三雌蕊小麦EMS诱变株系的农艺性状评价及SSR多态性分析

为获得新的小麦雌蕊和雄蕊突变材料,并促进小麦遗传改良和功能基因组学的研究,利用甲基磺酸乙酯(ethyl methane sulfonate,EMS)对三雌蕊小麦(TP)种子进行诱变处理,确定半致死浓度和时间,并对诱变的突变体进行SSR检测和农艺性状分析。结果表明,TP种子适宜的EMS诱变条件为0.8%的EMS处理8 h。利用EMS诱变处理5 000粒TP种子,结果在其M₃单粒传群体中共发现20个能稳定遗传的雌蕊和雄蕊突变株系。农艺性状分析表明,与TP相比,20个突变株系的穗粒数明显减少,部分突变株系的株高、穗长等性状与TP之间具有显著差异。SSR分析结果表明,22个SSR标记共扩增得到61个等位基因位点,平均每个标记可以检测到2.77个等位基因。获得42条多态性条带,多态性为68.85%。20个突变株系和对照TP的遗传相似系数变化范围为0.352 9~0.956 5,说明这些突变体具有丰富的遗传多样性。聚类结果表明,不同突变性状之间可以较好地被区分开,相同突变性状（尤其是单雌蕊性状）可以被较好地聚在同一簇下。     

中加燕麦种质的遗传多样性和群体结构分析

为揭示燕麦种质资源的遗传基础,采用内含子切接点引物和长随机引物的PCR分子标记技术,对加拿大和中国的64份燕麦种质的遗传多样性和群体结构进行了分析.结果表明,所用15条引物共扩增出171条带,平均每条引物扩增出11.4条带,其中多态性带共134务,多态性百分比为78.36%.燕麦各种质阃的Dice遗传相似系数分析表明,所有燕麦材料间的遗传相似系数变幅为0.699～0.934,平均值为0.81,表明参试燕麦种质间存在着一定的遗传差异,但遗传差异相对较小.群体结构分析结果表明,所研究的燕麦种质中81.25%的种质血缘相对比较单一,仅18.75%的种质拥有混合来源.     

EMS诱变玉米自交系种质创新应用

利用0.5 mg/L EMS诱变玉米自交系K22及B73花粉，构建2 206个株系不同遗传背景的玉米突变体库，从M₂和M₃后代筛选到包括株型、叶型、叶色、育性、抗逆、表皮形态建成等表型变异的一系列突变体。具有育种应用潜能的E16、E199和W594突变材料，可供用于选育矮秆、低穗位高、耐密植抗倒伏型新品种。对调控植物表皮形态建成的E88和sep-1（smooth epidermal pavement cell lobes-1）突变体进行表皮形态、发育模式鉴定及遗传学分析，构建了F_2：3分离群体。     

重庆面包麦辐射诱变后代性状变异分析

为了探讨⁶⁰Co-γ射线辐射处理对小麦的诱变效应,以优质小麦品种重庆面包麦的干种子为试材,用250 Gy的⁶⁰Co-γ射线辐射处理,对317个M₃代株系的株高、产量性状、品质性状进行变异分析。结果表明,在M₃代群体中,株高、穗数、穗长、小穗数、千粒重、穗粒数、穗粒重、株系产量、蛋白质含量、湿面筋含量等10个性状均发生了变异。以超过群体均值±2.58×标准差（P≤0.01）进行筛选,筛选出各类性状正向变异株系38个,负向变异株系12个,其中48、58、71、307、311等5个株系综合性状优良,其株系产量、蛋白质含量、湿面筋含量均高于亲本。通过SDS-PAGE电泳分析,发现一个高分子量麦谷蛋白亚基（HMW-GS）变异株系292,与重庆面包麦有3个亚基的差异。说明⁶⁰Co-γ射线辐射诱变小麦可以创造丰富的遗传变异,拓宽品种的遗传基础,能够引起HMW-GS基因位点的变异。     

EMS诱导的盛农1号小麦突变体筛选与鉴定

突变体诱导是创造小麦遗传材料和选育新品种的重要途径之一。通过甲基磺酸乙酯（EMS）处理高产、抗白粉病品系盛农1号,从4 500个M₂代穗系中筛选出174个突变体穗系,突变率为3.86%。其中,穗部突变体32个,突变率为0.71%;叶部突变体47个,突变率为0.89%;茎部突变体22个,突变率为0.49%;育性和成熟期突变体12个,突变率为0.27%;其他类型突变体11个,突变率为0.24%;农艺性状优于对照盛农1号的突变体57个,突变率为1.27%。经过M₃代验证及生物学性状和农艺性状调查,获得可稳定遗传的株系18个,其中,穗部突变体6个,茎秆突变体1个,叶部突变体6个,早熟突变体3个,晚熟突变体2个。农艺性状分析表明,穗部突变体SS4、SS5、SS6和SS16的小穗性状优于盛农1号。这些新突变体为小麦品种改良和遗传研究提供了新的材料。     

玉米人工合成群体S2遗传变异SSR标记评估

本研究利用SSR标记技术分析2个玉米人工合成群体S2分子水平的遗传变异，为群体合成及自交后代的选择提供一定理论依据。结果表明，40对引物在2个群体S₂中共扩增出420个等位位点，每个SSR座位的等位基因数目为3～25个，平均为10.5个。GP-5 S2的多态位点数、多态位点比例、基因型数、变异系数、基因杂合度等均大于GP-4 S₂，表明GP-5 S₂入选株系的遗传变异较GP-4 S₂大。遗传距离比较表明，不同群体S₂间平均遗传距离大于群体内株系间平均遗传距离，群体内株系间平均遗传距离又远远大于株系内个体间平均遗传距离。根据遗传距离，可将60个单株分为5个大类10个亚类，GP-4 S₂部分株系和GP-5 S₂部分株系聚在同一亚类，表明GP-4 S₂和GP-5 S₂的部分株系可能有相似的遗传背景。因此，玉米人工合成群体亲本材料的选择应将田间鉴定与SSR检测结合，并根据育种目标确定合成材料的多少，而在自交后代选择中则应侧重系间选择。     

大麦EMS突变体库构建和突变体筛选

为研究大麦重要功能基因并给大麦遗传育种提供新的种质资源,通过甲基磺酰乙酯(EMS)诱变处理优质、高抗黄花叶病大麦品种苏啤6号,从2400个M_2代株系中筛选出152个突变株系,突变频率为6.33%。其中,幼苗习性突变株系36个,突变率为1.50%;叶部突变株系34个,突变率为1.42%;茎部突变株系33个,突变体率为1.38%;穗部突变株系22个,突变率为0.92%;成熟期和育性突变株系27个,突变率为1.13%。经过M_3代验证,获得可稳定遗传的各类突变株系43个。     

茶树多态性SSR分子标记引物筛选

本实验采用国家鉴定茶树品种丹桂自然杂交F1代12个新品(株)系DNA为模板,对60对茶树SSR分子标记引物进行筛选,其中12对引物PCR产物电泳结果较为理想,条带清晰、多态性丰富。其他48对引物没有多态性,或者条带模糊无法统计,或者扩增不出任何条带。从已筛选出的多态性引物中随机挑选2对引物D02、D08,对丹桂自然杂交FI代59个新品(株)系做PCR扩增,电泳检测能获得条带清晰、多态性丰富的胶图,说明筛选获得的12对多态性SSR引物可用于遗传多样性或亲缘关系等分子生物学实验。     

新疆伊犁地区小麦条锈菌群体遗传结构分析

新疆伊犁地区是小麦条锈病的常发区和重发区，其年平均发生面积超过100×10⁴ hm²以上。为明确新疆伊犁地区小麦条锈菌群体的遗传结构，2021年，从新疆伊犁地区的新源县、巩留县、察布查尔县和伊宁县共采集到320份小麦条锈菌标样，利用16对小麦条锈菌SSR引物进行了群体遗传研究。结果表明，新疆伊犁地区条锈菌群体遗传多样性水平较高，群体间存在一定的遗传分化。群体间遗传变异仅占总变异的12%，群体内遗传变异占88%，不同群体间存在频繁的菌源交流，其中察布查尔县与新源县群体菌源交流最为频繁（N_m=4.717）。     

玉米自交系辐照效应的研究

用200Gy⁶⁰Co-γ射线辐照玉米自交系"黄早4”干种子,会引起自交系各性状的较大变异.M₁表现出明显的辐射生理损伤效应,M₂、M₃的质量性状未发现有明显的变异,但生育期、株高、穗位高、穗长等数量性状出现较高的突变频率;M₃开始出现黄、白化苗、矮生株等隐性突变和雄性不育株,同时在粒色上也产生了有明显变异的个体.再次证明异花授粉作物的辐射诱发突变导致M₂形成杂合的植株,而诱发突变大多为隐性的,需在M₃纯合后才表现出来,M₄代测交种试验结果表明,自交系经辐照后,有选择出高配合力个体的可能。     

叠氮化钠诱变普通小麦陕农33突变体库的构建和初步评估

为了用叠氮化钠(NaN3)构建一个小麦突变体库,分别用浓度为0、5、10、15、20 mmol·L-1的NaN3处理普通小麦陕农33的种子,检测了各处理发芽指标和田间M1群体的生理及形态特征。结果表明,10mmol·L-1的NaN3是诱变普通小麦较适宜的浓度。在以10mmol·L-1的NaN3诱变普通小麦得到的M2群体中发现了322份茎、叶、穗和其他性状变异的突变体,其中204份茎秆性状突变、65份叶片性状突变、24份穗部性状突变和115份其他性状突变,突变频率分别为5.18%、1.65%、0.61%、2.92%。采用RAPD分子标记技术估计该群体的突变密度为1/57.0kb。经M3代田间鉴定,共获得可遗传突变株系58个。本研究所构建的突变体库可为小麦功能基因组学研究和小麦育种提供材料。     

基于全基因组SNP高效鉴定燕麦种质资源

为探究鉴别燕麦品种特异性所需SNP标记的最少数量与鉴别效果,以25个生产上大面积推广的栽培燕麦品种为材料,利用燕麦Illumina Inc.iSelect 6K微珠芯片进行基因分型,按照具有多态性、最小等位基因频率（MAF）大于0.05、缺失率小于0.50的条件进行筛选,获得2 214个高质量的SNP标记。所有SNP标记的平均MAF为0.75,平均多态性信息含量（PIC）为0.28。群体遗传结构分析将25个燕麦品种划分为5个类群。通过去冗余分析,获得8个能够高效鉴别燕麦参试品种的SNP标记。这8个SNP标记的平均MAF为0.62,平均PIC为0.35,表现出丰富的遗传多样性。测序结果显示,所筛选的8个SNP标记具有较好的稳定性和重现性。进一步利用这8个SNP标记构建了25个燕麦栽培品种的SNP指纹图谱,为燕麦栽培品种真实性鉴定和纯度检测提供了可用的标记组合。     

西藏林芝小麦条锈菌的分子群体遗传结构分析

为了明确西藏林芝地区小麦条锈菌的分子群体遗传结构,2010年,从西藏林芝地区的米林县、林芝县、波密县和工布江达县共采集到259个小麦条锈菌标样,利用10对小麦条锈菌SSR引物进行了群体遗传研究。结果表明,该地区小麦条锈菌的遗传多样性水平较低,群体存在一定的遗传分化,群体间遗传变异占总变异的12%,群体内遗传变异占88%,不同群体间存在着频繁的菌源交流。     

燕麦光周期不敏感基因的分子标记

为了寻找燕麦光周期不敏感基因的分子标记,本研究采用SSR及AFLP标记对来自加拿大和中国的22份燕麦材料进行了DNA指纹分析及光周期不敏感基因的分子标记研究。结果表明,所选6对燕麦SSR引物中有3对扩增出多态性高的条带,通过带型分析可以将所研究的多数燕麦品种区分开,所选的10对大麦SSR引物和4对小麦SSR引物在22个燕麦品种中多态性不高,不能将不同燕麦品种区分开来。同时利用AFLP标记对其中5个不同熟期的燕麦材料进行了分析,64对AFLP引物组合经选扩共获得18 240个条带,平均57条/引物组合。统计分析AFLP图谱,获得品种特异条带20条,可将各燕麦品种区分开。此外获得光周期不敏感燕麦品种特异条带2条,可作为燕麦光周期不敏感基因的相关分子标记。     

安徽省小麦赤霉病菌群体遗传多样性AFLP分析

为了解安徽省小麦赤霉病菌的群体分化和遗传变异规律,利用AFLP技术对安徽省4个地理群体的68个供试菌株进行了群体遗传多样性分析。结果表明,8对引物共扩增出245条带,供试菌株间的遗传距离为0.014~0.021。4个小麦赤霉病菌群体之间的遗传距离与地理分布没有明显的相关性。4个赤霉病菌群体的Shannon信息指数I为0.321,基因多样性指数H为0.193,表明具有一定的遗传多样性。方差分析表明,被测小麦赤霉病菌群体的遗传变异主要存在于群体内(99.80%),群体间的遗传变异仅占0.20%。4个赤霉病菌群体间存在较低的遗传分化(Gst=0.049)和频繁的基因交流(Nm=9.648)。相比较而言,北部群体和中部群体亲缘关系较近,而南部群体和中、北部群体亲缘关系较远。     

Selection and morphological characterization of induced determinate mutants in sesame

The indeterminate growth habit of sesame (Sesamum indicum L.) causes non-uniform ripening of the capsules. As a solution to this problem, breeding for a determinate growth habit in sesame has become an active area of research after the discovery of dt-45, which was the first determinate mutant. The current study aimed to select new determinate mutants in locally adapted genetic backgrounds, and to describe their morphological characteristics and frequency. Consequently, the seeds of four sesame cultivars (Muganlı-57, Özberk-82, Çamdibi and Gölmarmara) were irradiated with doses of gamma rays (150-750 Gy) in two separate sets during 1994 and 1995, respectively, and the M1 populations were grown. The M2 populations were produced from the M1 progenies in both sets of experiments and also from the bulk population in the first set. Three true botanical determinate mutants (dt-1, dt-2 and dt-3) of Muganlı-57 and three short flowering period leafy determinates (dt-4, dt-5 and dt-6) of Çamdibi were selected in the M2 generations grown in Antalya, Turkey, in 1995 and 1996, respectively. Furthermore, these mutants were confirmed to breed true in the M3 and subsequent generations. Other cultivars did not yield any mutants of interest. The dt-1 mutant was similar to dt-45 and was free from the drastic changes caused by irradiation with 150 Gy. By contrast, the dt-2 and dt-3 mutants showed deformed multicarpellate capsules that were selected at the higher gamma-ray doses (300 and 400 Gy, respectively). The true botanical mutant character was recessive and monogenic, as revealed by the segregation of the M2 and M3 families. The mutation frequency for the true botanical determinates was 1.8 × 10⁻⁴ in both sets of cultivars and doses. The mutant frequency for the short flowering period mutants that were selected in the bulk population was 2.9 × 10⁻⁵. This study proved that the selection of unique mutants with a determinate growth habit is not a matter of chance; rather, it depends upon population size, the response of the cultivars to effective mutagenesis and careful screening.     

油菜F2无性系群体稳定性的SSR检测

为了研究F2无性系群体作为可重复作图群体的效率,将油菜F2种子进行组织培养,以试管苗茎尖、子叶和下胚轴为材料,分别进行快繁培养,获得F2无性系群体.以各F2试管苗子叶DNA(原供体)作为模板,用100对覆盖油菜全基因组的SSR引物进行扩增,从中选取20对扩增多态性高且带纹较强的引物,对03H109 F2无性系群体进行SSR扩增反应.比较再生植株和原供体间的SSR标记带,结果表明茎尖再生后代的变异率为0.0059%,接近自然变异率,而子叶和下胚轴再生后代的变异率分别为0.5271%和0.2095%,因此认为以茎尖再生所构建的F2无性系群体可以作为可重复作图群体.     

甘蓝型油菜EMS突变体库构建及抗除草剂突变体筛选

为了利用诱变技术快速创造变异类型丰富的油菜新材料用于油菜遗传改良,分别用0.4%、0.8%、1.0%和1.2%的EMS（甲基磺酸乙酯）溶液对甘蓝型油菜中双9号种子进行诱变处理。结果发现：（1）1.0%的EMS溶液是处理中双9号干种子的最适浓度,4种不同浓度处理M2代表型变异率依次为11.26%、14.82%、27.19%和12.38%;（2）EMS诱变具有器官特异性;（3）M2代突变体库中筛选到3株苯磺隆抗性突变体,突变率约为10-4。现已创建了包括子叶、叶片、花器、株型、角果等多器官变异类型的突变体库,为油菜遗传研究提供了丰富的种质资源。