水稻“9311”突变体的筛选和突变体库的构建

利用γ射线和EMS溶液诱变处理籼稻“9311”种子,经过M₂筛选和M₃重复鉴定,分别获得465份和210份,共675份叶、茎、穗和根等性状变异的突变体,突变频率为5.62%。γ射线诱变群体的变异范围要大于EMS诱变群体,突变频率也较高,但紫色叶鞘和叶片类病斑等少数突变类型只在EMS诱变群体中出现。新构建的突变体库将有助于进一步开展水稻功能基因的研究。     

水稻"9311"突变体筛选和突变体库构建

利用γ射线和EMS溶液诱变处理籼稻“9311”种子，经过M2筛选和M3重复鉴定，分别获得465份和210份（共675份）叶、茎、穗和根等性状变异的突变体，突变频率为5．62％。γ射线诱变群体的变异范围要大于EMS诱变群体，突变频率也较高，但紫色叶鞘和叶片类病斑等少数突变类型只在EMS诱变群体中出现。新构建的突变体库将有助于进一步开展水稻功能基因的研究。     

EMS诱变NC 55突变体库的创建及高钾突变材料的筛选

为了获得不同类型的烟草突变体库,用0.6%的EMS诱变处理NC 55,对诱变后的M 1代的大田性状进行调查分析,并从中筛选高钾突变材料。EMSNC 55 M 1代植物学性状和农艺性状变异类型丰富,突变率为11.88%,主要为多头突变、株型突变、叶片突变等;通过大田筛选和烟叶化验,筛选到钾含量高于对照NC 55的突变材料74份,其中钾含量超过1.50%的35份,以EMSNC 55-5501烟叶钾含量最高,为2.03%。EMSNC 55 M 1代单株留种606份,为进一步筛选各种类型突变体和选育新品种创建了很好的突变体库。     

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。     

水稻‘9311’突变体库构建及磷响应突变体筛选

水稻是全球最重要的粮食作物之一,水稻产量的高低关系着全球社会的稳定与发展。磷元素是许多重要生物大分子的关键组分,且参与植物体内许多的生理生化反应,因此植物的生长和发育都离不开磷元素。目前,水稻中有关磷素吸收利用的基因已被挖掘且相关的分子机理研究也在不断深入,同时也取得了一些突破性的进展。但是,水稻磷素吸收利用的调控通路研究相对较复杂,尚需进一步挖掘和解析更多磷利用相关基因的功能。本研究通过设置高磷和低磷水平共筛选了1 525份水稻‘9311’突变体材料,获得了9份响应不同磷水平的差异候选材料,进一步对候选材料分析发现仅有190286突变体能够很大程度上响应磷水平变化且恢复其表型。通过分析190286突变体在高磷与低磷及恢复生长条件下相关形态生理指标,发现在低磷下其根长、地上部分及鲜重方面与‘9311’存在显著差异且为磷高效材料。该研究结果为后期水稻磷吸收利用相关基因的挖掘和功能解析奠定了基础,也为后续水稻磷高效育种提供了材料支撑。     

棉花黄萎病菌插入突变体库的构建及致病相关基因DVK1的克隆与鉴定

 利用ATMT（Agrobacterium tumefaciens-mediated transformation）技术自建Verticillium dahliae强致病力落叶型菌株T-DNA插入突变体库,共获得5000个转化子;随机挑选1000个转化子进行致病力鉴定,筛选获得5株致病力衰退的突变体。挑选致病力下降最为明显的突变体d1,通过TAIL-PCR技术最终获得一段长3237 bp的DVK1全长cDNA序列,编码1079个氨基酸的蛋白。基于DNA序列比对发现,DVK1基因含有2个内含子,分别为52 bp和36 bp。进一步比对发现T-DNA插入到DVK1基因启始密码上游740 bp的启动子中。通过遗传互补实验d1 恢复了致病性,进一步证明DVK1基因与黄萎菌致病性相关。     

棉花黄萎病菌T-DNA插入突变体库的构建及其表型分析

 以棉花强致病力黄萎病菌株V592为材料,利用农杆菌介导的T-DNA插入技术构建了一个含15000个转化子的突变体库,对突变体的生物学特性、致病力及T-DNA插入拷贝数进行研究,结果显示：(1) 突变体的菌落形态分为菌核型、中间型、菌丝型和菌膜型,分别占92.12%,4.54%,3.19%和0.15%;（2）菌核型、中间型和菌丝型菌株,在菌落生长速度和孢子大小方面无明显差异;而在产孢量方面,菌核型普遍强于中间型和菌丝型;（3）致病性测定显示,菌核型的致病力普遍强于中间型和菌丝型;（4）Southern杂交显示,T-DNA单拷贝数插入的突变体比率约为70.99%,而菌核型的单插入率为80.00%,明显高于中间型(69.23%)和菌丝型(64.71%)。以上结果表明,农杆菌介导转化技术可用于棉花黄萎病菌突变体库的快速构建,突变体的菌落表型与其产孢能力、致病力及T-DNA插入拷贝数等之间存在一定的相关性。     

植物突变体库的作用及构建研究进展

发生突变的个体叫作突变体。突变体往往具有与野生型不同的表型,这样就为缺失组分的功能研究提供了有益的信息。主要介绍了植物突变体库的作用及构建方法,重点论述了自发突变体库、理化诱变突变体库及T-DNA插入突变体库的构建原理与特征,并对植物突变体库的研究前景进行了展望。     

棉花红腐病菌nit突变体筛选及营养亲和群测定

 以自安徽不同地区分离的棉花红腐病菌（Fusarium moniliforme）单孢株为供试菌株,在含KClO₃培养基上诱导筛选获得抗氯酸盐的硝酸盐营养缺陷型(nit)突变株232株,根据在MM、NM、HM等3种不同氮源培养基上的生长情况划分出nit A、nit B、nit C、nit D 4种突变类型,其中nit A出现频率最高,179株,占总体的77%;nit B 25株,占总体的11%;nit C 24株,占总体的10%;nit D最少,4株,占总体的2%。将各菌株的nit A突变株和测试菌株的nit B或nit C配对,结果12个菌株分为6个不同的营养体亲和群(VCGs),其中3个VCGs各含1个菌株,另外3个VCGs各含3个菌株。结果还表明,来源于同一野生菌株的不同类型nit突变体间或同一VCG不同野生菌株的nit突变体间可产生互补反应而形成亲和带,其中以nit B型突变株互补性最好,在利用nit突变体测定营养体亲和性时作为标准菌株;来源于不同VCG的nit突变体间不能产生互补反应。     

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。     

水稻T-DNA插入群体的建立及突变体筛选

为了给水稻功能基因组学研究提供材料,利用农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)介导转化法转化水稻品种日本晴(Oryza sative L.ssp.japonica cv.Nipponbare),共建立了1833株独立的水稻T-DNA插入群体.T0通过PCR、GUS染色和southem blot分析证明了再生植株为转基因植株.随机选取种植T1种子20粒,进行突变体筛选.通过对各个时期表型的观察和接种试验,共发现突变体208个,突变率为11.3%,表型涉及株高、叶片、穗型、生育期、颖花、颖壳着色、抗病性等.这些突变体不仅创造了具有优良农艺性状的水稻育种材料,为水稻育种提供新的基因资源,而且为水稻功能基因组研究打下坚实的基础.     

大豆子粒蛋白亚基变异种质的鉴定与筛选

本研究以大豆优良品种中品661的298份甲基磺酸乙酯（EMS）诱变株系和610份大豆品种（系）为试验材料,利用聚丙烯酰胺凝胶电泳（SDS-PAGE）技术,分离大豆种子蛋白并计算各蛋白亚基的相对含量及11S/7S值。研究结果表明,突变群体与自然群体中不同亚基的变异系数差异极显著,但均以β亚基变异范围最大。另外,突变群体的α、β和酸性蛋白亚基的变异范围均大于自然群体。相关性分析显示：11S球蛋白与7S球蛋白含量呈极显著负相关;11S/7S值与蛋白含量相关性不显著,11S/7S值与11S和7S球蛋白各组成亚基均呈显著相关。此外,本研究还筛选出亚基明显变异材料6份,其中Ax亚基突变体尚未见报道,11S/7S值大于3的材料10份,蛋白含量大于48%的材料7份。本研究鉴定和筛选的种子蛋白变异种质为大豆品质相关基因发掘和品种改良提供了材料基础。     

冬瓜EMS诱变条件优化及突变体筛选

为研究甲基磺酸乙酯(EMS)诱变技术在冬瓜种质资源创制中的效果和探索适宜的冬瓜种子诱变体系,采用EMS磷酸缓冲液对冬瓜种子进行诱变处理,研究了处理浓度和诱变处理时间对冬瓜种子萌发和生长的影响,并对冬瓜M1、M2代突变体的田间生物学性状进行调查分析。结果表明,最佳的诱变条件为1.2% EMS诱变12 h,在此条件下,冬瓜种子发芽率、成苗率分别为54.67%、51.83%,接近半数致死浓度;在该诱变条件下大规模处理冬瓜种子10000 粒,催芽播种4752 粒,成苗4500 株,植株具有典型的EMS处理后的真叶畸形、黄化等特征,证明EMS诱导成功,自交授粉获得586 个自交瓜。种植M2代株系后获得叶、花、果实和株型等相关的突变体,突变率分别为27.22%、26.80%、20.47%、16.06%,冬瓜总突变频率为11.53%。本研究建立了冬瓜种子EMS诱变体系,构建了冬瓜突变体库,为冬瓜功能基因研究奠定了材料基础。     

EMS诱变甜高粱突变体筛选与鉴定

为了创制优良甜高粱种质资源,改良高配合力父本性状,为甜高粱遗传育种奠定基础,本试验利用24 h+0.25%甲基磺酸乙酯(EMS)水溶液诱变甜高粱甜C-1,从M2代中筛选鉴定优良突变体用于下一步遗传育种。研究表明叶色突变主要发生在M1代,且大部分不能遗传,M1代发现的突变,M2代中依然能够大量发现同类突变。在M2代田间鉴定中发现的突变体类型主要有叶色白化和黄化突变、穗型突变为纺锤型、颖壳包被度变异为1/2和3/4包被、颖壳颜色突变为黑褐色、籽粒增大、籽粒突变为白色、芒性消失、全生育期缩短。利用EMS诱变可以改良现有优良父本性状,加速杂交种的选育,且发现大量的突变体对甜高粱基因功能的挖掘和遗传育种有积极的意义。     

EMS诱导小麦TcLr19感叶锈病突变体的筛选

为了利用小麦感叶锈病突变体进行抗病基因功能和机制研究,用EMS处理小麦抗叶锈病近等基因系Tc Lr19的种子,对获得的M2、M3植株进行农艺性状观察和田间抗叶锈性鉴定。结果显示,不同浓度的EMS溶液处理种子共获得367个M1单株,处理浓度为1.0%时,接近半致死剂量,且M2表型突变频率最高,适宜突变筛选。在2 359个M2突变群体中,共筛选到表型突变体38个,表型突变频率1.61%;筛选出感叶锈病突变体53个,感病突变频率2.25%。在459个M3感病突变群体中,共鉴定出146个感病突变体,其中M36-2、M333-8、M333-9、M333-11、M344-4、M396-8这6个M3感病突变材料,遗传稳定率较高,达70%以上。为保证结果的可靠性,试验中还利用Lr19的分子标记对突变体进行分子辅助筛选。结果表明,EMS诱变是获得小麦感叶锈病突变体的有效手段,不仅为小麦抗叶锈基因的克隆和功能研究提供了重要的基础材料,还为小麦育种提供了新的种质。     

烤烟EMS诱变后代高香气突变体筛选

为筛选高香气且品质较优的烤烟后代,以中烟100为材料,采用EMS诱变技术对中烟100种子进行处理,筛选出2个叶面腺毛密度大的突变体材料,通过田间试验,对其叶面腺毛密度、叶面化学成分、烤后化学成分、香气物质含量和感官质量评吸等指标进行评估,并与正常中烟100后代和NC89进行对照。研究结果表明,EMS-2诱变株系腺毛密度最大,为65.55个/mm ²,分别是中烟100（37.19个/mm ²）和NC89（56.06个/mm ²）的1.8和1.2倍;叶面化学成分分析结果表明,EMS-1诱变株系西柏烷类和烷烃类含量最多,分别为57.18、5.16mg/m ²,EMS-2突变株系蔗糖酯类物质分泌较旺盛,含量最多,为0.33mg/m ²;烤后样化学成分分析结果表明,EMS-2突变株系化学成分含量较协调,且香气成分含量最多,达到890.32μg/g,分别比中烟100和NC89增加34.5%和29.0%;结合对诱变后代的感官评价,得出结论：诱变株系综合品质较好,可提高烟叶质量,EMS-2综合品质最好,可以作为待选株系进行下一步品种选育。     

EMS离体诱变和抗大花萱草叶枯病突变体的筛选

利用甲基磺酸乙酯(EMS)诱变大花萱草‘红运’愈伤组织和分化芽,目的是获得抗叶枯病愈伤组织和分化芽突变体。结果表明：0.50%~0.75% EMS处理愈伤组织60 min;0.75%~1.00% EMS处理分化芽60min,分别获得“半致死剂量”效应。对存活的愈伤组织进行毒素浓度递增的多步筛选(10% 30 d—20% 30 d);分化芽80%毒素21d的一步筛选。经定向筛选,初步获得抗叶枯病分化芽突变体103株,有待进一步进行抗病鉴定。愈伤组织未能获得抗病突变体再生植株。     

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。