EMS诱导水稻一目惚(Hitomebore)表型和基因组序列变异

甲基磺酸乙酯(EMS)是常用的化学诱变剂之一,可诱导水稻产生大量基因型及表型变异,在良种培育和遗传机理的研究中被广泛应用。在本研究中,我们采用甲基磺酸乙酯诱导水稻栽培型一目惚(Hitomebore),在不同浓度下一目惚表型变异明显。同时选取突变样本M6进行表型变异检测和基因组重测序分析。实验发现:处理样本M6与对照样本野生一目惚相比,生长势、根尖活力、植株高度、分蘖数及千粒重存在明显差异;重测序的结果显示,基因组范围内有14 469个单核苷酸变异位点,并且广泛分布于水稻的12条染色体上。这些变异位点伴有不同类型的转换和颠换,在12条染色体的转座子和基因内均有分布,存在于不同基因合成途径中。本研究为深入探索EMS诱发表型变异的遗传机理研究提供了基础,并期望对影响水稻表型相关基因的探究提供依据。     

谷子十里香的EMS诱变分析

探讨谷子成熟种子用不同浓度的EMS诱变处理下的最佳诱变条件,以期为筛选十里香感锈突变体进行基础研究奠定材料基础。以优异抗锈谷子品种十里香为材料,用不同浓度EMS(0,0.8%,1.0%,1.2%,1.5%)处理提前浸种或未浸种的谷子十里香成熟种子16 h,于处理后第3,7天分别测定种子发芽势、发芽率和发芽长度。十里香种子的发芽势与发芽率均随着EMS浓度的升高而降低。当EMS浓度为1.2%和1.5%时,种子发芽率不受提前浸种与否的影响。除此之外,同一EMS浓度处理下,提前浸种比未浸种种子的发芽势和发芽率高。发芽势在EMS浓度1.2%时差异最显著(9.66%),1.0%时次之;发芽率在EMS浓度1.0%时差异最显著(8.66%),1.2%和1.5%时无显著差异。EMS浓度越大,十里香种子的发芽势、发芽率下降幅度越快,EMS浓度由1.2%增加到1.5%时,发芽势与发芽率降幅最大,分别是36.34%~40.33%和44.00%~48.00%;EMS浓度为1.5%时,种子发芽势与发芽率均达到最低值。随着EMS浓度的增加,十里香种子的发芽长度随之变短,以EMS浓度1.5%时芽长的变化最显著。EMS能够显著抑制种子的萌发,浓度越大,抑制效果越明显。以十里香种子发芽率50.00%为标准,提前浸种或未浸种条件下,1.2%为EMS诱变最适宜浓度。     

高粱种子EMS诱变处理的研究

为了探明化学诱变剂EMS对高粱种子的诱变处理效果,进行了不同EMS浓度、不同EMS处理时间对R111种子发芽率和成苗率影响的试验,并在适宜浓度和处理时间下,比较了6种基因型的发芽率、发芽势和成苗率。结果表明:R111的EMS致死浓度为0.5%,半致死浓度为0.25%,适宜的处理时间为10~15h;经处理后,不同基因型材料的发芽率、发芽势、出苗率明显不同,说明不同基因型对EMS的敏感性不同,半致死浓度有差异。     

七宝黄金瓜EMS诱变群体的构建

七宝黄金瓜是上海地区的传统名瓜,深受广大市民喜爱,由于长期混杂种植,使其种性退化。为了使七宝黄金瓜的品质得到恢复和提升,本研究选用1.5%(v/v)EMS浓度构建了它的甲基磺酸乙酯(EMS)诱变群体。研究结果显示:EMS诱变后的种子萌发率较对照降低,仅有55.3%;诱变后单株的子叶、叶片、茎及花等器官发生了形态学的改变;收获的果实形状、颜色、瓜棱数目、果肉厚度及中心糖度等性状均有所改变。优良变异的果实,果肉厚度最高达到2.5 cm,中心糖度达到14.2度。这些优良的变异将用于七宝黄金瓜的遗传改良,提高其品质。     

花生突变体的EMS诱变及分子检测

化学诱变能有效的创造各种突变体,确定诱变的适宜条件能提高诱变效率,更好地拓展花生种质资源。本研究采用化学诱变剂EMS处理2个花生品种的种子外植体,设置5个处理浓度(0.3%,0.6%,0.9%,1.2%,1.5%)和5个处理时间(0.5h,1h,3h,5h,7h)共25个组合,以半致死量为选择标准,确定了中花5号的适宜诱变组合为0.9%7h,1.2%5h,远杂9102的适宜诱变组合为0.6%7h,0.9%7h.对中花5号M0代植株的一些生物学性状进行观察,发现EMS对其产生了明显的生理损伤,两个品种对EMS的敏感性有差异,但差异性不大。对部分突变体进行分子检测,结果表明其DNA已经发生变异.     

化学诱变剂EMS对春小麦诱变效应的研究

<正> 我们从1980年起开展了化学诱变剂(EMS)处理春小麦种子、合子和配子的试验研究,比较不同处理的诱变效果,以期找出其中合适而有效的处理方法,同时对处理后代的变异情况进行了观察和分析。材料与方法供试品种和品系为“新曙光1号”、77—1017”、“鉴7”,均为遗传性稳定的原种材料。化学诱变剂 EMS 的浓度为0.3%,用磷     

EMS诱变甘蔗茎尖分生组织的初步研究

为探索EMS对离体培养的甘蔗茎尖进行化学诱变的合适浓度和时间组合,以‘新台糖22’和‘粤糖93-159’甘蔗茎尖分生组织为材料,研究不同浓度(24、48、72μmol/L)、不同时间(2、4 h)诱变处理对茎尖分生组织的成活率、鲜重增重量、分化率及分化成苗情况的影响。结果表明:诱变处理后2个基因型的甘蔗茎尖分生组织成活率、每克鲜重增重量、分化率以及成苗的数量和质量都随着EMS处理浓度的升高和处理时间的延长而下降,2个基因型甘蔗茎尖经诱变处理后半分化EMS浓度均小于半致死浓度。综合成活和分化情况,适合‘新台糖22’茎尖分生组织的EMS诱变处理为48μmol/L处理2 h或24μmol/L处理4 h;适合‘粤糖93-159’茎尖分生组织的EMS诱变处理为72μmol/L处理2 h或48μmol/L处理4 h。     

EMS诱变刺荞的形态突变体鉴定与分析

为构建苦荞EMS突变体库和为苦荞功能基因组学研究准备基础材料,利用化学诱变剂甲基磺酸乙酯（ethyl methane sulfonate,EMS）诱变处理刺荞种子,对获得的M₂代材料进行生物学性状与农艺性状鉴定,并对部分M₂代材料播种家系进行验证。对M₂代全生育期田间表型进行观察鉴定,共获得480份突变体材料,包括子粒、叶片、茎秆及生育期等生物学特性与主要农艺性状突变体,变异类型丰富,尤其是首次发现了子粒多棱苦荞新材料,并发现了自然突变中少见的变异类型,如子粒开裂等变异类型。所构建的刺荞EMS突变群体较理想,可望有效用于苦荞功能基因组研究和苦荞遗传改良。     

19份玉米EMS诱变系的遗传差异评价

对新选的玉米EMS诱变系进行遗传评价是对其展开利用研究的前提。以19份玉米EMS诱变系为试材,利用表型分析和玉米品种鉴定技术规程SSR标记法(NY/T1432-2014),研究各诱变系与相应基础试材间的遗传差异,结果表明:在考察的20个性状中,与基础试材相比,诱变系K305Y1403、K305Y1409、K305Y1411和K305Y1415有9个性状达到显著或极显著差异;R08Y1425、R08Y1423、R08Y1429分别有17,13,12个性状达到显著或极显著差异,与相应基础试材差异较大。40对SSR引物,平均每对引物在来源于K305与R08的诱变系中,检测出的等位基因个数平均分别为3.8,4.2个,扩增出的基因型个数平均分别为1.90,2.15个;每个位点的多态性信息量(PIC)分别为0~0.76和0~0.88,平均PIC分别为0.20和0.28;与基础材料间的遗传相似系数分别为0.790~0.918和0.707~0.884,平均分别为0.862和0.809;各诱变系与相应基础试材的遗传差异位点数均在2个或2个以上。综上可知,该19份新选诱变系与相应基础试材间存在真实的遗传差异,可继续开展其遗传利用研究。     

绿豆EMS诱变突变体库的构建及表型分析

为探索适于绿豆突变体库构建的最佳甲基磺酸乙酯(EMS)浓度和处理时间,以‘皖科绿3号’种子为研究材料,设置4种EMS浓度(0.6%,1.0%,1.4%和1.8%)和4种时间(6 h,10 h,14 h和18h)共16个组合,并以半致死剂量为突变体库构建的条件。结果表明,‘皖科绿3号’的最佳诱变条件为1.0%/10 h。用该条件处理6000粒成熟的‘皖科绿3号’种子,获得M1代植株998份。对M2代群体中植株叶色、叶形、株高、花器官、开花期等性状进行鉴定。共发现表型变异材料324株,变异频率为2.97%。突变体中叶色变异和矮秆是主要的变异类型,分别占植株总数的1.10%和0.46%。利用基因组重测序技术对4份突变材料的突变位点进行鉴定,测序结果表明碱基突变频率为1/37.78 kb。实验确定‘皖科绿3号’的最佳诱变条件为1.0%/10 h。研究结果也表明利用EMS诱变的方法可获得丰富的表型变异材料,可用于绿豆品种遗传改良和功能基因组学研究。     

EMS诱变对高粱出苗及农艺性状的影响

利用不同浓度的EMS对高粱晋粱5号和V4B种子进行不同时间处理,分析EMS处理对高粱出苗及株高、叶片、穗型、育性和成熟期的影响,确定高粱EMS处理的最适条件,为高粱种质创新以及品种培育和改良提供参考。结果表明,晋粱5号和V4B的出苗率、相对成苗率变化总趋势为随EMS浓度升高和处理时间增长而升高,但是与对照相比,部分EMS处理能提高种子的出苗率。株高变异率、育性变异率及成熟期变异率变化总趋势为随EMS浓度升高而升高,而EMS处理对两个种质的叶形变异率和穗型变异率的影响趋势不同。不同浓度EMS应用于高粱诱变育种时,0.20% EMS浸种12h可作为EMS诱变晋粱5号和V4B构建突变体库的适宜条件;0.20% EMS和0.25% EMS浸种12h可分别作为EMS诱变晋粱5号和V4B筛选矮秆突变体的适宜条件;0.25% EMS浸种12h可作为EMS诱变晋粱5号和V4B筛选穗型突变体的适宜条件,以及晋粱5号筛选叶片突变体的适宜条件;0.35% EMS浸种12h可作为EMS诱变晋粱5号和V4B筛选成熟期突变体的适宜条件。     

EMS诱变加工番茄耐盐突变体的SSCP分子检测

化学诱变是一种有效的种质资源创新手段,运用诱变育种与分子育种相结合创造有益突变材料是遗传改良的有效途径之一。本研究利用EMS(甲基磺酸乙酯)诱变处理加工番茄高代自交系材料JW9种子,在M2代苗期盐胁迫处理诱变材料,通过表型鉴定筛选耐盐植株,再结合SSCP技术检测耐盐群体的遗传变异情况。在1 000份诱变材料中,筛选出37份耐盐植株,其中利用23对引物在26份耐盐材料中检测到了57个多态性位点。结果表明26份诱变材料在DNA水平上发生了基因变异。     

水稻空间诱变效应的研究

利用返回式卫星塔载５个水稻品种的干种子,进行空间诱变处理,研究其诱变效应。结果表明,空间飞行水稻的细胞染色体畸变率极显著高于地面对照组,而有丝分裂指数极显著大于γ射线处理,空间环境在Ｍ２能诱发较高频率的叶绿素缺失,株高和抽穗期突变,其有益突变频率高于γ辐照。     

EMS诱变小麦愈伤组织选择抗旱突变体的研究

以抗旱性差的小麦品种温麦6号和周麦17的花药愈伤组织和幼胚愈伤组织为材料,进行EMS诱变处理,结果表明：EMS溶液处理花药愈伤组织相对分化率近50%的浓度和时间组合为0.20%＋（2~6h）;处理幼胚愈伤组织相对分化率近50%的浓度和时间组合为（0.20%~0.40%）＋（2~4h）。将EMS诱变处理后分化的224株再生植株接种到PEG浓度为80g/L的生根培养基中,进行抗旱筛选,共得到13株抗旱植株,平均变异率为5.8%。花药愈伤组织和幼胚愈伤组织EMS溶液诱变处理的适宜浓度和时间组合为0.20%＋4h。     

多内切酶组合MSAP分析水稻基因组DNA甲基化

为建立高通量MSAP分析平台和比较不同酶切组合对甲基化敏感扩增多态性(MSAP)检测结果的影响。本研究对全自动毛细管电泳检测体系进行优化,在12对带有相同选择性碱基的引物检测下,比较Bst YⅠ/HpaⅡ-MspⅠ和Eco RⅠ/HpaⅡ-MspⅠ(Bst YⅠ/H-M和Eco RⅠ/H-M) 2组内切酶组合对16个水稻基因组DNA甲基化水平和表观遗传多样性的影响。结果表明,55 cm规格毛细管适用于全自动毛细管电泳仪进行MSAP分析。在16个水稻品种中,Eco RⅠ/H-M组合检测到16个水稻品种平均总甲基化率为58.30%高于Bst YI/H-M组合检测结果 (52.32%);Eco RⅠ/H-M组合平均半甲基化率为31.32%高于平均全甲基化率27.95%;而Bst YⅠ/H-M引物检测到16个水稻品种平均半甲基化水平(23.72%)低于全甲基化水平(28.59%);Eco RⅠ/H-M引物组合共检测到638个多态性位点,多态性位点率为93.55%,Nei's基因多样性指数和Shannon信息指数分别为0.55和0.97均大于Bst YⅠ/H-M组合检测结果,分别为92.32%,0.53和0.94;Mantel检测结果显示,Eco RⅠ/H-M组合得到的数据矩阵与Bst YⅠ/H-M组合数据矩阵之间具有显著相关性,但Bst YⅠ/H-M组合下不同预扩引物Bst YⅠ-T与Bst YⅠ-C数据之间没有相关性。本研究结果表明,较传统的单酶切组合MSAP分析(仅仅Eco RⅠ/H-M酶切组合),不同酶切组合以及不同预扩引物均会对DNA甲基化检测带来结果的多样性,尝试不同的限制酶组合或者多引物组合,将不同差异结合起来可以更加全面的揭示水稻丰富的基因组DNA甲基化多样性。     

菜豆A18-1 EMS诱变和突变体库的构建

菜豆(Phaseolus vulgaris L.)作为重要的经济作物被广泛种植,具有品种繁多、表型差异明显和基因组小的特点,是研究豆类植物基因组功能的重要材料。为了创造更多的变异材料来改良品种和丰富突变体库,以及为将来功能基因组学研究积累材料,用甲基磺酸乙酯(EMS)处理A18-1菜豆干种子,处理浓度为0.04 mol/L,对2128份M2单株在整个生长时期进行田间表型筛选,共筛选出107株突变株,占整个筛选群体的5.03%。构建了包括叶、茎、花、荚、株型、育性和熟期等性状变异的突变体,其中叶形叶色相关的突变体数量和类型都为最多,占总突变体数量的27.0%,茎和花及其育性相关的突变体数量相等且均最少,占总突变体数量的10.3%。本试验为构建和创新突变体库提供了新材料,对研究基因组功能和表型之间特异性关系及遗传育种有重要意义。     

EMS诱变对蒙古国黄花苜蓿种子萌发和幼苗生长的影响

以蒙古国黄花苜蓿为材料,采用不同浓度的EMS对种子进行诱变处理,分析EMS对黄花苜蓿种子萌发和幼苗生长的影响,旨在筛选EMS诱变黄花苜蓿种子的最适浓度。结果表明:随着EMS诱变浓度的增加,EMS对黄花苜蓿种子的萌发和幼苗生长均产生抑制作用,表现为萌发时间延迟、发芽率降低、幼苗变短;在同一EMS浓度下,随着处理时间的增加,黄花苜蓿种子的发芽率呈降低趋势。综合分析认为:EMS处理黄花苜蓿种子的适宜浓度为1.4%,处理时间为18h。本研究为后续构建黄花苜蓿EMS诱变群体,丰富黄花苜蓿育种材料及加快黄花苜蓿育种进程奠定了基础。