酒用糯高粱EMS突变体库构建及突变体筛选

[目的]利用甲基磺酸乙酯(EMS)构建酒用糯高粱突变体库,并筛选出田间表型性状明显突变的株系,为糯高粱遗传改良、新品种选育及基因功能研究提供丰富的基础材料.[方法]采用0.4%EMS对糯高粱品种红缨子进行诱变处理,M1代单株收获,并对M2代突变群体开展全生育期的田间表型性状鉴定,筛选出性状明显突变的株系.[结果]经EMS诱变处理后红缨子M1代突变群体田间存活率降至31.9%,且出现了多种性状变异,如叶片白(黄)化、叶片畸形、穗畸形、植株矮化和不育等性状,共获得M1代突变株系1020个.在M2代突变群体中发现86个突变株系,突变频率为8.43%.其中,叶色(白化、黄化、芯叶白化、浅绿色、白绿条纹、黄绿条纹)突变株系42个、叶型(畸形叶、卷曲叶和直立叶)突变株系8个、穗型(畸形、小穗和穗缺失)突变株系10个、生育期(早熟和晚熟)突变株系5个、蜡质(蜡质缺失)突变株系4个、感病性(易感病)突变株系4个、育性(完全不育和半不育)突变株系5个及株高(高杆和矮杆)突变株系8个.[结论]构建的酒用糯高粱EMS突变体库表型变异丰富,可用于高粱功能基因组学研究和酒用糯高粱育种.     

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%。     

菜心EMS诱变条件优化与突变体库构建

【目的】明确甲基磺酸乙酯（EMS）诱变处理菜心种子的最佳浓度和处理时间,为EMS诱变技术在菜心种质资源创新利用方面及丰富菜心种质资源选育提供支持。【方法】设4种不同浓度的EMS溶液（0.2%,0.4%,0.6%和0.8%）和3种不同处理时间（8、12和16 h）共12个组合,诱变处理2个菜心自交系（C40和小80天）的种子,并对诱变后代出苗率和结籽株比例进行分析,筛选EMS诱变菜心种子的最佳处理条件。【结果】随着EMS浓度的增加,菜心种子成苗率和结籽株比例逐渐降低。诱变处理8 h,EMS浓度为0.6%时,C40和小80天菜心的成苗率分别65%和70%,结籽株比例分别为13%和31%;EMS浓度升高至0.8%时,C40菜心的成苗率降至50%,2个菜心材料的结籽株比例均低于20%。随着EMS处理时间的延长,菜心种子成苗率和结籽株比例逐渐降低。EMS处理浓度为0.4%时,诱变12 h,2个菜心材料（C40和小80天）的成苗率均为75%,结籽株比例分别为30%和45%;诱变16 h,C40和小80天菜心的成苗率分别降至60%和55%,结籽株比例均低于20%。EMS诱变处理不仅抑制成苗率,还严重影响结实情况。根据成苗率和M₁群体植株的结籽株比例,并保证最大诱变效率和突变体群体,确定菜心种子EMS诱变处理的最佳条件为0.4% EMS诱变处理12 h。不同基因型菜心材料对EMS的耐受性不同,生长势强的菜心材料EMS处理的时间或浓度可适当增大或降低。采用最佳诱变条件处理3000粒小80天菜心种子,在M₁群体中出现黄化、白化、皱缩、矮化及嵌合等变异性状,M₁群体包含500个突变株系。随机选取种子量大的M₁群体中176个家系,构建包含2110个单株的M₂群体,在M₂群体中发现94个突变单株,总的突变频率为4.3%。其中,叶片叶色或形状突变的单株61株,株型变异的单株共31株,花色突变的单株2株。【结论】利用EMS诱变菜心种子有明显效果,构建的菜心EMS突变体库表型变异丰富,尤其是出现株型紧凑,叶色浓绿的有益突变,可用于菜心功能基因组学研究和育种。     

EMS诱导辣椒“6421”突变体库的构建及矮秆突变体的鉴定与分析

[目的]为促进辣椒的遗传改良,以“6421”为试验材料,建立辣椒突变体库.[方法]采用不同浓度的EMS溶液(0.2％～1.2％)处理“6421”种子,确定半致死剂量,并构建突变体,并对M4代中获得的矮秆突变体进行农艺性状调查与遗传分析.[结果]EMS浓度为1.0％时,种子发芽率和出苗率分别为45.2％和40.2％,种子发芽指数和生活力分别为17.6和19.7,接近半致死;取经半致死浓度处理的种子10,000粒构建突变体,2015年在M4代中共获得562份能稳定遗传的突变体,突变性状可分为11大类32小类;矮秆突变体E29,E58,E142和E312的株高、株幅、主茎粗、主茎长以及主茎节位数均显著低于对照植株,E58侧枝数显著高于对照植株;E29,E58和E312突变性状均由单隐性基因控制.[结论]该研究首次成功地构建了辣椒突变体库,不仅为辣椒育种提供了丰富的种质资源,还为开展辣椒基因组学研究提供了有用的试验材料.     

EMS诱导国麦301小麦突变体库的建立与鉴定

利用化学诱变剂甲基磺酸乙酯(EMS)诱变处理国麦301小麦种子,构建小麦EMS突变体库,旨在为小麦功能基因组学研究和分子育种准备基础材料。对M2代全生育期田间及收获后进行生物学性状及农艺性状鉴定。结果表明,突变群体的表型变异率为6.398%;获得了幼苗、叶、茎、穗、熟期等的突变体769个,变异类型丰富。     

EMS诱导辣椒“6421”突变体库的构建及矮秆突变体的鉴定与分析（英文）

[目的]为促进辣椒的遗传改良,以6421为试验材料,建立辣椒突变体库。[方法]采用不同浓度的EMS溶液(0.2%~1.2%)处理6421种子,确定半致死剂量,并构建突变体,并对M4代中获得的矮秆突变体进行农艺性状调查与遗传分析。[结果]EMS浓度为1.0%时,种子发芽率和出苗率分别为45.2%和40.2%,种子发芽指数和生活力分别为17.6和19.7,接近半致死;取经半致死浓度处理的种子10,000粒构建突变体,2015年在M_4代中共获得562份能稳定遗传的突变体,突变性状可分为11大类32小类;矮秆突变体E29,E58,E142和E312的株高、株幅、主茎粗、主茎长以及主茎节位数均显著低于对照植株,E58侧枝数显著高于对照植株;E29,E58和E312突变性状均由单隐性基因控制。[结论]该研究首次成功地构建了辣椒突变体库,不仅为辣椒育种提供了丰富的种质资源,还为开展辣椒基因组学研究提供了有用的试验材料。     

EMS诱变六倍体小麦偃展4110的形态突变体鉴定与分析

 【目的】构建小麦EMS突变体库,为小麦功能基因组学研究准备基础材料。【方法】利用化学诱变剂甲基磺酸乙酯（ethyl methane sulfonate,EMS）诱变处理小麦品种偃展4110种子,将获得的M2代材料进行生物学性状与农艺性状鉴定,部分M3材料播种家系进行验证。【结果】对M2代全生育期田间表型进行观察鉴定,突变群体的表型变异率约为6.6%;获得了幼苗、叶、茎、穗及成熟期等生物学特性与主要农艺性状的变异体和突变体,变异类型丰富,特别是发现了自然突变中少见的变异类型,如株高在10-15 cm左右的特矮变异类型。【结论】本研究所构建的两个偃展4110 EMS突变群体较为理想,可望有效地被用于小麦功能基因组研究和小麦遗传改良中。     

利用EMS诱变构建柳枝稷穗芽无性系突变体库的初步研究

为探索创制柳枝稷(Panicum virgatum)无性系突变体库的适宜方法,以组织培养繁殖的柳枝稷品种‘Alamo’的穗芽作为外植体材料,利用甲基磺酸乙酯(EMS)对其进行诱变处理,并对EMS处理的最佳浓度和时间组合以及M1代田间生物学性状变异进行分析。结果表明:EMS诱变处理的最佳组合为用浓度0.047mol/L的EMS处理4h;M1代田间性状检测表明,变异群体在株高、分蘖数、开花期等性状上存在广泛变异,初步创制出一个柳枝稷穗芽无性系突变体库。     

小豆EMS诱变叶形突变体筛选及农艺性状分析(英文)

[目的]对EMS化学诱变小豆京农6号M3代材料进行筛选鉴定,以期获得有潜力、有价值的变异材料。[方法]利用浓度0.5%、0.9%、1.4%的EMS分别处理小豆京农6号12h和24h,对M3代叶形变异率、变异类型、农艺性状及产量构成因素进行分析。[结果]EMS诱变变异叶形突变体223份,占突变体群体总数的18.31%,类型丰富,产生了小密叶、肾形叶、剑叶、鸡爪叶、叶缺刻等叶形突变体。浓度0.9%EMS处理24h,其叶形变异类型最为丰富,且突变频率最高,其变异率分别为4.93%、10.31%、2.69%、8.07%、3.14%。当处理时间相同时,浓度0.9%EMS处理变异类型最丰富,同时表现出一定的高剂量抑制效应,总体表现为浓度0.9%浓度0.5%浓度1.4%;诱变时间不同时,处理时间越长,变异率越高,且变异类型也越丰富。综合叶形突变体农艺性状分析,各种突变类型总体表现为小叶肾叶叶缺刻小密叶剑叶鸡爪叶。这表明小叶、肾叶突变体具有株高降低、紧凑直立、多分枝、多荚、单株产量高、百粒重高等优良性状。[结论]该研究筛选的突变体可为小豆育种及遗传学研究提供有价值的材料。     

苦荞EMS突变体库的构建及SCoT标记筛选分析

苦荞属于蓼科荞麦属1年生草本植物,药食两用,营养价值丰富.该研究以苦荞测序品种“品苦1号”为试验材料,利用甲基磺酸乙酯(EMS)诱变技术构建苦荞突变体库,并利用形态观察及目标起始密码子多态性(SCoT)分子标记对突变体进行了筛选分析,主要研究结果为：(1) 0.6%EMS处理12 h为“品苦1号”最佳诱变处理;(2)构建了包含966个株系的苦荞突变体库,M₂代11个主要农艺性状主成分分析得到包括籽粒大小因子、籽粒形状因子、植株产量因子、植株表型因子的4大主成分因子;聚类分析将M₂代群体按农艺性状的差异分为4大类;(3)利用26条SCoT引物对“品苦1号”诱变M₂代群体进行PCR扩增,共得到263条清晰稳定的条带;诱变M₂代与野生型之间的遗传距离在0.003 8～0.324 5之间,其中PKM₂-803和对照“品苦1号”(CK)间的遗传距离最大,PKM₂-097和CK间的遗传距离最小;聚类分析将966份材料分为4大类,与表型分类相似,表明EMS诱变导致苦荞在...     

An EMS mutant library for cucumber

Cucumber is an important vegetable crop and a model crop for the study of sex expression in plants. However, the genomic resources and tools for functional genomics studies in cucumber are still limited. In this paper, we conducted ethyl methyl sulfone (EMS) mutagenesis in the northern China ecotype cucumber inbred line 406 to construct a mutant library. We optimized the conditions of EMS mutagenesis on inbred line 406 which included treatment of seeds at 1.5% EMS for 12 h. We obtained a number of mutant lines showing inheritable morphological changes in plant architecture, leaves, floral organs, fruits and other traits through M₁, M₂ and M₃ generations. The F₂ segregating populations were constructed and analyzed. We found that a short fruit mutant and a yellow-green fruit peel mutant were both under the control of a single recessive gene, respectively. These results provide valuable germplasm resources for the improvement of cucumber genetics and functional genomic research.     

EMS诱导四倍体马铃薯陇薯7号无性突变群体建立与分析

[目的]检测甲基磺酸乙酯(EMS)的诱导变异能力,以建立突变体库.[方法]用0.6％、1.2％和2.4％的EMS诱导四倍体马铃薯陇薯7号试管苗茎段2 400个,建立了包含叶片、株型、茎秆、匍匐茎、腺毛等性状的无性突变群体.[结果]共发现了22种突变类型,分别为黄化苗、白化苗、叶色渐变、叶脉失绿、叶芽包裹、裂叶、卷缩叶、复叶畸形、簇生、顶端膨大、顶端分叉、肉质化、匍匐茎畸变、匍匐茎移位、早结薯、发丝匍匐茎、茎节膨大、多腺毛和轮生叶序.共52个突变单株,突变频率为21.67‰.[结论]腺毛、簇生矮秆、茎秆分支、早结薯等变异株系具有较高的应用价值,可望有效地被用于马铃薯功能基因组研究、遗传改良和种质创新.     

拟南芥缺铜敏感突变体的鉴定分析

为进一步探明植物缺铜响应机制,利用甲基磺酸乙酯(EMS)诱变、体视显微形态观察和ICP-MS技术对拟南芥(Col)缺铜敏感突变体cds-1进行鉴定分析。结果表明:在缺铜条件下,cds-1的根伸长发育受到抑制,而高浓度铜处理则可使得cds-1根长部分恢复至野生型。除根伸长发育受到抑制外,cds-1根部形态(根毛长度和根直径)与野生型相比也有较大差异。cds-1与野生型植株体内铜含量无显著差异。遗传分析该突变体性状由2对隐性等位基因控制。     

玉米EMS突变体库构建及突变体初步鉴定

[目的]构建玉米诱变变体库,创制玉米新种质资源.[方法]采用甲基磺酸乙酯（EMS）诱变玉米优良自交系B73和郑58,构建变体库;选取小叶夹角突变体rla1、rla2进行密植产量测定和遗传学分析.[结果]2个突变体库的M2代含有表型丰富的突变体,尤其是一些突变体表现出优良农艺性状,如叶夹角小、棕色叶中脉、矮化、抗性,具有重要的育种价值.rla1、rla2表型相似,较初始材料耐密植,在试验各种植密度下,单位面积产量均高于对照组;且产量随着密度增大而提高,其最大密植度在100000株/hm2.遗传学分析显示,rla1、rla2都是单基因隐性突变,而且是等位基因突变.[结论]B73和郑58的EMS突变体库为玉米育种提供了宝贵的材料资源.     

拟轮枝镰孢ATMT突变体库的构建及分析

【目的】通过建立适用于拟轮枝镰孢（Fusarium verticillioides）的农杆菌介导遗传转化体系,构建绿色荧光蛋白（green fluorescent protein,GFP）标记的拟轮枝镰孢ATMT（Agrobacterium tumefaciens-mediated transformation）突变体库,并对突变体库进行筛选分析,为研究拟轮枝镰孢在玉米果穗上的侵染途径和致病的分子机制打下基础。【方法】筛选头孢噻肟钠（cefotaxime sodium,Cefo）和氨苄青霉素钠（ampicillin sodium,Amp）对根癌农杆菌AGL-1的抑菌浓度和拟轮枝镰孢对潮霉素B（hygromycin B）的敏感浓度;以含有绿色荧光蛋白基因（GFP）、潮霉素抗性基因（HPH）的穿梭质粒为载体,通过ATMT构建GFP标记的拟轮枝镰孢突变体库;利用潮霉素抗性筛选、GFP的特异性引物进行PCR检测和荧光显微镜观察,检测分析T-DNA插入情况及转化子稳定性;从突变体库中随机挑选9个转化子菌株并进行分析,对其产孢量、分生孢子萌发率、致病力等进行测定。【结果】通过农杆菌抑菌试验发现当Cefo/Amp的浓度为150/150 μg·mL ^-1时,AGL-1生长受到抑制;当潮霉素B的浓度为150 μg·mL ^-1时,拟轮枝镰孢完全丧失生长能力。利用优化后的ATMT转化获得了2 465株GFP标记的拟轮枝镰孢转化子;转化子在不含潮霉素B的PDA培养基上连续转接5代再转到含潮霉素B的培养基上仍能正常生长,说明HPH成功插入野生型基因组且稳定遗传;利用GFP特异性引物对转化子进行PCR检测,测序结果显示与NCBI中GFP（登录号：LC420351.1）的同源性为99.26%,表明GFP已成功整合到野生型基因组中;转化子菌丝和孢子在荧光显微镜下观察均呈现绿色,而野生型菌株未观察到任何荧光,表明GFP转移到拟轮枝镰孢野生型菌株基因组中,且能够成功表达。对部分转化子分析发现,与野生型相比转化子54的产孢量明显增多,约为野生型的1.9倍;转化子24的分生孢子萌发率在相同时间内明显下降;转化子13的致病力增强,病害级别达到9级,转化子33和16致病力减弱为3级,转化子4致病力最弱为1级,部分转化子生物学性状未发生明显变化。 【结论】构建了农杆菌介导GFP标记的拟轮枝镰孢突变体库,筛选分析获得了产孢量、孢子萌发率、致病力发生变化的突变体,为进一步研究拟轮枝镰孢侵染玉米果穗的途径和致病的分子机制打下了基础。     

玉米大斑病菌ATMT突变体库的构建及其分析

【目的】利用农杆菌（Agrobacterium tumefaciens）介导的遗传转化技术,对玉米大斑病菌（Setosphaeria turcica）进行转化,构建ATMT突变体库,为从分子水平上揭示病菌的致病机理奠定基础。【方法】以带有重组双元载体的农杆菌对玉米大斑病菌进行转化,利用潮霉素B进行筛选,对抗性稳定的转化子进行PCR检测,构建玉米大斑病菌ATMT突变体库;从突变体库中随机选取一定数量的突变体,对其菌落形态、菌丝及分生孢子发育、致病性等进行分析。【结果】获得了1 265株玉米大斑病菌T-DNA插入突变体;从中随机选取36株突变菌株,对其进行抗性筛选和PCR检测,发现潮霉素磷酸转移酶基因已整合进入野生型菌株的基因组中,且能够稳定遗传;与野生型菌株相比,在供试的菌株中,大部分菌株菌落形态和生长速率没有发生明显改变。生长速率明显减慢的菌株占总数的13.8%,明显加快的菌株占16.7%;发现了2株分生孢子形态发生明显改变的菌株,占菌株总数的5.6%;产孢量明显增大的菌株占5.6%,产孢量减少的菌株占13.5%;分生孢子萌发率发生明显改变的菌株占16.6%;发现了1株致病性明显增强的菌株,占菌株总数的2.8%。【结论】构建了玉米大斑病菌ATMT突变体库,并对突变体库进行了初步分析,将为克隆玉米大斑病菌生长发育和致病性相关基因奠定基础。     

不同基因型花生EMS诱变条件分析及突变系筛选

为明确不同基因型花生最佳甲基硫酸乙酯（EMS）诱变条件,以“四粒红”和“白沙1016”花生品种为材料,在0.30％、0.90％ EMS溶液中浸泡3、5、7和9h,进行发芽试验.结果表明：以致死量达到50％为标准,多粒型花生的最佳处理条件是0.90％ EMS溶液诱变7h,珍珠豆型花生则为0.90％ EMS溶液诱变9h,多粒型花生对EMS响应明显.在M3、M4代突变系中,多粒型筛选出YD35、YD3、和YD223个高产株系,最高增产565 kg/hm2,珍珠豆型筛选出YZ4 、YZ2和YZ13个高产株系,最高增产570 kg/hm2.