EMS诱变在植物育种中的研究与应用

甲基磺酸乙酯(EMS)是一种应用十分广泛的化学诱变剂,它的诱变效率高、诱变效果好。EMS诱变在植物育种上的应用,不仅可以打破传统的植物育种方式,获得的突变群体对培育植物新品种和丰富植物种质资源具有重要意义。我们对EMS诱变在植物育种中的研究与应用进行了综述,从植物诱变部位的选择、不同突变性状的分析、突变体的鉴定以及变异功能基因研究等多方面对EMS诱变育种研究进行了分析,并在此基础上对EMS诱变育种研究前景进行展望,以期为不同植物的诱变育种提供研究参考,为植物产量、品质及抗性研究提供新思路,这对于丰富植物诱变育种材料及加快植物育种进程具有重要意义。     

甲基磺酸乙酯(EMS)在植物诱变育种中的应用

甲基磺酸乙酯(ethyl methanesulfonate, EMS)是一类具有诱变概率高、突变效率高且稳定的烷化类化学诱变剂,能够诱发产生高密度的系列等位基因发生点突变,在植物种质资源的创制、突变体库的建立以及功能基因组学的研究等方面得到了广泛的应用。本研究主要从EMS诱变剂的剂量和处理时间、诱变材料的选择、植物诱变性状、突变体的筛选及鉴定方法等方面进行了简述,为植物育种工作者提供研究思路和参考依据。这对EMS诱变技术在植物诱变育种中的研究具有重要意义。     

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。     

NMU化学诱变剂对早籼稻性状改良的初步研究

通过对NMU化学诱变剂诱变的11个早籼稻品种的主要经济性状的分析,得出：NMU对株高等主要经济性状均有诱变作用,但对不同性状的效果不同。株高的变异幅度最大,其次是单株谷重,播始历期的变异幅度最小;NMU诱变具有一定的方向性和专一性,11个品种中,播始历期缩短和穗粒数增加的机率较大,千粒重增大、结实率提高以及单株谷重的增加也有一定的可能性;NMU诱变还具有高效性,能够将早熟、高产及优质有机地结合到一起,解决了常规育种方法难以达到的目标; NMU诱变也具有特异性,例如在早籼26后代中出现了糯性变异株系。竹青的诱变后代出现了外观品质较优的株系。此外,还可以获得一些诸如常绿等特异型种质资源。说明：NMU化学诱变剂及这项诱变技术用于水稻育种及品种改良是十分有效的。     

EMS对种子萌发影响的进展

甲基磺酸乙酯(ethy methan sulfonate,EMS)是一种应用广泛的化学诱变剂,在植物突变体库构建、种质资源创制、功能基因分析等方面有重要应用。种子萌发是指种子从吸水膨胀到胚轴伸出的一系列有序的生理过程和形态发生过程。本综述简述了EMS诱变原理、优点、种子萌发所需的基本条件,综述了EMS对不同植物种子萌发的影响及EMS诱变可能激发抑制植物种子萌发的基因或改变植物种子萌发基因等方面的进展,并对今后EMS诱变对种子萌发影响方面的研究作出展望。     

冬小麦品种长6878氮离子诱变效应及新种质创制

通过对长6878进行氮离子束诱变处理后代的调查分析,初步探索氮离子注入对旱地小麦的诱变效应,以期获得小麦优良变异种质。结果表明:氮离子注入长6878,可诱发其株高、粒色、穗粒数等性状发生突变,且其后代的变异特性具有稳定遗传性,本试验获得的材料可作为小麦育种的优异种质资源加以利用。     

EMS在作物育种应用中的研究进展

简要对EMS诱变育种原理、鉴定及其在作物育种中的应用进行了概括性综述,并提出了今后EMS诱变育种的研究方向。     

黄淮麦区部分小麦种质资源农艺性状的聚类分析

小麦遗传资源是小麦育种的重要基础,对小麦遗传多样性的研究不仅有助于种质资源的搜集、管理和利用,也有利于进行核心种质的研究。为了解黄淮麦区种质资源在农艺性状上的遗传多样性,对130份品种（系）的24个农艺性状进行了鉴定。结果表明：24个农艺性状具有较大的变异潜力,在12个数量性状中,变异系数最大的是穗下空节,为48.267,其次是叶夹角,为45.355;变异系数最小的是株高,为8.934。该群体间的欧氏距离变化在2.281～14.242之间,平均值为6.599。聚类分析在欧氏距离为9.200处把供试材料分为10组,各组具有一定的特点,有利于育种亲本选择。     

具有优异性状的小麦种质资源鉴定与评价

2005年我们为中国农业科学院作物科学研究所国家种质库承担春小麦繁种更新种质资源材料428份任务，经田间种植观察及室内考种，从丰产性、抗病性、抗虫性等主要农艺性状的特征特性进行鉴定。这些资源一部分生产上直接利用，对甘肃省小麦产量的提高起到了很大促进作用，一部分作为亲本在小麦育种中利用，育成了一批高产新品种，为改善甘肃省小麦遗传构成、提高小麦单产和总产做出了积极的贡献。     

果树辐射诱变育种研究进展

继实生选种和杂交育种后,辐射诱变育种也成为创造果树新种质的一个有效途径。通过辐射诱变,大大提高了果树基因突变频率,而且可以产生小量突变,获得常规育种难以获得的新种质。开展果树辐射诱变育种几十年来,国内外已经创造出许多的具有优良生物学性状和经济性状的果树新种质,辐射材料、诱变剂和诱变方法不断得到补充和改良,短枝型变异、早熟变异、抗性变异、无籽变异等辐射效应的研究也在逐渐深入地开展起来。同时,笔者认为果树辐射诱变育种与常规杂交育种、果树离体培养相结合是其今后发展的方向,辐射诱变育种和单倍体育种相结合在农作物育种上有诸多成功的例子,为其在果树育种上的应用也提供了有益的借鉴。     

春小麦克丰2号的遗传基础及其在育种中的应用

分析了克丰2号的遗传基础与在小麦育种中的利用,从而探讨了种质资源的创新与利用。优异种质春小麦品种克丰2号由黑龙江省农业科学院小麦研究所根据生态育种理论,利用国内外亲本,采用阶梯式复合杂交选育而成,具有配合力高、丰产、多抗优质等突出特点。黑龙江省多家育种单位以克丰2号为育种亲本,采用不同育种途径,先后育成了15个小麦品种在生产上推广应用。     

提高小麦氮素利用效率的可行性分析

为了进一步给氮素高效利用小麦品种选育提供理论依据,对以往国内外小麦氮素利用方面的研究工作进行梳理。结果表明,通过常规育种或基因工程选育氮素高效利用小麦品种在实践上具有可行性。阐明氮素代谢途径关键调控基因对最终氮素利用的贡献率有利于今后通过基因工程或分子标记育种途径提高小麦氮素利用效率。中国大规模、多年多点筛选鉴定氮素高效利用小麦种质资源的研究亟待开展。     

小麦种质资源对麦长管蚜抗性的鉴定

1999～2002年先后引进国内外小麦种质资源468份，在山西省小麦主产区临汾市设立试验点，对其进行了抗麦长管蚜特性鉴定。鉴定结果表明，引进的小麦种质资源中不同品种(系)对麦长管蚜抗性有明显差异，其中表现高抗的有11个，表现中抗的有63个，可作为抗蚜材料为育种利用。     

中国小麦微核心种质中弱筋种质的鉴定筛选

优良种质资源是小麦育种的基础。本文2006-2007年连续2年在扬州对261份中国小麦微核心和54份应用核心种质进行蛋白质品质鉴定,分别筛选出19份低蛋白质含量和12份低微量SDS沉降值的种质,其中4份种质可确定为优质弱筋种质,可作为弱筋小麦育种的优质资源加以利用。     

小麦骨干亲本豫麦2号的育种价值分析

河南审定的183个小麦品种中有75个小麦品种含有豫麦2号的血缘,豫麦2号成为河南小麦育种利用率最高的骨干亲本。利用系谱资料对豫麦2号种质与其75个衍生品种的共祖先度进行了分析。结果表明：75个小麦品种与豫麦2号的共祖先度范围为0.0500～0.6250,累积的共祖先度为20.9041,占75个小麦品种的27.87%,占河南183个小麦品种的11.42%,豫麦2号具有极高的利用价值,豫麦2号及其衍生品种的利用还在继续。研究豫麦2号的育种价值,对于有效利用小麦种质资源,保持小麦品系的遗传多样性,恰当地选用杂交亲本,成功地创造出优良新基因型具有重要意义。     

小麦冬春轮回选择育种方法研究进展

江苏淮安地处中国南北气候分界线上(33°33′ N),冬季低于5℃的天数达112天,所有冬小麦都能通过春化,1月（最冷）平均气温在0.2℃以上,春小麦也可以安全越冬。经过多年研究与实践,利用中国独有的太谷核不育小麦、矮败小麦以及冬春性小麦品种在淮安地区开展冬春轮回选择育种,把轮回选择交配圃中生产的具有很高潜在育种价值的材料向全国更多地方的小麦育种单位提供,建立供种与优良材料部分返还制度,把冬春杂交、轮回选择和穿梭育种的优越性相结合,形成了一个投入小,效益高的小麦育种体系,并成功培育出了一系列小麦新品种,为提高小麦育种成效、丰富小麦育种手段开辟了新途径。总结了国内外轮回选择育种方法研究所取得的进展,并将以解决淮北地区小麦迟播、早熟、高产间矛盾;构建抗赤霉病轮回群体,创造出优异的赤霉病抗源;以轮回群体为材料诱导小麦单倍体育种;加强同国外科研单位的合作,引入国外优良种质资源,丰富群体的遗传变异;加强与矮败小麦育种体系单位的协作等方面的研究作为今后工作的重点,以期培育出适应性广、综合性状优良的小麦新品种。     

农业信息技术在小麦育种中的应用研究

小麦作为我国三大粮食作物之一,其市场需求量不断增加。随着气候等因素变化,小麦产量及品质将受到严峻考验,因此需要更为优良的新品种出现。现阶段我国小麦育种仍主要以传统育种技术为主,而凭借育种家经验,从海量育种群体中筛选获得高产、多抗、优质新品种的难度越来越大。因此,有效提升育种效率变得极为迫切。随着农业信息技术在育种中应用的迅猛发展,无损预测预报与进程信息化管理等高效育种成为可能。本文从育种进程管理、数据采集、综合评判决策、种质资源信息化管理方面介绍国内外信息技术在小麦育种中的研究进展,分析信息化育种的需求和存在的主要问题,并对其应用前景进行展望。     

30份国内外小麦种质资源主要农艺性状的分析与评价

为了给小麦育种提供更适合的亲本材料,选择具备优良性状的种质资源,以13个主要农艺性状为指标,对30份国内外种质材料的进行主成分分析和聚类分析。结果表明:农艺性状的前5个主成分所构成的信息量占85.077%,其中,第1主成分为产量因子,贡献率为39.947%;当欧氏平方距离为5.00时,供试品种可分为3类,第Ⅰ类群共有18份种质材料,属于中矮杆中高产型品种;第Ⅱ类群有6份材料,属于中矮杆高产型品种,产量及产量要素表现最优,是农艺性状综合表现优良的育种材料;第Ⅲ类群有6份材料,为国外引进或弱春性材料,属于高杆中低产型。分析结果显示出部分国外材料表现出对环境的不适应性,需加以改良后再利用,以满足当地育种的需要。     

蚰包麦的选育及其在育种上的应用

为阐明小麦关键遗传资源的发现及创新在品种改良中的重要作用,分析讨论了冬小麦优良种质蚰包麦的选育过程和特点,对它作为种质资源的作用、意义和应用进行了深入的分析。认为蚰包麦是黄淮冬麦区具有划时代意义的一个小麦新类型和最重要的亲本材料,由此衍生了48个省级审(认)定品种和18个国审品种,获国家技术发明四等奖1项,省科技进步一等奖和国家科技进步二等奖各4项,为山东省和黄淮冬麦区的小麦生产和育种工作做出了突出贡献。     

小麦品种抗旱性鉴定产量指标的比较研究

为了筛选适宜于小麦品种抗旱性鉴定的指标,在旱棚鉴定条件下,以国家北部冬麦区旱地组区试抗旱鉴定品种为试材,对抗旱系数、干旱敏感指数、抗旱指数和抗旱指数修订式等抗旱鉴定产量指标进行了比较研究。结果表明小麦品种抗旱鉴定与小麦抗旱种质筛选不同。抗旱系数反映材料的稳产性,对于小麦种质抗旱性筛选更直观。抗旱指数修订式以对照品种的表现为参照,兼顾品种的相对产量（抗旱系数）和绝对产量,便于与品种区试和品种产量比较试验结合,可操作性强,是目前最适用于小麦抗旱育种和区域试验的综合性抗旱鉴定指标。