牛胸腺DNA引入普通小麦(T.aestivum)导致性状变异的研究及细胞学观察

小麦种子从萌动至两叶期,用牛胸腺DNA分次进行滴浸处理。一代(D_1)株未出现明显变异,二代(D_2)株在蛋白含量、抗病性、株型、穗型、粒型和成熟期等方面均出现较大变异。在不同的年份间,用相同的缓冲液、技术,将牛DNA处理同一品种时,分年份处理的二代株中均出现性状相似的矮杆大穗变异类型,表现了该类型变异的重演性,其频率为1.95%～2.5%。经对D_1、D_2代变异株根尖和D_1代芽鞘细胞学观察,有染色体畸变存在。这表明牛胸腺DNA引入受体细胞后,可能在多方面作用于受体基因组,表现出复杂的综合效应。     

酒用糯高粱EMS突变体库构建及突变体筛选

[目的]利用甲基磺酸乙酯(EMS)构建酒用糯高粱突变体库,并筛选出田间表型性状明显突变的株系,为糯高粱遗传改良、新品种选育及基因功能研究提供丰富的基础材料.[方法]采用0.4%EMS对糯高粱品种红缨子进行诱变处理,M1代单株收获,并对M2代突变群体开展全生育期的田间表型性状鉴定,筛选出性状明显突变的株系.[结果]经EMS诱变处理后红缨子M1代突变群体田间存活率降至31.9%,且出现了多种性状变异,如叶片白(黄)化、叶片畸形、穗畸形、植株矮化和不育等性状,共获得M1代突变株系1020个.在M2代突变群体中发现86个突变株系,突变频率为8.43%.其中,叶色(白化、黄化、芯叶白化、浅绿色、白绿条纹、黄绿条纹)突变株系42个、叶型(畸形叶、卷曲叶和直立叶)突变株系8个、穗型(畸形、小穗和穗缺失)突变株系10个、生育期(早熟和晚熟)突变株系5个、蜡质(蜡质缺失)突变株系4个、感病性(易感病)突变株系4个、育性(完全不育和半不育)突变株系5个及株高(高杆和矮杆)突变株系8个.[结论]构建的酒用糯高粱EMS突变体库表型变异丰富,可用于高粱功能基因组学研究和酒用糯高粱育种.     

空间诱变水稻重要性状的遗传与变异

【目的】研究空间诱变水稻后代重要性状的遗传与变异情况,为水稻空间诱变育种提供借鉴。【方法】利用返回式卫星搭载籼型水稻单株纯系品种广恢998、HR15、特B、湛B、双青B和II-32B的干种子,以各品种地面种子为对照,在相同条件下种植后,考察其后代(SP1~SP4代)主要经济性状(粒长、粒宽、穗粒数、千粒质量、单株粒质量、结实率)和农艺性状(株高、剑叶长、剑叶宽、穗数、穗长)的表现及其遗传变异情况。【结果】6个空间诱变水稻品种SP1代的大多数性状与各自地面对照差异不明显;而SP2代的主要农艺性状和经济性状则出现了正、反2个方向的强烈分离变异,各品种突变株主要性状的极差和变异系数均值均远大于其对照,还出现了特大粒、特大穗等特殊突变体,变异类型极为丰富;SP3代的性状大体与SP2代相似,SP2代中的突变性状大多在SP3代中重现;至SP4代时,大部分变异性状已基本稳定。【结论】水稻干种子在空间条件下所产生的变异,能稳定地遗传给后代;空间诱变育种可以成为一种新的水稻诱变育种方法。     

高粱体细胞无性系变异的筛选与利用

选用幼穗、幼胚、茎尖等五种外植体进行组培,结果表明,幼穗和幼胚的分化率最高,最适宜选用进行高粱体细胞克隆变异利用研究。对9个高粱品系的166个R2代株系进行了观察分析,除两个品系外,其余7个均有变异株系出现,其中晋粱5号的变异频率高达26%,9个品系的平均变异频率为11.24%。筛选到多个高粱骨干恢复系的无性系变异材料,并且以优良变异系R111为父本育成了优良杂交种一个,已通过审定,定名为晋杂18号。     

离子束介导玉米DNA对小麦第2代群体的影响

以离子束介导后的第2代小麦群体为研究材料,对其主要农艺性状进行了观察鉴定。结果表明,在第2代群体内出现了更多的变异类型和更宽的突变谱,这些变异类型主要包括植株高度、植株形态、叶型、穗型、生育期和籽粒性状等6个方面。植株高度的分离状态表现出明显的随机性;株叶形态的变异因受体材料的遗传基础不同而表现出一定的特异性;穗型变异的规律并不明显;生育期的变异和籽粒性状的变异表现出数量性状的特征。     

旱稻(Oryza sativa L.)×长芒稗(Echinochloa caudata)远缘杂交初步研究

以早稻(Upland rice)“旱稻65(Oryza sativa L.)”为母本,“长芒稗(Echinochloa caudata)”为父本进行远缘杂交,对杂种后代连续3年田间试验表明:F_0代高度杂交不孕,去雄约800朵小花田间多次重复授粉结果,结实率仅为1.21‰。F_1代杂种优势明显,育性正常,结实率92.26％,不存在后代不育现象。F_2代在芒性、株高、穗长、一级技梗数、穗粒数及生育期等性状上分离严重,但育性无分离,405株群体无不育株出现。目前已选育出生育期较母本早5d的大穗、多粒变异单株F_2-1。该单株在稀植条件下,一级枝梗数11.5个,穗粒数112粒,穗结实粒数104粒,千粒重27.5g,单株生产力10.73g,超亲优势为55.64％。     

水稻外源DNA导入的遗传变异研究

本研究采用“大量注射直接导入法”(经检索国内外文献,在水稻上此法系初次使用)将农垦58S的外源DNA导入籼稻品种晚40中,考察其后代结果:D_1代部份单株性状发生变异,D_2代出现籼粳亚种间性状的重组类型,D_3代重组性状基本趋于稳定。证明直接在籼稻中导入粳稻外源DNA,可实现部分DNA片段与受体植株染色体重组。从而获得育种所需要的籼粳亚种间中间类型材料。此法在育种实践中具有较高的实用价值。     

5个冬小麦品种（系）航天诱变后代穗形和芒的变异

用系谱选择法研究了5个冬小麦品种（系）M1-M4穗形和芒的变异情况。结果表明,小麦种子经航天诱变后能引起穗形和芒的变异,不同品种的诱变效果不同;变异可产生在M1,也可产生在其后世代;这些变异一般是可遗传的,并且在后代中会产生分离,多数分离类型通过2～3代的单株选择可以达到性状的基本一致。     

钵苗机插密度对不同穗型杂交籼稻生长和产量形成的影响

【目的】探明钵苗机插密度对不同穗型杂交籼稻光合物质生产特性和产量形成的影响,为推广水稻钵苗机插高产栽培技术提供科学依据。【方法】以大穗型品种超优1000和穗粒兼顾型品种徽两优630为材料,设置4个钵苗机插密度处理(D_1:33 cm×12 cm,D_2:33 cm×14 cm,D_3:33 cm×16 cm,D_4:33 cm×18 cm),分析不同机插密度对水稻群体茎蘖消长动态、光合物质生产和产量形成的影响。【结果】(1)杂交籼稻主要生育期群体茎蘖数随栽插密度的降低而减少;与低密度处理相比,大穗型品种高密度处理的成穗率更高,穗粒兼顾型品种成穗率受机插密度影响较小。(2)各生育期叶面积指数随栽插密度的降低而下降,但叶面积衰减率降低、粒叶比增加。(3)随着机插密度的降低,水稻产量呈先增加后降低的趋势。(4)大穗型和穗粒兼顾型品种分别以D3处理和D2处理抽穗期群体质量较优,粒叶比大,叶面积衰减率低,抽穗后干物质积累量高,从而获得高产。(5)机插密度主要通过调控单位面积上的有效穗数和穗粒数影响产量。(6)水稻有效穗数随栽插密度的降低显著减少,而每穗粒数和着粒密度增加,结实率有所降低,千粒重受影响较小。【结论】钵苗机插配套栽培大穗型杂交籼稻品种宜适当降低栽插密度,在足穗基础上增加每穗粒数更有利于高产;穗粒兼顾型品种需协调单位面积穗数和穗粒数,以充分发挥其增产潜力。     

野生稻等外源DNA导入宁夏水稻品种的初步研究

试验采用分子育种技术，将野生稻等外源DNA导入宁夏水稻品种，比较了不同方法的导入效果，结果表明：茎注射法导入的D0代结实率高，且种子饱满：花粉管通道法和复合导入法导入的结实率低，且种子发育较差而不饱满。在D1代复合导入法的群体中出现了3．7％的穗型变异，茎注射法导入的群体中出现了19．2％的高度不育穗。说明外源DNA导入在D1代就可发生变异。     

上农黑糯体细胞无性系的研究

以上农黑糯０７的成熟种子胚为外植体，经１次诱导培养得到愈伤组织，然后将愈伤组织转移到分化培养基上，当愈伤组织分化出幼苗后，用剪刀剪除须根和剪短芽，继续转移至同一分化培养基上，经连续培养６～７次后，将完整的试管株移至大田，当年得到Ｒ０植株。从Ｒ０植株上收取种子于下年混合播种成Ｒ１代，Ｒ１代单株移栽，从２７５７株中选得８个不同变异单株。变异单株的种子分别留种、分别移栽，Ｒ２代的表现与Ｒ１代基本相同。从８个变异株中，一个变异株表现穗大粒多、茎杆矮壮，有希望育成新的黑糯品种。     

春小麦抗条锈病新品系的生物学特性及其生理生化研究

本研究将高梁总DNA通过花粉管通道导入小麦感病品种甘麦8号,D2代出现了2株对条锈病免疫的变异株;D5代有9个株系抗条锈性已经稳定,用混合菌和分生理小种鉴定,对条中29、30、洛13Ⅱ、水14、水14中梁17-s、HY3、条中31号表现免疫,通过侵染型基因测定,表明所获得的新品系89144组织中SOD活性升高,在原受体甘麦8号接种条锈菌后SA含量也有升高,但并不伴随有CAT活性下降和SOD活性升高以及H2O2含量的升高,推测SA为CAT过氧化活性提供一个电子的过程中SA的量必须达到一定的阈值,并且与CAT的时序调节相配合,据SA结合态和游离态含量的变化动态,推测SA信号传导途径的上游应该还有一些机制在起作用,同时抗条锈新品系89144具有SA信号传导途径。     

优质香稻不育系川香28A的选育及利用

以湘香二Ａ中雄性可育株为父本材料,与Ｄ９０Ａ杂交、回交,通过排除微效恢复基因和微效温敏不育基因,转育成具有Ｄ型不育胞质的优质香稻不育系川香２８Ａ。该不育系的垩白粒率较珍汕９７Ａ低１８倍,垩白面积小７５倍;稻米香味浓;配制的杂交种亦表现外观和食味品质好。目前,川香２８Ａ已配制出一批优质高产组合。香优１号于１９９７年通过四川省优质杂交稻区域试验;川香２８Ｂ作为优质种质用于保持系米质改良的育种计划之中。     

水稻显矮资源——粳D1半矮生性的遗传分析

用半矮生粳D1与5个籼;粳高秆亲本配组了11个组合。分析F_1、F_2、B_1、B_2株高与相应亲本株高之间的遗传结果表明:粳 D1的半矮生性是不完全显性,受多对独立基因控制,属于加性——显性遗传。其基因的加性效应极显著,显性效应显著。广义遗传力和狭义遗传力分别为81.06%和80.33%。株高负向优势变幅为-2.39～-12.32%,达极显著水平。     

粳稻外观品质的选择效果

为改良江苏粳稻的外观品质,以日本优质粳稻与江苏高产粳稻杂交后代为材料,研究了垩白粒率、垩白度和透明度等外观品质的选择效果.结果表明,在F4～F6代对垩白粒率、垩白度和透明度等外观品质进行选择的效果较好,上下世代间外观品质的表现有明显的相关关系,在F4和F5代外观品质达国际一级的单株,其下一代有70%以上单株的外观品质仍可达到一级标准.不同组合优质单株的出现机率存在明显差异.     

基因组水平上拟南芥和水稻mrs2基因家族的比较系统发生分析

mrs2（mitochondrial RNA splicing2）基因是植物线粒体中Ⅱ类内含子自我剪接缺陷的抑制基因，同时参与了植物中镁离子的运输。本研究利用已经分离的植物的mrs2基因，鉴别出MRS2结构域，同时对拟南芥和水稻中的mrs2基因家族的成员进行了鉴定；利用这些基因编码的蛋白质序列构建了系统发生树，并进行了序列保守性分析，最后查找了相关基因的EST表达信息。结果表明：①系统发生分析表明拟南芥和水稻的mrs2基因的结构在拟南芥和水稻分离之前已经形成，并在分离之后按照物种特异性的方式进行了扩张；②MEME分析表明植物的Mrs2蛋白质具有高度保守的基序，并且在蛋白质中的排列顺序也大致相似；③mrs2基因在拟南芥和水稻中的表达有差异，但在部分表达上仍保持了一致性。     

杂草稻耐冷性状遗传规律研究

以红长芒杂草稻、白长芒杂草稻、龙粳11、垦稻8号和绥粳3号为亲本材料,配制完全双列杂交。对亲本材料及杂交F1、F2孕穗期耐冷性进行鉴定。结果表明:杂草稻与栽培稻品种相比,优势在于冷水处理下结实率高、成穗率高、后熟快。在冷水处理下,对各组合F1抽穗期、株高、穗数、成穗率、穗粒数、结实率、千粒重、穗颈长、成熟天数等主要性状进行配合力分析,杂草稻多数性状的冷水反应指数值具有较高的一般配合力,以杂草稻作亲本的F1比普通栽培稻品种表现出较迟钝的冷水反应。在耐冷育种中,冷水处理下狭义遗传力高的性状为株高、千粒重和结实率等,且具有较高的一般配合力相对效应值,容易通过对亲本的选择获得所期望的后代,低世代选择效果好。     

谷子体细胞无性系变异分析

对谷子（Setaria italica Beauv.）品种郑407幼穗外植体不定芽途径再生植株和幼穗愈伤组织再生植株后代的性状变异进行了研究分析。结果表明：无性系变异发生在愈伤组织形成和继代过程中;R#-2代变异频率达10%,包括质量性状变异和农艺数量性状变异,变异具有高的遗传力和育种应用价值;R#-1代表现半不育或高度不育的单株,其R#-2代出现变异的频率高于R#-1代结实正常的单株。     

水稻转基因再生植株及其后代抗虫性筛选测定研究

采用基因枪转化系统，将CpTI(豇豆胰蛋白酶抑制剂）抗虫基因转入水稻愈伤组织中，经过抗生素筛选得到了再生植株。我们用这些转基因水稻再生植株及其后代的分蘖茎段对玉米螟（Ostrinia nubilalis)进行室内喂养，通过比较虫体死亡率及虫体生长长度，测定转基因水稻再生植株的抗虫性。1997－1999年共进行3个世代5次的室内测定。从121株F0代转基因植株中选出抗虫性较好的植株15株。从F1代的15个株系中，又筛选出了7个株系40个单株；在F2代的14个株系中共选出37株抗虫效果表现较好的植株。对37株中的19株进行了分子检测（PCR扩增），从中检测出5份材料为纯合体，14份材料有分离现象。研究结果表明：该富内喂养玉米螟并进行抗虫测定的方法是可行的；抗虫基因在转基因水稻再生植株中已经获得表达并且可以遗传。     

花粉管通道法导入抗赤星病烤烟总DNA D_1代性状变异的研究

采用花粉管通道技术将抗赤星病烤烟ＣＶ８７的总ＤＮＡ导入感病烤烟ＮＣ８９,对其Ｄ_１代植株进行了田间生长性状、抗病性和烟叶品质的检测。结果显示,柱头滴加（ＤＺ）、切柱头滴加（ＱＤ）和子房注射（ＺＺ）等３种导入方法得到的Ｄ_１代植株在株高、株型、叶型、生育期等方面发生了较大的变异,变异率分别是１９．１０％,２０％和１８．２０％。３类植侏中分别有９．１０％,１０％和６．４０％的个体获得了对赤星病的抗性。在这些植株中,筛选出ＤＺ９８１１和ＱＤ９８１２在抗病性和烟叶品质上为优良植株。