籼稻9311辐射突变体的分离与鉴定

利用350Gy的60Co-γ对籼稻9311进行辐射处理,以诱导产生大量的农艺与发育性状突变体,为水稻遗传研究和功能基因组学研究提供基础材料。M1代单本栽插并实行单株收获;M2代种植5000个家系,根据各个生育阶段形态性状表现进行初步鉴定,共有1665个家系的4136个单株发生形态变异,并筛选出各类形态突变体2001份;M3代按系谱种植进行重复鉴定获得包括叶、茎、穗、育性和熟期变化等各类突变体1996份。形态性状的突变频率按M2代种植家系中突变家系的百分比计算为33.3%,表明9311对γ射线是十分敏感的。本研究还发现辐射突变表现为单基因突变和多基因突变同时发生。同时,还筛选到一些优良农艺性状的突变体,可以直接应用于育种及生产当中。     

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。     

TILLING技术在水稻耐盐基因SKC1突变体筛选中的应用

TILLING技术是一种高效检测SNP的反向遗传学方法。根据已克隆的水稻耐盐主效基因SKC1设计特异引物,以化学诱变剂EMS(甲基磺酸乙酯)处理获得的1310份M2代水稻为材料,利用TILLING技术检测突变位点。经过2011~2012年2年M2、M3代的连续检测及测序分析,获得SKC1基因纯合突变体5份,杂合突变体14份,研究结果表明利用TILLING技术进行水稻耐盐突变体筛选是非常有效的。     

水稻极度分蘖突变体的分离和遗传初步研究

通过EMS诱变处理栽培稻粳灿89(Oryza sative L.indica JX89）种子，从M2代植株中筛选得到一株突变体，其植株形态表现为叶细、色淡、植株矮化和极度分蘖。在将近一年的营养生长过程中，分蘖总数达到2000多个，命名为极度分蘖突变体（Excessive tillering mutant）ext37.ext 37自交所得M3和M4代植株表现同一表型。突变体自交及其与JX89和丰矮占5号（FAZ-5）发杂交F1、F2代结果表明该突变为显性遗传方式，可能涉及两对等位基因。为了观察突变基因对下游基因表达影响的程度，取生长期44天的亲本JX89和突变体ext37的节间分生组织提纯细胞总RNA，进行基因表达谱差异显示分析。结果表明突变体与亲本的基因表达模式有明显的差异，说明可能是处在上游调控基因的突变影响了下游许多基因的表达。目前有关分子生物学的进一步研究正在进行中。     

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。     

EMS诱变甘蓝型油菜获得高油酸突变体

用0.4％ EMS诱变甘蓝型油菜NJ7982种子,从M2代筛选得到1个油酸含量76.15％的突变株(M2-2080),M3代该突变体的油酸含量也达到了75.0％ (M3-2080-1).对高油酸突变体M3-2080-1和野生型BnFA D2基因进行克隆,分析突变体油酸含量高的原因.序列表明,高油酸突变体中,BnFA D...     

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。     

"范尼"甲基磺酸乙酯诱变体系的建立和M4代干旱敏感突变体筛选

利用甲基磺酸乙酯(EMS)处理亚麻"范尼"建立诱变体系,获得突变体库.对突变材料进行耐旱性筛选,为亚麻抗旱选育奠定基础.采用不同浓度EMS和处理时间诱变"范尼"种子,根据M1代半致死率确定最佳诱变体系,M2代种子单株收获至M4代.在15％和18％的PEG-6000浓度处理下,分别对7个"范尼"M4代突变体植株的萌发期和...     

以EMS诱变创制软质小麦宁麦9号高分子量谷蛋白亚基突变体

本研究旨在创制遗传背景一致的不同高分子量谷蛋白亚基(HMW-GS)缺失系, 为小麦品质研究和育种提供材料。将软质小麦品种宁麦9号, 用0.4% EMS溶液处理10 000粒种子, 获得3781个M1代单株, 采用“半粒法”对每个株系进行SDS-PAGE鉴定, 从中筛选出299个(7.91%) HMW-GS突变株, 包括HMW-GS缺失和分子量突变两种类型。其中, HMW-GS缺失突变176株, 突变频率为4.65%, 缺失亚基涉及Ax1、Bx7、By8、Dx2和Dy12, 突变频率为0.24%~3.28%; 分子量突变130株, 突变频率为3.44%。将突变体的具胚端种子于温室中繁殖获得M2代, 再次鉴定各株系的HMW-GS, 并经M3代验证, 最终获得Ax1、Dx2、Bx7、By8和Dy12缺失突变体, 及Ax1+By8双缺失突变体。用高效液相色谱(HPLC)分析这些突变体的谷蛋白大聚体(GMP)和谷蛋白/醇溶蛋白(GLU/GLI)比值, 发现不同缺失突变体的GMP含量都有不同程度的降低, 尤以Bx7亚基缺失突变体中GMP含量降幅最大, 高达42%。另外, 不同缺失突变体的谷蛋白总量和GLU/GLI比值也低于对照, Ax1+By8双缺失突变体的GLU/GLI比值最小。     

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。     

抗 ACCase 抑制剂类除草剂水稻种质的创制与鉴定

防控水稻直播稻田杂草的最有效方式是创制非转基因抗除草剂水稻品种。利用EMS诱变水稻种子,之后在植物组织培养过程中使用除草剂氟吡甲禾灵对愈伤组织进行抗性筛选,并对抗性植株进行测序分析,发现突变体ACCase基因中存在一个点突变,其开放阅读框的第6375位碱基由G突变成C,从而引起编码的第2125位氨基酸由色氨酸突变为半胱氨酸;对M2群体进行抗性鉴定以及农艺性状分析,发现突变体在喷施3种浓度的除草剂高效盖草能之后主要性状和产量均未发生明显的改变。本研究获得了能稳定遗传的非转基因抗乙酰辅酶A羧化酶抑制剂类除草剂种质,为抗除草剂水稻新品种的选育奠定了基础。     

水稻脆茎突变体cef2的鉴定及基因定位

水稻脆茎突变体是一种重要的种质资源,物理诱变是创建脆茎突变体的一个有效途径。利用重离子辐照扬粳113(yj113)获得一个脆茎突变体cef2,该突变体脆茎特征在抽穗后开始表现,随着成熟度增加脆性特征更为明显。农艺性状分析表明突变体的分蘖数和结实率比野生型显著增加,具有更好的产量潜力。茎秆和叶片的成分测定显示,与野生型相比,cef2突变体茎秆和叶片细胞壁的纤维素含量分别降低24.2%和37.8%,半纤维素含量分别升高18.9%和37.6%,茎秆可溶性糖的含量在抽穗后逐渐降低,成熟期降低了33.6%。cef2茎秆抗折力比野生型减小,减小的程度随着成熟度变化而增加。遗传分析表明,cef2突变体的脆茎特征受单隐性基因控制。利用分子生物学技术将cef2基因定位于水稻第3染色体上SSR标记RM3586和RM487之间,连锁距离分别为5.6 c M和1.4 c M。这些结果为进一步解析cef2脆茎突变性状的分子机理奠定基础。     

水稻93-11 EMS诱导突变体的分离与鉴定

利用EMS对籼稻品种93-11进行诱变处理,以构建基因突变群体。M1单本移栽并单株收获。M2播种5000个家系,根据各个生育阶段表现鉴别出411个家系发生了形态突变,并收获271个家系。M3代对M2代收获材料按照系谱法进行跟踪观察和验证。结果表明,形态性状的突变频率为8．22％。其中一些突变体具有优良农艺性状,有可能在育种中得到利用。     

小麦突变体利用研究

连续三十年应用“三结合”突变育种方法，培育出各种类型的突变体材料1860份，将这些材料归类进行利用，是尽快选育小麦新品种的有效途径。几年来，从分离小麦的的单株中筛选出17个具有矮秆、大穗、株株型紧凑、中早熟、抗性好的优良株系；对21个综合性状较好的材料进行回交改良，对不稳定的突变材料重点选择，选育出11个综合性状优良的小麦新品系，为快出品种奠定了良好的基础。     

水稻极度分蘖突变体的分离和遗传学初步研究

通过EMS诱变处理栽培稻粳籼89(Oryza sative L.indica JX89)种子,从M2代植株中筛选得到一株突变体,其植株形态表现为叶细、色淡、植株矮化和极度分蘖.在将近一年的营养生长过程中,分蘖总数达到2000多个,命名为极度分蘖突变体(Excessive tillering mutant)ext 37.ext 37自交所得M 3和M4代植株表现同一表型.突变体自交及其与JX8     

"神舟四号"航天搭载水稻变异性状的田间调查

通过对‘神舟四号”卫星搭载水稻种子及其后代的研究,结果表明：6个搭载品种种子的发芽率、存苗率、结实率及植株的性状在当代(SP1)与对照相比均没有明显的变化;但在SP2代株高、生育期、分蘖、叶色、芒和红叶耳等性状上发生明显的变异,选择出一些突变株。突变株经SP3代,SP4代验证,最后获得32株高突变体,27株早熟突变株,20株多分蘖突变株,还获得一些农艺性状稳定性状且表现良好的株系,以及独杆、无芒、叶色黄化和类病变等有功能基因研究价值的突变体。     

利用籼稻资源中的“隐蔽有利基因”提高粳稻苗期耐冷性

苗期低温是制约东北水稻生产的一个重要逆境因子,培育苗期耐低温的水稻品种是解决这一问题最有效的途径之一。以粳型恢复系C418为轮回亲本与7个来自不同地域的供体杂交和回交培育BC₂F₂群体，利用沈阳春季田间自然低温进行耐冷筛选，并对入选的177个苗期耐冷导入系后代在自然和人工气候室两种不同强度的低温胁迫条件下的苗期表现进行评价。结果表明，虽然供体亲本均为苗期耐冷性弱的品种，但在全部回交后代中均出现耐冷的超亲分离，表明这些供体亲本均携带对耐冷性有利的“隐蔽基因”, 不过组合间的耐冷性选择效率存在较大差异。以人工气候室低温胁迫后的存活率为耐冷性鉴定指标，导入系之间出现广泛分离，田间筛选入选比例高的BG300和中413导入系群体中出现存活率高的导入系后代比例较其它群体高，说明在同一轮回亲本遗传背景下回交后代的耐冷水平取决于供体。在室内严格低温条件下表现为强耐冷性的导入系在相对温和的自然低温胁迫下表现为苗高、苗干重较非胁迫条件生长抑制不明显，且能够促进根系生长。结果表明，大量的耐冷有利基因以“隐蔽”的形式存于水稻种质资源中。通过利用来源广泛的种质资源作为供体进行回交育种，对回交后代进行严格耐冷筛选，可有效选育高产耐冷水稻品种和有价值的育种材料。     

从辐照胚培养愈伤组织中选择5-甲基色氨酸抗性水稻

为了增加水稻品种Dongangyco的特殊游离氨基酸的含量，我们用50Gy伽马射线照射胚培养愈伤组织，从中选择由5-甲基色氨酸引起的抗生长抑制作用的突变细胞品系。从再生植株自交繁殖群体中得到M2-1和M2-2两个品系。这些晶系中的抗和感的分离比分别符合9：7和3：1的分离比。在农艺性状方面，M2-1品系与原品种在茎秆长度方面基本相同，而在穗长和分蘖数方面差别不大。然而，     

不同世代温敏核不育水稻96-5-2S育性对低温的反应

为了探讨水稻光温敏核不育系临界温度遗传稳定性问题，以连续6个世代的温敏核不育水稻96-5-2S（从培矮64S中选育出的新株系）为材料，研究了它们育性对低温的反应差异。结果表明,(1)在它们育性转换敏感期用23.5℃恒温冷水处理10 d(水深20 cm左右)或遇到2～3 d平均日均温22.9～23.1℃(平均日最低温21.7～22.0℃)的自然低温时，所有世代的96-5-2S均表现不育, 自交结实率为0, 花粉可染率为0～0.9%，世代间差异不显著;(2)在它们育性转换敏感期用21℃、22℃恒温冷水处理10 d或遇到4 d平均日均温22.9℃(平均日最低温20.7℃)的自然低温时，所有世代的96-5-2S均表现可育, 自交结实率为0.2%～7.1%,花粉可染率为1.1%～19.5%，世代间存在差异,随繁殖世代增加,花粉可染率与自交结实率有逐渐上升的趋势,当繁殖到第5代时，花粉可染率显著提高，当繁殖到第6代时，自交结实率显著提高。(3)对照培矮64S（05株系）在相同低温条件下，花粉可染率与自交结实率均极显著高于各世代的96-5-2S。以上结果说明, 随繁殖世代增加,96-5-2S的临界温度会发生缓慢的遗传漂移，到第5、6代时，就会在花粉与结实水平上明显表现出来，但不同世代间临界温度的差异小于不同株系（96-5-2S与培矮64S-05株系）间临界温度的差异，据此认为，通过单株选择是降低光温敏核不育系临界温度的重要途径。     

利用CRISPR/Cas9基因编辑系统创制新型水稻温敏雄性核不育系

为迅速获得优良的温敏雄性核不育(TGMS)系,本研究利用CRISPR/Cas9基因编辑系统对一份优良的水稻品系GXU41的TMS5基因上2个靶点进行编辑,对编辑植株进行靶点突变检测,筛选无外源DNA的编辑TGMS系,并进行育性转换、农艺性状和米质分析评价。结果共获得12株T0代转基因阳性植株,其中靶点1和靶点2的纯合突变率分别为50%和58.4%,一个或两个靶点为纯合突变占83.3%,双纯合突变率达到25%,在T1代中筛选到无外源DNA的TGMS系。与野生型相比,编辑获得的TGMS系GXU41-5S随着温度升高小穗育性和花粉育性逐渐降低,在24℃时均表现完全不育;由于不育效应,GXU41-5S的株高增长和有效穗数增加显著,且GXU41-5S全部米质指标达到优质一等大米的标准要求。本研究证明了CRISPR/Cas9基因编辑系统是快速获得TGMS系有效途径,所创制的TGMS系对选育两系杂交水稻品种具有重要应用价值。