浙江省水稻辐射育种研究进展

本文综述了21世纪以来,浙江省通过辐射诱变获得的水稻穗型、株高、叶形、叶色、花器等性状突变体种质资源的概况,开展相关突变性状的分子定位、克隆、遗传机理的研究进展,以及这些研究对于水稻新品种培育的促进作用。对浙江省通过直接或间接利用辐射选育而成的245个水稻新品种的分析发现,其中89.9%的品种源自辐农709和浙辐802;甬优系列籼粳杂交水稻不育系的81.8%源自辐农709。浙江省辐射育种的理论和实践成果揭示,继续深入开展水稻辐射诱变创制突变体及其分子生物学研究,有利于丰富水稻种质资源,提高育种效率。     

花生~(60)Co-γ辐射诱变和突变体库的构建

为了获得花生新种质,对花生干种子进行60Co-γ辐射诱变处理并构建花生突变体库,获得了一些有价值的突变体材料,如高油突变体、高蛋白突变体、大种子和小种子突变体、大叶和小叶突变体、卷叶突变体等。通过分析这些突变体的不同性状发现,辐射处理对株高、叶片形态、含油量、蛋白含量、单株结荚数、单粒重、油亚比、出仁率等性状的影响极为显著。对7个性状(单株果仁重、蛋白含量、亚油酸含量、油酸含量、含油量、单粒重和单株荚果重)进行相关性分析,结果表明,油酸含量与亚油酸含量为高度线性相关;含油量与蛋白含量、亚油酸含量、油酸含量均为显著性相关;而含油量与单株荚果产量呈低度线性相关。这些突变体的获得为今后进行花生遗传育种以及机理研究提供了可靠的原材料和中间材料,也为花生功能基因组学研究提供了丰富的材料。     

花生辐照变异新品系的选育

为丰富花生遗传基础,克服栽培遗传多样性差、高产优质专用新品种培育难以获得突破性进展的困难,本试验以花生品种鲁花11号干种子为诱变材料,采用~(60)Co-γ射线辐照处理,研究突变体后代性状表现。结果表明,突变体Y-21的M_2明显变异和分离,部分单株荚果明显变大,内种皮突变为金黄色。后代跟踪观察发现大果和金黄色内种皮能够遗传。对M7产量和品质的鉴定结果表明,从Y-21后代中选出的2个品系(大果和金黄色内种皮)Y-21-2-4和Y-21-3-2,其荚果形状、大小,籽仁形状,种皮和内种皮颜色等均符合传统出口型大花生的要求,且产量较高,其中Y-21-2-4比鲁花11号增产13.79%,比山东省区对照品种花育25号增产6.19%~7.70%,粗脂肪含量比鲁花11号高1.8个百分点,比花育25号高5.1个百分点。本研究获得的突变品系为花生育种及遗传研究提供了材料。     

番茄矮化突变体dl的鉴定及遗传分析

突变体是研究植物基因功能和培育作物新品种的重要材料。前期从番茄转基因材料中发现非转基因功能的且稳定遗传的一个矮化突变体dl(dwarf line)。为明确该突变体的表型特征及遗传规律,本研究比较了突变体dl与原野生型LA4024在不同发育阶段的表型差异。结果发现:同野生型相比,突变体dl植株节间变短、明显矮化、分枝变多、根系不发达,叶片、花、果实及种子等组织器官明显变小。外源喷施赤霉素能使矮化突变体株高恢复到野生型水平,而外源喷施生长素不能恢复突变体植株的矮化表型,表明该突变体为赤霉素缺陷型突变体。对突变体dl与LA4024构建的F1、F2及BC1群体的遗传分析表明,dl的突变性状由隐性单基因控制。本研究为该矮化突变基因的定位克隆及功能分析提供了依据。     

一种棉铃虫成虫体色突变体的遗传分析

在棉铃虫常规饲养种群中发现一种成虫体色突变体,该突变体腹、翅颜色与野生型显著不同,用杂交试验对该突变体进行了研究。研究发现,突变体与野生型正反交F1代成虫体色均显示野生型色;F2代成虫野生型和突变体的分离比为3.23∶1;回交BC1代中野生型和突变体分离比为1.13∶1;F2代中的突变体自交,后代全部表现为突变。遗传分析结果表明,该成虫体色突变体属常染色体上单基因控制的隐性遗传性状。     

突变体间接利用育成中熟早籼新品种辐8970

利用辐射诱发突变体辐８５１５１与辐８６３８杂交育成早籼新品种辐８９７０，该品种具有大粒多、高产稳产、熟期适中，抗病抗逆能力强，米质中等偏上，秧龄弹性大等特点，１９９５年５月经浙江省农作物品种审定委员会审定通过，目前正在省内外部分地区大面积推广应用。     

大麦上部叶片缩短型突变体在育种上的应用研究

大麦品种富士二条经γ射线连续照射 3代 ,累计 90Gy的处理后代中得到上部叶片缩短型突变体。对该突变体的原始品种、突变体、正反交种F1和F2 进行了突变性状的遗传分析 ,对其产量、叶绿素含量、光照度和干物质方面进行了比较研究 ,表明 :( 1 )上部叶片缩短型性状是由 1对核基因控制的不完全显性遗传 ,为部分显性 ;( 2 )上部叶片缩短型突变体的群体透光度优于富士二条 ,底部干物质大于富士二条 ;( 3)在高肥、密植条件下 ,突变体产量高于富士二条 ;( 4 )突变体各部位叶绿素a的含量高于富士二条。     

玉米根系发育突变体及相关基因研究进展

根系形态以及生理特征与作物养分水分高效利用密切相关。利用根系发育突变体是研究根系结构与功能的主要手段之一。近10多年来,一些玉米根系发育的突变体被鉴定出来,其中包括影响节根发育的rtcs突变体,影响侧根发育的lrt1、slr1、slr2和rum1突变体,还有影响根毛发育的rth1、rth2和rth3突变体,其中部分突变体所对应的基因已经克隆。这些进展有利于人们更深入地认识玉米根系生物学特征在养分水分高效中的作用。     

胚乳突变体在水稻淀粉合成调控研究中的作用

淀粉作为稻米最主要的储藏物质,其含量、结构及其特性影响水稻的产量和品质。随着分子生物学的不断发展,通过筛选胚乳突变体,克隆了大量调控水稻淀粉合成相关的基因,使淀粉生物合成的机理也逐渐清晰。本文综述了水稻淀粉结构、淀粉生物合成,以及淀粉突变体,包括糯性、高直链淀粉、垩白、粉质、暗色、糖质、皱缩等突变体的突变基因克隆及功能研究最新进展,以期为进一步阐明水稻淀粉生物合成的途径,以及优质水稻新品种的培育提供参考。     

植物离体培养筛选耐盐突变体的研究

本文总结了利用离体培养系统筛选耐盐突变体的研究进展 ,分别从材料选择、变异来源、突变体的筛选等方面进行了讨论 ,概括了人工诱变离体培养材料的常用诱变剂及诱变剂量的选择 ;从生理生化及分子生物学等角度分析和归纳了耐盐突变体鉴定的研究进展 ,并指出了筛选耐盐突变体应考虑的问题     

花生籽仁中蔗糖含量近红外预测群体模型的建立及在突变体筛选中的应用

籽仁蔗糖含量是影响花生食味品质的重要因素。为了建立花生籽仁中蔗糖含量的高效检测技术,本研究采集了149份花生籽仁的近红外光谱,结合化学法测定籽仁蔗糖含量,采用偏最小二乘法 (PLS) 构建花生籽仁蔗糖含量近红外预测群体模型。结果显示,预测模型的决定系数(R²)为0.898,校正标准偏差(SEC)为0.253,20份外部验证材料的预测值和化学值的R²为0.873,预测模型具有较高的可信度,运用该模型筛选徐花17号诱变群体,从1 965份M₂单株籽仁中获得4份的突变体。本研究为优质食味花生种质资源的筛选和品种选育奠定了基础。     

ATR-FTIR技术在小麦籽粒识别上的探索

为探索衰减全反射傅里叶变换红外光谱技术(ATR-FTIR)在小麦籽粒品种(系)识别和籽粒性状突变体鉴别上的应用,本研究采集了91个小麦品种(系)和576个小麦M₅突变体及235个对照株系籽粒的ATR-FTIR光谱,其中71个小麦品种(系)用于建立小麦籽粒ATR-FTIR识别模型,20个小麦品种(系)用于外部验证;对建模光谱数据进行7种预处理,在3 600~1 000 cm^-1波段内建立小麦籽粒品种(系)识别模型,外部验证检验该模型的准确性;并应用该模型从M₅突变株系中鉴定籽粒性状突变体。结果表明,使用多元散射矫正+Norris平滑(MSC+ND)预处理方法建立的小麦籽粒ATR-FTIR识别模型能完全鉴别71个小麦品种(系)的籽粒,且外部验证也证实了该模型的准确性;应用建立的小麦籽粒ATR-FTIR识别模型,从突变株系中鉴定了4个籽粒性状潜在突变体,突变率为0.69%。本研究建立了小麦籽粒ATR-FTIR识别模型,实现了对不同小麦品种(系)籽粒的区分,并将该模型应用于突变体鉴别,拓宽了ATR-FTIR光谱技术在小麦上的应用领域,同时为筛选小麦籽粒性状突变体提供了新的途径。     

不同花生品种氮素利用特征相关指标研究

为探讨不同花生品种氮素利用特点,采用¹⁵N示踪技术研究了19个花生品种氮素积累与若干指标的差异性及其与产量的关系。结果表明,不同品种在氮素含量与积累量、氮素荚果生产效率、氮素生物效率、氮肥利用率及氮肥偏生产力等指标均存在显著差异,品种间变异系数为6.2%~32.0%。花生不同器官氮积累量与其干物质积累量均呈极显著正相关,相关系数为0.801 1~0.920 8,而与氮含量相关性不明显;收获指数高有利于氮素荚果生产效率的提高,而增加营养体和总生物产量有利于提升氮素生物效率;总生物产量及其向生殖体的分配比例对氮肥利用率和氮肥偏生产力有很大影响;土壤氮和根瘤固氮是花生主要氮源,供氮比例平均值分别为46.4%和40.7%,生产上应注意充分挖掘其供氮潜力。综上可知,高产花生植株需要有足够的总生物产量和氮积累,并能够将其较多地分配到生殖体;选育产量和氮素或氮肥效率同时高的品种是可能的。本研究结果为花生氮高效品种筛选、培育及节氮栽培提供了理论依据。     

花生辐照后M_2代突变材料的SSR分析

以60Coγ射线辐照花生品种鲁花11号,通过调查其M2代植株农艺性状,筛选到7个叶部特征明显变异的突变材料,利用107对SSR引物对其进行PCR扩增,分析突变材料的DNA变异。结果发现突变材料与原品种之间存在不同程度的多态性,且均呈现多个位点突变。SSR标记的多态性分析表明,60 Co辐照诱变可使花生的DNA分子多个区段内发生重复或缺失等结构性变异。     

诱发籼稻早熟同型系的研究 Ⅰ.早熟同型系的发生及其规律

在同一籼稻类型品种中,早熟同型系发生率4年间基本类似(分别为1.41%、1.37%、1.42%、1.64%),但在不同生态类型品种中早熟同型系发生率则不相同:早熟种为0.73%,中熟种为1.51%,迟熟种为1.97%.系谱亲缘相同的品种,其早熟同型系发生率各自相似;系谱不同的品种则相反.早熟同型系发生的基本规律与特点:1.早熟同型系发生的基础是抑制的表现型;2.早熟同型系的发生与原品种的生育期密切相关;3.出现早、晚熟双向熟期变异的同时,发生株型、叶型等性状的平行变异;4.早熟同型系的发生有不平衡性.早熟定向诱变育种,根据同型系系列的基本原理,只要准确地了解和掌握种、属类型、品种生态特性和品种系谱亲缘3个方面,就能预估诱变后代产生早熟同型系,进行早熟定向诱变,培育新品种.     

小麦突变体杂交的F_1性状遗传趋势的研究

本试验着重研究不同突变体配对后的F_1部分性状的遗传优势。试验表明,用突变体小麦产生的F_1的优势普遍存在,正向优势占一半以上。不同性状优势表现不一,其顺序是株高>千粒重>单株粒重>穗数。几个性状中亲子关系最密切的是千粒重,其广义遗传力达74.48％。通经分析表明,影响单株产量的主要因素是千粒重,其次为有效穗数和每穗粒数。综合性状分析认为,利用507、469和505等突变体来改良浙麦3号,有可能获得较好的后代。     

花生品质对其蛋白质凝胶性的影响

为了探讨不同花生品种的感官品质、理化与营养品质、加工品质与其蛋白质凝胶性之间的关系,提出适宜肉制品加工凝胶型蛋白质专用花生品种的主要特性和评价方法,构建适宜加工凝胶型蛋白质花生品质评价模型。以62个花生品种制得的分离蛋白粉为原料,采用物性仪测定其分离蛋白凝胶性,分析各品种花生的品质特性与凝胶性之间的关系,采用有监督主成分分析对41个品种的品质数据建立凝胶型蛋白质花生品质评价模型,并用另外21个品种品质数据进行验证。结果显示,不同品种花生蛋白质在相同条件下制得的凝胶特性差异显著。果形、粗蛋白、粗纤维、半胱氨酸、甘氨酸、精氨酸、亮氨酸、伴花生球蛋白Ⅰ、花生球蛋白/伴花生球蛋白、23.5kDa等10个指标与凝胶性在0.05水平上关系显著,采用有监督主成分分析建立凝胶型蛋白质花生品质评价模型,验证模型的相关系数为0.937。研究结果表明,花生的品质特性显著影响花生蛋白质的凝胶性。花生粗蛋白含量、胱氨酸含量、精氨酸及伴花生球蛋白Ⅰ含量高的品种具有更好的凝胶性。通过凝胶型蛋白质花生品质评价模型可以预测该品种花生蛋白质的凝胶性,为不同花生品种的加工利用和专用品种的选择提供依据。     

晋豆24~(60)Coγ射线诱变后代种子贮藏蛋白的研究

选用晋豆24及其60Coγ射线辐照诱变后代为试验材料,利用SDS-PAGE聚丙烯酰胺凝胶电泳研究了诱变后代大豆贮藏蛋白亚基11S和7S的组分含量、亚基组成和各亚基的含量及其变异规律。结果表明:大豆贮藏蛋白种质资源中,同一品种的不同亚基和不同品种的同一亚基间均有较大变异;11S球蛋白与7S球蛋白呈极显著负相关,与11S/7S比值呈极显著正相关;聚类分析根据11S/7S比值将诱变后代群体分为比值较高(平均为1.70)、居中(平均为1.25)和较低(平均为0.79)3类,为诱变育种选育优质专用大豆新品种提供了依据。     

航天技术在水稻诱变育种中的应用研究

利用高空气球、返回式卫星和飞船搭载水稻干种子进行空间诱变处理 ,开展空间诱变效应及其育种应用研究。在诱变后代选育出航育 1号、R2 0 36和航香 1 0号等新品种 (系 )。对空间诱发的多蘖矮和大粒突变体进行了形态学鉴定和遗传学研究。空间诱变效应表现为处理当代生理损伤轻 ,植株结实正常 ,后代突变频率因不同基因型和性状差异较大。空间环境诱变敏感性与60 Coγ射线辐照敏感性相关不显著。