低植酸玉米自交系的筛选及其遗传分析

 【目的】筛选获得低植酸玉米自交系,研究低植酸性状的遗传规律,为低植酸玉米杂交种的选育提供依据。【方法】通过钼酸铵显色法对100份玉米自交系进行测定,将筛选得到的低植酸自交系鲁原92与已知低植酸突变体Lpa/lpa241、Lpa/Lpa241和齐319进行杂交,分析低植酸性状的遗传;并用钼酸铵显色法和植酸含量国标测定法对6个不同来源的齐319、鲁原92及其杂交种进行植酸含量比较分析,同时通过发芽试验对齐319、齐319×Lpa241/lpa241、鲁原92×Lpa241/lpa241、鲁原92×齐319苗期表现进行鉴定分析。【结果】钼酸铵显色法显示,鲁原92的无机磷含量达到0.93 μg?mg-1水平,初步确定属于低植酸自交系;其低植酸性状受隐性单基因控制,可能与lpa241等位;齐319在植酸性状上表现杂合性,存在苗期纯合致死现象;齐319×Lpa241/lpa241、鲁原92×Lpa241/lpa241、鲁原92×齐319 F2苗期纯合致死比例相近;不同来源的同一自交系间植酸含量存在显著差异。【结论】筛选得到低植酸自交系1个,分析其低植酸性状为隐性单基因控制,且与lpa241等位。     

低植酸玉米育种的研究概况

综述低植酸玉米突变体的培育、突变体的植酸含量及其他成分含量的变化,以及这些突变体的农艺性状和种子特性变化、低植酸突变的遗传学研究等方面研究概况,并对低植酸玉米的应用前景提出展望。     

低植酸作物育种研究进展

植酸广泛存在于作物种子中,由于植酸中的磷不能被非反刍动物有效吸收利用,而从粪便排出造成了磷资源的极大浪费和环境污染。近年来,利用理化诱变与转基因技术已成功地获得了玉米、大麦、水稻和大豆等作物的低植酸突变体。为进一步研究低植酸作物育种的现状,对植酸的简史、生物合成过程、低植酸突变体的培育及遗传特征、低植酸突变体农艺性状进行了综述,并对低植酸作物的应用前景进行了简要分析。     

大豆低植酸突变体Gm-lpa-ZC-2的精细定位

降低大豆植酸含量对于改善大豆营养品质极其重要。通过诱变的方法筛选到大豆低植酸突变体Gm-lpa-ZC-2,经典遗传学分析表明：其突变性状由隐性单基因所控制,并被定位在大豆连锁群B2上。试验在大豆低植酸突变体Gm-lpa-ZC-2初步定位的基础上,通过构建较大的遗传群体,运用生物信息学发展新的连锁标记,结合大豆基因组学和传统定位的方法,进行突变基因的精确定位。结果表明：位于大豆B2连锁群上的Gm-lpa-ZC-2突变基因,与连锁标记Satt168和Satt416的遗传距离远大于初步定位的结果,为18.2 cM;在此基础上,利用大豆基因组序列信息,在Satt168标记的上游序列与目的基因之间的染色体片段,4 900～8 200 kb的区域中,发掘到9对在遗传群体亲本间具有多态性的SSR引物;其中SSR位点psm lpa-224,psm lpa-225和psm lpa-226与目的基因的距离仅为0.8 cM,实现了突变基因的精细定位。     

~(60)Co诱变大豆滞绿突变体M_6变异分析

利用~(60)Co-γ射线辐射处理突变体Z-94320(双青豆)风干种子,在M_6获得108个突变系,对其中的40个突变系从农艺性状、生物学性状、衰老时期叶片叶绿素含量及蛋白质方面进行分析,可为大豆滞绿突变体的利用及种皮颜色的研究提供理论依据。结果表明,突变体中4粒荚数、分枝荚数、瘪粒荚数的变异系数较大,均超过了70%;突变系中豆荚色、种皮色和子叶色出现了变异,种皮颜色呈现出从绿到黄的过渡;种皮色一致的情况下,在大豆衰老期,子叶色为绿色的突变系比黄色的突变系叶片叶绿素含量下降幅度小甚至出现叶绿素含量上升的趋势;大豆滞绿突变系中,子叶和种皮均为绿色的大豆蛋白质含量相对高于子叶和种皮均为黄色的大豆突变系,滞绿大豆的蛋白质含量相对较高,平均达到44%左右。     

国产阴离子树脂法测定大豆粉中植酸含量的研究

用国产季铵型聚苯乙烯阴离子树脂法分离大豆及发酵大豆粉中植酸，用钼酸铵法测定植酸中磷含量，测得两种样品植酸含量分别为１．５４５％和１．０９２％（ｎ＝７）。标准植酸、标准植酸加入大豆植酸提取液，大豆植酸提取液加入标准植酸中时，植酸或植酸提取液回收率分别为８５．３９％±２．０６％（ｎ＝７），８２．８４％±３．４９％（ｎ＝７），８７．３１％±６．１２％（ｎ＝３）。树脂磨细和梯度洗脱可综合提高分离效果２５％～３０％。     

玉米高无机磷突变体的选育和特性研究

采用⁶⁰Coγ射线辐射诱变,创造出2个玉米高无机磷突变体lpa-zhong1和lpa-zhong2,研究了其突变的等位性和遗传控制类型,同时对野生型亲本和突变体的种子发芽率、磷组分含量、微量金属元素含量以及农艺性状和产量性状做了初步研究。结果表明,两个突变是等位的,且突变受单隐性基因所控制;与野生型亲本相比,突变造成种子发芽率降低;总磷、无机磷含量极显著增加,植酸含量显著下降;金属元素含量、农艺性状无显著变化;除了百粒重显著下降之外,其他产量性状差异不显著。     

低磷大麦品种提高仔猪磷、钙、氮、能量和干物质利用率

选用35日龄杂交阉公猪45头（体重9．5kg）检测去壳低磷大麦突变株M422，M635和M955。这些突变株是普通大麦（NB）的等位基因后代，其植酸含量比普通大麦分别低47％，66％，80％。此外，还检测另一种少壳的低磷大麦（M422-H），M422-H不是其他品种的近等基因。检测标准分别为：表观因子平衡、骨强度和生长性能。阉公猪采用单栏饲喂。大麦和大豆饲料是植酸的惟一来源。     

籼稻巨胚种质的诱变获得及遗传研究

 【目的】明确诱发产生巨胚突变的频率和巨胚基因的遗传规律。【方法】以11个籼稻品种为材料，通过60Co-γ射线辐射干种子，种植后收获自然成熟的M2代种子。将种子去壳后肉眼鉴别巨胚突变体（比原胚大至少1倍），计算水稻巨胚性状的突变频率；用通过辐射诱变获得的2个籼稻巨胚品系98-14geB和Mge86与其相应原亲本杂交配成一套F1、F2和BC1F1材料，调查种子胚的大小，研究巨胚性状的遗传。【结果】在M1代混收的M2种子中，水稻巨胚突变的出现频率平均为0.00125%，变幅为0.00029%～0.00285%。本研究以250Gy和350Gy2种剂量分别照射11个籼稻品系的干种子，在其中9个品系中获得巨胚突变体。【结论】本研究取材的2个籼稻巨胚突变体均为单隐性基因突变，且均与粳稻巨胚品种1137的巨胚基因等位，无非等位巨胚基因发现；胚的大小直接由种子基因型决定，而同为胚发育提供营养的母体基因型及细胞质均无关系。     

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。     

大豆低植酸育种研究进展

大豆种子中的磷主要以植酸的形式存在,它对人和单胃动物来说是一种抗营养因子;降低植酸的含量不仅可以提高大豆微量元素、蛋白质和磷素的生物有效性,而且可以减少磷素的污染和浪费。就不同大豆品种中植酸的含量、低植酸种质的创新,以及这些种质的遗传机制、农艺性状、营养品质和分子特性的研究给予了较为全面的综述。     

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.     

中国大豆脂肪氧化酶缺失种质多样性鉴定研究

应用改进的IEF电泳方法,对中国26个省、市（区）的895份大豆资源进行脂肪氧化酶缺失类型鉴定;对IEF电泳图谱进行激光扫描分析,比较品种间各条同工酶带活性差异;研究脂肪氧化酶的缺失与籽粒颜色、百粒重、播种期类型及生育期的关系;通过生物体系超弱发光动力学分析,研究种子发芽前后脂肪氧化酶缺失体活性动态变化。结果表明：在中国大豆资源中发现了4种脂肪氧化酶缺失体类型,鉴定出43份缺失突变体,占鉴定总数的4.80%;脂肪氧化酶的缺失与籽粒颜色和播种期类型有关,其中褐色、黑色大豆缺失频率较高;萌动种子发芽前,正常大豆的超弱发光强度明显高于脂肪氧化酶缺失体的发光强度,探索用超弱发光强度鉴别脂肪氧化酶缺失体的可能性。此外,还研究制定了一套快速、简便的大豆脂肪氧化酶鉴定技术,为种质创新研究及开发食品资源提供鉴定方法。     

EMS对不同大豆品种M2代农艺性状的影响

为了明确甲基磺酸乙酯(EMS)对不同大豆品种的诱变效果,利用0.5% EMS溶液处理4个大豆品种种子,对M2代主要农艺性状的遗传变异进行分析。结果表明：各品种的农艺性状均发生一定程度的变异,分枝数的变异系数最大,其次为单株粒数、单株荚数和单株粒重,而株高和主茎节数的变异系数较小,但在早熟品种当中这些变异大多达到显著水平,而在晚熟品种中均未达显著水平。从熟期的变异来看,各品种都诱变出早熟或晚熟的变异株,总的熟期变异株比例达43.1%,且早熟突变比例(24.6%)大于晚熟突变(18.5%),但在早熟品种中无论是早熟突变还是晚熟突变的比例都大于晚熟品种。     

60Co γ射线辐照选育阿维链霉菌及辐射效应研究

[目的]采用60Coγ射线辐照选育阿维链霉菌,筛选B1a产量提高的突变菌株。[方法]用60Coγ射线作为诱变源,在辐照剂量200～1 600 Gy、剂量率10 Gy/min的条件下对一株未经任何诱变的微生物农药阿维菌素菌株Av2进行了诱变改良;对该菌株的致死率、突变率、菌落形态变化与60Coγ射线辐照剂量的关系进行了探讨,其中初筛采用抑菌圈法,复筛采用摇瓶培养发酵,阿维菌素含量测定采用高效液相色谱法。[结果]在800 Gy辐射剂量下得到了Av2-m212、Av2-m245和Av2-m286 3株高效突变菌,其Bla产量分别比原始菌株提高了36%、41%和46%,均属于皱缩型菌株。高于30%的正突变菌均在800 Gy辐射剂量下产生,该剂量点是致死率和正突变率趋于平稳的交叉点。辐照后皱缩型和火山型突变菌有正突变菌,其他形态菌株均为负突变。[结论]60Coγ射线在阿维菌素产生菌的诱变筛选中起到了重要作用,是一种非常有效的微生物诱变育种方法。     

芝麻EMS诱变条件优化与突变体筛选

为明确适于芝麻诱变的最佳甲基磺酸乙酯(EMS)剂量和处理时间,创制优异芝麻突变体,采用0.1%~2.0%EMS浸泡处理芝麻91-0株系种子6~24 h,研究了EMS不同剂量和处理时间对芝麻突变体创制效率的影响。结果显示,0.1%EMS浸种24 h、0.5%EMS浸种24 h、1.0%EMS浸种12 h、1.5%EMS浸种6 h处理芝麻种子发芽势、发芽率为53.13%~90.17%,根长为0.30~2.00 cm,活力指数为18.53~131.00,适于芝麻诱变研究。2008—2010年,选用1.0%EMS浸种12 h优化条件先后处理芝麻91-0株系成熟种子7万粒,共获得M1代植株22 855份,成株率达到32.65%。对诱变株系及其后代叶型、株型、花器与育性、蒴果及粒型以及其他共5类24个田间农艺性状的调查结果表明,M1、M2代诱变率分别为7.60%、2.78%,M1、M2代株系发生的主要突变性状类型均为花器与育性类,比率分别为4.08%、0.93%。对831份突变体后代株系的农艺性状调查结果显示,后代中可稳定遗传的突变体比率为23.71%,主要突变类型为蒴果及粒型,占总调查株系的14.80%。研究表明,在1.0%EMS浸泡12 h诱变处理条件下,芝麻91-0株系发生可遗传突变的比率为0.80%。     

三系水稻保持系航天育种的研究

[目的]研究三系水稻保持系航天诱变突变株的育性变化情况。[方法]以籼型水稻单株纯系品种特B、湛B、双青B和II-32B的种子为材料,各品种取1/2种子进行航天诱变,余下1/2种子为对照,研究航天诱变突变株测交和回交后代的性状表现及遗传变异。[结果]4个保持系突变株测交后代可育花粉率变幅为0~25.6%,回交一代可育花粉率变幅为0~72.2%。各突变株测交后代自交结实率变幅为0~8.2%,突变株对不育系的不育性保持能力表现出一定的下降趋势;回交后代自交结实率与对照差异显著,II-32A×II-32B3-1的后代自交结实率最高,为33.4%。回交后代农艺性状与对照的差异比上一代更明显。[结论]三系水稻保持系航天诱变突变株回交后代的育性有较大变化。