~(60)Co-γ射线与NaN_3复合处理小麦的诱变效应——Ⅱ.诱变二代的突变频率

用不同照射量60Co-γ射线与10~(-3)M的NaN_3复合处理不同世代小麦风干种子,M_2代诱变效果表明:复合处理较单一辐照处理的矮杆、早熟及穗形突变频率提高,诱发多位点突变的能力较强,复合处理显示相互协和效应.诱发有益性状突变的最佳剂量组合为250 G_y+NaN_3.     

点突变对枯草芽孢杆菌甘露聚糖酶结构和功能的影响

目的研究定点突变对枯草芽孢杆菌B23所产生的甘露聚糖酶活性及蛋白结构的影响,深入了解该酶结构与功能间的关系,为其分子改造提供理论依据。方法通过与同源酶蛋白序列的比较和分析,在同源性较高的色氨酸第196、198和199位点上,天冬氨酸第91位点上和谷氨酸第191位点上通过特异引物引入突变,PCR扩增获得甘露聚糖酶的突变基因,B.subtilis WB800为表达载体,纯化相应的诱变蛋白,测定其酶活性及荧光光谱变化。结果三个色氨酸突变体蛋白[Man(W196H)、Man(W198H)、Man(W199H)和Man(W199A)]核的活性均有所下降,其中Man(W199H)突变体酶活力几乎丧失,为突变前的4%。Man(D91N)和Man(E191Q)的酶活力也分别降至突变前的10%和12%。结论W199、D91和E191是酶活性的必需基团,对其造成的突变对甘露聚糖酶的结构和活性有显著影响。     

四川地区利福平耐药结核分枝杆菌rpoB基因利福平耐药决定区突变分析

本文对268株结核分枝杆菌临床分离株(包括213株利福平耐药株、55株利福平敏感株)rpoB基因RRDR区进行测序并比较分析.结果表明,在213株利福平耐药株中有200株(93.90%)在rpoB基因RRDR区发生了突变,在55株利福平敏感株中RRDR均未发生突变.突变频率最高的类型依次为:531位点(55.87%),526位点(16.43%),516位点(10.33%)和511位点(8.92%),以上四个位点的突变菌株数占所有利福平耐药株的91.55%.四川地区利福平耐药株中511位点突变频率高于全国其他地区.     

水稻矮秆基因d-ss的遗传分析与克隆

通过γ射线诱变,从粳稻品种9522的M2代中筛选出一株矮秆水稻(Oryza sativa L.)突变体,定名d-ss.d-ss突变体表现为叶色深绿、短宽的叶片、以及小而圆的籽粒.以d-ss突变体与籼稻品种龙特普杂交的F2代群体为基因定位群体,利用InDel分子标记将d-ss突变位点定位在5号染色体上的InDel标记ZZ5-6和ZZ1343之间,物理距离为412kb.最终通过图位克隆的方法获得了此基因,测序结果表明此基因在编码区发生了两处缺失突变.     

我国农作物的突变品种

60年代中期我国第一批农作物(水稻、小麦、谷子、大豆等)诱发突变品种问世.1983年诱变育成在生产上推广的突变品种有170个.近10年来我国诱变育种又有新发展.据1991年不完全统计,共在35种植物(农作物29种、观赏植物6种)上育成推广品种383个.粮、油、纤维、糖料、蔬菜、果木、牧草作物品种333个,其中直接利用突变体育成的262个,占突变品种的78.7%;利用突变体作亲本杂交育成的71个,占21.3%.我国育成的突变品种约占世界各国作物突变品种的1/3.     

一株耐酸L-乳酸生产菌的Co60诱变选育

对嗜酸乳杆菌(Lactobacillus acidophilus)CICC 6005菌株进行Co60诱变,从突变体中选育得到1株生长快速的耐酸突变菌株LS-8.该菌株在pH值3.6的条件下发酵72h、在pH值3.8的条件下发酵104h,L-乳酸产量分别达9.2 g/L和16.5g/L.     

60Co γ-Ray射线诱变水稻突变体的分离和遗传学初步分析

为了研究水稻发育的分子机制,我们利用γ射线对粳稻品种9522进行诱变,共诱变了3 000 g种子,M1代单株收种,M2代移栽5 963个株系于上海农科院.在M2代中筛选突变体,并在M3代中复选,最终得到了叶、株型育性等各类形态突变体666份.对其中162株突变体进行了遗传分析,有53.61%的突变体出现3∶1的分离,这些突变体是隐性的单位点突变.同时,这些突变体的分离也为水稻功能基因分离和功能鉴定等研究打下了良好的基础,并为水稻发育的研究提供了宝贵的材料.     

一种优良半矮秆水稻品种的分离与分子鉴定

株1S是中国南方稻区杂交水稻育种广泛应用的优良籼型温敏雄性核不育系.为了改良其农艺性状,我们采用体细胞无性系诱变方法筛选半矮秆突变体.本文报道了2个体细胞无性系突变体SV1S和SV14S的表型和初步分子鉴定结果.与亲本株1S相比,突变体的高度降低,基部节间长度缩短,节间壁显著增厚,但是上部的节间变化不明显.更重要的是,我们发现赤霉素生物合成途径中的关键酶基因GA20ox-2出现了约200bp的缺失突变,导致该基因在半矮秆突变体中的转录水平降低.研究结果表明,突变体SV1S和SV14S很可能是由于同一缺失突变导致赤霉素合成受阻,从而部分导致了半矮秆性状的出现.然而,2个突变体苗期的高度相同,以及糊粉层细胞!-淀粉酶活性和赤霉素敏感性降低等性状与以前报道的sd-1突变体有所不同.因此,我们推测在SV突变体中可能还存在第二个突变位点.该结果也进一步证实了体细胞无性系诱变在水稻育种中具有良好的应用前景.     

遗传定位一个花粉发育相关的拟南芥新基因SPG1

通过EMS诱变获得一个拟南芥突变体shrunken pollen grain1,spg1.根据横切片的观察结果,与野生型相比较,突变体观察到异常的花粉粒.遗传学的实验表明:spg1突变现象由一个隐性的单基因控制.通过图位克隆的方法,spg1突变位点定位在3号染色体的分子标记3-AL138638-6632和3-AL353865-6814之间大约427kb的区间内.生物信息学的分析表明,在这个区间内没有任何已知的与育性相关的基因.以上结果说明SPG1是一个控制拟南芥雄性不育的新基因.     

拟南芥盐敏感突变体EMS85的快速基因定位与分析

土壤盐碱化是造成农作物减产的主要原因.作者通过对拟南芥(Arabidopsis thaliana)野生型种子Col-0进行甲基磺酸乙酯(EMS)诱变,筛选到1株盐敏感突变体EMS85.通过杂交和后代性状分离比确定该突变体的不耐盐性是受隐性单基因控制.采用图位克隆的方法,通过对拟南芥5条染色体上的SSLP标记的筛选,挑选了24对均匀分布于染色体上的SSLP标记作为基因初定位,同时设计了一系列精细定位分子标记,通过粗定位和精细定位发现,该基因位于拟南芥第5条染色体下臂的分子标记LUGSSLP847和5-13.58之间,进而测序结果表明该突变体是SOS2基因的等位突变体,突变位点为该基因1 521~1 522 bp处两碱基的缺失,造成移码突变,使SOS2基因功能丧失.本实验室建立的图位克隆体系加快了克隆基因的进程,对EMS85突变体的定位只在短短半年时间就已完成,为其他突变体的快速确定候选基因,加速基因分离进程奠定了基础.     

基于荧光标记双向筛选的拟南芥CRISPR基因编辑突变体库构建

突变体库是研究基因功能的重要工具。拟南芥种质资源库(ABRC)储藏了几乎涵盖所有基因的突变体材料,其中T-DNA插入突变体占绝大多数。然而,当在T-DNA插入突变体中进行遗传转化或与其他转基因报告系统进行杂交时容易引起转基因沉默,阻碍了相关研究的开展,甚至产生错误结论。甲基磺酸乙酯(Ethyl Methane Sulfonate, EMS)诱变和快中子诱变技术可获得非转基因突变体,但这两种方法均为随机诱变技术,需要通过基因定位来确认突变位点,无法实现基因靶向敲除。CRISPR/Cas9可以对目的基因进行靶向编辑,获得不携带转基因的突变体。拟南芥中尚无利用CRISPR/Cas9进行高通量突变体库构建的报道。本研究共设计900条sgRNAs靶向300个RNA通路相关基因,通过合成sgRNA混池文库、引入DsRed2荧光筛选标记、将DNA条形码和二代测序技术相结合,实现了对转基因阳性苗的高通量鉴定和分型,并对T2代具有发育缺陷的无荧光植株进行负向筛选,成功鉴定到了不含转基因的smd3-b和rlua4突变体。     

伴随中国番茄黄化曲叶病毒的卫星DNAβ在本氏烟中的种群变异

采用根癌土壤杆菌介导接种和分子克隆技术,分析中国番茄黄化曲叶病毒(Tomato yellowleaf curl China virus,TYLCCNV)Y10分离物(Y10)的伴随卫星DNAβ(Y10β)在本氏烟中的种群变异.结果显示表明:本氏烟中Y10β种群所有克隆均发生不同程度的变异,在接种60 d及120 d后其种群突变频率分别为2.48×10-3和2.54×10-3,表明该卫星DNAβ在同一寄主体内的侵染时间对其种群变异水平没有明显影响;Y10β种群的碱基突变位点主要分布于DNAβ的富A(A-rich)区,在卫星共同区(SCR)内碱基突变位点最少;其碱基突变类型以A→G,G→A,T→C突变及碱基G缺失等突变类型的比例较高,并且在A-rich区内出现多个克隆在同一核苷酸位点发生相同突变的现象.     

60Co-γ射线辐照对月季“蜻蜓”的诱变效应及突变体ISSR分析

为培育花色独特、栽培品质优良的新型蓝色月季,使用⁶⁰Co-γ射线对月季“蜻蜓”进行辐照处理,并设置40,50,60 Gy三个剂量梯度.月季“蜻蜓”辐照产生的诱变效应表现为：(1)辐照处理均会对植株造成一定的损伤和产生抑制生长效应,且高剂量辐照处理的植株在生长过程中,出现生长点或老叶叶尖枯死、新叶生长缓慢、新芽不再萌发、植株根部萎蔫且出现腐烂发黑现象;(2)突变体在花型、花色、花期、花瓣等花部形状上与对照组(CK)存在较大差异,具体表现在突变体的最大花径增大或缩小、花色改变、花期缩短、花瓣数量和花瓣形态改变.采用简单重复序列区间扩增多态(ISSR)分子标记技术及非加权组平均法(UPGMA)对辐照处理的月季“蜻蜓”材料进行遗传多样性和亲缘关系聚类分析,发现月季“蜻蜓”经过辐照诱变之后遗传物质有不同程度的突变.以上结果为培育优质蓝色月季品种奠定了基础.     

谷子抽穗期突变体jt1242-14b的遗传分析和定位

为鉴定控制谷子抽穗的关键基因,通过甲基磺酸乙酯(ethyl methyl sulfonate,EMS)诱变谷子参考基因组测序品种豫谷1号,获得遗传稳定的谷子超早抽穗突变体jt1242-14b.与豫谷1号相比,jt1242-14b抽穗期明显提前,茎秆变细,叶片变窄、变短.遗传分析表明,突变性状受隐性单基因控制.以SSR41(父本)、jt1242-14b(母本)和F₂群体进行突变基因定位,结果表明,该基因位于第9号染色体,在分子标记In4746和In9-11之间的4 447 kb之内.进一步测序比对分析发现突变位点位于PHYB基因内部,因此,PHYB很可能是该早熟突变体的目标基因.本研究为谷子早抽穗基因克隆及PHYB基因功能研究提供材料基础.     

应用理化综合因素诱发水稻几个经济性状变異的遗传分析

诱变育种,是继系统选育和杂交育种等育种方法之后,利用物理和化学等诱变因素发展起来的一项育种新技术.随着植物诱发突变研究的进展,国内外对于诱发突变体在作物育种上的作用,引起了很大的兴趣.在诱变剂的应用上,也从单一的物理因素(如X-射线、γ-射线、快中子等)、化学诱变剂(如EMS、NEU、NMU等)到理化综合因素的应用.例如、意大利的Scarasciag—Mugnozza采用物理和化学诱变剂在硬粒小麦上引变出38个在抗倒伏性上明显强于原品种的高产突变系,其中三个最优良的突变系已直接培育成品种.苏联Φ.用化学诱变方法从丰产小麦品种“无茫一号”和“高加索”中获得一系列矮秆突变系,蛋白质含量高达23%—24%.我国浙江省农科院利用~(60)Co—r互射线照射水稻品种“科字6号”,选育出比原品种早熟40天的新品种一“原丰早”,比同熟期推广品种增产一成以上.但是总的来说,辐射和化学诱变剂诱发的有利用价值的变异率仍然很低,一般仅为千分之几.尤其是突变体能作为新品种在生产上应用的更是少数.因此,当前国内外诱变育种工作者共同关心的问题,是如何提高诱变的有益变异率,从而提高诱变育种的效果.     

小麦蜡质突变体Wx蛋白突变基因的分子鉴定

蜡质型小麦面粉对于改善面食品的加工品质、适口性、风味特点和延长货架寿命具有重要意义.淀粉粒结合型淀粉合酶I被称为蜡质蛋白(Waxy Protein,简称为Wx蛋白),是决定胚乳中直链/支链淀粉比例的关键酶.Wx基因发生突变并不影响产量等其它性状的表现.小麦三个Wx基因位点中Wx-D1的天然突变型遗传资源非常稀有.本实验对EMS诱导扬麦158的6个蜡质型突变体及其子代系进行了基于PCR的遗传多态性分析、单粒种子Wx蛋白SDS-PAGE电泳鉴定、PCR产物的克隆分析.利用自行设计的引物为5个突变体子代找到了STS标记;查明了两个突变体突变位点及其突变方式,是新的突变方式.     

He-Ne激光诱变选育产氢拜氏梭菌

采用He-Ne激光器对拜氏梭菌(Clostridium beijerinckii)进行激光诱变育种,对激光诱变参数进行优化,结果表明,随着照射剂量的变化,存活率随之变化,输出功率和辐射时间均由正突变率决定。在最佳照射条件(19 m W,16 min)下,得到稳定的阳性突变株BH4。在初始葡萄糖浓度为10 g/L的分批培养中,突变株每克葡萄糖的最终产氢量为260. 7 m L,比野生菌高出28. 9%。酶测定显示,诱变后氢化酶活性增加,这可能有助于提高产氢量。此外,研究了分批培养物中突变体BH4及其野生菌的动力学,其初始葡萄糖浓度为1～10 g/L。动力学参数还表明,突变菌比其野生菌具有更强的产氢能力。说明该He-Ne激光诱变育种技术可以在产氢微生物领域中应用。     

离子诱变选育纤溶酶高产菌及其发酵条件的研究

在诱变育种研究中 ,寻找突变频率高 ,突变频谱广的突变源是一项重要而实效的工作 .离子注入法作为一种新的生物突变技术是近年发展起来的 ,已经引起国内外学者的广泛关注[1,2 ] .离子注入和其他常规诱变有着明显的差异 .离子注入的同时存在能量传递 ,动量传递 ,离子沉积以及电荷积累过程 .而其他的辐射诱变仅仅是利用能量传递 ;化学诱变则从分子基团的交换考虑 .因此离子注入不仅兼有辐射诱变和化学诱变的特点和功能 ,而且可以通过调整离子种类 ,能量及电荷达到有目的进行诱变的效果 .1986年 ,中国科学院等离子体物理研究所余增亮等人发现离…     

籼型多分蘖矮秆突变体的遗传分析及其相关生理特性

籼型多分蘖矮秆突变体“佳禾丛矮”(Jiahecongai,JHCA)是本研究室在进行成熟花粉辐照诱变育种过程中发现的.遗传分析表明,JHCA同时携带互不等位的半矮秆基因sd-1和另一个由核基因隐性突变造成的多分蘖矮秆基因,暂命名为xmd(t).从JHCA与野生型高秆品种“广场13”(GC13)的杂交后代中分离出只带xmd(t)且遗传稳定的单基因型突变品系“新佳丛”( Xinjiacong,XJC).为揭示xmd(t)突变所造成的多分蘖与茎秆矮化协同出现的机理,对XJC的相关生理特性进行了分析.全生育期去除分蘖芽的试验表明,突变体植株的矮化是由于或部分由于过多分蘖的发生所造成的,该突变体的实质是多分蘖突变体.显微分析和田间分蘖动态观察表明,突变体多分蘖特性的形成是由于分蘖芽发生更早、分糵级数多、分蘖节位更高,且分蘖持续时间更长所造成的.本研究也表明,多分蘖矮秆突变体是研究水稻分蘖分子机理的理想材料.     

三种化学诱变剂对汤姆青霉PT95化学诱变效应的研究

分别用诱变剂甲基磺酸乙酯 (EMS)、1—甲基— N′—硝基— N—亚硝基胍 (MNTG)和黄素对汤姆青霉PT95菌株的分生孢子进行化学诱变。 EMS的致死率为 48.4% ,得到 4种突变体 ;MNTG的致死率为 2 1.7% ,得到 1种突变体 ;黄素致死率为 19.5 % ,得到 2种突变体 ,表明 EMS的诱变效应最好。本实验所得的几种突变株经过在查氏平板上培养证明都不能形成菌核。