水稻日本晴和“9311”突变体诱变研究

摘要

水稻是禾本科作物研究的模式植物。随着水稻全基因组序列的测定完成，对基因功能的研究己成为重点，研究基因功能最直接和有效的方法是构建水稻突变体库。理化诱变具有技术条件简单，突变频率高，能够在短时间内构建具有大量突变体的突变群体，是水稻突变体库构建的重要方法之一。本研究旨在选用已完成全基因组序列测定的粳稻日本晴和籼稻“9311”为研究对象，利用物理诱变（γ射线和氮离子束）的方法分别处理粳稻日本晴和籼稻“9311”种子，筛选植株农艺性状突变体和激素敏感性突变体，创建出类型多样的水稻突变群体，为水稻功能基因组学研究提供较好的基础材料。主要结果如下：
　　 一、在植株农艺性状上，（1）氮离子束辐照处理群体中，获得了日本晴740份突变体，辐照突变频率变幅度为1.35％～2.15％，平均突变频率为1.64％：“9311”获得571份突变体，辐照突变频率变幅度为0.47％～2.13％，平均突变频率为1.27％。（2）γ射线辐照处理群体中，获得了日本晴661份突变体，辐照突变频率变幅度为0.97％～1.89％，平均突变频率为1.48％；“9311”获得781份突变体，辐照突变频率变幅度为0.51％～3.15％，平均突变频率为1.74％。产生的突变类型主要包括叶片性状的突变、茎秆性状突变、穗部和子粒性状的突变、生理性状的突变等。与γ射线诱变群体相比，氮离子束诱变群体中不仅有着与γ射线诱变群体中相同的突变体，具有更广的突变谱。本实验的结果表明粳稻对氮离子束的敏感性比籼稻明显些，而籼稻对于γ射线的敏感性则明显于粳稻。
　　 二、赤霉素和多效唑的敏感性筛选表明，在GA3的筛选试验中，籼稻遗传背景对GA3的反应较粳稻遗传背景较为敏感，7份籼稻材料的苗高平均增幅为67.18％，12份粳稻材料的苗高平均增幅为54.92％；高秆材料对GA3的反应较矮秆材料较为敏感，9份高秆材料的苗高平均增幅为61.97％，7份矮秆材料的苗高平均增幅为57.44％。在多效唑的筛选试验中，籼、粳类型对多效唑的敏感度差异明显，7份籼稻材料的平均苗高增幅为155.4％，12份粳稻为193.0％；高、矮秆类型对多效唑的敏感度差异不明显，9份高秆材料的平均苗高增幅为152.2％，7份矮秆材料处理l周后平均苗高增幅为149.2％。
　　 三、对氮离子束和γ射线诱变获得粳稻日本晴和籼稻“9311”89份株高突变体的株高性状和产量性状进行相关分析。结果表明，株高和水稻的产量与其构成因素穗粒数、结实率、千粒重以及穗长、单株茎秆干重有着一定的相关性。株高与穗长、穗粒数、千粒重、单株茎秆干重、单株生产力呈极显著的正相关，与有效穗数呈极显著的负相关。通过对株高与其他产量结构因素的相关分析，进一步了解株高的变异对于水稻经济产量因素的影响。

目录

文摘

英文文摘

声明

1文献综述

1.1水稻基因组学研究进展

1.2水稻突变体库构建的研究进展

1.2.1插入突变在水稻突变体库构建上的应用

1.2.2理化诱变在水稻突变体库构建上的应用

1.2.3基因沉默在水稻突变体库构建上的应用

1.3水稻突变体的研究进展

1.3.1水稻突变体和基因分类及数量

1.3.2国内突变体的研究进展

1.3.3水稻重要基因的克隆

1.4γ射线和离子束用于诱变育种的研究进展

1.4.1γ射线的研究进展

1.4.2离子束的研究进展

1.4.3传统辐照与离子束的比较

1.5展望

1.6本论文研究的目的和意义

2引言

3离子束、γ射线辐照日本晴和“9311”诱变效应研究

前言

3.1供试材料

3.2辐照处理

3.3当代苗期损伤鉴定

3.4M1代种植与收获

3.5M2代种植与筛选

3.6M3代种植与收获

3.7部分突变性状的遗传分析

3.8结果与分析

3.8.1M2诱变生物学效应

3.8.2植株性状突变体的统计

3.8.3植株形态性状突变体特性

3.8.4部分突变性状的遗传分析

3.8.5部分突变体的育种应用

3.9讨论

3.9.1诱变处理的当代生物学效应及突变体的筛选

3.9.2两种诱变技术的比较

4株高突变体与产量等相关性以及对激素敏感性的研究

前言

4.1实验材料与方法

4.1.1试验材料

4.1.2材料处理方法

4.2数据的统计与分析

4.2.1考种数据的统计分析

4.2.2激素处理后数据的统计分析

4.3结果与分析

4.3.1株高突变体相关农艺性状的变异

4.3.2株高与农艺性状的相关分析

4.3.3不同株高与产量性状的相关性

4.3.4株高、秆长及节间长度配置

4.3.5外源GA3对不同水稻株高突变体材料苗期生长的影响

4.3.6多效唑对不同水稻株高突变体材料苗期生长的影响

4.4讨论

4.4.1水稻高度突变体与产量相关性

4.4.2株高突变体对激素敏感性

5结论

参考文献

致谢

作者简介及在读期间发表的论文