冬小麦矮秆突变系“原冬96”遗传分析

辐射育成的矮秆突变系"原冬96"与5个高秆品种杂交。采用势能比法测定 F_1矮秆性状的显性程度。F_2代根据2个组合 P_1、P_2及其 F_2株高分布估算矮秆基因对数;对5个组合的 P_1、P_2及其 F_2株高、每株穗数、每穗粒数、穗粒重和单株粒重进行通径分析。F_3代估算2个组合株高、株粒数、株粒重的遗传力。结果表明:"原冬96"的矮秆性状受两对以上等位基因控制,呈现不完全隐性,遗传力较高,遗传行为比较简单,以其作亲本的杂种后代不因株高降低而产量下降,是一个综合性状优良的矮秆亲本。     

水稻短粒和矮秆突变体若干性状的研究

本试验研究了突变体和原品种杂交的F_1代主要性状的表现,以及F_2代主要性状的分离变异的表现。试验表明,利用突变体和原品种进行正反交,在考察的F_1代性状中,绝大多数性状具有超高值亲本的趋势。在正反交的F_2代中,多数性状的变异系数超过了它们的杂交亲本的变异系数,说明这些性状发生了突变,其中,矮秆突变,在正反交的F_2代呈3:1的分离,表明矮秆突变为受单隐性核基因控制,而短粒突变在正反交的F_2代中表现不一致,说明突变体82—350不仅带有单隐性核基因突变,而且细胞质基因也发生了突变。辐射诱发的这种突变,在水稻杂交育种和杂种优势利用中均有学术意义。     

大豆“南农94-16”突变体库的构建及部分性状分析

本研究对"南农94-16"大豆种子用NaN3-60Coγ射线复合诱变以及EMS诱变来构建大豆突变体库。两种方式诱变大豆分别获得54份和66份叶、茎、花、种子、子叶等性状变异的突变体。用644对SSR标记分别对其中的14株耐涝突变体和1株叶色浅绿突变体进行了鉴定。结果表明,14株耐涝突变体,有2株与对照有超过100个标记的差异,其余植株分别有1到7个标记的差异;叶色浅绿突变体与对照有39个标记的差异,遗传分析表明该性状由细胞核单基因隐性遗传控制。这些突变体可以作为新的种质资源,构建的突变体库也有助于大豆功能基因组研究的开展。     

水稻矮杆突变体del1的生理特性及遗传分析

利用60Coγ射线辐照粳稻品种Kitaake,获得一个性状稳定遗传的水稻矮杆突变体del1,本研究对其形态学、矮化性状遗传、叶片超微结构及生理特性进行了分析。结果表明该突变体田间表现为植株矮化,叶片直立,叶色浓绿和不结实;矮化突变性状由单隐性基因控制;突变体的叶肉细胞超微结构正常,但体积明显小于野生型;突变体幼苗株高对...     

钴—60Υ射线对大豆主要农艺性状遗传效应的初步研究

利用辐射进行人工引变,培育农作物优良品种的研究表明,辐射引变,常常具有变异性状稳定早,缩短育种年限的特点,是作物育种不可忽视的手段之一。1983年初,我们利用钴—60Υ射线照射大豆风干种子,并对其后代主要农艺性状辐射遗传效应进行了研究,旨在探索钴—60Υ射线对生育期、株高、茎粗、单株有效荚、单株粒数、百粒重等性状在M_2、M_3世代的辐射遗传效应,找出其遗传变异规律,应用于育种实践。     

水稻叶色突变体ygr的遗传分析与基因定位

叶色突变体是研究水稻叶绿体发育、光合色素合成与降解的理想材料。前期研究在水稻保持系大面积繁殖时发现一株转绿型淡黄叶突变体ygr,为了阐明其叶色调控机理,本试验比较了ygr与野生型的主要农艺性状和光合色素含量,并对该突变体进行了遗传分析和基因定位。结果表明,与野生型相比,ygr的始穗期推迟2 d,株高、单株有效穗数、穗长、穗粒数、结实率和千粒重等主要农艺性状均无显著差异,而苗期和抽穗期的叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素和类胡萝卜素等光合色素含量均显著降低。遗传分析表明,ygr叶色突变性状受单隐性核基因控制,暂时将其命名为YGR。以ygr与日本晴杂交的F_2群体作为定位群体,将YGR基因定位在水稻第1号染色体分子标记WY8到WY20之间,其遗传距离分别为0.2 cM和0.5 cM。本研究结果为该基因的克隆和功能分析以及解析其突变机制奠定了基础。     

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。     

一个水稻黄绿叶突变体ygl15的鉴定和基因定位

由籼稻品系杂交后代中发现1个黄绿叶突变体,命名为ygl15。为揭示突变体ygl15叶色变异机制,对其进行了表型鉴定和基因定位分析。结果表明,突变体ygl15从苗期开始表现为黄绿叶,叶片中的叶绿素和类胡萝卜素含量较野生型显著下降,并最终导致其农艺性状受到影响,表现为株高、有效穗数、单株总粒数和单株实粒数显著下降,穗长、每穗粒数和结实率的变化不显著,千粒重略有提高;基因表达分析表明,突变体ygl15叶片中,叶绿素合成和光合系统相关的基因表达上调,但血红素合成相关的基因表达下调或不变。遗传分析表明,ygl15的突变表型受1对细胞核隐性基因控制。以突变体ygl15和中花11杂交的F_2群体为定位群体,经过初步定位和精细定位,将ygl15基因定位在水稻第3号染色体上的分子标记M08124～M08175之间,物理距离约79 kb。本研究结果为进一步克隆ygl15突变基因和研究基因功能奠定了一定的理论基础。     

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。     

菜豆品种黄金勾伽玛射线突变体库的建立及突变表型观察

菜豆(Phaseolus vulgaris L.)是我国及世界人民重要的食用豆类之一,具有品种繁多,表型特征差别大,基因组小,繁殖周期短及与大豆的亲缘关系较近等特点,是研究豆科植物基因功能的重要遗传资源。为创造丰富的变异资源,对菜豆品种黄金勾种子进行^(60)Coγ射线诱变处理,处理剂量为200 Gy,在M_3代观察并统计变异的类型。以百粒重及种子大小(长与宽)为代表,对数量性状进行了统计分析,选取的大粒(菜434)和小粒(菜601)株行与野生型对照相比,所检测的3个性状上的变异系数均显著大于野生型对照。在总计3 500株M_3单株株行中,607株株行在生育期(开花期与成熟期)、叶部性状、株型、育性及种皮颜色等性状上与野生对照相比变异较为明显,其中5.5%的变异株行的变异属于典型的孟德尔显性遗传规律,符合3∶1分离比例,初步确定该类变异由单基因所控制。选取部分重要变异性状株行,进一步在M_4代进行表型观察,验证M_3代性状观察的结果。所获得的具有稳定遗传的材料不仅可直接应用于品种选育,还为克隆引致性状变异的功能基因及调控机制提供了重要的遗传资源。     

Identification of two anthocyanidin reductase genes and three red-brown soybean accessions with reduced anthocyanidin reductase 1 mRNA, activity, and seed coat proanthocyanidin amounts

Anthocyanidin reductase (ANR; EC 1.3.1.77) catalyzes a key step in the biosynthesis of proanthocyanidins (PAs; also known as condensed tannins), flavonoid metabolites responsible for the brown pigmentation of seeds. Here, two ANR genes (ANR1 and ANR2) from the seed coat of brown soybean (Glycine max (L.) Merr.) have been isolated and their enzymatic function confirmed for the reduction of cyanidin to (-)-epicatechin in vitro. Biochemical and genetic comparisons of soybean lines differing in seed coat color revealed three red-brown lines to exhibit major reductions in the amounts of soluble PAs in the seed coat compared to brown soybean lines. Two spontaneous mutants with red-brown grain color had reduced ANR1 gene expression in the seed coat, and an EMS-mutagenized red-brown mutant had nonsynonymous substitutions that resulted in slightly reduced ANR1 activity in vitro. These results suggest that defects in the ANR1 gene can be associated with red-brown soybean grain color. These results suggest that suppressing ANR1 gene expression or activity may be a rational approach toward engineering seed coat color to enable the visual identification of genetically modified soybean grains.     

大豆籽粒大小遗传调控研究现状

籽粒大小是大豆产量和外观品质的重要构成要素,具有巨大的经济价值,一直以来都是育种的主要目标之一.大豆籽粒大小由胚、胚乳和种皮发育共同协调决定.目前已报道的与大豆籽粒重相关的QTL位点309个,但大多位点尚未进行功能验证.已发现的与大豆籽粒大小相关的基因有17个,多数与母本种皮发育调控相关,其它与合子组织和植物激素调控途...     

基于OpenCV的大豆籽粒多表型参数获取算法

大豆籽粒的表型参数获取对大豆育种具有重要的作用。现有的深度学习算法获取的大豆籽粒表型性状较少，且识别表型的神经网络模型训练成本高。本研究基于OpenCV图像处理库，提出了一种提取大豆籽粒多表型参数的算法，从大豆图像中一次性获取籽粒的多种表型性状参数，同时能识别大豆的优劣品质。将每个待测大豆单株的所有籽粒拍成一张图像，首先对大豆籽粒图像进行二值化、去噪等预处理，然后采用分水岭算法和改进的目标分割算法提取图像中的大豆籽粒轮廓。根据大豆籽粒的轮廓信息，调用OpenCV图像处理函数计算大豆籽粒的个数、长轴长度、短轴长度、面积、周长等多个表型性状参数。引入圆形度识别残缺大豆籽粒，使用RGB阈值判断识别病变大豆籽粒。测试结果表明，采用本文算法计算的颗粒总数识别率为98.4%，大豆籽粒正确识别率为95.2%，破损大豆和病变大豆的识别率分别为91.25%和88.94%，籽粒的长轴长度与短轴长度的测量精度分别为96.8%、95.8%；引入多进程并行计算，该算法的 处理215张图片时间为248.9 s，相对于单进程计算缩短了约2/3，实现了低成本高通量的高精度大豆籽粒多表型性状参数的自动获取，为大豆籽粒自动化考种提供有效的处理方法。     

晚粳稻品种浙粳22内稃突变体基因的遗传分析和基因定位

晚粳稻品种浙粳22内稃突变体是60Co γ射线对浙粳22辐照后选到的内稃约有正常内稃一半大小的突变体。遗传分析表明,该突变性状由1对隐性基因控制。该内稃突变体与籼稻珍汕97杂交的F₂群体,采用SSR分子标记对突变性状基因进行初步遗传定位,把内稃突变基因定位在第9号染色体上,暂将该突变基因命名为hig1,位于RM6051和RM556之间,遗传距离为12.7cM。     

一个水稻金黄色颖壳与节间基因的定位

在粳稻品种浙粳88种子经60Co γ射线辐照的后代中,筛选得到1个金黄色颖壳与节间基因突变体,将该突变体命名为浙粳88GH,该突变体的颖壳和茎间与野生型浙粳88相比具较明显的金黄色。遗传分析表明,该突变体性状受1对隐性核基因控制,暂将该突变基因命名为gold hull 6(gh6)。以该突变体与籼稻珍汕97B杂交的F₂作为定位群体,采用SSR分子标记和隐性群体分析法,将gh6基因初步定位在第2号染色体短臂端的分子标记RM3732和RM6378之间,遗传距离分别为21.2cM和28cM。然后,进一步扩大F₂群体将gh6基因定位在分子标记Indel3和Indel4之间约90kb内。     

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。     

花叶性状在油菜杂交种纯度控制中的应用

为了将花叶性状转入到甘蓝型油菜隐性上位互作核不育系统中用于控制杂交种的纯度,在油菜隐性上位互作核不育纯合不育株与花叶型油菜品系羽叶87的杂交后代中,利用2个与育性基因连锁的分子标记辅助筛选两型系和临保系基因型单株,获得具有花叶性状的两型系和临保系。结果表明,可通过F_2世代选育法、系谱法和回交法3种途径选育花叶两型系和花叶临保系;在花叶两型系和花叶临保系的繁殖以及花叶全不育系的配制过程中,可通过去除非花叶杂株来确保纯度。因此,花叶性状作为一个理想的形态标记,可以应用于油菜的杂种生产来控制种子的纯度。本研究结果为杂交种的纯度控制提供了一条简捷且有效的途径。     

Positive correlation between the number of root nodule primordia and seed sugar secretion in soybean (Glycine max L.) seedlings inoculated with a low density of Bradyrhizobium japonicum

Sufficient rhizobium population in the rhizosphere of legume seedlings is required for early and enough setting of root nodules. Potential of seed and seedling root exudates for proliferation of Bradyrhizobium japonicum PNT119 was evaluated in the soybean cvs. Enrei and Tachinagaha. In both cultivars, seed exudates showed a higher potential than root exudates. In the seed exudates, a low-molecular high-polarity fraction including sugars and amino acids showed a higher potential than both high-molecular fraction and low-molecular low-polarity fraction. The correlations between the sugar or amino acid contents of seed exudates and the number of root nodule primordia at 7 d after sowing were investigated among 12 soybean cultivars. When seeds were inoculated with a low rhizobium density, a high correlation coefficient was detected between them. However, there was no positive correlation in the plants inoculated with a high rhizobium density. These results suggest that the amount of low molecular substances in the seed exudates determines the number of root nodule primordia through rhizobium proliferation around seed and young roots when the rhizobium density is the limiting factor. The genetic trait relating to seed coat secretion should be considered as a possible key factor contributing to adequate root nodulation in soybean seedlings cultivated in fields with a low rhizobium density.     

浙粳22类病斑突变体spl(t)特征及其基因定位

在浙粳22辐照的突变体库中,筛选出一个对环境不敏感的全生育期表达的类病斑突变体。遗传分析表明,该突变性状由1对隐性核基因spl(t)控制。利用SSR标记对类病斑突变体spl(t)与珍汕97B杂交构建的F2群体进行基因定位,把spl(t)基因定位在第12号染色体短臂端的着丝粒附近,位于SSR标记RM7195与RM27929之间的0.8cM区间内。锥虫蓝染色检测结果表明spl(t)类病斑的形成和发展是一个程序性细胞死亡的过程。进一步研究表明,这种程序性细胞死亡是由H2O2氧迸发而致。突变体经白叶枯病和稻瘟病鉴定,表明该突变体的抗病性与野生型品种浙粳22相仿。