观赏植物诱变育种的研究现状和展望

本文综述了观赏植物辐射诱变育种的研究现状,并对花卉辐照诱变的手段、方法、处理材料和适宜辐照剂量、辐照机理与方法及应用作了总结,同时对观赏植物辐射诱变育种存在的问题及发展方向进行了探讨。     

水稻空间诱变与重离子诱变生物学效应及突变体定向筛选

目的 从不同诱变世代比较空间诱变和重离子诱变对水稻生物学效应及后代变异频率的差异,为水稻诱变育种提供一定的方法和理论指导。方法 对水稻纯系品种‘华航31号’干种子进行空间诱变和不同剂量重离子诱变处理,以未诱变处理的种子为对照,对诱变一代进行表型及细胞学诱变效应的分析;对诱变二代直链淀粉含量及粒型性状进行表型和基因型定向筛选,比较2种诱变处理的性状变异频率。结果 空间诱变一代的种子活力指数比对照下降了14.62%;重离子诱变一代的种子活力指数随辐射剂量增加呈现马鞍型效应曲线,其中10 Gy重离子辐射剂量下种子活力指数比对照下降了14.92%,与空间诱变的诱变效应相近。空间诱变二代粒型和直链淀粉含量的突变频率分别为4.14%和1.61%,80 Gy重离子辐射诱变二代粒型和直链淀粉含量的突变频率分别为4.88%和1.55%。利用HRM技术扫描了水稻直链淀粉含量Wx基因的4个位点共673 bp序列,在空间诱变的4 736份样本中发现3个SNP变异,突变密度为1/1063.83 kb;在重离子诱变4 848份样本中发现4个SNP变异,突变密度为1/815.68 kb。结论 2种诱变处理均可诱发水稻产生性状变异。空间诱变的生理损伤类似于低剂量重离子辐射,而诱发变异的频率与高剂量重离子辐射相近。     

高能碳离子束辐射对玉米当代的生物学效应

为了研究高能碳离子诱变对玉米的影响,本研究利用高能碳离子处理昌7-2和PH6WC两个玉米自交系,分析当代植株的出苗率、株高、穗位高等表型,测定收获后的籽粒性状。结果表明,经高能碳离子辐射后,两个玉米自交系的出苗率显著降低,且在高剂量辐射下两个玉米自交系在2019年均有降低。植株表型分析结果发现,在2019年,昌7-2和PH6WC在40~100 Gy辐射下株高显著下降;在2020年,PH6WC在150 Gy辐射下穗位高显著下降;在2019年,昌7-2在60~100 Gy辐射下穗位高显著下降;在2019年,昌7-2在80~100 Gy辐射下叶夹角增大;在2019年,昌7-2在40、100 Gy辐射下叶长显著降低,PH6WC在100 Gy辐射下叶长和叶宽显著下降;在2019年,昌7-2在80 Gy辐射下叶宽显著增加,在20 Gy辐射下雄穗分枝显著增加,而100 Gy辐射下雄穗分枝显著降低。在籽粒性状中,高剂量(60~100 Gy)辐射下的粒厚显著增加,粒长降低但百粒重有所增加,昌7-2比PH6WC更为明显。由上述结果可知,不同玉米种质的不同性状对高能碳离子的诱变处理效应存在差异,40~60 Gy是昌7-2较为适宜的诱变剂量,而PH6WC较为适宜的剂量为60~80 Gy。本研究结果可为玉米种子的高能碳离子诱变剂量筛选提供一定的理论依据。     

盐胁迫条件下甜高粱品种KF0680-1和KF0680-2的萌发及其α-淀粉酶表达研究(英文)

[目的]研究2个甜高粱品种KF0680-1和KF0680-2在盐胁迫条件下的萌发特性及其α-淀粉酶表达。[方法]以甜高粱品种KF0680-1和KF0680-2为研究对象,对盐胁迫条件下甜高粱的萌发相关指标和α-淀粉酶的表达进行测定,探讨盐胁迫对2个甜高粱品种的影响。[结果]低浓度的盐胁迫对甜高粱的萌发有一定的促进作用,高浓度的盐胁迫则抑制了甜高粱萌发;在高浓度盐胁迫下根和幼苗的长度均小于水处理组,但适当的盐胁迫促进了2个品种α-淀粉酶的表达。[结论]该研究表明盐胁迫对KF0680-1和KF0680-22个甜高粱品种的生长均有抑制作用,但在低盐浓度条件下,KF0680-2比KF0680-1具有更好的抗盐性。同时适当的盐胁迫提高了种子中α-淀粉酶的表达量。该结果为选育出适宜西北地区种植的抗盐碱甜高粱品种提供了参考依据。     

高能重离子束和X射线辐射水稻幼苗的当代生物学效应研究

为探究高能重离子束和X射线辐射对水稻幼苗生长发育和生理特性的影响,使用5~40 Gy的高能碳离子束和10~80 Gy的X射线辐射处理粳稻Kitaake幼苗,测定根长、芽长、苗高、株高、分蘖数、结实率、千粒重、光合特性、抗氧化酶活性及遗传物质多态性指标。结果表明,高能重离子束或X射线辐射水稻幼苗后,其根长和芽长均呈现随辐射剂量增加而降低的趋势,但存活植株成熟期的株高与未辐射组相比差异不显著;M₁植株结实率及种子千粒重随剂量升高呈下降趋势,在较高剂量下表现为显著降低。辐射处理后相对根长约为69%时,两种辐射对幼苗的根及芽在较短时间内的抗氧化系统存在显著影响。与未辐射组相比高能碳离子束辐射组的叶绿素含量和F_v/F_m值均无显著差异,而X射线辐射处理组的叶绿素含量较高、F_v/F_m值降低。20 Gy高能碳离子束辐射处理水稻幼苗简单重复序列间扩增(ISSR)多态率为29.31%,40 Gy X射线辐射处理水稻幼苗ISSR多态率为37.76%。本研究结果为不同电离辐射处理水稻幼苗提供了推荐的诱变剂量区间:高能碳离子束20~30 Gy,X射线30~40 Gy。     

一个新的水稻脆秆突变体bc17的鉴定及基因定位

利用重离子辐照武运粳7号(Wuyunjing 7,wyj7)获得一个脆秆突变体bc17(brittle culm 17),该突变体脆性特征仅在茎秆中表现,叶片正常,并且茎秆脆性在抽穗后开始表现,随着成熟度的增加脆性特征逐渐显著。农艺性状分析表明,该突变体生长发育受到影响,株高显著低于野生型,分蘖数减少以及结实率降低。茎秆和叶片生化成分测定显示,与野生型相比,bc17茎秆和叶片的纤维素含量分别降低22.70%和18.67%,半纤维素含量分别升高45.76%和31.36%。bc17茎秆的抗折力、拉伸力均显著低于野生型,表明茎秆的机械强度发生改变。组织解剖学观察发现,bc17茎秆的厚壁细胞孔隙变大,结构疏松,细胞数目减少。遗传分析表明,bc17的脆秆特征受单隐性核基因控制。利用图位克隆技术将bc17基因精细定位于水稻第7号染色体162 kb区域中,生物信息学分析表明可能是一个新的水稻脆秆基因,为揭示水稻细胞壁合成分子机制的研究提供重要的材料支撑。     

盐胁迫条件下甜高粱品种KF0680-1和KF0680-2的萌发及其α -淀粉酶表达研究

[目的]研究2个甜高粱品种KF0680-1和KF0680-2在盐胁迫条件下的萌发特性及其α-淀粉酶表达。[方法]以甜高粱品种KF0680-1和KF0680-2为研究对象,对盐胁迫条件下甜高粱的萌发相关指标和α-淀粉酶的表达进行测定,探讨盐胁迫对2个甜高粱品种的影响。[结果]低浓度的盐胁迫对甜高粱的萌发有一定的促进作用,高浓度的盐胁迫则抑制了甜高粱萌发;在高浓度盐胁迫下根和幼苗的长度均小于水处理组,但适当的盐胁迫促进了2个品种α-淀粉酶的表达。[结论]该研究表明盐胁迫对KF0680-1和KF0680-2 2个甜高粱品种的生长均有抑制作用,但在低盐浓度条件下,KF0680-2比KF0680-1具有更好的抗盐性。同时适当的盐胁迫提高了种子中α-淀粉酶的表达量。该结果为选育出适宜西北地区种植的抗盐碱甜高粱品种提供了参考依据。     

菊花辐射诱变种质创新研究进展

辐射诱变技术是创制菊花新种质的有效途径,可为观赏植物功能基因挖掘提供重要资源。综述了菊花辐射诱变育种的基本原理以及国内外菊花辐射诱变种质创新及变异机制研究进展,对不同射线辐射诱发菊花的花色、花期、抗性、叶型等表型变异进行了系统总结,着重介绍了高能重离子束在菊花种质创新及新品种选育中的应用,同时探讨了当前菊花辐射诱变育种存在的部分问题并给出了建议。     

M1TDS技术及镉低积累杂交水稻亲本创制与组合选育

"镉大米"问题是当下中国南方水稻产业发展急需解决的重大问题,培育镉低积累水稻品种是解决该问题最直接、最经济的方法.本研究开发了一项高通量靶向鉴定理化诱变M1代突变及获取突变体的技术(M1 generation targeted deep sequencing technology,M1TDS技术).利用M1TDS技术,...     

~(12)C~(6+)重离子辐照大葱的细胞学和RAPD分析

用309、0和180Gy12C6+重离子辐照处理大葱干种子,研究其对大葱根尖的细胞学效应,并采用随机扩增多态性DNA(RAPD)技术初步分析了其变异类型。不同剂量12C6+的重离子照射能有效诱导大葱根尖细胞微核和染色体畸变。随着辐照剂量的增加,幼苗根尖细胞微核形成几率明显增大,微核率、多微核率和染色体总畸变率呈线性上升。但除去微核以外的染色体畸变率则呈U型变化。RAPD结果表明,大葱不同处理之间的DNA存在明显差异,所用35种引物中有28种出现了特异性条带,既有新增条带,又有缺失条带,还有迁移率的差异。30、90和180Gy剂量辐照引起的RAPD变异率分别为29.91%、41.05%和22.14%。结果发现高微核率和染色体变异过大会导致高致死效应,使得染色体总畸变率高的处理组在当代生长苗的DNA变异率变小。