Plant somatic mutations in nature conferring insect and herbicide resistance

Because of the role of the meristem in plant growth and reproduction, somatic mutations in plants have long been suspected of conferring herbivore and pathogen resistance on individual plants and, in the case of trees, individual branches within single plants. A few instances of resistance to phytophagous insects owing to somatic mutations have been reported in the literature. More recently, a striking example has demonstrated how somatic mutations confer resistance to an herbicide on an invasive plant, Hydrilla verticillata. The array of new methods for manipulating genomes (e.g., gene‐editing) plus existing examples of somatic mutation‐associated resistance suggest that such mutations might be useful in silviculture, agriculture, and horticulture. Answering several general questions about somatic mutations in plants would facilitate such applications: Why are so few examples reported? Do other cases exist but go undetected for want of adequate attention or methods? Under what circumstances do somatic mutations enter gametophytes? © 2018 Society of Chemical Industry     

红富士苹果芽变系DNA甲基化研究

以35份富士苹果(Malus×domestica Borkh.‘Fuji’)芽变材料为试材,利用甲基化敏感扩增多态性(Methylation Sensitive Amplified Polymorphism,MSAP)分析和UPGMA聚类方法,对其基因组甲基化修饰水平、变异模式以及表观遗传变异关系进行研究。结果表明:(1)不同富士系得到不同的MSAP扩增,总DNA甲基化水平27.90%～36.16%,平均32.87%,双链全甲基化为主要甲基化方式;(2)富士芽变材料绝大多数位点保持了原有甲基化模式;(3)绝大多数芽变(68.57%)检测到全部的甲基化变异模式(12种),去甲基化频率极显著高于甲基化频率(P <0.01),且CG去甲基化极显著高于CHG;(4)36份种质遗传相似系数平均值0.89(0.79～0.92),在聚类图上,富士原种分布在芽变系集中区外,新近发生的芽变系更倾向于聚在一起,着色系片红型和条红型芽变呈分散排布状态。总的来看,富士芽变的甲基化变异模式丰富,超甲基化和去甲基化相伴发生,但以去甲基化为主;‘富士’着色芽变与其最原始品种富士,以及芽变之间发生了较大表观遗传变异;片红和条红型芽变聚类未表现明显偏好性。本研究将为进一步开展富士着色系芽变机理研究提供指导,可以CG去甲基化为切入点展开深入研究。     

籼稻直立穗突变体的培育、鉴定及其突变性状的遗传分析

采用60Coγ射线辐射诱变技术,首次育成了1个籼稻直立穗突变体。该突变体穗型直立,与亲本品种9311的弯曲穗型显著不同。与9311相比,该突变体的株高显著下降,穗粒数减少、穗子缩短、剑叶变短、谷粒变宽变短,但千粒重没有发生变化。遗传分析表明,直立穗突变性状受1对隐性单基因控制。利用该突变体与培矮64S组配的杂种与原杂交稻品种之间的主要农艺性状和产量构成因素差异不显著。     

基于SPEI的宁夏沿黄城市带干旱特征及驱动性分析

宁夏沿黄城市带气候变化敏感,生态环境脆弱,探究区域干旱驱动机制,对进一步研究黄河流域高质量发展,优化区域农业水资源管理具有重要意义。利用研究区1995—2015年的气象资料,采用彭曼蒙特斯模型(P-M模型)和标准降雨蒸散指数(SPEI)获得区域潜在蒸散发量和干旱指数,通过Mann-Kendall突变检测法、滑动t检验和Pettitt突变检验,分析了研究区干旱时间变化周期,利用冗余分析法定量分析宁夏沿黄城市带干旱驱动因素。结果表明：(1)研究区在季节尺度上,单季旱发生频繁,以春季和秋季发生为主,自北向南整体呈现由高到底的趋势,且主要发生在北部地区,整体以0.013/10 a速率呈湿润化趋势;(2)在年尺度上干旱的下降趋势具有全域性,自北向南呈现由高到底的趋势;(3)宁夏沿黄城市带SPEI-12值在研究时段呈现逐年下降的趋势,通过3种突变检测函数,确定2008年出现异常值,这与降水分布一致;(4)各环境因子对SPEI指数的解释率均在75%以上,降水量、温度、地表净辐射是驱动SPEI值主要环境因子。其中,降水量对SPEI的贡献率最高,呈显著正相关关系。     

闽引圆叶决明辐射变异后代新品系(86134-32-3)的若干特性

从60Coγ射线辐射闽引圆叶决明86134牧草种子种植后代中筛选出性状稳定的优良变异后代新品系86134-32-3。M4代田间小区品比试验表明,与原品种86134相比,新品系植株叶子生长数、干物质含量、粗脂肪含量、氨基酸总量和单位产量都有大幅度的提高,达到显著或极显著水平;其植株茎叶比大幅度下降。新品系植株的其余营养成分、包括生殖生长期在内的农艺性状均保持原品种特性。     

观赏植物诱变育种的研究现状和展望

本文综述了观赏植物辐射诱变育种的研究现状,并对花卉辐照诱变的手段、方法、处理材料和适宜辐照剂量、辐照机理与方法及应用作了总结,同时对观赏植物辐射诱变育种存在的问题及发展方向进行了探讨。     

春小麦航天诱变入选后代的变异研究

本文介绍了小麦纯系克498和龙0657航天诱变第2代(SP2)和第3代(SP3)的入选与决选情况,SP2和SP3代主要农艺性状的变异,SP3代决选株籽粒高分子量麦谷蛋白亚基(HM-GS)和醇溶蛋白电泳谱带的变异。研究表明:(1)克498 SP2和SP3代的有益变异入选株率和决选株率分别为1.02%、0.81%和2.47%、1.39%;龙0657 SP2和SP3代的有益变异入选株率和决选株率分别为0.97%、0.50%和3.77%、1.68%。(2)克498 SP2和SP3代的入选株主要农艺性状的变异幅度、极值和变异系数与其亲本相比都有很大差异;SP2代的差异大于SP3代;克498 SP2和SP3代的差异大于龙0657 SP2和SP3代的差异。(3)克498和龙0657 SP3代决选株间主要品质性状存在较大差异;0657 SP3决选株间主要品质性状的差异大于克498 SP3代决选株。(4)克498和龙0657 SP3代HMW-GS组成的变异频率分别为8.3%和28.1%。(5)克498和龙0657 SP3代醇溶蛋白电泳谱带变异频率分别为45.8%和50.0%。     

同步辐射(软X、紫外)辐照麦类作物种子的诱变效应

同步辐射（软Ｘ,超软Ｘ射线）辐照麦类作物种子的生物学效应显。Ｍ１代出现条状叶绿素缺失,其出现率高达４０％－１００％〈其中大麦的缺失有４种类型,这在γ辐照中没有出现。Ｍ２工出现了宽的突变谱,最高达９种类型的突变,其最高总突变率为γ射线的２．７倍,有益突变率为γ射线的５．７倍。     

西瓜枯萎病生防菌枯草芽孢杆菌B11菌株高产拮抗物质的诱变选育

从西瓜根围分离得到的一株有效抑制西瓜枯萎病菌的枯草芽孢杆菌B 11菌株(B acillus subtilisstra in B 11)。为获得高产拮抗物质的诱变菌株,采用紫外线诱变方法对B 11菌株进行诱变,结果获得抑菌活性比野生菌B 11菌株强的6株诱变菌株,其中G 17菌株的抑菌活性及粗拮抗物质含量均高于B 11菌株,且遗传性较稳定;再以G 17菌株为供试菌株,用亚硝基胍(NTG)对其进行化学诱变,结果获得抑菌活性较强的4株诱变菌株,其中BV 22菌株对西瓜枯萎病菌的抑菌活性最高,其抑菌活性比G 17和B 11菌株分别提高了36.88%和80.00%;其粗拮抗物质的含量分别提高了30.15%和62.53%。研究结果说明,用物理诱变B 11菌株后获得的诱变菌株再用化学方法进行诱变,可选育出高产拮抗物质的诱变菌株。     

作物空间诱变效应及其地面模拟研究进展

本文简要分析了国外空间植物学研究概况 ,评述了我国利用返回式卫星等搭载作物种子开展空间诱变效应研究及其在种质创新和新品种培育方面的现状。从粒子生物学、物理场生物学和重力生物学等不同角度介绍了地面模拟空间环境因素的方法途径和研究进展。