黍子矮秆突变体‘87’表型及对赤霉素敏感性分析

为探究黍子突变体株高、节间和穗部等表型差异及对外源赤霉素的敏感性,以野生型‘260’及其EMS诱变获得的矮秆突变体‘87’为试验材料,对其农艺性状、茎秆细胞学、内源激素含量及喷施外源赤霉素后的表型进行分析。结果显示:与野生型‘260’相比,矮秆突变体‘87’成熟期株高、穗长和千粒重分别下降53.3%、31.8%和1.7%;茎粗和分蘖数分别增加14.1%和113.3%。突变体株高的下降与节间数无关,主要由中下部节间长度缩短造成。经细胞学观察,矮秆突变体茎秆缩短主要是由主茎茎节纵向细胞尺寸减小所致,茎粗增加是由横向细胞数目增加造成的。喷施外源GA₃后,植株高度变化与喷施清水基本一致,成熟期矮杆突变体‘87’内源GA₁+GA₃含量显著高于野生型‘260’,可见矮秆突变体‘87’为GA不敏感性突变体,导致植株矮化并增强了抗倒伏性能,可作为黍子矮化育种的新种质。     

航天搭载小麦株高突变体研究初探

对航天搭载小麦3个矮秆突变体和4个高秆突变体的株高、各节间及穗部性状进行研究,以探索引起航天搭载小麦株高变异原因及株高突变体穗部性状变化。结果表明,矮秆突变体株高最矮的‘19h-64’仅有46.4 cm,比对照降低26.3 cm,降幅36.2%,高秆突变体株高最高的‘19h-87’有92.5 cm,比对照增高19.8 cm,增幅21.4%;矮秆突变体的穗长不会随着株高的变矮而变短,高秆突变体的穗长都比对照增长,增幅在36.6%～52.5%;矮秆突变体主要是通过缩短倒4和倒5节间来降低株高,高秆突变体主要是通过增长穗长和倒5节间来增高株高;株高突变体的茎秆节间数及穗部经济性状的变化与株高高矮变化无明显关系。     

谷子矮秆突变体对赤霉素的敏感性研究

矮秆突变体是培育高产作物新品种的重要材料。本试验采用赤霉素浸渍法对谷子矮秆突变体衡谷12号和正常植株冀谷19号的赤霉素反应敏感性进行了研究。结果表明,外源GA处理后,衡谷12号突变体植株的根长和节间间距均与正常植株无显著差异,并随着GA浓度的增加,二者均表现增长的趋势;外源GA处理后,衡谷12号突变体植株与正常植株的侧根数均表现出受抑制的趋势,且衡谷12受抑制程度明显高于正常植株。     

陆地棉突变系高秆1号的生物学特性

以陆地棉突变系高秆1号和正常株高野生型N089为试验材料,在棉花不同生育时期测量其株高、节间长、节间数、第一果枝节位高等表型性状。由结果推测,决定高秆突变系的株高主要是较高的第一果枝节位与较长的节间长度与节间数无特别关联。酶联免疫法分别测量高秆突变体和正常株高棉花棉籽中的激素含量,发现高秆1号的种胚中3种与促进生长有关的激素赤霉素(GA3)、生长素(IAA)、玉米素(ZR)含量都极显著高于正常株高的野生型N089,分别是其含量的236.8%、167.7%、279.1%,而生长抑制型激素脱落酸(ABA)含量则极显著地低于野生型,只有野生型的76.0%。对高秆1号和野生型倒3节间横、纵切片的细胞学观察结果表明,高秆1号纵向切面的细胞长度及细胞数目极显著地多于野生型,而横向切面细胞直径的大小在突变系与野生型之间并无明显差异。这从细胞学角度证明了高秆突变体植株的高秆化,是茎秆纵向区间细胞长度明显变长的结果。     

轮回选择对不同遗传背景矮败小麦的性状影响

以6种遗传背景的矮败小麦近等基因系为材料,研究了矮败回交后代分离的高秆可育株和矮秆不育株的抽穗期、开花期、株高、每株穗数、穗长、每穗小穗数的差异。结果表明,不仅高秆可育株与矮秆不育株的株高之间存在显著差异,而且不同遗传背景的矮秆不育株的株高之间也存在不同程度的差异;矮秆不育株比高秆可育株的抽穗期平均晚3 d,而开花期平均晚1.5 d;在同样的遗传背景下,高秆可育株与矮秆不育株的穗长、每穗小穗数无显著差异;但就每株穗数而言,无论在哪种遗传背景下,矮秆不育株的穗数明显比高秆可育株多。     

谷子矮秆材料萌发期对赤霉素的敏感性分析

为明确谷子矮秆材料萌发期的赤霉素敏感性反应类型,选用龙谷30×胜谷的杂交组合后代品系JA1～JA10、A1～A10、ZA1～ZA10等30份矮秆材料进行萌发期不同浓度赤霉素处理,分析其根长、中胚轴长、胚芽鞘长、胚芽长以及叶长对GA3的敏感性.结果表明:在两种赤霉素浓度处理条件下,60,80及110 cm株系分离后代各性...     

糜子矮秆突变体“819”矮秆基因的遗传学分析

为揭示糜子矮秆突变体“819”矮秆基因的遗传规律,为后续定位矮秆突变基因提供理论基础,研究调查了糜子矮秆突变体“819”与高秆材料J12,以及它们杂交产生的674个F₂代个体的株高、穗长、穗颈长、分蘖数、茎节数、二级枝梗长度1、二级枝梗长度2、二级枝梗长度3、二级枝梗间距1、二级枝梗间距2共10个性状,进一步利用方差分析、卡方检验、相关及回归分析、主成分分析对这些性状进行研究。结果表明,糜子矮秆突变体“819”的矮秆性状是由单基因控制的隐性性状;株高与穗长、穗颈长、分蘖数、茎节数、二级枝梗长度1、二级枝梗长度2、二级枝梗长度3、二级枝梗间距1呈极显著正相关(P<0.01),与二级枝梗间距2呈显著正相关(P<0.05);株高(Y)对其他农艺性状的回归方程为:Y=-18.446+1.491X₁+1.222X₂+6.827X₄+1.319X₇+0.746X₈,回归方程的拟合度为0.811,回归方程经显著性检验达到极显著水平(P<0.01),可以利用回归方程对株高进行预测;糜子F₂群体的10个性状进行主成分分析获得3个主成分,这3个主成分的累积贡献率高达72.656%,3个主成分分别被命名为长度因子、茎节数因子、枝梗间距因子。研究结果为矮秆基因定位、矮秆后代的评价选择提供了依据。     

玉米矮秆突变体的激素敏感性分析

【目的】研究玉米矮秆突变体的激素敏感性,从代谢水平解释它的矮化机理。【方法】以玉米矮秆突变体(掖478改良系的突变体)和3个野生型自交系(掖478、齐319、PH4CV)为材料,采用不同同质量浓度(50,100,150,200mg/L)赤霉素和生长素于苗期进行喷施处理,喷施后10,20,30d测定幼苗株高,分析该突变体的激素敏感性。【结果】100mg/L赤霉素和100mg/L生长素为最适激素质量浓度,处理后30d赤霉素和生长素对突变体株高的作用才能得以充分体现。在激素最适质量浓度、最佳观测时间下,赤霉素能使突变体株高得以恢复至野生型水平,而生长素则不能。【结论】该矮杆突变体属于赤霉素敏感型,赤霉素生物合成途径的缺陷是造成突变体矮化的主要原因,且该矮秆突变体对激素的响应不受遗传背景的影响。     

籼稻9311HR显性高秆突变体的遗传分析

在9311导入bar基因的后代9311HR中发现了1个高秆突变体。与原品系相比,高秆突变体的株高增加70~120 cm,各节间长度均有所增加。各节间的株高构成系数(各节间长度占株高的百分比),倒1节间比原品系低5~8个百分点;基部第1节间则比原品系高5~7个百分点;其余节间与原品系相近。该突变体穗长明显变长,每穗总粒数和每穗实粒数明显增加,一次枝梗数和结实率无明显差异。对该突变体进行遗传分析的结果表明,其高秆性状受1对显性基因控制。     

外源赤霉素对不同穗型水稻穗部性状的影响

以直立穗型和弯曲穗型两种类型水稻为材料，研究不同浓度外源赤霉素(GA3)对穗部性状的影响。试验结果表明：不同生育时期喷施GA3，对穗型影响较小，但对穗部性状有显著影响；在穗分化期喷施GA3对穗长影响最大；不同时期喷施不同浓度GA3都能相应地增加水稻株高。     

小豆矮秆窄叶突变基因对农艺性状的影响

【目的】研究小豆矮秆窄叶突变体(nld)的遗传行为及观察矮秆窄叶突变基因控制的农艺性状的变化。【方法】选用高秆小豆种质资源GM904与nld进行杂交,对亲本和F2、F3、F4各世代分离群体中个体形态进行调查统计,对株高、茎粗、主茎节数、第1至5节间长、前10节间长、单株粒数、百粒重、单株产量、荚长、荚宽、单株荚数等15个农艺性状进行调查分析。【结果】遗传分析结果表明,突变体中矮秆窄叶性状由一对隐性单基因控制。各性状间存在一定的显著或极显著差异,其中株高、茎粗、主茎节数、前10节间长、荚长、单株荚数的广义遗传力达到0.9以上,可作为小豆杂交育种的选择指标。【结论】矮秆窄叶突变基因导致株高变矮,叶变窄,茎变细,主茎节数减少,各节间长缩短,荚变小,产量显著降低。     

一个来源于隐性高秆水稻"02428h"的矮秆迟熟突变体"02428ha"

在隐性高秆水稻"02428h"中发现1个矮秆迟熟突变体"02428ha"。该突变体与02428h相比,抽穗期延迟32d左右,表现很强的感光性;株高降低60 0cm左右,主要是倒1、倒2节间长度变短,分别缩短34 0cm和19 0cm;倒1和倒2节间的株高构成系数(各节间长度占株高的百分比)分别降低8 6和3 1个百分点;穗长缩短10 0cm,每穗一次枝梗数减少2 4个,每穗总粒数和每穗实粒数分别减少125 0粒和108 0粒,但结实率无明显差异。与02428h一样,02428ha也具有广亲和特性。     

外源激素对一个新的棉花极端矮化突变体AS98植株生长和酶活性的影响

【目的】探索棉花极端矮化突变体AS98株高性状对不同外源激素的敏感性,进而确定该突变体属于哪种激素缺陷型。【方法】以突变体AS98和正常型品种LHF10W99为材料,用不同浓度的GA3、IAA和BR处理AS98,比较分析不同处理条件下AS98株高、节间长度和叶片数的变化;同时,分析AS98在GA3和PP333处理后,α-淀粉酶活性、POD活性、SOD活性等的变化。【结果】表明没有用激素处理的突变体AS98的平均株高、节间长度、铃重、子指,均显著低于正常基因型LHF10W99,但是其相同时期的叶片数和衣分等性状与LHF10W99差异不显著;100mg·L-1的外源GA3连续处理后,AS98的株高和节间长度明显高于未处理的AS98对照,差异达极显著水平,而且其株高达到了正常基因型对照LHF10W99水平。但不同浓度IAA和BR处理后,AS98株高与未处理的AS98对照相比,差异不显著。回归分析也表明AS98的株高和节间长度与外源GA3具有显著的正相关性,而与外源IAA和BR的相关性不显著。此外,研究还表明GA3能诱导AS98的α-淀粉酶活性提高,降低SOD和POD活性,PP333能诱导AS98的α-淀粉酶活性降低,提高SOD和POD活性。【结论】综上可见,AS98是一个株高极端矮化、叶片为正常阔叶的新型棉花矮化突变体;AS98的株高对GA3敏感,连续用GA3处理可以恢复其株高,而且GA3和PP333均能诱导AS98的α-淀粉酶活性发生敏感性反应,AS98是一个GA3敏感型矮化突变体。     

赤霉素GA4是水稻矮化特征的重要调节因子

【目的】 以水稻幼胚组培过程中获得的一株半矮化水稻突变体为研究对象,解析水稻半矮化突变体株高变矮及分蘖增多等表型异常的原因,为克服水稻过度矮化发育障碍因子及培育抗倒伏高产水稻品种提供科学理论依据。【方法】 首先统计分析半矮化水稻突变体与野生型的表型差异,利用体式显微镜和光学显微镜观察突变体花的结构及其细胞特征;通过转录组测序及qRT-PCR分析差异基因的表达特征,并通过外源喷施赤霉素GA3处理检测突变体对外源赤霉素的敏感性;最后利用高效液相色谱和质谱联仪检测突变体内赤霉素的含量与富集特征。【结果】 表型观测与统计结果表明,突变体水稻株高比野生型减少56.59%,有效分蘖数高出47.44%,差异均达到极显著水平。突变体的表皮毛消失且花发育迟缓,雄蕊变小。尽管突变体分蘖数较高但结实率明显降低,仅为野生型的12.62%,且种子长度和宽度均减小,差异极显著。通过显微镜观察茎的纵切切片,发现突变体细胞长度减少23%,差异极显著。外源喷施赤霉素后突变体的株高、有效分蘖、结实率、种子大小、表皮毛和茎秆细胞长度均有不同程度的恢复,说明植物体内赤霉素合成不足可能是引起水稻矮化的主要原因。转录组测序结果显示突变体中OsGA13ox 显著上调,qRT-PCR验证结果与转录组测序结果一致。由于OsGA13ox控制GA12转化为GA53,而GA12和GA53分别转化为GA4和GA1,GA4的活性高于GA1,因此,突变体中GA4减少可能是导致半矮化的主要原因。赤霉素检测结果表明突变体中GA4含量减少94.9%,与预测结果一致。此外,D14作为SL（独脚金内酯）的特异性受体,参与调控植物SL信号转导,抑制枝条分枝或者分蘖。qRT-PCR结果显示,与野生型相比,突变体中D14 显著下调,而经过GA3处理的野生型和突变体中D14 均显著上调。D14 上调可能导致有效分蘖数减少,而其下调可能致使有效分蘖数增加。统计结果表明突变体中有效分蘖显著增多,而经过GA处理之后,野生型和突变体有效分蘖数均显著低于未经GA3处理前,表明D14 在水稻中的表达可能受到GA的调控从而影响水稻分蘖。【结论】 OsGA13ox 异常表达导致活性更高的GA4在水稻中的富集减少,形成水稻半矮化突变体;赤霉素可能通过影响D14 的表达间接调控水稻的分蘖。     

Identifi cation of a novel male sterile wheat mutant dms conferring dwarf status and multi-pistils

Plant height and fertility are two important traits of wheat(Triticum aestivum L.), whose mutants are ideal materials for studies on molecular mechanisms of stem and floral organ development. In this study, we identified a dwarf, multi-pistil and male sterile(dms hereafter) wheat mutant from Zhoumai 18. Simple sequence repeat(SSR) marker assay with 181 primer pairs showed that only one locus of GWM148-2B was divergent between Zhoumai 18 and dms. There were three typical phenotypes in the progeny of dms, tall(T; ca. 0.8 m), semi-dwarf(M; ca. 0.6 m) and dwarf(D; under 0.3 m) plants. Morphological investigation indicated that the internode length of M was shortened by about 20–50 mm each; the internode number of D was 2 less than that of T and Zhoumai 18, and its internode length was shorter also. The pollen vigor and hybridization test demonstrated that dms mutant was male sterility. Segregated phenotypes in progeny of M suggested that the multi-pistils and sterility were controlled by one recessive gene locus which was designated as dms temporarily, and the plant height was controlled by a semi-dominant gene locus Dms. Therefore, progeny individuals of the dms had three genotypes, Dms Dms for tall plants, Dmsdms for semi-dwarf plants and dmsdms for dwarf plants. The mutant progenies were individually selected and propagated for more than 6 generations, thus a set of near isogenic lines of T, M and D for dms were developed. This study provides a set germplasms for studies on molecular mechanisms of wheat stem and spike development.     

Isolation and Characterization of Storage Protein Subunit-null-dwarf Mutants in Soybean(Glycine max(L.) Merr.)

Dwarfing is useful to reduce plant height, when breeding high-yielding and non-lodging crops.In this study, a set of natural storage protein subunit-null dwarf mutants of soybean was reported that showed strongly reduced plant stature and deficiency in various 7 S and 11 S subunits, designated as snd1 mutants.Under normal growth conditions, the snd1 mutants showed a severe dwarf phenotype, with plant height of about 25 cm.Compared with wild-type DN47, the mutant snd1 exhibited no obvious morphological differences at the early stage of development.All the snd1 mutants examined had fewer nodes and shorter than normal internodes; the leaves were similar in shape to normal parents, but were dark-green at the mature stage.The flower size was similar to DN47; however, the flowering period was shorter than in the wild-type.Significant variation was noted for protein content, oil content of the seeds and size of seeds(weight of 100 seeds) among 17 snd1 dwarf lines.Genetic analysis indicated that the dwarfism of snd1 was controlled by a single recessive gene.The snd1 dwarf mutant had markedly different dynamic levels of the endogenous hormones gibberellin(GA), brassinosteroid, indole-3-acetic acid and abscisic acid, at the seedling stage.Exogenous GA3 treatment led to recovery of the plant height phenotype of the snd1 mutant; GA3 at 0.1 mm had the largest effect on enhancing plant height.Using molecular markers, snd1 gene was approximately mapped in an interval of 603 kb between markers Satt166 and Satt561 on chromosome 19.Snd1 mutant provided valuable material for hypoallergenic soybean breeding and the snd1 gene might be a novel gene related to plant height in soybean.     

植物矮化基因相关研究进展

植物株型的矮化调控是遗传育种的一项热门研究。国内外学者对植物矮化机理、矮化基因、矮化遗传育种等均进行了较深入的研究,水稻、玉米、小麦等粮食作物和黄瓜、番茄、南瓜等园艺作物均已形成了较完善的矮化研究体系。矮化植株株型紧凑、冠幅小,能够有效提高抗倒伏能力,在生产实践中具有管理便利的优点,因此矮化育种是植物育种的发展趋势。激素调控是目前运用较为广泛的矮化调控手段,植物激素通过影响细胞的分裂和伸长来改变节间长度和数目,从而调节高度,达到矮化植株的效果,常用激素有赤霉素、油菜素内酯、生长素、乙烯等,这些激素促进或抑制植物的生长发育,与矮化突变体的形成有关,且各种激素信号通路之间存在相互作用。综述了禾本科、茄科、葫芦科等植物矮化基因的研究现状,激素调控下矮化突变体的形成,矮化基因的克隆及功能研究进展,探讨了植物矮生性状分子机理和分子遗传学研究进展,为后续研究植物矮化基因提供理论基础。     

水稻空间诱变特异矮秆突变体CHA-1变异特性研究

针对籼稻品种特华占经高空气球搭载空间诱变后产生的稳定特异矮秆突变体CHA-1,研究和考察了其主要的农艺、经济以及生理性状的变异特性．结果表明：与原种特华占相比,突变体CHA-1在多个性状上同时发生了正向或负向变异,其中株高明显变矮,单株穗质量、穗长、第一枝梗数、实粒数、结实率、千粒质量、谷粒宽和着粒密度明显发生了负向变异,但有效穗数明显增多,谷粒长宽比增大．CHA-1在开花习性上与原种相比变化不大,但其柱头外露率有所增加,花粉育性和生活力都有所降低,花粉粒大小呈现出大、中、小3种类型的变异．     

矮秆玉米自交系"82-3"植株性状的遗传研究

以矮秆资源82-3自交系为父本与高秆自交系W1杂交,通过对双亲和F1,F2等不同群体植株性状田间调查,分析82-3植株性状在不同世代的遗传.结果表明,矮秆自交系82-3具有株矮、穗位低、穗上叶片数少,但雄穗发达、叶面积大、叶夹角小、叶向值高等特点,对降低杂种后代株高和穗上叶片数有明显作用;在所调查的性状中,不同世代雄穗分枝数以及叶向值的变异性均较强,变异系数多在20%以上,预示这2个性状遗传稳定性较差,选择响应较低;不同性状遗传力各异,矮秆自交系82-3的株高、穗位高以及雄穗特性遗传力较高,而穗上叶片数和叶向值遗传力较低.