浙江大学水稻诱变育种回顾与研究动态

本文回顾了本所水稻诱变育种 38年来的研究概况、育种成就及在标记辅助选择技术改良新型优质稻米和Bt抗虫转基因水稻培育等方面的最新进展 ,同时介绍了采用的育种途径和“九五”

高比活度[苯环-^(14)C]-环磺酮在好氧土壤中的降解转化研究

环磺酮是一种4-羟基苯丙酮酸双加氧酶(HPPD)抑制剂类除草剂,研究环磺酮在好氧土壤中的降解规律对其环境安全性评价具有重要意义。本研究以高比活度[苯环-^(14)C]-环磺酮为示踪剂,综合运用同位素示踪法并有机结合液相色谱-高分辨质谱等现代仪器分析方法,研究并明确了环磺酮在好氧土壤中的主要降解产物、降解途径及降解产物含量随时间的变化规律。结果表明,在好氧培养条件下,环磺酮母体在红壤土、潮土、黑土和褐土4种供试土壤中的降解均符合一级动力学模型,其半衰期分别为13.18、5.05、10.49和2.82 d;环磺酮在4种好氧土壤中均存在M1、M2和M3三种主要降解产物,并推断了其在好氧土壤中的降解途径;除潮土120 d采样点外,在整个培养过程中,4种土壤中降解产物含量均表现为M2(0.5%~60.8%AR)>M3(0.0~10.0%AR)>M1(0.0~3.9%AR)。本研究结果为环磺酮的环境安全性评估提供了基础数据和科学依据。

不同品种马铃薯全粉蛋白质、氨基酸和矿质元素营养成分差异研究

为研究马铃薯全粉的营养价值,本文测定了14种马铃薯全粉的蛋白质、氨基酸和矿质含量。结果表明:在相同的生长环境下,不同马铃薯品种的营养成分存在显著差异。总蛋白含量平均值为9.81 g/100 g,变幅为7.89~11.81 g/100 g。方差分析结果表明不同肉色马铃薯的蛋白质含量无显著差异。总氨基酸含量平均值为75.70 mg/g,变幅为53.05~98.05 mg/g,必需氨基酸含量占总氨基酸含量的25.23%~46.20%。各氨基酸间的相关性分析表明,除了Tyr和GABA与较多氨基酸的相关性不显著外,其他氨基酸之间都存在显著正相关。在矿质元素含量方面,Fe与Zn元素之间存在显著正相关;Ca元素与Fe和Cu元素呈显著正相关,与Mn、Ni和Se元素呈显著负相关。研究各种马铃薯的成分含量,有助于帮助人们选择不同营养品质的马铃薯,并根据食品加工的需要选择马铃薯品种,也为马铃薯营养品质育种提供理论依据。

数据驱动的中温隔热陶瓷管件结构优化设计及性能评估

随着中温区电加热的电子产品和家电用品不断涌现,低成本的高效保温隔热材料研究日益成为热点。如何确保管路内部快速升温并避免外表温度大幅波动,有效提高能源利用率,是保温隔热材料领域的挑战。据此,本研究以低熔点玻璃助烧结的镁橄榄石、莫来石、珍珠岩和磷酸锌等复合物陶瓷为对象,从数据驱动的壁内多孔结构隔热管件优化设计出发,开展陶瓷隔热管件三维打印制造,通过显微结构和力学性能分析,并围绕管件的导热、隔热影响因素评估,系统考察了该类新型隔热管件的理化、力学和隔热性能及影响关系。结果表明,通过对沿管壁环绕的矩形大孔高度调控(400~1 200μm)、管腔内热源区的管壁倍增(1.2 mm×2 mm)以及有机微球造孔剂引入(~9%),同时通过烧结温度控制(700~750℃),可以显著改善热流出口区的温度水平(~20℃),并显著优于不锈钢真空隔热管的出口温度。研究结果表明,增材制造复合陶瓷管件具有优良的综合性能以及较低的原料成本,使得多孔陶瓷隔热管件在中温隔热领域具有广阔的应用前景。

转Bt基因水稻克螟稻杂交转育后代农艺性状的研究

对转 Bt基因水稻与常规品种的杂交后代进行了 GUS活性的组织化学分析和农艺性状考察。结果表明 ,报告基因 gus与抗虫基因 cry1Ab是连锁遗传和协同表达的 ,利用 GUS组织化学染色法可快速筛选抗虫杂种植株 ;无论是籼粳交 ,还是粳粳交后代 ,抗虫和感虫的两类植株间在株高、穗长、单株分蘖数、播始历期和千粒重等主要农艺性状上无显著差异 ,这无疑为利用

Bt水稻“克螟稻”稻米毒理性评价研究初报

经大鼠急性中毒试验确定 ,转Bt基因抗虫水稻稻米属无毒级。大鼠 90d喂养结果显示 ,各试验组大鼠体重、进食量和食物利用率与对照组均无显著差异。对大鼠肝、肾、胃、肠及睾丸进行组织切片检查 ,均未见病理性改变。大鼠脏体比、血象及血生化指标均在正常范围内 ,试验组与对照组无明显差异。

应用近等基因系研究Bt基因对水稻性状表现的影响

以密阳46(MY46)为轮回亲本,采取连续回交,结合GUS标记基因辅助选择技术,育成了Bt基因近等基因系抗螟虫密阳46(RIMY46).经考察,RIMY46及其所配杂种II32A/RIMY46的GUS反应和PCR检测均为阳性,且高抗螟虫.在早期营养生长阶段,RIMY46苗高比MY46低,分蘖数比MY46少,表明纯合态Bt基因对纯系植株的前期生长进程有一定延缓作用,这种影响随着植株长大而减小,最终除导致抽穗延迟和整精米率降低外,对其余8个农艺性状和9个稻米品质性状的影响则均不显著.比较Bt近等基因系所配杂种II32A/RIMY46和II32A/MY46有关性状的表现差异,结果则发现杂合态Bt基因对杂种F1性状表达均无明显的负作用.

实用转绿型叶色标记不育系白丰A的应用研究

用γ射线诱变Ⅱ 32B干种子 ,筛选出苗期转绿型叶色突变体 ,并经回交选育 ,获得带转绿型叶色标记不育系白丰A。经考查 ,白丰A苗期第 1～ 3叶表现叶片或叶缘白化 ,白化程度前 2叶相对较高 ,4叶期开始转绿。该叶色突变性状受隐性单基因控制。白丰A主要花器性状和不育特性与Ⅱ 32A相似 ,配合力仍保持Ⅱ 32A的强优特点。不论稀播或密播 ,白丰A苗期生长均略慢于正常绿苗对照 ,但不会造成竞争致死。模拟杂交稻生产和制种繁种 ,表明利用苗期叶色标记结合人工去杂 ,可有效提高田间纯度。

水稻高无机磷突变体的筛选和培育技术研究

以3份水稻诱变群体为材料,详细研究了M2～M5代高无机磷(high inorganic phosphorus,HIP)种子出现的频率和传递特征.这些材料来自含水量约13.5%的水稻干种子用300 Gy 60Co伽玛射线(剂量率0.8 Gy/min)处理,或经250Gy处理后再对其萌动种子用1×10-3 mol/L的NaN3溶液常温下处理2 h所得M1的后代.在96孔V型酶标板上,设置5个用KH2PO4配制的标准P溶液,浓度相当于种子磷含量0.00、0.15、0.46、0.93和1.39 mg/g.分析时每个单株分析8粒种子,无机P(iP)高于0.46 mg/g的籽粒称为高无机磷(HIP)种子,出现至少1粒HIP M3种子的M2单株称为HIP M2单株,M3及高代由此类推.研究发现,从HIP M2单株衍生的M3株系中,HIP株系数要少于HIP M2单株数.但是多数M3 HIP株系后代都获得了更高代的HIP株系.根据M3和M4HIP株系数推算,水稻HIP突变的实际频率可达0.1%左右.已从籼稻协青早B和粳稻秀水110中各选得一个HIP纯合突变系HIPi1和HIPj1.对HIPi1糙米中各种磷素定量分析表明,突变体中植酸磷含量较对照下降约35%,无机磷含量上升约3.5倍,而总磷基本不变.最后提出了水稻HIP突变体诱发、筛选和选择的基本方法和程序.

用EST-SSR标记对茶树种质资源的研究

采用16对EST-SSR引物对42份茶树品种资源进行了分析。在这些引物中，有13对可扩增出清晰条带，其中10对引物具有多态性，占76．9％。各多态性引物的PIC值变化范围为0．522～0．866，平均PIC值为0．730。10对多态性引物共检测到84种等位基因型和74个等位变异，每对引物可检测到基因型和等位基因数分别为4—12和3～10种。42份供试材料间遗传距离为0．074～0．667，平均遗传距离为0．363，说明本实验所测试的材料具有较广的遗传变异。在相似系数为0．55的水平可将这些材料聚为3类，多数材料包含在第一类中。本研究表明，利用EST-SSR标记进行茶树资源评价是有效的。

转Bt基因水稻稻米的诱变活性研究

利用微核、精子畸变和Ames试验检测了转Bt基因水稻稻米对小鼠骨髓嗜多染红细胞(polychromatic erythrocytes,PCE)微核率(micronucleus frequency,MN%)和小鼠精子畸形发生率(sperm malformation rate)及组氨酸营养缺陷型鼠伤寒沙门氏菌株回变菌落数的影响。结果表明,在本实验条件下,Bt水稻稻米对小鼠体细胞和性细胞均无诱变活性,且无剂量效应;该受试物对TA97a、TA98、TA100和TA102菌株无论在有无代谢活化系统存在的条件下,各剂量组回变菌落数均处于正常水平。

Bt转基因抗虫粳稻品种选育中若干问题研究

以Bt转基因水稻“克螟稻”为供体,与农艺性状优良的粳稻品种杂交,对杂交后代抗虫品种选育中GUS组织染色辅助选择、农艺性状选择对Bt基因纯合影响、混合选择与外源基因传递、及自然抗虫鉴定选择效果等方面作了研究,结果发现采用系谱法并结合GUS组织染色辅助选择的Bt转基因粳稻育种效果为最佳.经8代系谱选择,育成了3个集高产和抗虫于一体的优良粳稻新品系.

水稻矮生基因的克隆和功能研究进展

矮生性是水稻最重要的农艺性状之一。矮秆基因参与水稻一系列的生理、生化过程,水稻矮生性基因的克隆和功能研究,对了解水稻矮秆性状与产量的关系十分重要。通过介绍水稻矮秆基因的类型和概念,对已克隆的水稻矮秆基因按功能分类详细列举了它们的结构、功能与经典遗传学的关系以及在育种上的利用价值。

富铁水稻研究进展

本文简述了水稻品种间铁含量的差异性及其遗传控制,综述了采取提高铁绝对含量及增加其生物有效性开展富铁水稻的研究进展,包括常规育种、诱变育种、转基因技术。对富铁水稻研究中存在的问题及诱变技术在该方面的应用前景也作了探讨。

转基因及常规水稻幼苗对潮霉素敏感性的研究

研究了转基因及常规水稻幼苗叶面喷施潮霉素B溶液后的反应。结果发现,常规水稻吸收潮霉素B后,叶片会出现以褐斑为特征的中毒症状。在50～100mgL浓度范围内,褐斑的数目和面积随时间和浓度的增加而增加,溶液中滴加DMSO可提高潮霉素对稻苗的毒性。浓度在75mgL及以上时,喷后第7天,处理的所有幼苗都出现症状。而浓度在50mgL时,个别幼苗经处理后未出现中毒症状。在上述浓度范围内,带潮霉素磷酸转移酶基因(hpt)的Bt转基因水稻(克螟稻)幼苗均未出现中毒症状。苗期鉴定与抽穗前后成株期鉴定的结果相一致。讨论了叶面喷施潮霉素B溶液在转基因水稻育种和筛选潮霉素敏感转基因水稻突变体中的可能应用。

用糙米粉代替精米粉测定淀粉粘滞性的效果研究

研究了利用糙米粉代替精米粉测定 RVA谱的效果 ,发现用 3.0 g的糙米粉测得的 RVA谱的最高粘度、热浆粘度和冷胶粘度约是用 3.0 g精米粉相应值的 76 % ,而用 3.3g糙米粉测定的 RVA谱则基本与用 3.0 g精米粉测得的 RVA谱相近。在育种中 ,用糙米粉代替精米粉测定 RVA谱可节省大量的人力和物力 。

cpcHID操纵子序列用于钝顶节旋藻品系分类与鉴定的研究

克隆并测定7株钝顶节旋藻品系的cpcHID操纵子序列,以及16SrRNA和16S-23SrRNA转录单元内间隔区(ITS)序列,进一步通过生物信息学和分子系统学等研究发现:(1)7株品系的cpcHID序列,以及16SrRNA和ITS序列具有很高的相似性。(2)基于7株品系cpcHID序列的GC含量绝对偏差平均值、碱基变异率和遗传距离系数普遍比基于16SrRNA和ITS序列的大。(3)基于cpcHID序列的分类结果与基于16SrRNA和ITS序列的十分相近。因此,cpcHID可作为节旋藻等蓝细菌分类与鉴定的一种新的分子标记,特别是以其丰富的信息量而在品系水平的分类鉴定中占有优势。

用近红外反射光谱技术测定精米粉样品表观直链淀粉含量的研究

以约3g精米粉为测试样品，研究了用近红外反射光谱（NIRS）技术测定稻米表观直链淀粉含量（AAC）的效果及影响校正的一些因素。对3种不同回归统计分析方法校正效果的差异比较表明，用修正的部分最小平方法（MPLS）、部分最小平方法（PLS）和主成分回归法（PCR）进行AAC校正时，校正标准误（SEC）、交叉检验标准误（SECV）和检验工作标准误「SEP（C）」均呈上升趋势，分别为o83、1．75和1.o9（MPL）；1．73、1．98和1．74（PLS）以及229、256和1．72（PCR）；相反，校正决定系数R2和检验决定系数RSQ呈下降趋势，分别为o．983和o．91（MLPS）；o．927和o.84（PLS）以及o．87o和o．84（PCR）。由此可见，用MPLS技术建立AAC回归方程效果最佳。而从两种校正群体选定方法对校正效果的结果看，用软件程序SELECT根据样品光谱特征选定的校正群体和用AAC测定值按比例选定的校正群体，在建立AAC回归方程时，前者的SEC、SECV和SEP（C）均比后者要小，而R2和RSQ相仿，表明根据光谱特征选定校正群体效果略好。

辐照改良水稻淀粉特性的研究

以相似AAC的不同类型水稻 (籼稻、粳稻和杂交稻 )和不同AAC早籼稻品种为材料 ,研究了辐照对淀粉粘滞性、理化品质和淀粉颗粒的影响。研究表明 ,最高粘度 (PKV)、热浆粘度 (HPV)、冷胶粘度 (CPV)、消减值 (SBV)和回复值 (CSV)等 5个RVA谱特征参数随剂量增加均显著下降。辐照明显降低了低AAC品种、糯稻和中等AAC品种的AAC ,但对高AAC品种的AAC影响不显著。辐照对碱消值 (ASV)无影响 ,但最高粘度时间 (PKT)随剂量增加而下降。胶稠度尤其是高AAC的胶稠度 (GC)随剂量增加明显提高。胚乳内淀粉颗粒经辐照处理也有所变形。结果表明 ,辐照可提高稻米食用和蒸煮品质。

稻米功能性成分育种研究进展

本文介绍了稻米中主要功能性成分 ,概述了富含铁、钙和锌、富含 β 胡萝卜素、富含必需氨基酸、低水溶性蛋白及新型胚乳等稻米成分方面的研究进展 。