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。     

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。     

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%。     

甜玉米EMS突变体资源共享库的构建及初步鉴定

优异的种质资源是培育丰产、优质农作物新品种的基础和首要条件,创制甜玉米突变体材料对优良甜玉米新品种选育和玉米分子育种研究具有重要的意义。本研究中,采用甲基磺酸乙酯(EMS)诱变剂对甜玉米自交系华甜选H-16-2-2-3的花粉进行诱变及人工授粉,构建甜玉米EMS诱变突变体资源库。通过田间筛选与表型考察,共获得影响生育期、散粉抽丝间隔期、植株叶夹角、叶片大小、雄穗姿态、雄性育性、植株高、穗位高、穗行数、子粒顶端颜色、子粒大小、子粒皱缩程度等重要农艺性状的M_2代突变体材料24363份。对其中2000份M_2代突变体进行田间初步表型筛选,并借助高通量测序分析对部分单隐性核基因突变引起的突变体进行基因定位分析。在上述工作基础上,提出构建国内甜玉米种质资源共享库,为甜玉米育种及基因功能研究提供宝贵的试验材料和基因资源,促进甜玉米育种相关资源的共享。     

裸燕麦EMS突变体库筛选与分析

燕麦是重要的粮饲兼用作物,构建燕麦EMS突变体库对燕麦功能基因组学研究和遗传改良有重要意义。本试验利用化学诱变剂甲基磺酸乙酯(EMS,ethyl methane sulfonate)处理燕麦品种花早2号,获得了4083株M1材料;对其中2000个单株种植了M2株行,进行全生育期调查,鉴定其表型变化;对2份黄化苗突变材料种植了M3家系,进行相关突变性状的稳定性验证。结果表明,燕麦经EMS处理后代变异巨大,在M2发现表型突变材料196份,变异率为9.8%,变异类型非常丰富,包括幼苗习性、叶片性状、分蘖、株高、穗部形态及成熟期等突变株系。M3证实突变的黄化苗特性可以稳定遗传。本研究建立了燕麦EMS诱变体系,获得的燕麦变异类型丰富,为燕麦功能基因组学研究和燕麦遗传改良奠定了材料基础。     

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。     

籽用美洲南瓜EMS诱变突变体库的构建及表型分析

【目的】通过构建籽用美洲南瓜突变体库,从而加快籽用美洲南瓜种质资源创新进程,突变体库的构建对品种选育、品种改良以及遗传基础的拓宽具有重要的意义。【方法】利用1.8%诱变剂甲基磺酸乙酯（EMS）处理籽用美洲南瓜ZHL4种子15h,然后对M1和M2代群体单株进行表型变异观察,同时对M2群体变异株系ZHL4-33进行显微组织结构观察。【结果】（1）M2群体中共筛选到242个突变植株,45种表型变异,变异类型涵盖了突变株的各个生长时期以及各植物器官,总的突变频率达到了25.17%。（2）叶片显微结构显示,突变体栅栏组织厚度显著高于野生型,排列紧凑,维管形成层痕迹明显;茎显微结构显示,突变体维管束多而密集,导管直径小于野生型,髓部发达,细胞间隙较小,细胞数目有所增加。【结论】研究初步构建了由425个M2家系所组成的籽用美洲南瓜突变体库,为籽用美洲南瓜功能基因组研究和新品种选育奠定了材料基础。     

甜瓜突变体库的构建及M2群体表型变异的研究

利用8种不同浓度的甲基磺酸乙酯（EMS）,4种不同的浸种时间,处理甜瓜品系“3-2-2”种子,根据M1代植株发芽率,筛选出适宜的诱变剂量为浓度1.2%,诱变时间为24 h。采用这种方法构建了含有67个M1家系及相应自交M2代种子的甜瓜突变体库。对M1代群体541个单株的表型变异进行了全生育期初步调查,总的表型变异频率达71.53%。对M2代群体603个单株的节间长度、主蔓粗度、叶片长度、叶片宽度、叶柄长度、叶柄粗度共6个表型性状进行形态学调查表明:除节间长度外,其它5个性状和野生型相比均差异显著;不同性状的变异系数不同,叶柄长度的变异系数最大,达15.37%,节间长度的变异系数最小,为7.10%;在M2代中,编号为25的家系叶片出现了黄色和绿色的性状分离。     

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。     

水稻直链淀粉和蛋白质突变系筛选及其与主要农艺性状的关联分析

研究利用重离子辐照杂交籼稻9311创建农艺性状突变体库,使用化学方法筛选直链淀粉、蛋白质突变材料,并分析籽粒品质性状与农艺性状之间的相关性,为后续筛选直链淀粉、蛋白质突变体工作奠定基础。结果显示:在169份直链淀粉、蛋白质突变体中,直链淀粉含量变幅范围是7.64%~32.37%,其中高含量直链淀粉突变体材料有11份,低含量直链淀粉突变体材料有5份;蛋白质含量变幅范围是7.05%~13.79%,其中高蛋白突变体有34份,低蛋白突变体有3份。从169份突变体中筛选出直链淀粉、蛋白质含量都有梯度差异的突变体材料,筛选出材料的农艺性状分析结果表明:在直链淀粉、蛋白质突变体材料的农艺性状中,每穗实粒数、有效穗数、结实率和株高这四个农艺性状与籽粒品质性状间有关联,变异系数分别为37.53%、30.72%、24.70%、15.38%。相关性结果表明:直链淀粉含量和蛋白质含量呈负相关,直链淀粉含量与农艺性状呈正相关,蛋白质与农艺性状呈负相关,其中蛋白质含量和每穗实粒数、结实率呈极显著负相关,相关系数分别为-0.504、-0.592。     

甘蓝型油菜理化诱变和突变体库的构建

利用射线与甲基磺酸乙酯（EMS）溶液诱变技术复合处理甘蓝型油菜高油605的成熟种子。经田间M2筛选和M3验证, 共筛选到152个叶色、叶形、株高、分枝数、分枝角度、茎径、茎色、花色、花瓣数、花瓣大小、花蕊形态、雄性不育、死蕾及开花期等性状发生变异的突变体, 占M2诱变群体总数的12.67%。利用水培法进行M3和M4株系的子叶和根系变异性状筛选和验证, 发现子叶和根系变异频率分别为12.78%和7.07%。现已构建了包括叶片、株型、花器、子叶、根系及部分生理性状变异类型的突变体库, 可为今后油菜遗传改良和功能基因组学研究提供更多的种质资源。     

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。     

γ射线诱变籼稻保持系T98B突变体的鉴定与农艺性状分析

辐射诱变是农作物种质创新的重要手段。本研究以杂交稻骨干亲本T98B为研究对象,以300Gy剂量的60Co-γ射线对其成熟种子进行处理,从辐射后代中鉴定出农艺性状变异材料,划分了变异类群,分析了各类型突变频率,为遗传改良奠定了材料基础。结果显示,经γ射线处理后的M1和M2种子的发芽率受到了显著抑制,分别比对照T98B降低了22.35%和14.67%;从M2群体中初步筛选出了207个变异单株;经M3~M5的遗传稳定性测试后最终获得了168份可稳定遗传的突变体,总突变频率达到了0.673%。按照变异部位将突变体划分成叶变异、茎/蘖变异和穗粒/花变异等3种类群,各类群分别含有34份、37份和97份突变体,占比20.24%、20.02%和57.74%;育性、叶色和株高等性状的突变频率较高,分别达到了0.212%,0.092%和0.088%。此外,本文简要描述了各类群的表型变异特点。结果表明,利用γ射线诱变能产生丰富的农艺性状突变体,本研究为水稻遗传改良提供新的种质资源奠定了基础。     

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。     

水稻雄性不育突变体tip2-zh的鉴定与基因定位

本研究从籼稻中恢8015经甲基磺乙酯(EMS,ethylmethylsulfone)诱变的突变体库中分离鉴定出了 1个无花粉型雄性不育突变体tip2-zh.突变体tip2-zh与野生型中恢8015在株高、分蘖数、分裂角度、抽穗期等农艺性状上无显著差异,但其花药瘦小、细长且呈半透明状,花药中无成熟花粉细胞;花药半薄切片观...     

甘蔗梢腐病串珠镰孢菌T-DNA插入突变体的构建及其鉴定分析

甘蔗梢腐病是世界范围内重要的经济作物真菌性病害,其病原真菌为串珠镰孢菌(F.moniliforme)。通过农杆菌介导的遗传转化构建了串珠镰孢菌(菌株CNO-1)的突变体库,并通过Hi TAIL-PCR和菌落形态对突变体库进行鉴定。结果构建了库容量为956的CNO-1突变体库。从CNO-1突变体库中随机挑选6个转化子,进行PCR鉴定,结果均为阳性。CNO-1突变体库中,筛选出生长速度减慢突变体22个,色素变异突变体1个;对47株突变体进行Hi TAIL-PCR,扩增插入位点侧翼序列,得到有效序列22条,BLAST结果显示,T-DNA的22个插入位点分布在CNO-1的15条基因组scaffold上;生长速度减慢突变体的插入失活基因分别与细胞分裂、DNA修复、△12脂肪酸脱氢酶、E3泛素连接酶等有关。     

烟草NtHMA4基因突变体鉴定及低镉特性研究

该研究从中国烟草主栽品种‘云烟87’的EMS突变体库中,通过TILLING技术筛选,获得NtHMA4的EMS突变体hma4-4h12。对突变体进行测序表明,该突变体核苷酸突变方式为C152T,氨基酸突变方式为T51I。利用100μmol/L氯化镉对突变体进行镉胁迫试验表明,hma4-4h12与对照‘云烟87’相比,叶片中镉、锌、铜、砷、铅、镍含量分别降低55.48%、21.11%、20.96%、27.50%、16.23%和19.28%,铁、锰和铬含量与对照没有显著差异。hma4-4h12突变体大田农艺性状观察表明,其株高、节距、茎围等与对照相比显著变小,推测hma4-4h12中含有影响这些性状的突变位点。该研究获得的低镉突变体hma4-4h12可以作为培育低镉烟草品种的材料,但是育种中利用该突变体,后续还需要通过回交去除不利突变的影响。     

大豆疫霉菌的EMS化学诱变

以甲基磺酸乙酯(ethylmethane sulfonate,EMS)为诱变剂,通过其对大豆疫霉菌Phytophthora sojae休止孢萌发的影响,确定化学诱变条件。通过收集单卵孢子,建立了包含640个单卵孢子系的突变体库,其中约有50%的诱变菌系在培养性状和菌落形态方面发生了明显变化,菌落形态多样,表现出较紧密或松散,近圆形或不规则;气生菌丝减少,生长速度较慢或快;在卵孢子产量方面,8.13%的菌系有增加,20.41%的菌系减少,27.82%的菌系极少或者没有卵孢子产生,43.64%的菌系卵孢子产量类似野生型。以质膜氢离子泵蛋白基因PsPMA1(plasma membrane H+-ATPase1)为对象,通过TILLING技术,从320个大豆疫霉菌突变体中获得9个突变体,进一步确认了EMS对大豆疫霉菌的诱变效果,并且估算EMS对大豆疫霉菌的诱变频率至多每115kb发生一个核苷酸变异。新构建的突变体库为开展大豆疫霉病菌的功能基因组研究奠定了遗传材料基础。     

一个显性卷叶突变体z2的遗传分析与精细定位

叶片的适度卷曲对水稻理想株型育种具有重要意义。在水稻T-DNA插入突变体库中获得一个叶片外卷突变体z2,突变体表型出现在分蘖期;与野生型相比,农艺性状无明显差异,光合作用效率高于野生型。对突变体和野生型的石蜡切片研究表明,突变体叶片泡状细胞数量(8-9个)明显多于野生型(4-5个)。z2卷叶性状遗传稳定,由一对显性核基因控制。以z2纯合突变体为母本,籼稻Dular为父本进行杂交构建F2代定位群体,利用图位克隆的方法,将该基因初定位于水稻第2号染色体的In Del1812与In Del1870标记之间,物理距离为580 kb。     

抗赤霉病小麦地方品种黄方柱和海盐种EMS突变体的变异分析

突变体对增加小麦资源的遗传多样性,克隆和解析重要农艺、产量和抗性相关基因具有重要的意义。本研究以高抗赤霉病小麦品种黄方柱(HFZ)及其11个甲磺酸乙酯(EMS)诱导的纯合突变体(F2~F12,Mu4),以及海盐种(HYZ)及其12个EMS纯合突变体(Y2~Y13,Mu4)为材料,在扬花期利用单花滴注鉴定赤霉病扩展抗性,灌浆期测定了分蘖数、株高、旗叶长、旗叶宽、叶绿素含量,收获后测定千粒重、粒长、粒宽、每穗小穗数和每穗粒数共计11个性状。每一个突变体至少在一个性状上与野生型存在显著差异。黄方柱突变系F6、F9和F12以及海盐种突变系Y6、Y7和Y9病小穗率均显著高于相应野生型,达中感或高感水平,因此,这6个突变体是研究赤霉病扩展抗性的理想材料。此外,海盐种突变体株高、千粒重、每穗粒数和粒宽均低于或显著低于野生型。对野生型和突变体采用了基于最小组内平方和距离的动态聚类分析方法,综合评价了野生型与突变体以及突变体相互之间的相似情况。株高等农艺性状显著优于野生型但赤霉病抗性与野生型类似的突变体(如F2、F7、Y2、Y3、Y4、Y8、Y10和Y12)可为农艺性状的遗传研究和抗赤育种亲本选配提供重要的资源。