【doc】非配子融合转移基因技术在小麦诱变育种中的应用初探

【doc】非配子融合转移基因技术在小麦诱变育种中的应用初探 非配子融合转移基因技术在小麦诱变育种 中的应用初探 , I l .I,L,) 裹50?1e条件卞贮存枉照熏陶 寨台糖量的变化(%) 辐照剂量 (kGy)一连原糖总糖 0日土D.189.82661土0.046.91 0.38.4土0.069.55723土0277.53 0;7. 56土018868695土003T09 0.785B土0O38.545T5土0087.fit 1. 085O土0.B4778807土O.058.22 含量的显着变化. 6.果实台鼍量的变化 水果在贮存过程中,由于自身生理生化 作用.含酸量不断下降.从表4结果看:辐 照后的莱阳梨果实,在长达4个月的贮存期 中,果实含酸量的变化没有受到辐射处理的 影响. 结语 经O.3--1.0kGY不同剂量辐照的莱阳梨 果实,在贮存过程中,内源乙烯的发生量受 到明显抑制,但短时间内刺激了呼吸作用. 棱柱学通报1993,14(3):123 J.N?ct.Agric.Sci. 1 袅40'C条件下莱阳橐果实舍 鼍量的变化() 量(kGy) 烈定日期 O.3D. 6O81. O 1988-09一IT0.14O.14O.1ZO.140.14 1084-01一IT0.08O.05O. 08O090.0B 呼吸强度上升.由此可见,辐照处理不同程 度地干扰了果实自身的生理代谢活动. 在本试验条件下,辐照处理没有影响果 实中维生素c,还原糖总糖和酸含量的正 常变化规律. 辐照处理对莱阳梨果实褐心病的影响, 有待进一步研究. 参考文献 1华南农学院主编.果品贮藏加工学.北京;农业出版 社,1981.71--'/8 39 2赵克俭苷.园艺.L08T,l4(1);35— 3刘立明等.辐射研究与辐射工艺,1989,7(2); 5i--55 4赵克俭等.辐射研究与辐射工艺.I98,5(4); 29--35 (收稿日期;l993-01—14) 荽因辎移 因技术 在小麦诱变育种中的应用初探 厶 胡小元施巾帼王琳清于凤义 -————. ., ——?, '中国农业科学院原子能剥用研究所北京100094) 实验通过同位素示踪和杠艺性状基因转移表连两个方面, 奉研咒得到张孔}l舌主持的非配融旨转移基因研究的专项经黄支助 5f'/2'/o7' 对非配子融合基因枝 一 l23— 木在诲莨育种实践中立甩的可行性,进行初步研完.结果表明:利甩此技术转移 遗传物质的方法是可行有效的质量性状基因较数量性状基因容易进行转移 关键塌:同位素小麦非配子融合转移基因 根瘤农杆菌作为DNA转移系统的载体,花粉授粉待种子成熟后取样(20粒)在 已使高等植物中的双子叶植物基因的转移获FJ-2600低本底,B计数器上测定放射性活 得成功.但与人们生活有密切关系的单子叶度. 植物,如小麦.玉米,水稻等作物,由于尚未拽后代处理第1代种子按处理点播,与 到理想的载体.其基因的转移还需探索其它对照比较,淘汰无变异株,收取变异株.第 途径".基于花粉粒可以吸收外源DNA片2代及以后世代根据转移目标性状进行选择. 段而逐步发展起来的非配子融合转移基因技 术,已在高梁上获得成功".但在小麦诱变结果与分析 育种实践中利用该技术的研究未见报道.我 们从1986年开始,通过同位素示踪和农艺佳1."CO2标记效粜 状基因转移表达两个方面,对其在小麦诱变分别取花粉母细胞处于单核,双核和三 育种实践中应用的可行性进行了初步研究.核期的植株,按上述方法标记,匀浆,授粉及 测定.其结果如表1所示.标记活度与花粉母 材料和方法细胞所处分裂时期有关.以单核期标记的效 果最好.此时正是核物质合成的旺盛时期. 实验材料原冬3号,原冬772,原冬96三核期标记效果最差,此时花粉已近成熟, 等辐射诱变育成的品种.核物质的合成速度减慢.3个时期标记植株 匀浆的制备取尚未成熟的花药,置于的放射性活度都高于未标记样品.因此在单 匀浆器中.加等体积的磷酸蔗糖缓冲液(0.1核期用"CO标记遗传物质的方法是基本可 M磷酸缓冲液配成的O.25M蔗糖液,PH7.2)行的. 匀浆到细胞完全破碎.然后,用毛笔将匀浆取标记后的Fl代种子浸泡.待种皮软 涂于受体株的柱头上(按常规方法去雄套化后将其除去,测定放射性活度,结果如表2 袋),再授以受体謦尊谭搏每m莩.虽鉴专庹前后粒的放射性活度有明 以防混杂..:':蔓毫,恒两蠹旱高度蠡(f=日.9脚). "CO标记厦测定选择大小和叶龄相去种皮前后,经标记女疆里的种子,1其放射性 同的未抽穗植株.每天上午9:00进行标活度均比未标记种子高很多,差异达到极显 记.待抽穗后取其花药(粉),按上述方法着水平.说明测到的放射性并不仅仅来自 制取匀浆,涂于受体柱头上.再用受体株的种皮污染,而有相当大前部分来自种子内 , ,《裹1花粉母细臆不同时期的标记结果(cpm)(198T) 对照 标记时期X 样品l本底 11 - jj 单按期55.82935.e55.661.434.054.2士L8.1 双棱期35T23031.823.T2T.72382"/.6士52 三核期l1.15.T.6l6921.923.114.4?6. 1 —l24— 1 l 裹2F种子去种皮前后的藏射性话t(cpm)(1988) 取样时间X空白Xt..?i 击种皮前I8.8,..Ie. sI3. 147L{.31499.7{. 93.1 击种皮后8.05.3.25.B6.55.0633.{33S.1 部.在受精过程中,确有一部分外源物质随 受精过程进八了子房, 不同叶位及次数标记的结果如表3所示. 讨照A是用标记花粉直接授于受体柱头,即直 接杂交的结果.对照B是用标记花粉的匀浆 荣于已受精的受体柱头上对照B的放射性 活度最低,再次说明种皮污染只是处理样品 上放射性的一部分.对照A的放射性活度远 高于空白对照与本底,也高于对照B,说明 经标记处理后,花粉粒的精核中的确存在着 放射性.对照A的放射性活度低于处理,可能 是由于处理样品的种皮污染高于对照A.由 上结果可知,随着标记次数增多,其放射性 活度相应增强.在标记时,使用婚剂量越大. 其放射性活度也就越高.标记旗叶与储2叶 的效果基本一致,但标记倒2叶的效果稍好. 说明早期标记的效果较好,即在花粉母细胞 的分裂期标记较为合适;"C0z标记物质参 与了棱物质的合成,并且在受精过程中随花 粉管进八了子房. 裹5不同叶位殛不同次数标记的放射性潮量结果(cPm)(1988) 标记1次标记2次来标记 供试植株 赢峙倒2峙旗叶l倒2峙原冬s直交本寓 处理t原冬3号十标记花柑匀浆1×原冬3号9.I103.0235.0l261.e 对照A'原冬3号x标记花粉5gT82rj140.BIlz5.0 对照B(原冬3号自交后涂标记花柑)54.254.558.4TT. 15.8I3.1 2.性状基蜀转移的苗果 对照A受体柱头上直接涂以匀浆,不授 任钶花粉,共做lO个组合106多个穗子,均 未结实.说明匀浆中无完整的花粉粒,实验 过程中去雄及隔离严格,无自交与杂交.也 说明花粉匀浆对结实无刺激作用. 对照B受体柱头上直接涂上匀浆缓冲液 雷授以受体花粉,共做20穗,虽都结实,但 后代表现与受体亲本完全一样.说明匀浆缓 冲液对F代种子无诱变效应. 对照C受体与供体直接杂交,其后代供 与处理后代进行比较,以便淘汰杂种. 性状基因转移的结果如下: (1)牲色原冬06是稳产丰产性较好 的抗病品种,但由于种皮发红而影响其推 广利用.利用原冬3号,临5694等白粒品种,对 其进行改良.共做3个组合,结籽500多粒. 按组合种植.在各个组合中都出现了白粒性 状,但频率较低(1一3).以原冬96,+原冬 3号的处理组合较好(表4).这些白糖株的株 型,穗型,叶色,芒性等农艺性状与母本株无 形态上的差别.挑选这些白粒株继续种植,经 3代观察,性状能遗传下去.原冬06+碌冬3 号的后代选系,在1991年品系鉴定中位于55 个品种的第20位,比对照品种原冬3号增产 9.3.1992年继续实验,产量位于0个品 系的第8位,比对照丰抗8号增产5.6.这 种既综合了供体亲本的个别优点而又保持母 本原有特性的结果,经与对照C比较.不可 能是杂交产生的. 一 l25一 ??rll 裹4麓色,眭责t园转移的结祟 供体 受体原冬3号临56%4矮66原冬3号83末8临5694 总椽数l白粗株总椿数l白粒株总株数白粒株总株数硬粒株总株数硬粒袜总株数 硬粒擗 舅《冬06mle2olI3: 赢冬77z l a75 (2)牲质碌冬772为早熟白粒突变品 种.由于粉质而影响其利用价值,用原冬3 号等品种怍供体处理,共结籽200多粒.按 组合种植,后代中共出现4株硬粒株,其形 杰指标与原冬772无明显差别,仅是获得了 供体亲本硬质型籽粒的特点.经3代种植均 无分离,且旗质性状能保持下去.经与对照 C比较,证明硬质性状的表现是外源基国作 用的结果. (3)接扦基因针对原冬3号茎秆较高 的缺陷.用4个矮秆品种作矮源,共做80穗, 结粒1000多粒.按组台种植,选择矮秆株. 连续3年观察比较,未发现矮秆变异出现(表 5).株高是一数量性状,由多基因控制,因 而转移教果不如粒色粒质等质量性状. 囊5螺秆性状转移的结果(单位:cm) 年度 叫l崤 l086 巨谁l958(4)恢复基因为了改良小麦恢复系 豫恢3号的某些特性,进行了恢复基因转移的 实验用原恢3号的花粉匀浆涂给野O3不育 系(西藏半野生小麦细胞质),再授以相应 保持系的花粉.结果在FI代出现了l株可 育株,除育性外,其他性状与受体亲本野O3 完全相同.F:代可育株后代继续出现可育 株,无其他性状分离.这些可育株对本所培 一l26一 育的新不育系8sEA具有极好的恢复性,恢 复结果与骧恢3号相同. 讨论与结论 花粉粒可阱吸收外源DNA片段,这已 被Hess于1975年所发现并证实】.张孔溉 等?利用此方法曾使失去双受精机制的高 梁恢复系花粉匀浆物质参与了不育系X保持 系的授粉过程,得到了具有恢复系可育特性 以及保持系不育系和恢复系三者特性的后 代.本实验应用该技术转移了粒色,粒质 育性的性状基因.经与相应的对照比较,证明 这些基因转移引起的性状改变,不是杂交所 引起的,也不是由匀浆缓冲液诱变产生的. 利用"CO:标记方法明显地看出,有一定的 外源核物质在双受精过程中被导八供体亲本 的子房中这些外源核物质由于取自供体的 花粉,其遗传物质比较丰富,因此被导八的 概率较大.从已获成功的实例来看.一旦性 状基因被导八,一般都能遗传下去.说明遗 传物质的导八是可能的,也是有效的.由本 实验结果可以看出,矮秆等数量性状由于受 多基因控制,鉴定指标不明显,因而转移效 果不理想.而粒质粒色和育性等质量性状, 由于受控基因数目少,容易鉴别,转移的效 .利用辐射诱变 果比较明显,也较容易成功 能使小麦产生各种有用的基因突变,迫切需 要一种有效的方法把这些有用变异综台于某 个优良品种中,从而克服该品种的某些缺. 非配子融合转移基因的技术,恰好能达到某 一 f花生,毛铝j},调( 些基因转移的效果.由于该技术简单实用, 成本小.见效快,可能是进行突变性状转移的 有效手段之一.但此方法还不能选到定向转 移的目的.有待进一步发展. 核杜学通报1993,14(3);127—129 ,. Nuc1.Agrie.Sci. 参寿文戗 ICaplo皿Aeta1.Science.1985.222I815 2张孔括等.遗传.1口82.9(3)t2o9—2l3 3HeS$D.Pflanzenphysio1.1980.98I$2l (收稿日期:1l993-01—14) 植物生长调节剞784-1 在花生上的残留动态 余美炎申秀珍王同燕 s (1山东省农业科学院原子能农业应用研究所济南~50100) 植物生长调节剂78垂-1已在我国广泛应用,增产效果显着.本斫宄应用?C标 记784-1研究了其在花生上施用的残留动态,为安奎施用784-I提供了科学依据. 关蕾蜀:植物生长调节荆花生残留 植物生长调节剂784-i(3-(2-吡啶 基)一丙醇)是一种高效,低毒,应用范 围较广的植物生长调节剂,在我国广泛应用 于花生.大豆和果树等作物.增产效果显 着.近年来,其施用面积和范围不断扩大, 仅东北地区在大豆上的施用面积已逾40万 hm.但对784-i在农作物上的残留及安全施 用标准.尚未进行系统研究.为保证食用安 全.以"C示踪技术对784-1在花生上的残留 动态进行了研究.为安全施用提供科学依据. 播种前每盆施用1.27g尿素,5.83g过磷酸钙 ,同15kg土壤充分混匀后装盆. 和1g硫酸钾 将"C-784-1配制成有效浓度为1oo, 200.300和20OOppm的溶液.将花生种子在 上述溶液中分别浸泡3h.捞出阴千,播种于 备好的瓷盆内.每盆2颓.重复4次.除200 ppm处理分团棵期花针期结荚期和成熟 期取样分析残留动态外.其余处理皆在成熟 期一次取样.样品经烘干称重粉碎后.用 FJ-21O1型双遭液体闪烁计算器测量.经放 射性校正后,进行数据分析. 材料与方法 结果与讨论 试验采用盆栽方式,在本所放射性盆栽 场进行.供试土壤为济南褐土.供试花生品种1.檀物生长调节剂784-1在花生上的 残 为鲁花8号."C一784—1由中国农科院原子能冒动态 所提供,放射性比活度0.059.ci/vtl,化学从表1可以看出,2OOppm784-i溶液 含量>90%.供试瓷盆直径26cm,高33ClTI.浸种处理,784-1在花生植株体内的积 累随 一 l27一 l弋