酒用糯高粱EMS突变体库构建及突变体筛选

[目的]利用甲基磺酸乙酯(EMS)构建酒用糯高粱突变体库,并筛选出田间表型性状明显突变的株系,为糯高粱遗传改良、新品种选育及基因功能研究提供丰富的基础材料.[方法]采用0.4%EMS对糯高粱品种红缨子进行诱变处理,M1代单株收获,并对M2代突变群体开展全生育期的田间表型性状鉴定,筛选出性状明显突变的株系.[结果]经EMS诱变处理后红缨子M1代突变群体田间存活率降至31.9%,且出现了多种性状变异,如叶片白(黄)化、叶片畸形、穗畸形、植株矮化和不育等性状,共获得M1代突变株系1020个.在M2代突变群体中发现86个突变株系,突变频率为8.43%.其中,叶色(白化、黄化、芯叶白化、浅绿色、白绿条纹、黄绿条纹)突变株系42个、叶型(畸形叶、卷曲叶和直立叶)突变株系8个、穗型(畸形、小穗和穗缺失)突变株系10个、生育期(早熟和晚熟)突变株系5个、蜡质(蜡质缺失)突变株系4个、感病性(易感病)突变株系4个、育性(完全不育和半不育)突变株系5个及株高(高杆和矮杆)突变株系8个.[结论]构建的酒用糯高粱EMS突变体库表型变异丰富,可用于高粱功能基因组学研究和酒用糯高粱育种.     

水稻低温白化转绿突变系ds93的形态生理特性及基因定位

白化转绿突变体是研究植物叶绿素的生物合成、叶绿体的结构功能与发育以及克隆叶绿素生物合成途径中相关基因的重要材料.在以广西普通野生稻品系DP30为供体亲本,9311为受体亲本构建染色体片段代换系中发现一个低温白化转绿突变系ds93,研究其表型特征、温敏特性,对叶绿体的超微结构进行观察,并以白化转绿突变系与9311的正反交F2群体对其进行遗传分析.结果表明:突变系ds93转绿白化性状与温度有关,在16、18和20℃时幼苗白化,温度高于23℃时幼苗为正常绿色,推断其转绿临界温度为20℃左右.该突变体叶色性状受1对隐性核基因控制,利用SSR分子标记将ds93初步定位在水稻第9染色体上的RM5777与RM7390标记之间,其遗传距离分别为2.2和3.5 cM.白化转绿突变体F2代与9311比较,突变基因对植株成熟期株高、穗长、单株穗数、粒宽、结实率、千粒重、单株产量均无显著影响,而对穗实粒数和粒长的影响显著.     

苦荞EMS诱变群体的创建及农艺性状分析

利用化学诱变剂甲基磺酸乙酯(ethyl methane sulfonate,EMS)诱变处理苦荞(Fagopyrum tataricum(L.)Gaertn)种子,对M2代突变材料进行生物学性状与农艺性状鉴定和分析,M3代材料进一步验证。结果表明,试验获得了叶片肥大、早熟、晚熟、小粒、矮秆和黄化6种稳定遗传的突变体。叶片肥大、早熟和晚熟突变体的株高、主茎分枝数、主茎节数、株粒数、株粒重和千粒重与对照间均无显著差异。矮秆突变体的株高和主茎分支数以及小粒突变体的株粒重和千粒重显著低于对照,其他性状与对照间差异不显著。黄化突变体的株高与对照无显著差异,主茎分枝数、主茎节数、株粒数、株粒重和千粒重均显著低于对照。     

两个新的水稻叶色突变体形态结构与遗传定位研究

【目的】对2个新的水稻叶色突变体进行形态结构与遗传分析,并且初步定位这2个突变基因。【方法】在水稻育种材料中分别发现了一株白色条纹叶突变体和一株黄叶突变体,经多代自交已形成稳定的突变系。对突变体的主要形态特征与叶绿素组分等进行分析,观察叶绿体的超微结构,并以这2个突变系杂交产生的F2群体作为定位群体,应用SSR标记对突变基因进行初定位。【结果】与其野生型相比,白色条纹叶突变体的单株穗数减少12.86%,生育期延长11.27%,黄色叶突变体的株高降低31.08%,千粒重减少14.55%,生育期延长17.86%,并且2种突变体的叶绿素含量都显著低于其野生型。电镜观察结果表明：2种突变体的类囊体结构异常,与野生型水稻相比,黄色叶突变体的类囊体片层数变少,白色条纹叶中条纹部分的类囊体片层结构几乎消失,正常绿色部分的类囊体结构没有变化。遗传分析表明：这2种突变性状均受1对隐性核基因控制,位于不同染色体上,将突变基因暂时命名为st9(t)(stripe)、chl12(t) (Chlorophyll-deficit)。将st9(t)定位到第一染色体短臂最末端,与分子标记RM1331相距9.6 cM,且与标记RM3252等共分离;将chl12(t)定位到第三染色体短臂,与分子标记RM411、RM8208之间的遗传距离分别是1.2、5.1 cM。【结论】发现了2个叶色突变新基因,为下一步的基因克隆与功能分析奠定了基础。     

水稻稀穗突变体lax3的遗传分析及基因定位

穗粒数是构成作物产量的三大要素之一，与作物产量具有显著的正相关关系，定位、克隆与穗粒数有关的新基因为解析作物产量构成具有十分重要的意义。利用穗颈注射法将高粱基因组DNA导入水稻品种9311中，在后代筛选到1个稀穗突变体，暂定名为lax3。研究了该突变体的主要农艺性状和稀穗的遗传方式，并对该稀穗突变基因进行了精细定位。研究结果表明，该稀穗突变体lax3在株高、分蘖、枝梗和穗粒数上与受体9311相比存在显著的差异。遗传分析表明该突变体的稀穗性状受1对隐性核基因控制，用lax3/02428 F₂群体将该基因初步定位在水稻第4染色体上，位于SSR标记RM16335和RM16424之间，交换单株分别为5株和3株。通过扩大遗传群体和进一步开发标记，最后将该基因定位在RM16349和Indel标记In4-8之间，两者之间的物理距离约为96.9 kb。本研究结果为进一步克隆该基因、解析水稻穗粒结构调控机制和分子辅助选育奠定一定的基础。     

具有黄绿叶标记的香型籼稻不育系选育研究

【目的】转育成携带有标记性状的实用香型籼稻三系不育系及保持系。【方法】利用常规杂交自然分离突变体黄绿色叶片、有香味植株,转育成带有标记性状和香味的实用型不育系。【结果】选育的黄绿叶片突变体不育系其叶色自苗期至成熟期均表现为黄绿色,与正常叶色极易区别,并且未发现黄色退化现象。采用热水法鉴别具有香味的株系转育成带黄绿叶标记的香型籼稻不育系,其株高在41.5—56.5cm,植株叶片及谷粒颖壳呈黄绿色,其中叶鞘、叶耳及叶片边缘呈紫红色,分蘖力中等;其中黄标3A的穗长24.9cm,穗子着粒数145.0粒,谷粒呈长粒梭状形;千粒重28g,播始期85d,其保持系基部结实好,充实饱满。柱头呈紫黑色,柱头较大、而外露好。与恢复系测交、常规杂交的正、反交,其F1代均表现为正常绿色;测交、常规正、反交F2代群体平均分离比例分别为:2.92﹕1、2.76﹕1和2.96﹕1,经卡方检测,F2代群体分离符合3﹕1比例,表明黄绿色叶片呈隐性遗传,受1对隐性基因控制。【结论】黄绿叶标记不育系带有香味,且叶色与正常叶色有显著差异,受1对隐性基因控制。黄绿色叶片这一标记性状遗传稳定。与不同恢复系配组,F1代表现一般配合力强,可恢复性好。     

甲基磺酸乙酯诱导的大豆M1候选多性状共变体重要农艺性状分析

大规模诱导突变体时,在M1代筛选候选多性状共变突变体,有助于提高在后续世代中筛选稳定遗传突变体的效率并获得聚合育种所需优异多基因共变体。利用0.4%甲基磺酸乙酯(EMS)诱导处理早熟大豆品种"延农11"种子,在严格控制全试验区环境保持均一的条件下,通过全生育期整株对比观察和鉴定,筛选候选突变体。结果表明:大豆种子经EMS处理,产生了18种类型突变;不同性状的突变率为0.1%~0.2%;多性状共变体的突变性状数为2~5。筛选出4个负向超亲极端表型突变体,其单株荚数、单株粒数和单株粒重只有野生型的1/2~1/3。筛选出5个正向超亲极端表型突变体,其单株荚数、单株粒数和单株粒重分别为野生型的1.9~3.0倍;其中,抗倒伏、超荚数、超粒数和超四粒荚候选突变体M1-31,其单株粒数、单株粒重和四粒荚数分别是野生型对照最高值的2.1,1.9和3.7倍。在突变体群体中,一粒荚与二粒荚、二粒荚与三粒荚呈极显著正相关(P0.01);一粒荚与三粒荚呈正相关、一粒荚与四粒荚呈负相关、二粒荚和三粒荚与四粒荚呈正相关,但相关系数都很小(r0.2,P0.05)。试验可为借助高通量表型组学鉴定技术,在M1候选突变体的后续世代群体中,高通量筛选真实遗传的多基因共变突变体,建立高容量的突变体库、发掘和解析大豆功能基因奠定基础。     

转ipt基因杂交水稻F1的遗传特性及其主要农艺性状分析

通过对转基因恢复系转ipt R527和金23A杂交后代F1群体的DNA检测,检测到杂种F1群体中阳性植株和阴性植株的比例为7∶1,不符合孟德尔规律;考察了转ipt R527和金23A杂种F1的株高、单株产量、结实率、千粒重、穗长、穗粒数、穗数等7个性状,与对照(金优527)相比,结实率、千粒重、穗长高于对照,单株产量、穗粒数、穗数低于对照,农艺性状间的相关分析表明,千粒重和穗数是影响转基因杂种F1单株产量的重要因素。     

芥菜型油菜叶片黄化突变体的初步研究

为了揭示芥菜型油菜叶片黄化突变体的黄化机理,通过田间统计、叶绿素测定和同工酶分析,初步研究了芥菜型油菜叶片黄化突变体L638-y的生物学特性。结果表明,与原始材料L638-g相比,黄化突变体L638-y的子叶宽度、株高、一次分枝数、单株产量均减少,始花期推迟1 d,生育期减少1 d,说明叶片黄化突变对植株发育的进度影响较大;黄化突变体L638-y的叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量均明显降低,特别是叶绿素b含量锐减,说明突变影响了叶绿素a向叶绿素b的转变;黄化突变体L638-y与原始材料L638-g叶片的过氧化物酶和酯酶同工酶的条带数目以及条带亮度均无明显差异。提示芥菜型油菜黄化突变体L638-y可能为缺总Chl型,导致叶片缺绿的原因为叶绿素代谢异常。     

洋葱黄色条纹突变体的特征特性

对母系遗传洋葱叶片黄色条纹突变体材料进行田间表型特征观察,叶绿素含量测定和显微结构观察,并利用jnurf13分子标记鉴定保持株。结果表明,洋葱突变体为亮绿黄色条纹。黄皮、白皮和紫皮洋葱中均发现黄色条纹突变株,黄化程度越高植株长势越弱;整个生育期黄色条纹一直存在于管状叶、花薹、花苞、伞状花序中花梗、花瓣、雌蕊、雄蕊等部位,直至植株枯萎也不返绿。单株自交或开放式自然授粉F1中出现全黄株、黄绿条纹株和绿株3种类型,无固定分离比,全黄株苗期死亡。洋葱黄色条纹突变体黄色组织的总叶绿素、叶绿素a和叶绿素b含量显著低于绿色组织;石蜡切片观察结果显示黄色和绿色组织的形态结构无差异,但绿色组织的叶绿体总数高于黄色组织;通过超显微结构观察发现,黄色条纹突变体绿色组织中叶绿体结构与正常株无差异,而黄色组织中类囊体、基粒等结构降解,嗜饿颗粒数量多且集中,影响光合作用。另外,利用jnurf13分子标记从12株可育突变体中筛选出5株保持株,可作为形态学标记用于洋葱细胞质雄性杂交制种。     

2001—2017年我国优质杂交稻推广应用现状

对2001—2017年中国年推广面积大于0.67万hm²的优质杂交稻品种信息进行了统计分析,主要结果如下:(1)2001—2017年,优质杂交稻组合数大幅增加,从2001年的19个组合、推广面积123.2万hm²增加到2017年的214个组合、推广面积706.2万hm²,所占比例也由不足10%提高到60%;(2)年推广面积达到或超过0.67万hm²的优质两系和三系组合数分别为133和382个,累计推广面积分别达到2 565.9万hm²和5 375.0万hm²;(3)主推组合的整精米率、直链淀粉含量、胶稠度、垩白率和垩白度等理化指标得到大幅改善;(4)种业公司更加注重优质两系组合的选育和推广,而省级及以上育种单位在三系组合选育方面更具优势;(5)生产中大面积应用的优质两系不育系有Y58S、广占63S、广占63-4S等,三系不育系有中9A、宜香1A、天丰A等,扬稻6号、广恢998、蜀恢527、华占等则是优质组合的骨干恢复系。还分析了当前品质育种存在的问题,提出了稻米品质改良策略。该研究结果可为优质杂交稻的选育和推广提供借鉴。     

不结球白菜三交种和双交种优势潜力分析

通过不结球白菜三交种、双交种与单交种杂种优势的比较研究,结果表明:三交种、双交种和单交种相比,其单株重优势率表现不一,以平均值作比较分析,除产量性状中叶柄重和单株重三交种比单交种大外,其他性状三交种均与单交种相当;而双交种在株高、叶柄长、叶柄重和单株重等方面不如单交种。单交种整齐性最好,双交种整齐性最差。三交种耐热性最强,而双交种和单交种耐热性相当。抗病性强弱顺序为双交种三交种单交种,并且双交种和三交种的病害扩展速度大大低于单交种。     

杂交玉米、水稻和辣椒种子品种真实性和纯度的室内快速鉴定

利用超薄等电聚焦电泳技术对杂交玉米、水稻和辣椒的F1种子进行品种真实性和纯度鉴定,发现所测杂交玉米组合8×9、辣椒组合1×3的F1种子都同时具有父、母本特征带,均为真实的杂交种子.所测杂交玉米粤优1号和杂交水稻华优99的F1种子均不纯.     

油菜新品种宁杂15号分子指纹图谱的构建

利用RAPD、SSR、SRAP 3种标记法构建了杂交油菜新品种宁杂15号的分子指纹图谱,用于检验品种的真实性.结果表明,SSR标记相对其他2种标记法,其扩增多态性较好、带型明显而且共显性标记比例较大;选用12对引物构建了甘蓝型杂交油菜新品种宁杂15号的分子指纹图谱,该图谱能够准确确定品种之间差异、判断品种真实性;将选定的标记应用于小群体上检验纯度,发现其有实用价值.     

青贮玉米单交种、三交种对生物产量的影响

为了研究青贮玉米单交种、三交种对F1的影响,选用6个有代表性的青贮玉米育种材料,组配成4组不同的单交种、三交进行产量观测试验。结果表明,第二单交组合与第一单交组合、三交组合间存在显著差异,是优良组合;第一单交组合与三交组合间基本持平。说明单交组合在生物产量上有显著的优势(一般配合力情况)。B2组的单交组合的生物产量增产显著。但在特殊组合产量比较时,第二组的三交组合产量最高。单交组合能更广范地提高青贮玉米的生物产量。但也不否认特殊的三交组合可以获得好的生物产量。通过产量回归分析得知,各指标与产量的相关性排序为:株高>籽粒>行粒>穗长>秸秆>穗位高,且均达极显著水平,穗粗达显著水平,穗行与生物产量成正相关,果穗秃长与生物产量成负相关。     

杂交稻制种体系研究与探讨

本文对如何增加制种田单位面积的总颖花数量和适宜的父母本颖花比、父母本相遇的气候条件及提高导交结实的综合技术进行了研究与探讨。     

V型杂交小麦制种技术研究

对6个V型小麦不育系和两个恢复系进行了杂种小麦制种试验。初步研究了不同不育系的制种产量、柱头生活力延续时间、花期相遇情况、行比及人工辅助授粉方式等问题。结果表明,一些优良组合制种产量可达3000～4500kg/hm~2以上;母本群体柱头生活力可延续15d左右,大约可分为初、盛、后、末4个阶段;父本盛花期相遇于母本盛花后期较好;父母本行比以1:2(6行:12行)最佳;人工辅助授粉对花期相遇不好的组合有明显提高结实率的作用。     

Dudley模型及其在遗传育种的应用

Dudley 模型是根据数量遗传学原理用来鉴定种质资源中是否含有优良单交组合中不存在的显性有利基因的一套原理和方法。对于优良单交种 I_1×I_2来讲,当供体亲本为群体 Py 或纯系 Iw 时,参数 lplμ=1/4[(I_1×Py)+(I_2×Py)-(I_1×I_2)-I_1]或参数 uG=1/4[(I_1×Iw)十(I_2×Iw)-(I_1×I_2)-I_1]的大小可作为选择 Py 或 Iw 改良单交组合亲本之一的依据,比较μC+μF和μD+μE的大小可进一步确定要改良的亲本是 I_1还是 I_2。该模型还可进一步确定出当用供体亲本来改良优良单交种的一个亲本时是否需要回交。该模型用于分析试验资料比较符合系谱资料和育种实践,且与其它遗传模型相吻合。     

杂交水稻三交种的优势表现及其配合力

采用5×5不完全双列杂交观察杂交水稻三交种的产量优势表现,并对株高等13个农艺性状进行配合力方差分析。部分三交种产量极显著高于对应的单交种。三交种单株产量与特殊配合力相对效应值和配合力总效应值均呈极显著相关。剑叶长以基因非加性效应的作用为主;千粒重、有效穗数和单株产量虽然基因加性效应大于非加性效应,但后者仍占相当的比重;株高、抽穗期、主穗长、结实率、剑叶宽、粒长、粒宽和粒形以基因加性效应的作用为主。     

大葱雄性不育三交种与单交种的优势比较

为探索大葱三交种应用的可行性,以大葱三交种品种244-152A×2000Y24-3S98、单交种品种辽葱二号为试验材料,将三交种与单交种在单株制种产量、种子千粒重和母本单株小花数、株高、假茎长、茎粗、单株重、抗病性和丰产性等方面进行了比较。结果表明：大葱三交种244-152A×2000Y24-3S98在单株制种产量、种子千粒重和母本单株小花数3个方面显著〉单交种辽葱二号,其他植物学性状与单交种无显著差异。大葱三交种较单交种具有制种产量优势,可应用于生产实践。