冬小麦品种兰天17号航天诱变后代农艺性状变异分析

为研究小麦空间诱变后代农艺性状的变异规律,用系谱法对冬小麦品种兰天17号SP 1株群、SP 2系群以及SP 2显著突变系和疑似突变系后代的表现进行了研究。结果它在SP1出现了2个显著的株高突变体D16和D38,其中D38在SP 2表现株高和主穗长度的分离,D 16在SP 2的株高与原品种对照差异不显著,但它在SP 3出现了株高和穗长的显著变异。SP 2疑似突变系D 69在SP 3出现了籽粒形态的显著突变。经单株选择,D 38的部分后代在SP 3或SP 4性状就已基本稳定。表明航天诱变小麦种子,可引起后代株高、穗长、穗形、籽粒形态等性状的变异;突变体可能出现在SP 1,也可能出现在SP 2或以后世代;这些突变体经过2～3个世代的单株选择,部分后代的性状就能基本稳定,小麦航天诱变后代农艺性状的变异符合诱变育种的基本规律。     

航天搭载玉米自交系SP3的变异研究

为了解航天诱变对3个玉米自交系SP3株系在主要性状上与地面同源对照种子的变异情况,研究其变异规律,为其后代的选育和研究提供理论依据。对诱变后代主要性状的变异幅度、变异系数和平均值与对照进行对比,并对性状平均值进行差异显著性测验。3个玉米自交系SP3株系的多数性状均产生明显变异,为选择不同类型的种质材料提供了基础。其中株系株型性状变异偏植株变矮,叶面积变小,利于选择矮杆叶疏的变异材料;果穗性状变异较小,选择意义不大;而生育期和雄穗性状的变异差异较大。航天诱变处理对不同材料不同性状的诱变效果差异较大,应根据具体的育种目标选择适合的诱变材料,从中选择有利的变异。     

棉花航天诱变敏感材料的筛选及多态性分析

利用"实践八号"育种卫星搭载棉花10个品种(系),对SP1代、SP2代进行了突变体的筛选、DNA分子标记检测和田间农艺性状调查,研究棉花不同材料对航天诱变的敏感性。其中7个材料对航天有一定的敏感性,其分子标记多态性高,田间农艺性状变化明显。结果表明,太空能够诱导棉花种子发生基因变异,航天诱变可作为棉花种质资源创新和品种选育的方法之一。     

理化诱变小豆京农6号突变体的鉴定

选用小豆品种京农6号种子,分别采用甲基磺酸乙酯(EMS)(0.5%、0.9%和1.4%处理12h和24h)、电子束(100、300、600Gy)、60Co-γ(400Gy)诱变处理,将处理后的种子种于大田,鉴定后代植株性状的变异。观察表明,EMS诱变的变异类型最丰富、60Co-γ射线次之、电子束产生的变异类型较单一。EMS处理小豆以浓度0.5%和0.9%处理24h为宜;0.5%EMS处理的粒色和荚色变异突出,有鲜红、黄白、绿白粒色和黑荚、褐荚、黑褐荚变异;0.9%处理的叶形变异突出,有鸡爪叶、剑叶、肾形叶、小密叶等突变类型;电子束诱变后,M2变异率分别为4.09%、3.64%和2.22%。400Gy60Co-γ射线处理种子,后代变异率为7.23%。通过两年的鉴定筛选,获得937个EMS诱变M3代株系,934个60Co-γ射线和电子束诱变M2代株系,已得到株高、叶形、叶色、粒形、粒色、荚色、无分枝、多分枝、叶簇生、分枝簇生、光叶、蔓生、有限结荚习性、株型松散、育性、成熟特性等突变体材料1490份。本研究为小豆基因遗传分析、基因定位与克隆及其进一步的基因功能分析奠定了基础,为小豆育种提供了重要的材料。     

工业大麻甲基磺酸乙酯(EMS)诱变体的筛选及RAPD分析

为了构建工业大麻EMS突变体库,为大麻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溶液诱变处理火麻一号,对获得的M_2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37份苗期和成株期发生变异的突变体,其中27份苗期变异类型、10份成株期变异类型,变异率分别为20.93%、11.24%。对突变体进行了RAPD分析,26个引物中有11个引物扩增出多态性,证明突变体在基因上发生了变化,为EMS化学诱变突变群体在工业大麻功能基因组的研究和育种方向提供了理论和实践基础。     

"神舟四号"航天搭载水稻变异性状的田间调查

通过对‘神舟四号”卫星搭载水稻种子及其后代的研究,结果表明：6个搭载品种种子的发芽率、存苗率、结实率及植株的性状在当代(SP1)与对照相比均没有明显的变化;但在SP2代株高、生育期、分蘖、叶色、芒和红叶耳等性状上发生明显的变异,选择出一些突变株。突变株经SP3代,SP4代验证,最后获得32株高突变体,27株早熟突变株,20株多分蘖突变株,还获得一些农艺性状稳定性状且表现良好的株系,以及独杆、无芒、叶色黄化和类病变等有功能基因研究价值的突变体。     

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     

太空诱变对循化线辣椒SP_1代果实性状及总蛋白表达的影响

对"实践八号"返回式卫星搭载循化线辣椒种子SP1代的果实性状及总蛋白表达的差异进行了观察和分析,结果表明:循化线辣椒种子经太空诱变处理后,果横径、果纵径、果肉厚、平均单果重和干物质含量等产量性状的变异系数皆大于对照,并且正向变异居多,表现为果实横径增粗,果肉加厚,平均果肉重增加;经太空诱变的循化线辣椒SP1代的果实总蛋白含量小于对照,但差异性不显著。     

秋水仙素诱导小豆性状变异研究

本研究用0.2%和0.4%的秋水仙素溶液浸泡小豆京农6号(JN6)种子12 h,M_1成株率分别为26.7%和3.5%,变异率为1.24%和1.59%,结果表明处理浓度越大,成株率越小、变异率越大.0.2%秋水仙素处理12 h为较佳处理,但0.4%处理的变异类型相对丰富.M_2代与对照相比,单株粒数在5%水平上达到显著差异,百粒重在1%水平达到极显著差异;M_3代百粒重与对照相比在1%水平达到极显著差异,诱变后代中筛选出了3个高产优良株系.在M_3代共筛选到263个叶色、叶形、蔓生、多分枝、黑荚、浅红和深红粒色、大粒及早晚熟等性状变异突变体.叶形有剑叶、小密叶、肾叶突变类型;叶色有深绿、浅绿、黄化、黄斑叶变异类型.早熟和晚熟变异株分别比对照早熟10～15 d和晚熟7～10 d.     

芝麻太空诱变效应及AFLP标记检测

为了探索太空环境对不同芝麻品种的诱变效应,以实践8号卫星搭载的豫芝11号、日本黑芝麻、郑芝D15、郑芝05N01、郑芝06ms198等5个芝麻品种为材料,分析了太空诱变对芝麻SP3与SP4世代农艺性状和抗性变异的影响,并对豫芝11号、日本黑芝麻及其诱变后代进行了AFLP分子标记检测.结果表明:不同芝麻品种经太空诱变后在叶型、蒴型、花色、生育期、株高、始蒴部位、黄稍尖、单株蒴数、千粒质量、产量和抗病性上均产生了变异,品种间突变类型及突变频率均存在差异,抗性性状有正向增加的趋势,但农艺性状负向突变较正向突变幅度大.与对照(未经太空诱变)相比,株高、始蒴部位、黄稍尖、单株蒴数、千粒质量、产量最高分别增加了53 cm,77 cm,16 cm,122个/株,0.53 g,478.54 kg/hm2,下降了36 cm,30 cm,19 cm,197个/株,0.64 g,1 013.81 kg/hm2;对豫芝11号和日本黑芝麻的SP4世代变异进行AFLP分子检测,豫芝11号39个诱变后代的遗传距离在0.128 8 ～0.488 5,72％的植株遗传距离在0.12 ～0.25,平均遗传距离为0.25,日本黑芝麻17个诱变后代的遗传距离在0.289 7～1.301 3,37.5％的植株遗传距离在0.178 3～0.4996,平均遗传距离为0.687 6.由此表明,太空诱变具有多方向性和随机性,芝麻不同品种对太空诱变的敏感性不同.     

快中子诱变小豆京农6号突变体筛选

为了进行小豆种质创新和获得基因定位和克隆及其基因功能分析的突变体材料,分别用30、35、40、45、50、55 Gy剂量的快中子,辐照小豆‘京农6号’干种子。M1出苗率分别为31.72%、29.06%、30.29%、36.51%、16.15%和15.17%,变异率为3.20%、4.70%、6.75%、6.61%、4.00%和2.20%。辐射剂量增加,出苗率降低、变异率呈增加趋势,M3代共获得77份叶形、株型、粒型、籽粒大小、粒色、叶色、早熟、丰产等性状变异材料。40~45 Gy为小豆快中子诱变的适宜剂量,这些突变体为小豆相关基因定位克隆、功能分析和育种提供了有价值的材料。     

绿豆EMS诱变突变体库的构建及表型分析

为探索适于绿豆突变体库构建的最佳甲基磺酸乙酯(EMS)浓度和处理时间,以‘皖科绿3号’种子为研究材料,设置4种EMS浓度（0.6%,1.0%,1.4%和1.8%）和4种时间（6 h,10 h,14 h和18h）共16个组合,并以半致死剂量为突变体库构建的条件。结果表明,‘皖科绿3号’的最佳诱变条件为1.0%/10 h。用该条件处理6000粒成熟的‘皖科绿3号’种子,获得M₁代植株998份。对M₂代群体中植株叶色、叶形、株高、花器官、开花期等性状进行鉴定。共发现表型变异材料324株,变异频率为2.97%。突变体中叶色变异和矮秆是主要的变异类型,分别占植株总数的1.10%和0.46%。利用基因组重测序技术对4份突变材料的突变位点进行鉴定,测序结果表明碱基突变频率为1/37.78 kb。实验确定‘皖科绿3号’的最佳诱变条件为1.0%/10 h。研究结果也表明利用EMS诱变的方法可获得丰富的表型变异材料,可用于绿豆品种遗传改良和功能基因组学研究。     

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。     

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。     

航天搭载小麦诱变SP1代性状的研究

【研究目的】为了对经航天搭载后（SP1）和留地面未经搭载的同一小麦品种主要苗期性状和成熟期性状进行比较和分析。【方法】以足够纯度和数量的烟2070、烟农24、烟农19、烟农21四个小麦品种为材料,经“实践八号”返回式卫星搭载后与留地面未经搭载的同一小麦品种在相同环境下共同播种。【结果】小麦苗期性状有较大变化,表现为发芽率提高,出苗率和存苗率降低,白化苗出现,分蘖力和抗冻性没有明显变化。说明航天搭载有可能降低小麦种子苗期对外界环境条件的抵御能力。四个小麦品种SP1代变异株率为2％～3％;成熟期SP1代变异株性状也有较大变化,表现为生育期显著缩短,结实率有所提高,株型向松散趋势发展,穗型则均表现为棍棒形,株高、穗粒数和千粒重的变化品种间表现不一致。【结论】航天搭载诱发了小麦多种生物学性状变异,其中一些变异在处理当代即表现出来;航天搭载诱发的变异有有利的,也有不利的;这种变异可能是随机的,也可能与品种遗传特性有关。     

亚洲棉EMS诱变条件优化与突变体筛选

【目的】明确适于亚洲棉诱变的甲基磺酸乙酯(EMS)最佳浓度和处理时间,创制优异亚洲棉突变体。【方法】用体积分数0.4%~1.5%EMS溶液浸泡处理亚洲棉石系亚1号种子4~8 h,分析不同时间、不同浓度的EMS溶液处理对石系亚1号种子萌发和生长的影响,并对M1、M2代突变株的形态学特征进行了初步鉴定。【结果】0.6%EMS溶液处理8 h,石系亚1号种子的发芽率、发芽指数分别为51%、18.84,诱变效果最佳。以该参数大规模诱变处理约23 000粒石系亚1号种子,共筛选获得M1代变异材料5559株,突变频率为48.37%;M2代变异材料825份,突变频率为14.17%,其中叶型、株型的突变频率最高,分别为8.0%,5.9%;M3代变异株系57个,变异性状遗传频率为31.30%,M3代新增突变频率为18.26%。【结论】本研究建立了亚洲棉种子EMS诱变体系,构建了亚洲棉石系亚1号M2突变群体,获得了36份可稳定遗传的突变体株系,为棉花功能基因组研究奠定了材料基础。     

Induced mutations in winged bean (Psophocarpus tetragonolobus L. DC) with low tannin content

Four mutants of winged bean (Psophocarpus tetragonolobus (L.) DC) with altered tannin content were selected among the M₃ seeds present on M₂ plants following mutagenic treatment of seeds of cvs UPS 122 and Kade 6/16 using gamma radiation from a Co⁶⁰ gamma source. These mutants were selected from the most chimeric parts of the M₁ plant, which had earlier been identified to be the first mature pods on the M₁ plant and the earliest formed M₂ seeds in the M₁ pods. The indirect selection of tannin mutants was based on searching for seed coat colour changes in M₃ seeds. Cv UPS 122 yielded the mutants 3/1-10-12 and X22 from 1958 and 1883 M₂ plants respectively. Cv Kade 6/16 yielded the mutants 3/9-0-12 and 3/4-10-7 from 1442 and 1011 M₂ plants respectively. One of the mutants, 3/4-10-7, which was the only desirable one, had a level of tannin of about 25% of the wild type cv. Kade 6/16. The other three mutants had similar or increased tannin levels. This revised version was published online in July 2006 with corrections to the Cover Date.     

Development of a large population of activation-tagged mutants in an elite indica rice variety

In this study, we have generated more than 12,000 activation-tagged mutants in a high-yielding indica rice variety, 'BPT 5204', employing maize Ac/Ds system. Different transgenic plants obtained were analysed based on expression patterns of green fluorescence protein (GFP), red fluorescence protein (RFP), herbicide (Basta) tolerance and molecular analyses. T₁ seeds of pSQ5 and pSQ5-bar transgenics, when germinated separately on hygromycin (50 mg/L) and phosphinothricin (5 mg/L) containing medium, revealed a segregation of 3 tolerant : 1 susceptible plants. The germinal transposition frequency of Ds element in different T₂ progeny of rice plants was found to be about 18.0%. Different stable tagged mutants exhibited marked increases in plant height, number of tillers, leaf size, panicle size, seed size and number of grains per plant. The overall results indicate that the genes associated with these traits are upregulated by the enhancer element in activation-tagged mutants. As such, the various tagged mutant lines appear promising and serve as a valuable genetic resource for identification of key genes determining different agronomic traits of rice.