小麦N离子束注入诱变育种的应用研究

为了探寻新的育种手段,解决目前小麦常规育种中普遍存在的种质资源匮乏问题以提升育种效率,开展了小麦N离子束注入诱变育种与常规育种相结合的应用研究。以N离子不同剂量注入小麦品种连麦6号籽粒进行诱变处理,经过M_1代损伤效应分析,M_2代突变体的分类统计和筛选,M_3代常规系谱法稳定性鉴定,考察了N离子注入对连麦6号农艺性状的诱变效应。结果表明:N离子注入对连麦6号的诱变效应在M_1代显著地表现在株高、结实率、抽穗期和成株率上,M_2代的突变率随N离子注入剂量的增加而提高,由低到高3种剂量处理的突变率分别为5.38%、8.98%和11.02%,筛选出的3个超亲变异性状(矮秆多蘖、早熟性、大穗)在M_3代因不同的剂量处理其重复稳定性存在明显差异;试验明确了不同剂量的离子注入处理对小麦生理性状影响的变异效应不同。     

小麦航天诱变育种效果研究

利用返回式卫星搭载两个小麦品种(系)种子进行空间诱变处理,对SP2代农艺性状变异效果进行了分析。结果表明,两个品种(系)的农艺性状均发生了变异,但株系内变异多数为不显著。两个品种(系)的诱变率和性状的变异方向存在差异,豫农201的诱变率高于大粒1号;大粒1号变异株系的性状指标多数为增加,豫农201变异株系的性状指标多数为减少。性状间的诱变率具有差异,株高和粒重的诱变率明显高于其它性状。     

N_2与He-Ne激光诱变小麦后代的生物学效应探讨

本试验采用Ｈｅ－Ｎｅ激光和Ｎ２激光辐照“汉源小麦”等四个材料的干种子,采用随机区组设计,重复３次,利用生物统计学方法,从个体水平上连续两年考查了激光诱变小麦Ｌ１代和Ｌ２两代的单株籽粒产量等５７个性状的变异,结果表明：辐照材料不同,激光诱变后代的变异程度不同,差异明显;Ｈｅ－Ｎｅ激光和Ｎ２激光诱变后代的变异随剂量增加而加大;激光种类不同,后代变异差异不大;不同激光诱变处理后代的变异大小顺序是：激光与６０Ｃｏ－γ复合诱变＞６０Ｃｏ－γ处理＞激光处理。     

γ射线和亚硝酸复合处理对辣椒的诱变效应

用60Coγ射线与HNO2复合处理辣椒干种子,研究M2代的开花期、株高、单株果数、侧枝数4个性状的诱变效应以及M1代生理损伤和M2代诱变效应相关性.结果表明,诱变剂在辣椒M2代株高,单株果数,开花期性状表现了生理损伤.数量性状变异的最优诱变剂量组合为60Coγ射线30(1×10)Gy 0.05 mol·L-1 HNO2处理70min,质量性状变异的最优诱变剂量组合为60Coγ射线70(1×10)Gy 0.05 mol·L-1 HNO2处理60min.M1代的发芽势,根长,成苗率损伤效应与M2代株高,单株果数突变率相关不显著.M1代的株高损伤效应与M2株高,单株果数突变率的相关性因品种而异.     

利用NaN3诱变“中育5号”选育变异种质系及SSR分析

为创造小麦新种质系,利用诱变剂叠氮化钠并采用“种子处理同时鼓入空气”、“颖苞内滴加”、“生长点注射”3种方法诱变小麦“中育5号”.其中“种子处理同时鼓入空气”方法处理的“中育5号”种子出苗率高,M1代性状变异类型丰富,变异率高,是适合小麦“中育5号”诱变处理的好方法.通过对诱变后代的系统选择,选出了YZY5-1、YZY5-2、YZY5-3 3个稳定的新种质系;利用SSR分子标记检测了“中育5号”及其变异种质系的基因组DNA,引物xgwm148、xgwm428、xgwm260、xgwm469检测出了丰富的多态性片段,从分子水平上证明了叠氮化钠对“中育5号”的诱变效果.     

谷子航天诱变后代的农艺性状表现

2004年选用冀谷12号干种子搭载第20颗返回式卫星进行处理,对诱变后代的农艺性状进行观察。结果显示：SP1代种子出苗率和幼苗生长势受到一定抑制,但拔节后植株生长势增强;SP1代出现的株高、穗长和单株产量等性状变异,SP2代仍得到充分表现;SP1代入选株系各性状基本稳定,株高、穗长和单株产量平均值与SP2代相近,但变异幅度和变异系数均较SP2代明显减小。表明诱变处理可使谷子产生丰富的变异,各性状变异幅度和变异系数明显增大,而且正向变异较多,株高降低,穗长和单株产量增加。SP3代各性状基本稳定。空间诱变缩短了谷子育种周期：     

辐照大麦M1代损伤效应与M2代变异频率的关系

本试验以鲁啤一号大麦为材料,用~(60)Co-γ射线分0、93.3、186.6、279.9、373.2、559.8Gy 6个剂量进行辐照处理,着重分析了M_1代植株损伤和细胞学损伤与M_2代叶绿素突变和农艺性状变异之间的相关关系。M_1代根尖细胞的染色体畸变率、微核率、黄叶尖率、苗高和不育率与M_2代性状变异频率以及与M_2代叶绿素突变率之间呈显著或极显著指数函数关系;M_1代出苗率与M_2代性状变异率和叶绿素突变率之间相关不明显。同时,M_1代各种损伤与吸收剂量之间呈显著或极显著直线相关关系;M_2代叶绿素突变及农艺性状变异与剂量之间呈显著或极显著指数函数关系。     

激光-核辐射诱变小麦生理及冠层性状的遗传变异研究

采用N2激光和He-Ne激光辐照"汉源小麦"等4个材料的干种子,利用生物统计和数量遗传学的方法,对L2代的旗叶长、旗叶宽等11个生理生态性状的遗传变异进行研究。结果表明:辐射材料不同,诱变后代的变异差异明显;激光种类不同,后代变异差异不大;激光与核辐射复合处理后代的变异大于激光单独诱变;旗叶长和旗叶基角的遗传力较高,早代单株选择的效果较好。     

激光和^60Co—γ对小麦L2代性状的遗传变异及选择研究

采用Ｈｅ－Ｎｅ激光和Ｎ２激光辐照小麦干种子,研究小麦Ｌ２代主要性状的遗传变异。结果表明,激光和６０Ｃｏ－γ诱变后代的变异程度不同,差异明显。Ｈｅ－Ｎｅ激光和Ｎ２激光诱变后代的变异随照射时间的增加而加大。不同激光和６０Ｃｏ－γ处理诱变后代的变异大小顺序是：激光与６０Ｃｏ－γ复合处理＞６０Ｃｏ－γ处理＞激光处理。由籽粒产量、株高及籽粒产量和旗叶长构成的选择指数,其遗传进度的相对效率比籽粒产量直接选择高２９．８５％和２９．０８％,且仅涉及两个性状,实用性强,为较优选择指数。     

棉花航天诱变农艺性状的变异分析

利用“实践八号”卫星搭载不同类型棉花(Gossypium spp)品种(系),系统地研究航天处理后代主要农艺性状的变异.结果表明,航天诱变对棉花各品种农艺性状的变异主要表现在SP1代,且农艺性状的变异大多表现出双向性.在形态变异方面,海岛棉远多于陆地棉;在农艺性状的变异方面,SP1代夏棉比春棉变异多,SP2代夏棉的变异减少而春棉的变异增加;就单个农艺性状而言,航天诱变后代变异度最大的是铃数,变异度最小的是播种至开花的天数.     

不同波长激光照射小麦种胚的生物学效应

用ＣＯ２,Ｎ２,Ｈｅ－Ｎｅ３种不同波长的激光器分别对小麦品种冀早１５,冀麦１８进行萌动胚照射处理,对处理后第２代,第３代材料进行研究。结果表明：激光对小麦种胚具有生物学效应,可以诱导某些农艺性状的变异。但是不同波长激光照射的效应和方向在小麦不同的遗传背景下存在差异。     

长期定位施肥对水稻、小麦产量和土壤养分的影响

经连续12年有机肥和化肥配施的定位试验,至第12年对水稻、小麦进行数据监测,结果表明,3个施化肥处理中,施栏肥配施化肥处理的有效穗比秸秆还田配施化肥作物（小麦、单季稻）2季增加86.9万/hm2,秸秆还田配施化肥的有效穗比单施化肥作物（小麦、单季稻）2季增加11.65万/hm2;作物（小麦、单季稻）产量2季以施栏肥配施化肥比秸秆还田配施化肥年平均增产367.5 kg/hm2,增长率为3.4%,秸秆还田配施化肥比单施化肥年增长率提高了5.8%。3个不施化肥处理中,施栏肥的有效穗比秸秆还田作物（小麦、单季稻）2季增加33.3万/hm2,秸秆还田的有效穗比不施肥（对照）作物（小麦、单季稻）2季增加19.95万/hm2。施栏肥比秸秆还田年平均增产277.5 kg/hm2,增长率7.4%,秸秆还田比不施肥（对照）增产15.8%。土壤养分施栏肥和秸秆还田耕层（0～20 cm）土壤有机质、全氮、全磷、碱解氮、速效磷均有提高,施栏肥增幅最大,无机区增幅较小。而全钾、速效钾含量变化程度不同。通过监测结果得出,以栏肥配施化肥的施肥方式对作物增产和改良土壤效果最好。     

EMS诱变六倍体小麦偃展4110的形态突变体鉴定与分析

 【目的】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。【方法】利用化学诱变剂甲基磺酸乙酯（ethyl methane sulfonate,EMS）诱变处理小麦品种偃展4110种子,将获得的M2代材料进行生物学性状与农艺性状鉴定,部分M3材料播种家系进行验证。【结果】对M2代全生育期田间表型进行观察鉴定,突变群体的表型变异率约为6.6%;获得了幼苗、叶、茎、穗及成熟期等生物学特性与主要农艺性状的变异体和突变体,变异类型丰富,特别是发现了自然突变中少见的变异类型,如株高在10-15 cm左右的特矮变异类型。【结论】本研究所构建的两个偃展4110 EMS突变群体较为理想,可望有效地被用于小麦功能基因组研究和小麦遗传改良中。     

离子束介导转大豆DNA小麦后代品质和农艺性状分析

利用离子束介导外源基因群转移的方法,分别将大豆全长DNA、DNA片段导入小麦,通过对M_1～M_3蛋白质含量和株高、粒质等农艺性状的变异分析可知,该方法能有效提高小麦蛋白质含量,降低株高,改变粒质。M_1获得蛋白质含量18％以上(较ck增加2.0个百分点)单株183个,M_2获得蛋白质含量18％以上(较ck增加3.6个百分点)单株33个,M_3获得蛋白质含量18％以上(较ck增加5.1个百分点)单株35个。M_3获得株高62cm以下(较ck降低7cm)的单株102个,占4.1％,部分单株株高能够稳定遗传。转基因后代部分单株和株系籽粒变为全角质。     

利用太谷核不育基因创造小麦新种质的研究

对太谷核不育小麦的杂交选育程序和小麦目标性状群体的建立等方面进行了研究和实践 ,选出了一套较为简便实用的杂交利用方案。选育了一批矮秆大穗新品系和一批性状表现优良的育种材料     

粳稻中花11 T-DNA插入突变体的分离和鉴定

通过农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)介导法,对中花11成熟胚愈伤组织进行T-DNA转化,构建了含1489个独立的再生转化株系的突变体库,不仅为水稻功能基因组提供了一个有效的研究平台,还创造了一些具有优良农艺性状的突变材料,为水稻育种提供新的基因资源。插入第1代单本移栽且单本收获,第2代播种1066个家系,在水稻各个生育阶段从中独立筛选得到各类外形突变体66个。经过第三代重复筛选获得包括茎、叶、花和穗变异等各类突变52份。结果表明,外观性状的突变频率为3.4%。     

小麦赤霉病新抗源W01的抗性及相关经济性状分析

为鉴定小麦赤霉病新抗源W01的抗性,溯源其抗性基因,综合评价其育种利用价值,以高产、中感赤霉病的扬麦15为母本,分别与W01和苏麦3 号组配杂交组合,以两个组合的F2遗传群体为研究对象,比较分析W01和苏麦3号的赤霉病抗性及其与株高、穗数、籽粒之间的关系.结果表明,W01和苏麦3号均含有抗赤霉病主效基因PFT-1和His-1,抗性均达到抗(R)水平,二者抗性相当.但W01株型紧凑,植株较矮,分蘖力较强,且丰产性和品质均优于苏麦3号.在与扬麦15组配的F2群体中,W01组合的抗性表现突出,中抗(MR)以上单株比例达91％,且整个群体没有感病(S)和高感(HS)单株出现,其抗性的遗传力高于苏麦3号组合,两个遗传群体的赤霉病性状与株高显著正相关,与有效穗数显著负相关.综合结果表明,W01是可以应用于改良小麦赤霉病抗性的优异育种材料.     

Spatially discriminating Russian wheat aphid induced plant stress from other wheat stressing factors

The Russian wheat aphid (RWA) Diuraphis noxia (Mordvilko) is a major pest of winter wheat and barley in the United States. RWA induces stress to the wheat crop by damaging plant foliage, lowering the greenness of plants, and affecting productivity. The utilization of multispectral remote sensing is effective at detecting plant stress in agricultural crops. Stress to wheat plants detected in fields can be caused by several factors that can vary spatially in their presence and intensity across a field. Stress can result from factors such as nutrient deficiency, drought, diseases, and pests that can occur individually or collectively. The present study investigated the potential of using spatial pattern metrics derived from multispectral images in combination with topographic and edaphic variables to identify a set of variables to differentiate the stress induced by RWA from other stress causing factors. A discriminant function analysis was applied to 15 discriminating variables. A set of 13 variables were retained to develop a model to differentiate the three types of stress. Overall, 97 percent of patches of stress used to validate the model were correctly categorized. Stressed patches caused by RWA were 98 percent correctly classified, patches caused by drought were 94 percent correctly classified, and patches caused by agronomic conditions were 99 correctly classified. It is possible to discriminate stress induced by RWA from other stress causing factors in multispectral data when spatial attributes of the stress causing factors are incorporated in the analysis.     

小麦未熟胚离体培养的研究——再生植株后代(IE_2)主要农艺性状变异分析

本试验采用在田间条件下栽培的6个不同基因型的未熟胚培再生植株后代(IE_2),分析其主要农艺性状的表现。结果表明,在成熟期、株高、产量性状以及抗病性方面均表现明显变异。但基因型间反应不同。同一基因型的株系间或同一株系内仍存在分离。IE_2代所观察到的表型变异在以后世代中的遗传稳定性和选择利用尚待进一步研究。     

低能氩离子束介导将绿色荧光蛋白基因导入小麦的研究

用低能氩离子束介导将改良的绿色荧光蛋白基因（ｍＧＦＰ４）导入小麦栽培品种皖９２１０和皖麦３２号的成熟胚细胞。在含有１００￣１４０ｍ／Ｌ巴龙霉素培养基上继代培养后,获得了一批抗性愈伤组织。经过分化培养,皖９２１０获得５株再生苗,皖麦３２号获得３２株绿苗,对照的２００枚成熟胚未获得再生苗。对再生苗进行ＰＣＲ检测,均扩增出６００ｂｐ的ｎｐｔⅡ基因片段。取４株长势好的绿苗进行Ｓｏｕｔｈｅｒｎ杂交分析,结果