~(252)Cf裂变中子辐照玉米种子生物学效应初步研究

为了探索快中子辐照玉米种子的生物学效应,筛选适宜的中子辐照剂量,以获得基因定位、克隆及其功能分析的突变体材料,采用252Cf裂变中子源对玉米自交系LY8405和PH6WC种子进行辐照,结果表明,低吸收剂量(0.36~4.19 Gy)的中子辐照玉米干种子后,对自交系LY8405的出苗率有一定的抑制作用,对自交系PH6WC的出苗率有一定的促进作用;2份材料M1畸变率、变异率、遗传总变异率,随着辐照剂量的增加有逐步升高的趋势,其中辐照剂量为4.19 Gy时对LY8405最为有效,畸变率、变异率、遗传总变异率分别为27.8%,38.9%,66.7%;辐照剂量为2.48 Gy时对PH6WC最为有效,畸变率、变异率、遗传总变异率分别为7.1%,14.3%,21.4%;M2株高、穗位、叶片数、雄穗分枝数、穗长、穗粗、穗行数、轴粗等主要农艺性状变异随辐照剂量的增加,其变异系数也随之增加。研究表明,不同基因型玉米种子对快中子辐射剂量的敏感性不同,初步认为2.00~4.19 Gy的辐照剂量是玉米252Cf裂变中子辐照处理的适宜剂量。     

理化诱变小豆京农6号突变体的鉴定

选用小豆品种京农6号种子,分别采用甲基磺酸乙酯(EMS)(0.5%、0.9%和1.4%处理12h和24h)、电子束(100、300、600Gy)、60Co-γ(400Gy)诱变处理,将处理后的种子种于大田,鉴定后代植株性状的变异。观察表明,EMS诱变的变异类型最丰富、60Co-γ射线次之、电子束产生的变异类型较单一。EMS处理小豆以浓度0.5%和0.9%处理24h为宜;0.5%EMS处理的粒色和荚色变异突出,有鲜红、黄白、绿白粒色和黑荚、褐荚、黑褐荚变异;0.9%处理的叶形变异突出,有鸡爪叶、剑叶、肾形叶、小密叶等突变类型;电子束诱变后,M2变异率分别为4.09%、3.64%和2.22%。400Gy60Co-γ射线处理种子,后代变异率为7.23%。通过两年的鉴定筛选,获得937个EMS诱变M3代株系,934个60Co-γ射线和电子束诱变M2代株系,已得到株高、叶形、叶色、粒形、粒色、荚色、无分枝、多分枝、叶簇生、分枝簇生、光叶、蔓生、有限结荚习性、株型松散、育性、成熟特性等突变体材料1490份。本研究为小豆基因遗传分析、基因定位与克隆及其进一步的基因功能分析奠定了基础,为小豆育种提供了重要的材料。     

不同辐射强度对大豆M1代重要农艺性状的影响

为研究不同强度的⁶⁰Co γ射线对大豆重要农艺性状的辐照效应,明确适宜辐照剂量,本研究以淮豆13为材料,选取3种⁶⁰Co γ射线辐照剂量(200 Gy、300 Gy和400 Gy)进行诱变处理。结果表明,不同辐照剂量均明显地降低了M1代群体的田间出苗率和成活率,且随着剂量的增加,出苗率和成活率不断降低,与对照(CK)相比,出苗率和成活率的变化幅度分别为44.34%-18.07%和24.45%-0.89%,其中400 Gy降幅最大；不同剂量处理对大豆始花期均有不同程度的延迟作用,比对照推迟3-5天开花,其中400 Gy对开花期影响最大,延迟时间达到5天；不同剂量处理对M1代群体株高、主茎节数、有效分枝数、单株荚数等重要农艺性状表现为剂量越高,表型差异越大；三种剂量中,300 Gy处理的M1代群体大小适中,且各种极端分化类型均具有一定的比例,表型变异较为丰富,获得目标性状的几率较大,适宜大豆突变体库构建。本研究结果为进一步构建不同类型的大豆突变体库以及深入开展功能基因组学研究提供了重要参考。     

太空诱变红小豆后代农艺性状变异研究

本研究2005年利用第21颗返回式卫星搭载小豆品系95-0进行太空诱变处理,回收后种植,对后代农艺性状的变异规律进行观察研究并进行突变体的选择。研究结果表明,与留地对照相比,太空诱变对小豆的出苗有抑制作用,并且引起了幼苗的畸变如叶缺失、错位等现象,SP3代第二叶变异频率3.42%。太空诱变处理后小豆多种农艺性状的变异系数明显增加,并且正负向变异类型都有,表明太空诱变是创造小豆变异的有效途径。在SP2和SP3代进行选择,获得了19株剑叶形突变体、7株高株突变体、102株矮株突变体、5株粒色突变体、24株大粒突变体、70株小粒突变体和27株综合性状优良的单株,这为小豆育种提供了优良的材料和新种质,也为小豆分子遗传学研究提供了有价值的突变体。     

快中子辐射星油藤突变体库的构建及其突变体筛选

星油藤(Plukenetia volubilis L.)是大戟科(Euphorbiaceae)多年生木质藤本油料植物,其种子油富含多不饱和脂肪酸,其中α-亚麻酸含量高达44.2%～50.8%,被认为是开发高营养价值保健食用油的理想原料之一。但星油藤易感染由尖孢镰刀菌引起的致死性根茎基腐病,严重限制了其推广种植。且因中国星油藤品种资源单一,无法采用传统的杂交育种方法获得抗病高产的新品种。因此,星油藤研究中的当务之急是创制新的种质资源。本研究采用快中子辐射诱变星油藤种子进行新种质创制。首先探索了不同快中子辐射剂量对星油藤成苗率的影响,以确定半致死剂量。然后采用半致死剂量快中子辐射星油藤种子构建突变体库,对M1代植株的生物学及其农艺性状进行观测分析。结果表明:(1)星油藤种子的快中子辐射半致死剂量约为47.6 Gy;(2)快中子辐射抑制了星油藤M1代幼苗生长;(3)快中子辐射的星油藤植株表型变异类型丰富,具有肉眼可见表型变异的植株占M1代存活株的9.2%,其中诱变株3A423果实显著增大,种子单粒重是野生型的1.8倍;(4)采用随机扩增多态性DNA技术(Random Amplified Polymorphic DNA, RAPD)鉴定了5株具有扩增产物多态性的突变株。本研究获得的突变体材料将有助于星油藤遗传育种和功能基因组学的进一步研究。     

12C6+离子束辐照糜子诱变突变群体的构建与SSR分析

为构建物理诱变糜子突变体库,采用50、100、150、200和250 Gy剂量碳离子束(12C6+)辐照陇糜7号和晋黍9号种子,结合混合系谱法和系统聚类分别构建2个含52和79个株系的M5寡表型突变群体。田间试验结果显示,诱变M1出苗率随剂量增大明显降低,陇糜7号M1半致死剂量为150 Gy,晋黍9号M1半致死剂量为100 Gy,且100、150 Gy诱变下M4变异最多。不同诱变剂量下M5、M6表型稳定且株高、产量性状、成株色及粒色均表现出明显遗传差异。从2个M6群体中分别选择9和11个代表性株系,利用多态性SSR引物进行分子验证,与亲本相比,6对SSR引物在陇糜7号的9个株系中位点变异基因型数为1~2,在晋黍9号的11个株系中位点变异基因型数为1~4,突变群体存在丰富的遗传多样性。     

60Co-γ射线辐照处理对杉木种子萌发及幼苗生长的影响

为了探讨60Co-γ辐射剂量对杉木种子萌发及幼苗生长的影响,本研究以杉木第3 代种子园收集的种子为供试材料,研究了不同剂量的γ射线辐照处理对杉木种子发芽率、发芽时间、出苗率以及诱变苗早期生长的影响。结果表明：20 Gy辐照明显促进发芽,随着剂量的增加发芽率逐渐降低,80 Gy是致死剂量;辐照剂量20~60 Gy之间时,随着剂量的增加发芽时间会逐渐延长,出苗率会逐渐降低;γ射线辐照处理获得的诱变苗株高、地径和分枝数同样受剂量效应的影响,随着辐照剂量的增加,表现在植株矮化,地径变细,分枝数先升高后降低,尤其是40 Gy的辐照剂量能够显著促进分枝。根据辐照剂量与发芽率、出苗率可以初步确定,γ射线辐射杉木种子的半致死剂量在40~60 Gy之间。     

^60Co-γ射线辐照剂量对大豆早期世代致变效应的研究

利用不同辐照剂量的60Co-γ射线对3个品种的大豆种子进行辐照处理.剂量分别为O(CK),50,100,150,200,250和300 Gy 7个水平,剂量率为1.2 Gy/min.根据大豆Ml的成株率和M2农艺性状的变异率确定辐照的最佳剂量以及对Mz的致变效应.1结果表明:辐照处理对M1的农艺性状有抑制作用,其性状平均数与辐照剂量呈显著负相关.关系式为Y=0.000 1x2-0.381x 102.9(R2=0.962 7**);品种间最佳剂量有差异,平均为144.3 Gy;不同辐照剂量对M2植株的株高、主茎节数、荚长、单株荚数、单株粒数和百粒重等都有不同程度的影响,剂量越大,影响越大;由于基因的突变,在M2植株中可发现一些超亲类型.     

~(60)Coγ射线辐照对春兰‘雪山’的诱变效应

本研究目的是通过辐射诱变创建春兰"叶艺"新种质,并研究其遗传机理。试验以不同剂量的~(60)Coγ射线对"叶艺"春兰品种‘雪山’带小芽植株进行辐照,对各处理植株、老芽、新芽的生长情况和性状进行观测,对新芽的‘叶艺’突变体进行了超微结构观察和遗传变异的ISSR分析。结果表明:辐照剂量为5 Gy,新芽‘叶艺’变异率达70.95%;辐射剂量为10 Gy,新芽‘叶艺’变异率达25.93%,新芽黄化苗变异率达7.14%。辐照剂量为20 Gy、30 Gy时,植株停止生长、老芽死亡,连续两年无新芽萌发。突变体出现斑缟艺、片缟艺、中斑艺、粉斑艺等高级艺,且生长性状稳定。叶片组织超微结构观察发现,正常植株、半边斑缟突变体叶片的绿色部位的叶肉细胞结构完整清晰,叶绿体数量较多,叶绿体内部片层排列有序且结构清晰;正常植株、突变体叶片的黄色部位的叶肉细胞中没有正常的叶绿体,没有基粒片层系统,只有少量细胞质、囊泡、嗜饿颗粒和线粒体;突变体的ISSR分析表明突变体DNA发生了变异。本研究的结果为高级"叶艺"春兰新种质的创建提供了参考,有很大的实用价值。     

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。     

γ-射线辐照粳稻愈伤组织后代突变体的筛选

创建粳稻新的种质资源,对加速粳稻遗传育种研究具有重要意义。以粳稻品种秀水11、日本晴为材料,利用30Gy60Coγ-射线辐照其成熟胚愈伤组织筛选突变体。在MR2代群体中观察到叶片、茎秆、籽粒和穗等形态性状发生变异的突变体以及育性和生育期等生理性状方面的变异株;这些突变体为水稻新品种选育和功能基因组学研究提供了良好的基础材料。γ-射线辐照粳稻愈伤组织,利用核诱变与体细胞无性系变异相结合方法,增加再生植株中有利突变类型,其中一些突变体在水稻生产上有较高的应用价值。     

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。     

122份国外普通菜豆资源聚类分析和主成分分析

对122份国外普通菜豆资源的熟性、生育日数、生长习性、出土子叶色、叶形、花旗瓣色、花翼瓣色、株高、株型、主茎节数、单株分枝数、结荚习性、单株荚数、每果节荚数、荚色、荚形、荚面、荚长、荚宽、单荚粒数、粒形、种皮光泽、种皮斑纹、粒色、百粒重、单株产量、小区产量15个质量性状和12个数量性状进行聚类分析和主成分分析。结果表明,122份国外普通菜豆资源聚为四类,其中来自葡萄牙的91号资源单独为一类。主成分分析结果表明,26个性状提取了8个主成分,累计贡献率为74.37%,包括颜色因子、百粒重因子、产量因子、形态因子等主要因子。该研究旨在充分挖掘国外菜豆种质资源特性,为资源利用提供依据。     

Research Progress on the Mendelian Genetic Analysis and Molecular Mapping of Morphological Qualitative Traits in Cotton

Genetic analysis and molecular mapping of qualitative traits are important tools in cotton breeding. Research on cotton qualitative traits has been reported since the early 1900s. Rapid advances in cotton genomics and molecular mapping over the past several years have facilitated the mapping and cloning of important qualitative trait genes in cotton. Although most of the 101 genes and alleles related to cotton morphological qualitative traits have not been mapped to linkage groups or chromosomes, several genes have been cloned and identified via map-based cloning. This paper describes research progress on the genetic and linkage analysis, molecular mapping, and candidate gene cloning of eight major types of morphological qualitative traits: plant color, leaf color, leaf shape, bract, flower, nectary, gland, and fiber characteristics. The presented information lays a foundation for studying the molecular basis of qualitative traits, favorable gene-based transfer, and gene pyramiding in cotton.     

绿豆分子遗传图谱构建及若干农艺性状的QTL定位分析

利用花叶1号×紫茎1号杂交后代衍生的208个F2家系组建群体,构建含有95个SSR标记位点的遗传连锁图谱,该图谱包含11个连锁群,全长1457.47 c M,标记平均间距为15.34 c M。利用复合区间作图法,对株高、幼茎色、主茎色、生长习性、结荚习性、复叶叶形和成熟叶色等农艺性状进行QTL分析,分别检测到与株高、幼茎色、主茎色、复叶叶形有关的QTL各1个,贡献率在8.49%~66.64%之间;与结荚习性有关的QTL3个,贡献率在60.32%~80.36%之间;与成熟叶色有关QTL 4个,贡献率在69.06%~87.35%之间;与生长习性有关的QTL数量最多,共26个,贡献率在58.32%~99.51%之间。上述QTL主要分布在LG1、LG2、LG4、LG8和LG10连锁群,其中LG1最少,仅检测到生长习性的1个QTL,LG4最多,包含了幼茎色、主茎色、结荚习性、生长习性、复叶叶形、成熟期叶色6个农艺性状的15个QTL;这些QTL既可以应用于绿豆育种的分子标记辅助选择,也对深入研究这些性状的遗传奠定了基础。     

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。     

水稻淡黄叶矮化突变体yld的遗传分析及基因定位

水稻叶色突变体是研究植物光合作用、叶绿素代谢和叶绿体发育的重要材料。本研究从籼稻品种蜀恢527经EMS(甲基磺酸乙酯)诱变处理后代中筛选出一个淡黄叶矮化突变体Yellow leaf and dwarf(yld)。与野生型蜀恢527相比,该突变体全生育期都表现出淡黄叶矮化性状,其剑叶的淡黄色表型最为明显,倒二叶次之,倒三叶最弱,其中剑叶的叶绿素及类胡萝卜素含量降低最为明显;并且伴随着穗粒数、千粒重、结实率、株高等主要农艺性状的显著降低,但有效穗显著增多。透射电镜观察结果显示,与野生型相比,该突变体多数叶绿体结构基本完整,但基粒模糊,基质片层大量减少且排列疏松。遗传分析表明,该突变性状受一对隐性核基因控制。在yld突变体与粳稻武运粳7号杂交的F2群体中分离出323个突变单株,最终将YLD基因定位在第11染色体的L5和L7两标记之间,物理距离为115.7 kb。本研究为YLD基因的克隆和功能分析奠定了基础。