抗病毒的特性。     

水稻窄叶突变体nal(t)的表型分析与基因定位

在水稻(Oryza sativa)缙恢10号的EMS诱变群体中发现一个窄叶突变体nal(t), 表现出叶片变窄不变短、植株半矮化、节间变细变短和穗长缩短等特性。突变体苗期和成熟期叶片平均宽度为0.99 cm和1.42 cm, 分别为野生型的76%和74%,均达到极显著差异。nal(t)成熟期倒一、倒二、倒三节间长和宽分别为9.16 cm、6.97 cm、3.57 cm和0.31 cm、0.36 cm、0.45 cm, 仅为野生型的63%、83%、71%和78%、72%、79%。遗传分析表明该突变性状受1对隐性核基因控制, 利用SSR标记将NAL(T)定位在第12染色体长臂RM6869和RM28537之间, 遗传距离分别为3.1 cM和9.0 cM。     

60Coγ射线辐照花魔芋球茎的早期诱变效应研究

本试验开展了花魔芋早期诱变效应研究。通过^60Coγ射线辐照后的植株苗期发育观察和根尖细胞学检测分析,结果表明魔芋辐射诱变效应显著：辐照诱发核畸变和染色体畸变,且变异频率与剂量呈二次曲线关系;低剂量时对细胞分裂有刺激作用;辐照抑制芽体发育、苗期生长,抑制效应随剂量增加而加大,直至产生致死作用。依据花魔芋的辐射敏感性,建立了魔芋辐照诱变体系,以催芽球茎为诱变材料,诱变剂量范围为0Gy～50Gy,剂量率为1Gy／min,中等适宜剂量为7Gy～10Gy,致死剂量50Gy。     

水稻窄叶突变体nal（t）的表型分析与基因定位

在水稻（Oryza sativa）缙恢10号的EMS诱变群体中发现一个窄叶突变体nal（t）,表现出叶片变窄不变短、植株半矮化、节间变细变短和穗长缩短等特性。突变体苗期和成熟期叶片平均宽度为0.99cm和1.42cm,分别为野生型的76%和74%,均达到极显著差异。nal（t）成熟期倒一、倒二、倒三节间长和宽分别为9.16cm、6.97cm、3.57cm和0.31cm、0.36cm、0.45cm,仅为野生型的63%、83%、71%和78%、72%、79%。遗传分析表明该突变性状受1对隐性核基因控制,利用SSR标记将NAL（T）定位在第12染色体长臂RM6869和RM28537之间,遗传距离分别为3.1cM和9.0cM。     

花生EMS诱变后代的农艺性状与品质分析

为了研究花生EMS诱变后代的变化趋势,以期得到有益变异和创造新的花生种质,本研究以2个花生品系花U416、花U606为供试诱变亲本,利用0(CK)、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%5个EMS浓度直接注入花生花器得到诱变后代,分析M1、M2的农艺性状与品质变化,结果表明,EMS对2个花生品系诱变效应明显,2个品系畸变率随EMS浓度增加而增大;EMS注入的当代植株结实率和M1的出苗率均低于对照,2个品系M2均产生了多种类型的突变植株,突变性状大部分可以稳定遗传。而这些遗传多样性的突变材料,为花生种质创新及品种遗传改良提供基础性材料。