将航天诱变突变体和野生型水稻材料进行全基因组测定,以已经完成全基因组测定的籼型水稻9311基因组序列为对照,利用SOAPsnp、SOAPindel和SOAPsv软件对序列进行SNP、InDel和SV等分析。结果发现野生型中出现SNPs 348966个,插入缺失片段(1~5 bp)62 298个,结构变异9962个;突变体材料中出现SNPs 452173个,插入缺失片段(1~5 bp)66 977个,结构变异10336个。分析表明航天诱变因子对水稻基因组的诱变作用基本上平均分布,它与各对染色体的大小呈正相关。突变体中发生的诱变类型是SNPs>InDel>SV,表明航天诱变因子对水稻基因组中单碱基...

【目的】利用与候选基因FAD2紧密连锁的SSR标记对航天诱变的高油酸F2群体进行SSR标记分析,筛选与该高油酸性状紧密连锁的SSR标记及分析其突变位点。【方法】F2群体母本10L421为黄籽低油酸高亚麻酸自交系,父本10L422为航天诱变的高油酸低亚麻酸的突变株自交系后代。对4条染色体(A05、A01、C05及C01)上的候选基因FAD2上下游100 kb区域设计的148对SSR引物在两亲本、高低油酸混合池及F2群体中进行分析。亲本及群体油酸含量采用气相色谱分析,根据分子标记结果对F2群体油酸含量进行单标记分析。【结果】有36对引物在亲本间表现多态性,多态频率为24%。其中10对SSR引物在2...

利用60Co-γ射线辐照处理无休眠粳稻品种‘南粳35’,对M2代5 238个单株进行田间农艺性状考察和发芽势筛选,并对发芽势和表型与‘南粳35’具有明显差异的材料在M3和M4代进行表型验证和分子标记验证。通过表型验证获得4个休眠性增强的突变体,7 d发芽率约50%～70%,比野生型‘南粳35’的7 d发芽率低30%～50%。获得抽穗期延迟突变体2个,分别在播种(130±1)d和(135±2)d开始抽穗,比‘南粳35’迟抽穗约30和35 d。获得株高突变体1个,其株高为(77.3±2.41)cm,比‘南粳35’矮约25 cm。获得穗顶端退化突变体1个,成熟后其穗长与南粳35穗长差异极显著。获得内...

为探究航天诱变小麦突变体的真伪，以实践十号卫星搭载创制的周麦18 SP_5突变群体为材料，对其籽粒表型进行分析，同时采用42对SSR标记和55K SNP芯片技术对籽粒表型差异较为显著的4个突变体进行真实性鉴定。籽粒表型分析发现，突变群体的千粒质量、粒长差异显著，其中千粒质量变异最为丰富，粒宽差异不显著，且突变群体的平均粒长、粒宽和千粒质量均显著高于野生型，说明航天诱变的有益突变频率较高。SSR标记鉴定发现，突变体ZM18-112与野生型的差异标记为18个，多态性比例高达42.85%,而ZM18-105、ZM18-26和ZM18-7与其野生型的差异标记均不超过3个。SNP芯片鉴定发现，ZM18-112与野生型的差异SNP位点所占比例高达13.3012%,而其他3个突变体与野生型的差异SNP位点所占比例不超过0.7689%。认为突变体ZM18-112是由于异花授粉或机械混杂产生的假突变体，而ZM18-105、ZM18-26和ZM18-7与野生型的遗传背景基本一致，是经过航天诱变而产生的真实突变体。

【目的】以甲基磺酸乙酯（EMS）诱变“武运粳8号”水稻的M2和M3代根系突变后代多样性和群体变异情况为切入点，归纳水稻根系性状与其生理功能的关系，以期强化根系发育对植株表型和作物产量影响的认知，为进一步改良和利用武运粳8号水稻品系提供依据。【方法】在对EMS诱变水稻突变株系7 d龄幼苗根系表型及其形态指标、成株表型及其农艺性状和产量等指标进行测量和统计分析的基础上，进一步对各性状指标进行了相关性分析，另对14个突变株系及其野生型进行了聚类分析和多维偏好分析。【结果】突变株系之间在苗期根系性状、株高、有效分蘖数、穗长和单株产量等性状指标上均存在显著差异，群体变异较丰富，其中单株产量和幼苗总根尖数变异系数均大于20%；相关性分析表明，水稻突变株系的单株产量主要与有效分蘖数、穗长、每穗粒数、百粒重以及幼苗根平均直径正相关；聚类分析将突变株系分为5类，类Ⅰ包含W8与RM6等5个株系，类Ⅱ为RM4和RM9共2个株系，类Ⅲ包含RM1等5个株系，而RM3和RM13各成一类；最后，通过多维偏好分析筛选出6份相对理想的育种与试验材料。【结论】EMS诱变对水稻株高、穗长、粒长、百粒重、幼苗总根长和总根尖数等性状都有较好的正向诱导效果。此外，从幼苗根系表型更为粗短的材料中选育后期高产水稻的可能性更大。

以杂交稻亲本胚乳糯质基因突变体南恢175wxR、湘恢288wxR、II-32wxB、明恢86wxR、蜀恢527wxR、明恢63wxR、龙特浦wxB以及D62wxB为材料,肉眼鉴定其自交后代胚乳性质,结果发现诱变糯质基因wx发生回复突变(即胚乳性质由糯质回复突变为非糯质),回复突变频率为0～6.34×10-5,平均为3.74×10-5.

本文介绍了诱变育种的特点,国内外简况及湖南省在水稻诱变育种领域的成就。至2006年止,通过省级审定的水稻突变品种有24个,并育成了一批通过地(市)级审定的品种,同时获得了一批优质、抗病、矮秆、早熟及具有恢复能力的新种质资源;诱变育成品种累计推广面积1000万hm2以上;在应用基础研究方面也取得了长足进展,并提出了在发展该项研究领域的设想和建议。

【目的】对水稻叶片早衰突变体es5进行遗传分析及精细定位,探索水稻叶片衰老的分子机制。【方法】es5是嘉禾212经EMS诱变获得的一个叶片早衰突变体。利用es5与籼稻中恢8015杂交获得F1,F1自交获得分离群体F2。在杭州和海南观察F1和F2的表型,并分析该突变表型的遗传行为。取F2中隐性单株,利用图位克隆方法精细定位该基因。抽穗期时对突变体和野生型叶片进行SOD活性、MDA含量、可溶性蛋白含量、叶绿素含量、净光合速率测定、组织化学分析、透射电镜观察以及衰老相关基因的表达量分析。成熟后调查es5和嘉禾2

【目的】定向选择马铃薯抗寒突变体。【方法】以马铃薯品种费乌瑞它为材料,用甲基磺酸乙酯(EMS)诱变处理费乌瑞它愈伤组织,结合添加L-羟脯氨酸(L-Hyp)培养筛选,定向选择抗寒突变体。【结果】诱变费乌瑞它愈伤组织的最佳EMS浓度是0.8%,处理时间4 h;L-Hyp最佳浓度为0.5%。经检测诱变后代再生苗脯氨酸含量明显高出对照,而电解质渗出率均低于对照。【结论】用EMS诱变处理马铃薯愈伤组织可获得抗寒突变体。

坛紫菜叶状体经一定剂量的60Co-γ射线辐射再培养一段时间后,出现了少量色素体颜色发生变异的细胞,它们呈点状无规则地镶嵌在野生型细胞中。培养3周后,色素变异细胞分裂并形成了不同颜色的细胞块, 其颜色呈桔红、桔黄、浅黄褐、浅红、紫红、紫褐、黄绿、绿色等。在辐射剂量0-1 100 Gy范围内,叶状体上色素变异细胞块的出现频率随着辐射剂量的增加而增加;但辐射剂量增至1400 Gy时,色素变异细胞块出现的频率反而下降,说明1 100 Gy是合适的辐射剂量。在同一个叶状体的不同部位上色素变异细胞块出现的频率是不同的,从基部到稍部,随着部位的上移而逐渐增加。用酶解法把含色素变异细胞的叶状体细胞单个分离出来...

【目的】克隆水稻直立短穗基因Erect and Short Panicle(ESP),分析其参与的基因调控途径,解析ESP控制株型、穗长等农艺性状的分子机理。【方法】以直立短穗突变体esp及其野生型为材料,成熟期进行株高、穗长、粒长等表型测定;构建籼粳杂交F2定位群体,挑选与突变表型一致的F2单株,利用与突变性状连锁的分子标记对目的基因进行定位;对野生型和突变体进行基因组测序,结合定位结果,找到突变位点,克隆ESP;利用生物信息学软件进行进化树和基因表达分析;提取野生型和突变体幼穗中的RNA并建库,GO(gene ontology)聚类分析表达差异基因,同时根据KEGG(kyoto encyclopedia of genes and genomes)数据库,分析野生型和突变体中植物激素信号转导和内质网蛋白加工相关基因的表达变化,并通过qRT-PCR验证。【结果】通过表型观察和农艺性状调查,与野生型相比,直立短穗突变体esp株高降低,穗长变短,穗型由弯曲变为直立,每穗粒数减少,粒长变短,粒宽和千粒重增加;有效穗数无显著差异。利用突变体esp与PA64构建籼粳F2定位群体,将目的基因定位于水稻第7染色体长臂标记C7-11和C7-14之间7.58 Mb区间内,基因组测序发现LOC_Os07g42410第6内含子与第7外显子连接位点由碱基G变异为A,导致第6内含子不能被剪切,蛋白翻译提前终止;该基因与已报道的OsDEP2/OsEP2为等位基因。进化分析显示该基因广泛存在于单子叶和双子叶植物中;表达分析表明ESP在茎秆、花序、雌蕊、内外稃和子房中高度表达,其表达水平随着子房变大而逐渐降低。利用转录组分析突变体和野生型幼穗中的基因表达,结果表明,与野生型相比,esp突变体中表达差异显著(差异>1.5倍)的基因630个,其中235个表达上调,395个表达下调。GO分析显示植物激素信号转导和内质网蛋白加工相关基因受到不同程度地调控,利用qRT-PCR进行验证,结果与转录组数据一致。【结论】直立短穗基因ESP与已报道的直立穗基因OsDEP2/OsEP2为等位基因,其突变导致株高降低、穗长变短等多个表型;ESP可能通过调节植物激素信号转导、内质网蛋白加工过程中的基因表达,进而影响植株的发育。

利用返回式卫星搭载作物种子并研究其变异机理,进而培育新品种,这已成为一种新型的育种方法。近年来,我国已利用返回式卫星搭载了70多种植物500多个品种的作物种子,航天诱变育种取得了显著的成就,培育出许多新品种(系)。对航天诱变机理的研究方法也逐渐增多,从单一的形态观察向细胞水平、分子水平发展,并且取得了一些长足的进展。本文对航天诱变育种的成就、研究方法和机理进行了综述,同时对存在的问题进行了探讨,对其前景进行了展望。

利用航空诱变处理糯玉米自交系S147,获得矮秆突变体,并对其株高、叶片生长情况进行分析。结果表明:所获得的矮秆突变在整个生育期的不同发育阶段与对照的株高差异均达极显著水平,并且随着发育进程的推进,株高的差异逐渐加大;航空诱变还影响突变体叶片的发育进程,但成株期总叶片数保持不变。

以水稻白叶枯病菌野生型菌株JXOⅢ和其hrp基因突变体Du72 8接种处理汕优 6 3幼苗 ,测定了处理的第 3叶和同株未处理的第 4叶中水杨酸 (SA)含量以及苯丙氨酸解氨酶 (PAL)、过氧化物酶 (PO)和几丁质酶 (CHT)活性及其相应基因转录活性的变化。接种JXOⅢ和Du72 8后 ,处理叶片和未处理叶片中游离SA含量几乎没有变化 ,而根中游离SA含量则明显增加。与JXOⅢ处理相比 ,Du72 8处理后可迅速提高处理叶片中PAL、PO和CHT的活性 ,而未处理叶片中这些酶的活性几乎没有变化。处理和未处理叶片中编码这些酶的相应基因 (包括查尔酮合成酶基因 )转录活性的时序变化与酶活性的...

为确定甲基磺酸乙酯(EMS)诱变多年生黑麦草‘爱神特’(Lolium perenne ‘Accent’)和高羊茅‘赤道’(Festuca arundinacea ‘Equator’)种子的最佳条件，获得性状稳定的突变材料和后代。利用不同浓度EMS在不同时间下诱变两个草坪草种，根据半致死浓度确定诱变组合。通过形态学、SCoT分子标记和生理指标测定筛选M_1和M_2代突变苗。结果表明：使用0.8%EMS溶液处理两个草坪草种36 h后播种，发芽率接近50%，诱变效果最佳。以该参数大规模诱变后，M_1代两个草坪草种诱变株移栽成活933株，再经短期干旱胁迫，共筛选出18株耐旱单株。对M_2代诱变株形态学分析发现，有叶面狭窄型和根长增长型两种突变类型。利用SCoT分子标记技术验证M_2代诱变株发现，筛选的5条SCoT标记引物对20份草坪草样品扩增后，多态性比率为84.09%。其中SCoT-35引物扩增产物条带最为清晰稳定，诱变株与野生型差异明显。M2代三叶期变异单株经干旱、高温胁迫处理后，丙二醛含量、脯氨酸含量及相对电导率呈升高趋势，叶绿素含量呈下降趋势。最终得到两株多年生黑麦草耐旱突变体A5和A8,1株高羊茅耐旱突变体B9；两株多年生黑麦草耐热突变体A8和B9,1株高羊茅耐旱耐热突变体B9。本研究结果为草坪草抗性品种选育提供了帮助。