EMS诱变刺荞的形态突变体鉴定与分析

为构建苦荞EMS突变体库和为苦荞功能基因组学研究准备基础材料,利用化学诱变剂甲基磺酸乙酯（ethyl methane sulfonate,EMS）诱变处理刺荞种子,对获得的M₂代材料进行生物学性状与农艺性状鉴定,并对部分M₂代材料播种家系进行验证。对M₂代全生育期田间表型进行观察鉴定,共获得480份突变体材料,包括子粒、叶片、茎秆及生育期等生物学特性与主要农艺性状突变体,变异类型丰富,尤其是首次发现了子粒多棱苦荞新材料,并发现了自然突变中少见的变异类型,如子粒开裂等变异类型。所构建的刺荞EMS突变群体较理想,可望有效用于苦荞功能基因组研究和苦荞遗传改良。     

一个化学诱变的小麦斑点叶突变体的生理和遗传分析

通过EMS诱变普通小麦品系H261获得一个稳定遗传的斑点叶突变体LF2010。在自然条件下, 该突变体在三叶期叶片基部开始出现黄色斑点, 随后逐步扩散到全片叶、叶鞘、颖壳和麦芒。斑点部位不存在细胞死亡, 斑点性状的表达受光照和温度诱导, 突变体的色素含量、光合速率随着斑点的出现而显著下降。突变体的株高、有效穗数、单株产量、穗长、结实率和旗叶长等农艺性状显著下降, 但是千粒重和旗叶宽却与野生型无差异。将突变体与正常绿色品系杂交, 对其F₁、F₂和BC₁代的遗传分析表明, LF2010的突变性状由1对隐性核基因控制。     

水稻93-11 EMS诱导突变体的分离与鉴定

利用EMS对籼稻品种93-11进行诱变处理,以构建基因突变群体。M1单本移栽并单株收获。M2播种5000个家系,根据各个生育阶段表现鉴别出411个家系发生了形态突变,并收获271个家系。M3代对M2代收获材料按照系谱法进行跟踪观察和验证。结果表明,形态性状的突变频率为8．22％。其中一些突变体具有优良农艺性状,有可能在育种中得到利用。     

EMS对小麦产量性状和农艺性状诱变效应的研究

目前小麦育种中普遍存在的问题是种质资源匮乏,改变这种现状最基本、有效的途径之一,是应用理化诱变剂进行诱变育种,即人工诱导产生突变经多代筛选和鉴定,培育高产、优质及综合性状优良的小麦新种质。EMS是一种良好的化学诱变剂,目前已成为在作物诱变育种中应用最广泛、应用效果最好的一种化学变剂。本研究利用不同浓度EMS对小麦品种新春11号籽粒进行诱变处理,确定EMS适宜诱变剂量,并探讨EMS对小麦产量性状和农艺性状的诱变效应。     

甲基磺酸乙酯(EMS)在植物诱变育种中的应用

甲基磺酸乙酯(ethyl methanesulfonate, EMS)是一类具有诱变概率高、突变效率高且稳定的烷化类化学诱变剂,能够诱发产生高密度的系列等位基因发生点突变,在植物种质资源的创制、突变体库的建立以及功能基因组学的研究等方面得到了广泛的应用。本研究主要从EMS诱变剂的剂量和处理时间、诱变材料的选择、植物诱变性状、突变体的筛选及鉴定方法等方面进行了简述,为植物育种工作者提供研究思路和参考依据。这对EMS诱变技术在植物诱变育种中的研究具有重要意义。     

籼稻9311辐射突变体的分离与鉴定

利用350Gy的60Co-γ对籼稻9311进行辐射处理,以诱导产生大量的农艺与发育性状突变体,为水稻遗传研究和功能基因组学研究提供基础材料。M1代单本栽插并实行单株收获;M2代种植5000个家系,根据各个生育阶段形态性状表现进行初步鉴定,共有1665个家系的4136个单株发生形态变异,并筛选出各类形态突变体2001份;M3代按系谱种植进行重复鉴定获得包括叶、茎、穗、育性和熟期变化等各类突变体1996份。形态性状的突变频率按M2代种植家系中突变家系的百分比计算为33.3%,表明9311对γ射线是十分敏感的。本研究还发现辐射突变表现为单基因突变和多基因突变同时发生。同时,还筛选到一些优良农艺性状的突变体,可以直接应用于育种及生产当中。     

小麦矮秆突变体的鉴定及其突变性状的关联分析

矮秆突变体是小麦育种和株高遗传研究的重要基因资源。通过‘云麦53’成熟种子的EMS (Ethyl methyl sulfonate)诱变及诱变植株连续自交,获得了33个M3代候选突变体。通过诱变亲本与M2和M3代候选植株的株高差异分析,筛选到26个矮秆突变体,其株高变幅为(13.61±0.11)~(44.08±1.73) cm。基于8个矮秆基因的12个特异性标记检测发现, 26个矮秆突变体至少携带2个矮秆基因标记位点。除株高外, 26个矮秆突变体还携带穗长、小穗密度、节间数和平均节间长4个不同突变性状。26个矮秆突变体可聚为5个亚类,第1亚类的小穗数和小花数最少;第2亚类的株高最矮,穗长和平均节间长最短,小穗密度最高;第3亚类突变体的节间数最少。株高与平均节间长和节间数呈极显著相关,偏相关系数分别为0.94、0.58,但与穗长、小穗数、小花数和小穗密度4个性状无相关性。26个矮秆突变体的株高与平均节间长和节间数关联遗传,携带不同的突变基因组合,可用于小麦矮化育种,以及株高、穗长和小穗密度等性状的遗传机制研究。     

油菜叶色突变种质资源筛选与遗传特征初步分析

作物叶片叶绿素含量与叶片光合能力密切相关,能影响农作物的产量。本研究通过EMS诱变甘蓝型油菜中双11,单株收获诱变后第一代并通过诱变后第二代大量筛选鉴定获得油菜叶片叶色稳定突变种质资源62份,分析了筛选获得的叶片叶色突变体的遗传分离比和测定了相关突变体的叶片叶绿素含量。结果显示,获得的突变体按照叶色分成五类,叶色深浅与其叶绿素含量相一致;突变株系60%由多位点突变导致,37%由少数位点突变导致;24%突变株系叶绿素含量明显高于对照,76%的叶绿素含量约低于对照;叶绿素含量低的突变株系中,70%的突变株系叶绿素b的改变程度大于叶绿素a,30%的突变株系叶绿素a的改变程度大于叶绿素b。这些叶色稳定突变体的获得为将来遗传基础研究以及作为种质资源培育高光效油菜新品种奠定材料基础。     

秋水仙素诱导甜高粱‘FH59’种子变异效应研究

为了研究秋水仙素水溶液对甜高粱‘FH59’种子的诱变效应,创制优质甜高粱种质资源。本实验利用不同浓度的秋水仙素水溶液(0.05%、0.1%、0.15%、0.2%)浸泡甜高粱种子24、31、48 h,统计苗期变异率,并对成活植株进行大田鉴定。研究结果表明,秋水仙素诱变效果受到处理时间、药剂浓度以及二者交互作用的显著影响,在24 h,0.15%诱变条件下诱变效果最佳,幼苗变异效果显著。M₂代田间鉴定发现株高、生育期、穗长、籽粒颜色、锤度等主要农艺性状的突变体,变异类型丰富,尤其是发现的大量的矮化、早熟突变体对甜高粱亲本的改良作用明显。     

EMS诱导小麦TcLr19感叶锈病突变体的筛选

为了利用小麦感叶锈病突变体进行抗病基因功能和机制研究,用EMS处理小麦抗叶锈病近等基因系Tc Lr19的种子,对获得的M2、M3植株进行农艺性状观察和田间抗叶锈性鉴定。结果显示,不同浓度的EMS溶液处理种子共获得367个M1单株,处理浓度为1.0%时,接近半致死剂量,且M2表型突变频率最高,适宜突变筛选。在2 359个M2突变群体中,共筛选到表型突变体38个,表型突变频率1.61%;筛选出感叶锈病突变体53个,感病突变频率2.25%。在459个M3感病突变群体中,共鉴定出146个感病突变体,其中M36-2、M333-8、M333-9、M333-11、M344-4、M396-8这6个M3感病突变材料,遗传稳定率较高,达70%以上。为保证结果的可靠性,试验中还利用Lr19的分子标记对突变体进行分子辅助筛选。结果表明,EMS诱变是获得小麦感叶锈病突变体的有效手段,不仅为小麦抗叶锈基因的克隆和功能研究提供了重要的基础材料,还为小麦育种提供了新的种质。     

亚洲棉EMS诱变条件优化与突变体筛选

【目的】明确适于亚洲棉诱变的甲基磺酸乙酯(EMS)最佳浓度和处理时间,创制优异亚洲棉突变体。【方法】用体积分数0.4%~1.5%EMS溶液浸泡处理亚洲棉石系亚1号种子4~8 h,分析不同时间、不同浓度的EMS溶液处理对石系亚1号种子萌发和生长的影响,并对M1、M2代突变株的形态学特征进行了初步鉴定。【结果】0.6%EMS溶液处理8 h,石系亚1号种子的发芽率、发芽指数分别为51%、18.84,诱变效果最佳。以该参数大规模诱变处理约23 000粒石系亚1号种子,共筛选获得M1代变异材料5559株,突变频率为48.37%;M2代变异材料825份,突变频率为14.17%,其中叶型、株型的突变频率最高,分别为8.0%,5.9%;M3代变异株系57个,变异性状遗传频率为31.30%,M3代新增突变频率为18.26%。【结论】本研究建立了亚洲棉种子EMS诱变体系,构建了亚洲棉石系亚1号M2突变群体,获得了36份可稳定遗传的突变体株系,为棉花功能基因组研究奠定了材料基础。     

EMS诱变对高粱出苗及农艺性状的影响

利用不同浓度的EMS对高粱晋粱5号和V4B种子进行不同时间处理,分析EMS处理对高粱出苗及株高、叶片、穗型、育性和成熟期的影响,确定高粱EMS处理的最适条件,为高粱种质创新以及品种培育和改良提供参考。结果表明,晋粱5号和V4B的出苗率、相对成苗率变化总趋势为随EMS浓度升高和处理时间增长而升高,但是与对照相比,部分EMS处理能提高种子的出苗率。株高变异率、育性变异率及成熟期变异率变化总趋势为随EMS浓度升高而升高,而EMS处理对两个种质的叶形变异率和穗型变异率的影响趋势不同。不同浓度EMS应用于高粱诱变育种时,0.20% EMS浸种12h可作为EMS诱变晋粱5号和V4B构建突变体库的适宜条件;0.20% EMS和0.25% EMS浸种12h可分别作为EMS诱变晋粱5号和V4B筛选矮秆突变体的适宜条件;0.25% EMS浸种12h可作为EMS诱变晋粱5号和V4B筛选穗型突变体的适宜条件,以及晋粱5号筛选叶片突变体的适宜条件;0.35% EMS浸种12h可作为EMS诱变晋粱5号和V4B筛选成熟期突变体的适宜条件。     

水稻突变体的创制

为功能基因组学研究提供较好的基础材料,利用0.75%甲基磺酸乙酯溶液和γ射线双重诱变处理‘晋恢21’M1、‘中花11’、LR001种子进行研究。结果表明,经过M2筛选,获得716份叶、茎、穗、粒等性状变异的突变体,突变频率较高,达1.79%,还获得一些如不分蘖、多分蘖、白化苗、mini-plant、稀粒、花器官等极具研究价值的突变类型。双重诱变可以获得各种类型的突变体,所有的突变类型在3种材料中均有出现,说明该技术可为功能基因组研究提供大量的实物材料。     

24份甜高粱主要农艺性状与生物产量综合分析

为了探究甜高粱主要农艺性状与生物产量的关系,筛选出综合表现优良的甜高粱材料,进而为今后甜高粱育种提供理论依据。以24份甜高粱杂交组合为试材,对其主要农艺性状及生物产量进行灰色关联度分析、相关性分析、通径分析以及主成分分析。结果表明：主穗长度和穗粒数的变异系数较大;灰色关联度结果表明糖锤度与生物产量关联度最大。相关分析表明株高与茎秆长度,主穗长度与千粒重达到极显著正相关;通径分析结果表明主穗长度、茎秆长度、千粒重、榨汁率、糖锤度本身的直接效应对甜高粱的生物产量有正向作用。主成分分析得出株高、茎秆长度、穗粒数、糖锤度、榨汁率、主穗长度、生物产量这7个性状相对品种的综合表现影响更大。因此,在选育甜高粱杂交种时,要注重对糖锤度、茎粗、茎秆长度的选择,同时兼顾对株高、穗粒数、主穗长度、榨汁率、千粒重的选择。     

绿豆EMS诱变突变体库的构建及表型分析

为探索适于绿豆突变体库构建的最佳甲基磺酸乙酯(EMS)浓度和处理时间,以‘皖科绿3号’种子为研究材料,设置4种EMS浓度（0.6%,1.0%,1.4%和1.8%）和4种时间（6 h,10 h,14 h和18h）共16个组合,并以半致死剂量为突变体库构建的条件。结果表明,‘皖科绿3号’的最佳诱变条件为1.0%/10 h。用该条件处理6000粒成熟的‘皖科绿3号’种子,获得M₁代植株998份。对M₂代群体中植株叶色、叶形、株高、花器官、开花期等性状进行鉴定。共发现表型变异材料324株,变异频率为2.97%。突变体中叶色变异和矮秆是主要的变异类型,分别占植株总数的1.10%和0.46%。利用基因组重测序技术对4份突变材料的突变位点进行鉴定,测序结果表明碱基突变频率为1/37.78 kb。实验确定‘皖科绿3号’的最佳诱变条件为1.0%/10 h。研究结果也表明利用EMS诱变的方法可获得丰富的表型变异材料,可用于绿豆品种遗传改良和功能基因组学研究。     

离心超重力诱发水稻变异效应初报

为了研究离心超重力是否对水稻产生诱变作用,通过采用9个不同的离心超重力和处理时间组合处理水稻品种矮秀占的萌动种子,并对处理后代进行研究。结果表明,随着处理的离心超重力加大和处理时间延长,发芽率下降,M2代的变异频率上升。处理效果以超重力为12000×g,处理时间60 min最好。处理M1代未发现明显的表型变异,M2代发生多样性变异,主要表现在茎秆、叶片、生育期、穗部性状、籽粒、稻米外观和直链淀粉含量,并可以稳定遗传。说明离心超重力不仅对水稻处理当代植株的生长发育产生抑制作用,而且可以诱发水稻产生明显的可遗传变异,可以作为一种新的诱变育种手段。