甘蓝型油菜EMS突变体库构建及抗除草剂突变体筛选

为了利用诱变技术快速创造变异类型丰富的油菜新材料用于油菜遗传改良,分别用0.4%、0.8%、1.0%和1.2%的EMS（甲基磺酸乙酯）溶液对甘蓝型油菜中双9号种子进行诱变处理。结果发现：（1）1.0%的EMS溶液是处理中双9号干种子的最适浓度,4种不同浓度处理M2代表型变异率依次为11.26%、14.82%、27.19%和12.38%;（2）EMS诱变具有器官特异性;（3）M2代突变体库中筛选到3株苯磺隆抗性突变体,突变率约为10-4。现已创建了包括子叶、叶片、花器、株型、角果等多器官变异类型的突变体库,为油菜遗传研究提供了丰富的种质资源。      

花生EMS诱变体系的探索及突变体鉴定

突变体创制对花生遗传改良和功能基因组学研究具有重要意义。为获得最佳诱变效果,本研究对不同基因型花生品种的EMS诱变条件进行摸索,发现花育22号、花育71、花育9301、狮头企和伏花生的最适诱变浓度分别为0.4%、0.5%、0.3%、0.5%和0.3%。通过对最适EMS浓度诱变处理下苗期芽长、株高、根长及根数目分析,发现5个品种虽然都能正常成苗,但均受到较严重的损伤。在预实验基础上,用浓度为0.4%的EMS溶液处理了大约5000粒花育22号种子,M1及M2世代性状调查显示突变群体表型丰富,出现株高、株型、荚果、籽仁、分枝数、叶形等表型变异株系,表型变异率为12.9%。本研究为花生遗传改良和功能基因组学研究提供了丰富的种质材料。     

大豆EMS突变体库构建及其M_1代重要农艺性状评价

构建突变体库是进行遗传学与分子生物学研究的重要前提条件之一。当前大豆突变体数量的不足,严重制约了大豆功能基因组学研究的深入开展。以南方大面积推广的大豆品种-南豆12为材料,通过EMS诱变构建了大豆EMS突变体库。统计发现,M1种子田间出苗率为34.85%,表明EMS强烈抑制大豆种子的萌发和出苗。对随机选取的913株M1植株进行了株高、单株荚数等重要农艺性状的调查。结果表明:经EMS处理后,M1植株在株高、单株荚数、节间数等方面与对照存在显著差异、表型变异丰富,其中18.07%发生矮化,11.06%表现出多荚,另有3株不育株;群体间的节间个数极差达到18。这些数据表明已成功构建了大豆EMS突变体库。在进一步的研究中,将对单个突变体进行分离、分类,并克隆相应的重要功能基因,为深入研究大豆功能基因组学以及筛选适合玉米-大豆带状复合种植模式的高光效、抗倒伏大豆品种奠定基础。     

大豆突变体库构建研究进展

大豆突变体库是大豆农艺性状变异的重要来源,可以作为选育新品种资源和大豆基因功能研究的基础。综述了几种常用大豆突变体库的构建方法及其构建特点和应用范围,介绍了一些突变体库构建的新方法及其优缺点,并对这些新方法在大豆突变体库构建应用中进行了展望,为大豆育种实践和基因功能研究拓宽思路和提供参考。     

春性甘蓝型油菜EMS突变体库的构建与筛选

创制突变体库是甘蓝型油菜品种选育和重要性状遗传解析的重要基础。春性甘蓝型油菜开花不需漫长的春化过程,生育期短,在创制突变体库方面具有独特优势。本研究采用甲基磺酸乙酯（EMS）诱变春性油菜862种子,以构建春性油菜EMS诱变突变体资源库。通过比较8种不同浓度EMS（0~1.4%,间隔0.2%）对发芽率的影响,最终确定使用0.8%的EMS作为最佳处理浓度,发芽率为37.2%。田间种植筛选与表型统计初步鉴定了M2代1823个单株的形态学性状,突变频率为3.91%,主要包括叶色、叶形、株高、株型、角果长短、种粒大小、种皮颜色、种子含油量以及其它性状变异等,突变类型十分丰富。该突变体库的构建为油菜功能基因组学研究和分子育种提供表型多样的种质资源。     

EMS诱导的盛农1号小麦突变体筛选与鉴定

突变体诱导是创造小麦遗传材料和选育新品种的重要途径之一。通过甲基磺酸乙酯（EMS）处理高产、抗白粉病品系盛农1号,从4 500个M₂代穗系中筛选出174个突变体穗系,突变率为3.86%。其中,穗部突变体32个,突变率为0.71%;叶部突变体47个,突变率为0.89%;茎部突变体22个,突变率为0.49%;育性和成熟期突变体12个,突变率为0.27%;其他类型突变体11个,突变率为0.24%;农艺性状优于对照盛农1号的突变体57个,突变率为1.27%。经过M₃代验证及生物学性状和农艺性状调查,获得可稳定遗传的株系18个,其中,穗部突变体6个,茎秆突变体1个,叶部突变体6个,早熟突变体3个,晚熟突变体2个。农艺性状分析表明,穗部突变体SS4、SS5、SS6和SS16的小穗性状优于盛农1号。这些新突变体为小麦品种改良和遗传研究提供了新的材料。     

一个大麦矮秆突变体m1062的表型鉴定和遗传分析

为发掘应用新的大麦矮秆突变体,以大麦品种秀麦3号辐照诱变的矮秆突变体m1062为材料,分析该矮秆突变体的株高、穗长、穗粒数、单株穗数、抽穗期、百粒质量和单株产量等重要农艺性状,以明确其矮化效应及应用价值。结果表明,该突变体株高降低26.77~28.11 cm,各茎节长和穗长都有不同程度降低;穗粒数和单株穗数增加,抽穗期推迟,百粒质量降低,但对单株产量没有负面影响。色素含量测定结果表明,突变体m1062叶绿素和类胡萝卜素含量都明显增加。遗传分析表明,该突变体受隐性单基因控制。本结果可为矮秆突变体m1062的育种应用、基因克隆和功能研究奠定基础。     

三雌蕊小麦EMS诱变株系的农艺性状评价及SSR多态性分析

为获得新的小麦雌蕊和雄蕊突变材料,并促进小麦遗传改良和功能基因组学的研究,利用甲基磺酸乙酯(ethyl methane sulfonate,EMS)对三雌蕊小麦(TP)种子进行诱变处理,确定半致死浓度和时间,并对诱变的突变体进行SSR检测和农艺性状分析。结果表明,TP种子适宜的EMS诱变条件为0.8%的EMS处理8 h。利用EMS诱变处理5 000粒TP种子,结果在其M₃单粒传群体中共发现20个能稳定遗传的雌蕊和雄蕊突变株系。农艺性状分析表明,与TP相比,20个突变株系的穗粒数明显减少,部分突变株系的株高、穗长等性状与TP之间具有显著差异。SSR分析结果表明,22个SSR标记共扩增得到61个等位基因位点,平均每个标记可以检测到2.77个等位基因。获得42条多态性条带,多态性为68.85%。20个突变株系和对照TP的遗传相似系数变化范围为0.352 9~0.956 5,说明这些突变体具有丰富的遗传多样性。聚类结果表明,不同突变性状之间可以较好地被区分开,相同突变性状（尤其是单雌蕊性状）可以被较好地聚在同一簇下。     

EMS诱变的普通小麦豫农201突变体库的构建与初步分析

为了构建小麦EMS突变体库,为小麦功能基因组学研究准备基础材料,利用化学诱变剂甲基磺酸乙酯(Ethyl methane sulfonate,EMS)溶液诱变处理豫农201种子,对获得的M2代植株进行农艺性状及其他生物学性状的表型筛选,结果共获得722份叶、茎、穗和其他性状发生变异的突变体,其中139份叶片性状突变、220份茎秆性状突变、38份穗部和籽粒性状突变、325份其他性状突变,突变频率分别为2.20%、3.49%、0.60%、5.15%.利用SDS-PAGE对突变体的高分子量麦谷蛋白亚基进行分析,共发现有21个缺失不同类型亚基的突变体.本研究初步构建的豫农201 EMS突变群体可应用于小麦功能基因组研究和小麦遗传改良.     

大麦阶段性低温诱导白化突变体的转录组分析

叶色突变体是研究叶绿素代谢、叶绿体发育和光合作用的重要材料。本研究从大麦鄂啤2号(野生型)⁷Li离子突变体库中筛选获得一份大麦阶段性低温诱导白化突变体(SLTW),该突变体受低温诱导后,于五叶期叶片开始出现白化现象,温度升高后于拔节期逐步恢复为绿色。与野生型相比,该突变体叶片中叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量均显著下降。SLTW突变体与野生型的转录组比较分析表明,差异表达基因显著富集到类胡萝卜素合成、四吡咯结合、血红素结合、铁结合、氧化还原过程、光合作用等通路上。叶绿素合成基因(ID号为HORVU.MOREX.r2.2HG0174230)和类胡萝卜素代谢基因(ID号为HORVU.MOREX.r2.5HG0354290)在SLTW突变体与野生型中的表达量均差异显著,且均检测到SNP突变,推测这些基因可能与大麦阶段性白化有关。编码光合作用-天线蛋白、细胞色素P450、跨膜转运(ABC转运)蛋白及转录因子也可能是调控大麦阶段性白化的潜在候选基因。     

大麦EMS突变群体的创建及功能评价

为开展麦类作物功能基因组学研究,选用综合性状突出的大麦品种Tamalpais,通过化学诱变剂甲基磺酸乙酯(Ethyl methane sulfonate,EMS)处理,创建了含有10 389个M2单株的突变群体。该群体数据分析表明,温室条件下,6.21%的M2幼苗呈现叶片颜色变异;大田实验中,M2群体出现丰富的表型变异,主要包括幼苗匍匐、分蘖、株高、生育期、叶色、叶形、叶条纹、叶斑、穗部特征、育性等,其中幼苗匍匐、分蘖、株高、叶色、叶条纹、叶斑的突变频率分别为0.11%、6.03%、0.13%、2.5%、0.18%、0.17%。抽样调查显示,M2世代的胚坏死率较低,仅有9%左右的单株表现出过半的胚坏死率。运用TILLING技术成功获得大麦COI1同源基因的突变体,筛选结果同时表明,该突变群体的突变频率约为平均每673kb一个点突变。因此,Tamal-pais群体突变表型丰富、TILLING检测可行,可作为麦类作物基因图位克隆与功能验证的重要素材,适用于麦类作物的正向和反向遗传学研究。     

Ac/Ds转座子系统及其在玉米突变体库构建中的应用

Ac/Ds转座子系统是研究玉米功能基因组学的重要工具。Ac/Ds转座子系统以其在基因组中的低拷贝、倾向插入基因外显子、可以在同一基因不同位点造成突变等独特优势,在构建玉米突变体库和进行基因功能鉴定方面具有重要应用前景。综述了Ac/Ds转座子系统的插入特点、转座机制、在玉米突变体库构建中的应用以及我国玉米突变体库的现状,并对我国玉米Ac/Ds突变体库的研究提出展望。     

外源ABA处理大麦胚的均一化cDNA文库的构建

构建外源ABA处理大麦胚的均一化cDNA文库是利用酵母双杂交方法筛选与靶蛋白相互作用蛋白的前提条件。为给大麦抗逆基因的研究及抗逆转基因大麦材料的创制奠定基础,利用5μmol·L-1ABA和蒸馏水分别处理大麦种子0h、6h、12h、24h,剥取大麦的胚,用热酚法提取总RNA,利用SMART原理进行反转录PCR并进行均一化处理获得ds-cDNA。经SfiⅠ酶切的ds-cDNA与pGADT7-Rec载体连接后,转化大肠杆菌感受态细胞DH10B构建文库。结果表明,文库的容量为1.1×106,插入片段大于1 000bp,集中在1 000~3 000bp之间,符合酵母双杂交文库的要求。     

大麦离体诱变后代中一个早熟突变的发生及遗传分析

利用大麦品种秀四为原始亲本,通过辐射与离体培养相结合的途径,诱发并获得了抽穗期比原始亲本提早22天的早熟突变体、并对该早熟性状的突变机理及遗传特性作了研究。结果表明,该突变不存在嵌合体,突变体性状可以稳定地遗传,不受遗传背景及环境条件的影响,该突变系单个基因位点的隐性突变。