EMS诱导水稻‘辽星1号’突变体的筛选与鉴定

构建突变体库是植物基因功能研究的重要途径。为了解析优异粳稻品种‘辽星1号’高产、优质的分子机制,用化学诱变剂EMS (Ethylmethane sulphonate)对‘辽星1号’进行诱变处理,构建突变体库,M₁代单株收获,M₂代种植3 500个株系,通过全生育期调查,鉴定表型变异,M₃对变异性状的稳定性进行重复鉴定。结果表明,‘辽星1号’经EMS处理后变异类型非常丰富,M₂代共获得突变体336份,突变频率为9.6%,包括叶色、叶型、株高、茎秆、穗型、粒型和胚乳淀粉等性状。M₃代大部分突变体能够纯合且稳定遗传,只有单蘖、寡蘖突变体在M₃代仍处于分离状态。同时,株型突变常常伴随着穗部性状和分蘖性状的突变,可能存在一因多效的功能。该突变体库的构建有助于阐明水稻重要农艺性状相关基因的生物学功能,并为水稻遗传改良提供了依据。     

水稻颖花突变体DLR的鉴定

从水稻(Oryza sativa L.)保持系D 62B田间繁殖材料中发现一个披叶和颖花器官突变体DLR(rice with drooping leaf).该突变体叶片无中脉,颖花内稃比外稃长,内、外稃不抱合,雌蕊同源转化成雄蕊,浆片呈稃片状.利用扫描电镜和石蜡切片观察该突变体花器官形态发生过程.用该突变体作父本,明恢63为母本配制杂交组合进行性状遗传分析,根据F2代植株表型表明该突变性状是由单隐性基因控制的,利用SSR标记将突变性状相关的基因定位在第3染色体上,RM 563与RM 282之间,与RM 282相距5.56 cm.     

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。     

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。     

一个水稻半矮秆突变体的鉴定与遗传分析

高黄矮材料是由黄矮与高秆材料杂交后代F2群体中分离得到的一个半矮秆突变体材料,株高在95 cm左右,比黄矮高约40 cm.该材料在苗期倒2叶叶尖开始出现黄化,分蘖期倒2叶叶尖仍然黄化,倒3叶近1/3叶面黄化干枯、破损现象比较明显.将该突变材料与不同高秆材料杂交,杂种F1表现为高亲本,F2群体株高数据符合3:1分离比例,结果表明该矮生性状受1对隐性基因控制,因其叶尖黄化性状与半矮秆性状共分离,故暂将该基因命名为dy(t)基因;同时将突变材料与其他不同基因型的半矮秆杂交,F2群体均符合9:3:3:1的分离比例,结果表明dy(t)基因与sdl、sdn、sdg基因均不等位,为一新的半矮秆基因.对不同株高材料的幼苗进行不同浓度外源赤霉素(GA3)叶面喷施处理后,结果表明dy(t)基因对该激素敏感.     

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。     

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。     

水稻株型突变体rad-1和rad-2的鉴定与功能基因克隆

株型是决定水稻等作物产量的核心因素之一,是品种选育的重要指标。本研究从粳稻品种Asominori的辐射诱变中分离出2个稳定的株型突变体,rad-1和rad-2,它们均表现出苗期弯曲生长、成熟期株高矮化、粒长变短、千粒重降低和产量下降等特征。等位性测验结合连锁分析证实rad-1和rad-2等位,且位于水稻第7染色体上约230kb的范围内。对定位区段的序列分析后确定OsFH5为候选基因,该基因呈现组成型表达,编码水稻Ⅱ型成蛋白。突变体rad-1在OsFH5基因第2个外显子上缺失8个碱基,导致移码;而rad-2则在第14内含子上发生单碱基的变异,发生异常剪切。两类突变最终均导致OsFH5基因翻译提前终止,产生截短的蛋白。相比野生型,rad-1和rad-2在幼苗中OsFH5基因的表达下调。细胞学研究表明,OsFH5基因的功能缺失会导致幼苗叶鞘细胞大小不均,呈现不规则生长,在成熟的颖壳中细胞显著变短。对生长素响应的ARF因子进行表达量检测发现,rad-2中一系列ARF成员表达均显著下调,推测OsFH5极有可能影响了植株对生长素的响应。     

通过筛选烟草EMS突变体创造高烟碱材料

烟叶烟碱含量为内在性状,需要通过仪器检测才知道其含量高低,而这增加了针对烟草烟碱含量育种的难度.为了加快获得高烟碱的烟草育种材料,本研究通过在2 000份EMS'云烟87'突变体中筛选根系发达的突变体植株,获得一份可以稳定遗传的突变体材料KH65.结果显示,该KH65突变体材料的根系面积是'云烟87'对照材料的3倍;同...     

垄畦栽培水稻的植株形态与生理特性研究

以杂交稻协优9308和常规粳稻秀水110为材料，从水稻植株形态和生理特性方面研究了垄畦栽培高产、优质的农学基础。结果表明，（1）在植株形态上，与常规栽培相比，垄畦栽培后株高变矮、茎基部节间的直径和密度增加，单茎鞘重增加，植株抗倒性增强；生长前期叶面积扩展迅速，生长早期叶片薄，中、后期叶片厚而挺，群体光合生态     

水稻几个披垂叶突变体的表型研究及其遗传分析

随着水稻功能基因组学的发展,水稻突变体已成为研究相关基因功能与表达的良好实验材料。同时,水稻突变体还可以为当今水稻常规育种和分子育种提供新的种质资源。本文主要阐述了几个水稻披垂叶突变体在株型、株高、穗粒数、结实率、千粒重等方面的特征特性,并分析了它们在与正常植株杂交后F1、F2群体表现。研究表明,突变体与野生型正常植株杂交的F1代在经济学性状和生物学性状上均表现出超亲优势,而在F2群体中表现出有规则的分离,3个突变体中披垂叶性状均为隐性基因控制。在突变体材料MR304中,控制披垂性状的为2对隐性基因,其中1对为主效基因。在突变体材料MR168和MR312中,控制披垂性状的均为单隐性基因。     

大穗型水稻品种7-37的光合特性及子粒灌浆特性研究

为了揭示高光效水稻品种大穗7-37的光合特性及子粒灌浆特性,以穗大生育期短的7-37、穗小生育期短的R122和穗大生育期长的R1126水稻品种为试验材料进行田间试验,结果表明大穗7-37在光合特性方面优势明显,尤其是胞间二氧化碳浓度C_i,花后25d前在3个品种中一直处于较低水平,剑叶一生中同化的CO₂ LSC是小穗R122的1.96倍,甚至比大穗R1126还多20%。在灌浆特性方面,大穗7-37在起始长势GR₀上就见有明显优势,虽然平均灌浆速率V_a略低于小穗R122,但明显高于大穗R1126,有效灌浆时间也比大穗R1126短。同时大穗7-37的穗长、每穗总粒数和着粒密度跟大穗R1126无显著差异,但都显著高于小穗R122。将一次枝梗和二次枝梗分开来看,大穗7-37在二次枝梗穗粒数的数量上有明显的优势,但千粒重与小穗R122、大穗R1126无显著差异,说明二次枝梗对叶源物质存在比较激烈的竞争,但仍可正常充实。由本试验可知较高的叶源量、较短的有效灌浆时间和丰富的二次枝梗穗粒数是大穗7-37具有高光效特性的主要原因。     

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。     

水稻新品种晚品28的选育及其丰产性

1979～1987年,以朝鲜地一号(粳)为母本,印度杰雅(籼)为父本杂交后,用其F_1与垦77-9复交,经6代培育成晚品-28水稻新品种。该品种具有株型好、产量三要素搭配合理、抽穗早灌浆期相对长、抗逆性强、适应性广、品质佳等优良经济性状。产量高而稳,一般亩产550～600kg,高产地块达750～800kg,比当地主栽品种增产10～15％。目前已在河北省大面积种植,在天津、北京和山东等省市大面试种成功。     

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。