实践八号育种卫星搭载籼稻的诱变效应研究

利用卫星搭载4个籼稻品种(系)的干种子,对SP1代种子活力和农艺性状、SP2代农艺性状、稻米直链淀粉含量和白叶枯病抗性进行诱变效应分析,结果表明:空间环境对籼稻种子损伤较小,SP1代的发芽率、芽长、株高以及结实率的生理损伤变幅为0～26.9%;对空间环境的敏感性由强到弱依次为桂99、航恢7号、R998、金航138。SP1代表型不发生分离;SP2代在株高、分蘖、谷粒重、稻米直链淀粉含量和白叶枯病抗性等性状出现分离,突变性状在SP3代能够遗传。空间诱变不仅能使水稻农艺性状发生变异,而且能使稻米品质和抗病性产生变异。     

中二软占空间诱变品系的主要农艺性状及稻瘟病抗性

对经抗性初筛的34个中二软占空间诱变4代（SP4）品系进行主要农艺性状分析及稻瘟病抗性评价,结果表明,诱变品系在株高、有效穗数、穗长、穗粒数等性状的变异都达到了极显著水平,其中变幅最大的是千粒重,其次是结实率,有效穗数的变异幅度最小。除Z34外,其余33个诱变品系的抗谱比原种均有明显拓宽,且田间均抗穗瘟,说明低世代进行抗性初筛是有效的。结合主要农艺性状考查和抗瘟性分析,可从这些诱变品系中选择既抗病又具备较好农艺性状的优良材料,实现抗病种质创新的目的。     

航恢七号空间诱变变异株系的稻瘟病抗性研究

本研究对卫星搭载水稻品种航恢七号SP3代株系进行稻瘟病抗性鉴定研究,并对抗性变异株系作分子生物学分析。结果表明,250个航恢七号SP3代农艺经济性状优良株系经接种后,抗性变异株系H24对菌株GD3286表现抗性分离,分离比例为119∶108,其抗性遗传可能受2对互补抗病基因控制,且在SP4代仍存在抗性分离;H24SP5代株系的抗谱较原种对照显著提高,其抗谱达到84.4%,而原种对照的抗谱仅为40.6%,且H24对部分致病谱较广或专化性致病菌株表现抗病突变。经全基因组内微卫星多态性分析,H24与原种对照间未表现DNA多态性。     

早籼稻空间诱变新品种“浙101”的选育

早籼“浙9248”经卫星搭载诱变处理,SP2在株高、生育期、穗长、每穗粒数、千粒重、结实率、抗病性等性状上出现了较大的分离,经病区多代筛选培育获得早籼突变体“浙101”,在熟期、抗病性和产量等性状上比原亲本有明显改良。2003-2004年浙江省两年区试平均每公顷产量7189.5 kg,比对照“嘉育293”增产3.7%,表现株型适中,穗、粒、重兼顾,茎秆粗壮,抗倒性强,抗稻瘟病等特点。2002-2004年经浙江省多点稻瘟病和白叶枯病联合鉴定,平均叶瘟0.8级,穗瘟1.5级,穗瘟损失率2.6%;白叶枯病4级,抗病性比原亲本和对照有显著提高。2005年10月通过浙江省农作物品种审定委员会审定,是浙江省第1个通过空间诱变技术选育成功的早籼稻新品种,适宜在浙江省及长江中下游稻区作早籼稻种植。该品种的选育成功表明空间诱变同步改良早籼稻多个性状的可能性与有效性,为改良水稻品种的抗性提供了新的途径。     

水稻不育系培矮64S的空间诱变效应及后代的SSR分析

对经过卫星搭载的培矮64S种子及后代进行了有关性状研究和SSR标记分析,结果表明:培矮64S空间诱变后代SP1代发芽率、存苗率、株高、抽穗期、株叶型的性状与对照相比没有明显变化;但SP2代在株高、粒型和育性等性状上发生了变异;从SP3代中获得柱头比培矮64S明显增大的变异株系,这对于改良培矮64S的异交结实率和提高制种产量具有重要意义。此外,对10个SP3变异株进行SSR分析结果表明,扩增片段数目变化约占55.21%,扩增片段分子量变化约占44.79%,空间诱变引起的变异可能是以DNA缺失-重复为主。SSR座位的变异频率平均为23.33%,变异座位在水稻基因组中是随机分布的。     

空间环境对大豆主要农艺性状及蛋白品质的诱变效应

以"实践八号"育种卫星搭载的3个大豆品种中黄28、中黄29、中黄31为材料,调查了空间诱变后代SP1、SP2代的主要农艺性状分析检测SP2、SP3种子的蛋白质组分(11S/7S球蛋白)、Kunitz胰蛋白酶抑制剂(SKTI)等品质性状分析检测,以为利用空间诱变技术改良大豆品质提供理论依据。结果表明,3个大豆品种对空间环境的反应敏感性不同,中黄28和中黄29的SP1代分别获得3株和12株变异株,变异率分别为0.417%和1.667%,而中黄31的SP1代没有发现变异植株,且中黄28的2株(01-SP2-1、01-SP2-2)和中黄29的5株(02-SP2-2、02-SP2-5、02-SP2-6、02-SP2-7、02-SP2-8)变异株在SP2代发生性状分离;空间环境使大豆11S蛋白亚基发生变异,SKTI基因发生突变。空间诱变既可改良农艺性状,也可改良品质性状。     

空间坏境对大豆主要农艺性状及蛋白品质的诱变效应

以“实践八号”育种卫星搭载的3个大豆品种中黄28、中黄29、中黄31为材料,调查了空间诱变后代SP1、SP2代的主要农艺性状分析检测SP2、SP3种子的蛋白质组分（11S/7S球蛋白）、Kunitz胰蛋白酶抑制剂（SKTI）等品质性状分析检测,以为利用空间诱变技术改良大豆品质提供理论依据。结果表明,3个大豆品种对空间环境的反应敏感性不同,中黄28和中黄29的SP1代分别获得3株和12株变异株,变异率分别为0.417 %和1.667 %,而中黄31的SP1代没有发现变异植株,且中黄28的2株（01-SP2-1、01-SP2-2）和中黄29的5株（02-SP2-2、02-SP2-5、02-SP2-6、02-SP2-7、02-SP2-8）变异株在SP2代发生性状分离;空间环境使大豆11S 蛋白亚基发生变异,SKTI基因发生突变。空间诱变既可改良农艺性状,也可改良品质性状。     

空间诱变泰航68突变体稻瘟病抗性研究

利用致病谱较广的稻瘟病代表菌株GD0193于水稻品种泰航68空间诱变当代(SP1代)群体中筛选抗病突变体,并对其作初步的抗性遗传分析、抗病基因定位及苗期抗谱、田间穗颈瘟抗性分析。结果表明:空间诱变可对泰航68的稻瘟病抗性进行有效诱变,研究获得的抗病突变体TH1及TH2于SP2代对菌株GD0193分别表现抗性不分离及抗性分离,且TH2的抗性分离比例符合显性单基因抗性遗传规律,并已将该抗病基因初步定位于第11染色体长臂上;TH1及TH2的抗性可稳定遗传至后代,其苗期抗谱及田间穗颈瘟抗性均较原种对照表现显著提高,且其抗性较华南稻区的部分主栽品种具不同程度的提高。     

空间诱变选育抗稻瘟病水稻品种研究进展与展望

长期的生产实践证明挖掘新的抗病资源、鉴定和利用抗病基因是防治稻瘟病最为经济有效的策略。因此,挖掘新的抗病资源以改良水稻品种的抗病持久性,是当前稻瘟病抗病育种的当务之急。空间诱变育种在创造优异新种质、诱导新的基因资源和培育农作物新品种上已发挥其独特的优势和作用,是农作物遗传改良的新途径,是未来作物育种新技术的重要组成部分。实践证明,空间诱变手段可对水稻品种的稻瘟病抗性进行有效改良,且已育成多个抗稻瘟病优良品种。本文对近20多年来水稻空间诱变抗稻瘟病育种研究现状进行概述,如空间诱变水稻稻瘟病抗性变异特点、空间诱变抗稻瘟病育种成果以及空间诱变稻瘟病抗性变异机理等,以期为进一步揭示空间诱变变异机理和开展水稻空间诱变抗病育种工作奠定理论基础。     

茄子航天诱变后代变异及其SSR标记多态性研究

以"实践八号"育种卫星搭载的3个茄子高代自交系为材料,分析茄子航天诱变后代的变异及其SSR多态性。结果表明:航天诱变处理能显著影响茄子当代(SP1)种子的萌发,诱使株高、株型、叶片、果形等植物学性状在二代(SP2)发生变异,多数变异性状可在三代(SP3)稳定遗传;不同基因型材料对航天诱变处理的敏感度不同,长茄05-18的敏感性最高,圆茄05-9较05-7敏感性高;SSR多态性检测结果显示,变异株系与其未经航天处理自交系间存在不同程度的多态性,说明航天诱变可以使茄子在分子水平上发生变异。     

分子标记转育3个基因改良空育131稻瘟病抗性

为改良空育131的稻瘟病抗性,通过杂交和分子标记辅助选择技术将中金23的Pi-1、Pi-2和Pi-33稻瘟病抗性基因导入到受体亲本空育131中,并通过连续回交结合农艺性状筛选,获得了28个含有不同抗稻瘟病基因的空育131导入系,其中同时含有Pi-1、Pi-2和Pi-33这3个抗性基因的株系k165、k166和k191对稻瘟病的抗病频率均达到了98.4%,明显高于携带1个和2个抗性基因的株系,且k165的综合农艺性状已接近空育131,表明通过分子标记辅助选择聚合稻瘟病抗性基因是开展品种抗性定向改良的有效方法之一。     

空间诱变育成水稻品种航香糯的SSR标记分析

＂航香糯＂是经空间诱变育成的籼型香糯稻品种。与原种南丰糯相比,航香糯的产量和稻瘟病抗性有明显提高,粒形变细长,并带有香味。为深入了解空间诱变的机理以及初步鉴定与性状变异相关的区间,本研究用SSR标记对航香糯与南丰糯进行等位基因变异分析。结果表明,在12条染色体上选取的156个标记位点中检测到45个变异位点,变异频率为2...     

空间环境和60Co-γ辐照对水稻稻米品质的诱变效应

研究了4个水稻品种返回式卫星搭载和60Co-γ射线辐照两种条件下SP2(M2)和SP3(M3)的稻米品质差异性.研究结果表明,空间诱变后代稻米品质性状发生不同程度的变异,其变异幅度和方向因品种或性状不同而异;空间诱变后代的胶稠度、垩白粒率和垩白度主要为正向变异,而直链淀粉含量多为负向变异,其变化趋势与γ射线辐照后代相似,但前者更有利于创造米粒长宽比大、糊化温度低和垩白小的变异株系.稳定性分析显示,空间诱变后代米粒长宽比和直链淀粉含量在SP2与SP3间的相关系数变幅分别为0.2979 ～0.9039和0.2356 ～0.7142,并且大多数相关系数达到极显著水平,表明可在SP2对其进行早代选择.     

冬小麦品种航天诱变后代性状分析

8个品种冬小麦的种子搭载实践8号育种卫星后经过连续多年种植选择,对其SP2、SP3代农艺性状及品质性状进行诱变效应分析。结果表明,小麦种子经航天诱变后能引起后代表现型的广泛变异,但不同品种、不同性状对空间环境的敏感性、诱变效果不同,SP2代新麦8、郑麦366的表现型突变频率分别达13.2%、12.5%。SP3代株高、穗...     

过量表达OsNPR1基因稳定提高水稻对白叶枯病的抗性

在拟南芥中,NPR1是系统获得抗性SA信号传导途径中的一个重要的调节因子,在水稻中已克隆到与之同源的OsNPR1基因。构建OsNPR1基因水稻过量表达载体,并将其转化粳稻TP309得到转基因植株;通过自交纯合,得到17个纯合株系;对T3、T4代纯合株系进行PCR鉴定,证实转基因纯合株系中外源伪OsNPR1基因具有遗传稳定性;检测了T1、T2代转基因株系和T3代转基因纯合株系对水稻白叶枯病病原细菌Xanthomonas oryzae pv．oryzae的抗病性,结果表明,在T1、T2代中70％以上的株系对水稻白叶枯病的抗性显著提高,T3代中约67％的株系对水稻白叶枯病的抗性显著提高,说明这种抗病性的提高具有遗传稳定性。OsNPR1基因可作为选育水稻抗白叶枯病新种质的一个良好的候选基因。     

抗稻瘟病(Piricula oryzae)突变体的诱发和筛选研究

用60_Coγ射线15,25和35krad分别处理感稻瘟病水稻品种(系)浙粳66和R_8617,经M_2代稻瘟病区自然诱发筛选,并经后代人工接种鉴定,在M_2代中分别选到抗病变异单株30、34和36株。不同剂量处理后的变异率分别为0.016％、0.019％和0.316％。经M_4代进一步人工接种鉴定,除个别株系抗性较差外,多数变异产生的抗性是可遗传的。用不同稻瘟病生理小种接种鉴定发现,不同抗病突变系的抗谱有较大的差异。     

航天搭载大豆SP2农艺性状诱变效应初报

对卫星搭载的大豆合丰25诱变SP2代与合丰50诱变SP2代的一些农艺性状进行研究,结果表明:2份材料的株高、单株结荚、单株粒数、主茎节数变异系数均大于各自地面对照品种,且2份材料航天搭载后的株高、单株结荚、单株粒数、主茎节数等性状均有正向增加的趋势,可以为育种所利用;合丰50诱变SP2的单株结荚数和单株粒数变异幅度较合丰25诱变SP2的变异幅度大;合丰25诱变SP2代株高、主茎节数的变异幅度较合丰50诱变SP2代大。从后代变异规律可以看出,航天可作为大豆育种的一种有效手段。     

空间环境诱导小麦变异及ISSR多态性研究

为探讨空间环境诱变对小麦农艺性状和分子水平变异的影响,本试验对实践八号返回式育种卫星搭载的3份普通小麦品种(系)干种子的SP1农艺性状变异和SP4、SP5选系的ISSR分子标记多态性进行研究。结果表明,空间环境诱变后小麦SP1农艺性状与野生型差异明显,不同小麦基因型对空间环境诱变的敏感性不同。突变系与野生型的遗传相似系数介于0.8226~0.8777之间,与野生型相比,突变系在多个位点发生了DNA水平上的改变。突变系与野生型之间的Nei's遗传距离和各品种对空间环境诱变的敏感性结果不一致,其可能原因是人工选择增大了突变后代中有利变异的频率。综上,空间环境诱变引起了小麦分子水平的变异,这为我国小麦的空间育种提供了一批优异的育种材料。     

花生辐照后M_2代突变材料的SSR分析

以60Coγ射线辐照花生品种鲁花11号,通过调查其M2代植株农艺性状,筛选到7个叶部特征明显变异的突变材料,利用107对SSR引物对其进行PCR扩增,分析突变材料的DNA变异。结果发现突变材料与原品种之间存在不同程度的多态性,且均呈现多个位点突变。SSR标记的多态性分析表明,60 Co辐照诱变可使花生的DNA分子多个区段内发生重复或缺失等结构性变异。     

利用Pigm基因改良粳稻保持系的稻瘟病抗性研究

选育和应用抗病品种是防治水稻稻瘟病经济有效的技术途径。为了改良粳稻保持系浙04B的稻瘟病抗性,以含稻瘟病广谱抗性基因Pigm的粳稻材料MP3为供体亲本,浙04B为受体亲本,通过杂交、回交并结合分子标记辅助选择,将Pigm基因导入浙04B中,利用分布于水稻12条染色体上的47个多态性SSR标记检测近等基因系的遗传背景回复率,获得了23份背景回复率0.80的近等基因系。选用4个浙江省稻瘟病优势菌株Zj-5、Zj-8、13-37和13-41人工接种鉴定,23份近等基因系均表现为抗穗颈瘟。田间自然诱发鉴定结果表明,23份近等基因系叶瘟为0级,穗瘟均为1级,表现为抗穗瘟,表明近等基因系稻瘟病抗性明显提高。对10项农艺性状的考察结果表明,导入Pigm基因的近等基因系剑叶变短,千粒重增加,生育期延迟,株高增加,有效穗数、每穗总粒数和产量总体减少。本研究结果为选育抗稻瘟病新品种提供了材料,同时为Pigm基因抗病育种应用提供了参考。