空间诱变选育抗稻瘟病水稻品种研究进展与展望

长期的生产实践证明挖掘新的抗病资源、鉴定和利用抗病基因是防治稻瘟病最为经济有效的策略。因此,挖掘新的抗病资源以改良水稻品种的抗病持久性,是当前稻瘟病抗病育种的当务之急。空间诱变育种在创造优异新种质、诱导新的基因资源和培育农作物新品种上已发挥其独特的优势和作用,是农作物遗传改良的新途径,是未来作物育种新技术的重要组成部分。实践证明,空间诱变手段可对水稻品种的稻瘟病抗性进行有效改良,且已育成多个抗稻瘟病优良品种。本文对近20多年来水稻空间诱变抗稻瘟病育种研究现状进行概述,如空间诱变水稻稻瘟病抗性变异特点、空间诱变抗稻瘟病育种成果以及空间诱变稻瘟病抗性变异机理等,以期为进一步揭示空间诱变变异机理和开展水稻空间诱变抗病育种工作奠定理论基础。     

高能重离子束辐射水稻诱变育种研究进展

水稻是一种重要的粮食作物,开发优良的水稻种质资源是培育水稻品种的重要手段。诱变育种可以快速改良水稻品种,提高水稻育种效率。离子束作为一种新型的诱变技术,具有线性能量转移高,相对生物学效应好,诱变频率高等优势,可直接作用于水稻遗传物质,对水稻的不同性状产生影响。本文主要围绕高能重离子束的诱变水稻的分子生物学特点,诱变重离子束种类、辐射剂量及受体材料的选择,重要性状基因功能分析,诱变产生的水稻品种等方面进行系统的描述,重点介绍了高能重离子束的诱变优势,并从多方面总结了由高能重离子束诱变产生的不同的水稻品种,并提出了高能重离子束诱变依旧存在的不足以及对未来的展望,为该技术在未来水稻育种的应用提供新思路与新方法。     

利用空间诱变技术进行早籼稻新品种的改良

利用卫星搭载2个早籼稻品系浙105和浙207干种子,进行空间诱变处理。回收后SP2~SP7逐代选择,以主要农艺经济性状改良为目标,结合稻瘟病和白叶枯病抗性筛选,获得一批突变品系;选用72对分布于水稻12条染色体上的SSR引物对5个变异株系与原种对照进行DNA分子检测。结果表明:空间诱变对水稻品种产生了不同程度的生理损伤,SP1表型不分离,SP2出现不同程度的变异,SP3起逐代选择获得农艺经济性状、稻瘟病和白叶枯病抗性变异株,从中选出得到明显改良的新品系;5个变异株系与原种之间均存在着不同程度的SSR多态性差异。     

空间诱变引起水稻9311的品质变异

水稻品种 931 1种子经返回式卫星搭载诱变后研究表明 ,空间诱变引起的SP1生理损伤轻 ,SP2 的叶绿素缺失突变和早熟突变频率较低 ,但品质突变丰富 ,筛选鉴定了不同表观直链淀粉含量、富含抗性淀粉以及高无机磷低植酸等突变体。     

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。     

富铁水稻研究进展

本文简述了水稻品种间铁含量的差异性及其遗传控制,综述了采取提高铁绝对含量及增加其生物有效性开展富铁水稻的研究进展,包括常规育种、诱变育种、转基因技术。对富铁水稻研究中存在的问题及诱变技术在该方面的应用前景也作了探讨。     

水稻种子休眠特性的生理机制研究

通过检测去除果皮(颖壳)对不同休眠程度的水稻品种(系)种子萌发的影响以及吸水速率、呼吸速率、可溶性蛋白含量、α-淀粉酶活性、可溶性糖含量和酸性磷酸酶活性变化与种子萌发的关系,探讨了水稻种子休眠特性的生理机制。结果表明:果皮(颖壳)对不同类型的水稻品种(系)种子的休眠特性有显著影响,去果皮(颖壳)后,水稻种子的吸水速率和呼吸速率都显著升高,从而有利于种子萌发;α-淀粉酶活性和可溶性蛋白含量与水稻种子的休眠程度呈负相关;酸性磷酸酶的活性与水稻种子活力呈正相关,但与水稻种子的休眠特性强弱不成比例;可溶性糖含量也与种子的休眠特性强弱不成比例。     

零磁空间诱变对紫花苜蓿品种生长特性的研究

零磁空间诱变是一种地面模拟空间零磁场的诱变育种方法。为研究零磁空间处理对紫花苜蓿生长特性的影响,以4种紫花苜蓿种子为试验材料,经零磁空间处理180 d后,测定种子活力,并以当代试材为对象,研究其农艺性状及生理指标变化。结果表明,零磁空间诱变对苜蓿种子萌发具有抑制作用,而对幼苗苗长和根长的影响因品种不同而异;零磁空间诱变处理对供试品种农艺性状的影响也不同,诱变处理抑制了驯鹿和龙牧806苜宿株高,而促进了肇东和敖汉苜蓿株高,提高了所有供试品种的分枝数以及生物产量,降低了茎叶比,而对干鲜比影响不明显。经诱变处理后植株叶片过氧化物酶活性显著提高,过氧化氢酶和超氧化物歧化酶活性因品种不同变化不同,丙二醛浓度变化不明显。表明诱变变异因品种自身特性不同而异,通过诱变处理可以改良当代苜蓿农艺性状。本研究结果为后代选育有益变异株系提供了技术参考。     

实践八号育种卫星搭载籼稻的诱变效应研究

利用卫星搭载4个籼稻品种(系)的干种子,对SP1代种子活力和农艺性状、SP2代农艺性状、稻米直链淀粉含量和白叶枯病抗性进行诱变效应分析,结果表明:空间环境对籼稻种子损伤较小,SP1代的发芽率、芽长、株高以及结实率的生理损伤变幅为0～26.9%;对空间环境的敏感性由强到弱依次为桂99、航恢7号、R998、金航138。SP1代表型不发生分离;SP2代在株高、分蘖、谷粒重、稻米直链淀粉含量和白叶枯病抗性等性状出现分离,突变性状在SP3代能够遗传。空间诱变不仅能使水稻农艺性状发生变异,而且能使稻米品质和抗病性产生变异。     

水稻诱变育种初报

<正> 用~(60)Co γ射线照射高产、低质的水稻品种"昆稻二号",进行米质改良(外观品质)。用γ射线照射"湘虎25",观察改良其它农艺性状(熟期)的诱变效果。材料和方法1982年,选本地单季晚粳品种"昆稻二号"干种子50克,用~(60)Co γ射线辐照,剂量为30kR 和40kR 两种,剂量率为49R/min。该品种具有高产、米质差、腹白和心白大、胚乳不透明并有粉状团块出现、食味差等特点。试验目的是改良米质。1983年,用γ射线辐照中     

我国高空气球诱变育种的研究进展

1 98 7～ 1 997年 ,利用高空气球搭载农作物种子和食用菌菌种 ,进行空间诱变处理 ,研究空间诱变效应。结果表明 :经高空气球搭载处理的农作物种子和食用菌菌种选育出的突变品系的生育期、抗病性和脂肪含量、铁元素含量、维生素C和产量性状比原亲本有明显的改良。说明此性状变异是可以遗传的。     

几种新的诱变因素对水稻的诱变效应

利用返回式卫星搭载 5个水稻品种的干种子进行空间诱变处理 ,以及用离子束、质子、同步辐射 (软X射线 )处理水稻干种子 ,并与γ射线处理作比较 ,研究其诱变效应。结果表明 ,供试的几种诱变因素均可诱发各类染色体结构变异 ,其细胞染色体畸变率均明显高于对照。空间环境促进根尖细胞有丝分裂活动 ,其它诱变因素均不同程度地抑制根尖细胞有丝分裂活动。质子等处理在M2 代能诱发较高频率的叶绿素缺失突变、株高突变和抽穗期突变 ,其有益性状突变频率高于γ射线     

丹参种子航天诱变生物学效应研究

为探讨丹参种子航天诱变的生物学效应,利用实践八号育种卫星搭载丹参种子,返回地面后进行田间种植观测,分别从生育时期、种子活力、地上部形态特征、根部性状、结实性状分析丹参航天诱变的生物学效应,利用SRAP标记技术分析了材料在DNA水平上的变化。结果表明：航天搭载造成了DNA水平上的变异;提高了种子的发芽率和出苗率,促进了幼苗的发育,开花期提前;促进了花苔长度和花蕾数的增加,抑制了叶片生长;总体上促进了根部性状和种子性状的变异,除冠幅、花轴长度外,增大了各性状的变异系数。丹参种子航天诱变的生物学效应可为丹参种质改良和品种选育提供参考。     

诱变与组织培养相结合诱发水稻耐盐突变的初步研究

以4个水稻品种的成熟种子作为外植体,用γ射线、叠氮化钠(SA)施行单项或复合诱变处理后进行组织培养,出愈后的部分愈伤组织再用γ射线辐照处理,并在含NaCl的筛选培养基上进行耐盐突变的筛选。结果表明,15kRγ射线对出愈率和生长率均有严重的抑制作用,而1mMSA单独处理对出愈率和生长率则有促进作用,所有诱变处理都降低了植株分化频率,愈伤组织的生长速率和植株再生率虽随筛选培养基中NaCl含量的提高而下降,但1％NaCl作为耐盐突变体的筛选压较为适宜。诱变处理的种子愈伤组织再以适当剂量的γ射线辐照,有提高诱发耐盐突变频率的作用。适宜的照射量为500—750R。     

水稻空间诱变育种的研究

利用高空气球和返回式卫生搭载ＺＲ９水稻干种子，进行空间诱变处理，研究空间环境对水稻的诱变效应。结果表明，高空气球搭载种子的发芽率明显低于对照，ＳＰ１出现株高和生育期的突变，而卫星搭载种子的发芽率及当代植株的性状均没有明显的变化。     

水稻品种耐热性与相关生化指标的关联分析

研究高温胁迫下水稻生化特性变化及其与品种耐热性的关系,可为水稻耐热性育种、耐热品种的鉴定和热害后补偿栽培技术研究提供依据。采用人工智能温室对水稻幼穗分化期到抽穗开花期进行高温处理,研究了高温胁迫对水稻叶片叶绿素、可溶性糖、脯氨酸、可溶性蛋白等6项生化指标含量变化的影响,对各品种生化指标变化与热敏感指数进行多元回归分析筛选水稻耐热性鉴定指标。结果表明,高温胁迫后,水稻叶片叶绿素、可溶性糖以及内源多胺含量在3个处理阶段均呈下降趋势,但耐热品种下降幅度明显小于热敏感品种;脯氨酸和丙二醛含量变化趋势与之相反,耐热品种脯氨酸含量上升幅度明显大于热敏感品种,而丙二醛含量上升幅度则明显小于热敏感品种;高温处理7 d后,叶片可溶性蛋白含量上升,处理14 d和21 d后呈逐渐下降趋势。高温胁迫后,叶绿素、可溶性糖、脯胺酸、可溶性蛋白、丙二醛以及内源多胺等含量变化与水稻耐热相关性存在较大差异。叶绿素、可溶性糖、脯氨酸、可溶性蛋白、丙二醛以及内源多胺含量可以作为水稻幼穗分化期到抽穗开花期耐热性鉴定的生化指标。     

化学诱变剂EMS对胡麻种子的诱变效应

EMS诱变是创造突变体,创新种质和品种改良的有效手段。为探讨化学诱变剂EMS对胡麻种子的诱变效应,设置5个EMS浓度和4个处理时间对5个胡麻品种进行诱变处理。结果表明,EMS诱变处理对不同胡麻品种农艺性状的影响差异比较大,变异比较丰富。在不同胡麻品种间,EMS诱变对种子出苗期、成苗数的影响存在差异, 在不同籽粒颜色的品种间差异更显著。胡麻植株表型变异出现了黄化苗、畸形花、花瓣不展开、花瓣颜色变异株、分茎和分枝多,茎扁平、簇头、早熟、不育等类型,这些变异丰富了胡麻突变体库;通过EMS诱变产生的突变体,可为胡麻品种改良和种质创新提供优异资源。     

空间诱变和γ射线辐照与离体培养相结合对水稻生物学效应的研究

利用返回式人造卫星搭载早籼品种中优早 3号干种子 ,研究比较其用不同剂量γ射线辐照对水稻的生物学效应。结果表明 ,空间诱变对M1 代成苗率、苗高和结实率的生理损伤明显比γ射线辐照轻 ,M2 代诱发的叶绿素缺失、株高及抽穗期突变的频率不及 30 0Gyγ射线处理。对空间诱变种子进行离体培养 ,叶绿素缺失和株高突变的频率有较大提高。空间诱变种子的愈伤组织经辐照处理后 ,绿点分化率和绿苗分化率下降 ,M2 的叶绿素缺失、株高及抽穗期突变频率超过空间诱变与离体诱变单独处理之和 ,也不同程度高于 30 0Gyγ射线辐照     

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。     

氮素和水分处理对稻米植酸含量和蛋白组分的影响

以直立密穗型粳稻品种秀水110和弯曲散穗型粳稻品种春江15为材料,对不同氮素水平处理和水分管理方式下稻米植酸含量和蛋白组分的影响及其互作效应进行了研究。结果表明,旱作栽培处理会导致水稻籽粒中植酸含量上升,而施氮处理对籽粒植酸含量的影响效应与水稻的水分管理方式有关,在常规水作条件下,高氮处理（N3）的籽粒植酸含量有所提高,但在旱作栽培方式下,中氮（N2）和低氮处理（N1,不施N）的籽粒植酸含量却略高于高氮处理（N3）,氮素水平与水分管理方式间的互作效应明显; 水稻籽粒植酸含量与粗蛋白总量、4种蛋白组分（清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白和谷蛋白）及有关产量性状指标（有效穗数、每穗粒数、千粒重和结实率）在不同水肥处理间的相关性不显著,但氮肥用量过高不仅会导致水稻的产量水平下降,而且也不利于稻米营养品质的改良; 水肥处理对水稻籽粒植酸含量、蛋白总量和4种蛋白组分穗内粒位分布也存在一定影响,着生在稻穗下部的弱势粒,其稻米植酸含量高于稻穗上部或中部的强势粒,因此改善弱势粒灌浆的水肥管理措施将有利于稻米植酸含量的降低。