甲基磺酸乙酯对水稻花药离体培养效应的研究
高三生物一轮第七单元 单元检测
第七单元 单元检测一、单项选择题(本题包括20小题，每小题1.5分，共30分) 1．下列关于基因突变的叙述中，错误的是( )A ．基因突变是指基因结构中碱基对的增添、缺失或改变B ．基因突变是由于基因中脱氧核苷酸的种类、数量和排列顺序的部分改变而发生的C ．基因突变可以在一定的外界环境条件或生物内部因素的作用下引起D ．基因突变的频率是很低的，并且都是有害的 2．(2011·天津卷，4)玉米花药培养的单倍体幼苗，经秋水仙素处理后形成二倍体植株。
如图是该过程中某时段细胞核DNA 含量变化示意图。
下列叙述错误的是( )A ．a ～b 过程中细胞内不会发生基因重组B ．c ～d 过程中细胞内发生了染色体数加倍C ．e 点后细胞内各染色体组的基因组成相同D ．f ～g 过程中同源染色体分离，染色体数减半 3．下列属于染色体变异的是( )①非同源染色体的自由组合 ②染色体上DNA 碱基对的缺失、增添或改变导致生物性状改变 ③花药离体培养后长成的植株细胞核中染色体数目减半 ④四分体中非姐妹染色单体之间相应部位的交叉互换 ⑤21三体综合征患者细胞中的第21号染色体有3条A ．③④⑤B ．②④C ．①②④D ．③⑤4．下面对基因突变、基因重组和染色体变异的比较中，叙述不正确的是( ) A ．基因突变是在分子水平上的变异B ．染色体结构变异可通过光学显微镜观察到C ．基因重组没有产生新基因D ．基因突变和染色体结构变异最终都会引起生物性状的改变5．离体培养的小肠绒毛上皮细胞，经紫外线诱变处理后，对甘氨酸的吸收功能丧失，且这种特性在细胞多次分裂后仍能保持。
下列分析中正确的是( )A ．细胞对氨基酸的需求发生变化B ．细胞膜上的载体蛋白缺失或结构发生变化C ．细胞壁的结构发生变化，导致通透性降低D ．诱变处理破坏了细胞中催化A TP 合成的相关酶系 6．(2011·安徽卷，4)人体甲状腺滤泡上皮细胞具有很强的摄碘能力。
水稻种子化学诱变剂EMS浓度筛选研究
突变频 率 和突 变类 型 。 １ ． 三代 （ 。材料 的种 植 与观 察 ．３ ３ Ｍ） 三代 材 料 按 Ｍ 突 变 株 系播 种 、 植 ， 个 突 变株 系 种 ２ ， 田间 生 长 期 间对 种 每 行 在 突变 性状 的稳 定性 、 离状 况 等进行 观察 。 分 １ ． 四代 （ 以上 材料 的 种 植 与观 察 ．４ ３ Ｍ） 种 质 资源基 因库 。 方 法 与 Ｍ 材 料 ， 相 同 ， 用数 码摄 像机 记 录突 变特征 ， 并 同时 收获 种 子保 存 于
变化。
１ ． 当代 （ ）材料 的种植 ．１ ３ Ｍ，
收 １ ～２穗 。
诱 变材 料按 处 理 编号 、 播
基金项 目： 宁夏 自然基金 项 目资助 （ Ｚ ９ ５ ； Ｎ ０ ８ ） 国家 自 然科 学基金项 目
资助 （１ ６ １５） ３００８ 。
种 ，５ｄ ２ 后移栽至本田， 单本插植 ， 成熟后分单株收获 ， 每株 １ ＿ 二代（ ．２ ３ Ｍｌ 材料的种植பைடு நூலகம்观察 二代材料按 Ｍ 单株
至 大 田。
１３ 诱变 材料 的种 植与 观察 ． Ｅ ＭＳ处 理后 的种 子种 于 田间 ， 收获 Ｍ 种子 。第 ２年 收
获 Ｍ 代 ， 田间仔 细 观 察 育 性 、 蘖 、 在 分 穗部 形 态 、 高 、 株 熟 期、 形、 株 叶色 、 片形 态 、 器 、 粒 及茎 秆 颜 色 等性 状 的 叶 花 谷
１２ Ｅ ． ＭＳ处 理 方 法
①先 用 蒸馏 水浸 泡种 子 ５ｈ换 Ｅ Ｓ 液浸 泡 过夜 （ ， Ｍ 溶 约 １ ）清 水 冲洗 ４ｈ 然 后 放 入加 水 的培 养皿 中 ３ ２ｈ ， ， ７℃培养 过夜 ， ２ 第 天播 种 在 土上 ， 长 出 ４～ 个 叶 片后 移 栽 至 大 待 ５ 田。②用 Ｅ Ｓ 理直 接处 理水 稻 干种 子 ，Ｍ 溶 液浸 泡过 Ｍ 处 Ｅ Ｓ 夜 （ １ ）清 水 冲洗 ４ ， 约 ２ ， ｈ 然后放 入加 水 的培 养皿 中 ３ ｈ ７ 培 养 过夜 ， ２ 播 种 在土 上 ， 长 出 ４ ５个 叶 片后 移 栽 第 天 待
利用EMS诱变创制抗除草剂粳稻新种质
河南农业科学,2021,50(4):8-16Journal of Henan Agricultural Sciencesdoi :10.15933/ki.1004-3268.2021.04.002收稿日期:2021-01-18基金项目:国家重点研发计划项目(2017YFD0100400,2016YFD0100101)作者简介:王付华(1966-),男,湖南祁阳人,副研究员,博士,主要从事水稻分子育种工作㊂E -mail:wangfuhuahunan@ 通信作者:尹海庆(1965-),男,河南南阳人,研究员,主要从事水稻分子育种工作㊂E -mail:yinhq98@利用EMS 诱变创制抗除草剂粳稻新种质王付华1,李自超2,王㊀亚1,付㊀景1,杨文博1,尹海庆1,王生轩1,王越涛1,白㊀涛1,张㊀珍3(1.河南省农业科学院粮食作物研究所,河南郑州450002;2.中国农业大学农学院,北京100193;3.河南省农业科学技术展览馆,河南郑州450000)摘要:为了创制抗除草剂水稻新种质,用EMS (甲基磺酸乙酯)溶液浸泡郑稻19干种子,在M 2幼苗三叶期分别喷施112.5g /hm 2的甲咪唑烟酸和60g /hm 2的烟嘧磺隆,14d 后筛选抗除草剂突变体,并对突变体ALS (Acetolactate synthase )基因序列进行分析,找出ALS 基因突变位点㊂结果表明,喷施甲咪唑烟酸14d 后,抗除草剂植株生长正常㊁叶色偏绿,敏感植株黄化㊁生长受抑制;喷施烟嘧磺隆14d 后,抗除草剂植株表现前期受抑制,但能缓慢恢复㊂用甲咪唑烟酸筛选63000份M 2家系,获得抗除草剂突变体6份(HF1 HF6),包括2种ALS 氨基酸突变类型:Ser -627-Asn 和Gly -628-Glu ㊂用烟嘧磺隆筛选M 2家系30000份,获得抗除草剂突变体2份(HF7 HF8),包括2种ALS 氨基酸突变类型:Pro -171-Ser 和Ala -179-Val ㊂在M 2筛选到1个特定ALS 碱基突变平均需23250份M 2家系㊂筛选到的抗甲咪唑烟酸突变体HF1(Gly -628-Glu )和HF2(Ser -627-Asn )在1倍大田常规除草剂剂量(112.5g /hm 2)下鲜质量减退率分别为13.09%和20.03%,显著小于郑稻19(P <0.05);在8倍大田常规除草剂剂量(900g /hm 2)下突变体仍能正常生长,表现强的甲咪唑烟酸抗性㊂对HF1㊁HF2分别喷施30g /hm 2和60g /hm 2烟嘧磺隆,其鲜质量减退率分别为24.81%㊁13.13%和34.13%㊁28.01%,显著小于郑稻19(P <0.05),表现一定的烟嘧磺隆抗性㊂综上,筛选到8份抗除草剂突变体材料,2份抗烟嘧磺隆,6份抗甲咪唑烟酸,其中2份抗甲咪唑烟酸突变体兼具烟嘧磺隆抗性,创制的抗除草剂材料可用于选育非转基因抗除草剂品种,也可作为创制ALS 多位点突变种质的基础材料,进一步增强突变体对除草剂的抗性㊂关键词:粳稻;抗烟嘧磺隆;抗甲咪唑烟酸;抗除草剂;EMS 诱变;种质创建中图分类号:S511㊀㊀文献标志码:A㊀㊀文章编号:1004-3268(2021)04-0008-09New Herbicide-Resistant Japonica Rice GermplasmsCreated by EMS MutagenesisWANG Fuhua 1,LI Zichao 2,WANG Ya 1,FU Jing 1,YANG Wenbo 1,YIN Haiqing 1,WANG Shengxuan 1,WANG Yuetao 1,BAI Tao 1,ZHANG Zhen 3(1.Institute of Cereal Crops,Henan Academy of Agricultural Sciences,Zhengzhou 450002,China;2.Agricultural College,China Agricultural University,Beijing 100193,China;3.Henan Agricultural Science and Technology Exhibition Hall,Zhengzhou 450000,China)Abstract :In order to create new herbicide-resistant rice germplasms,the dry seeds of Zhengdao 19were soaked in ethylmethane sulfonate (EMS )solution.At three-leaf stage,M 2seedlings were sprayed with imazapic(112.5g /ha)and nicosulfuron(60g /ha).The herbicide-resistant mutants were screened after 14days.The ALS (acetolactate synthase )gene sequences of mutants were analyzed to find out the mutation sites.The results showed that the herbicide-resistant plants grew normally after spraying imazapic,the leaf kept green,while the leaves of sensitive lines yellowed,and their growth were inhibited;after spraying nicosulfuron,the growth of herbicide-resistant plants were inhibited in the early stage,but㊀第4期王付华等:利用EMS诱变创制抗除草剂粳稻新种质could recover slowly.A total of63000M2lines were screened with imazapic,and6imazapic-resistant mutants(HF1 HF6)were obtained,including two types of ALS mutations,Ser-627-Asn and Gly-628-Glu.A total of30000M2lines were screened with nicosulfuron,and2herbicide-resistant mutants (HF7 HF8)were obtained,including two types of ALS mutations,Pro-171-Ser and Ala-179-Val.To obtain a specific ALS nucleotide mutation,an average of23250M2lines were needed to screen.The fresh weight reduction rates of imazapic-resistant mutants HF1(Gly-628-Glu)and HF2(Ser-627-Asn)were 13.09%and20.03%respectively after spraying1time the conventional herbicide dose(112.5g/ha), which were significantly less than that of Zhengdao19(P<0.05);the mutants could still grow normally after spraying8times the conventional herbicide dose in the field,showing strong resistance to imazapic herbicides.The fresh weight reduction rates of mutants HF1and HF2were24.81%and13.13%after spraying30g/ha nicosulfuron,and were34.13%and28.01%after spraying60g/ha nicosulfuron, respectively,which were significantly less than those of Zhengdao19(P<0.05),showing certain nicosulfuron resistance.In summary,8herbicide-resistant mutant lines were obtained,2lines were resistant to nicosulfuron,6lines were resistant to imazapic,and two of the imazapic-resistant mutants exhibited nicotinsulfuron resistance.The screened herbicide-resistant mutants could be used to breed non-GMO herbicide-resistant varieties,and also be used as a basic germplasm for the multi-site mutation of ALS,so as to further strengthen the herbicide resistance of mutants.Key words:Japonica rice;Resistance to nicosulfuron;Resistance to imazapic;Resistance to herbicide; EMS mutagenesis;Germplasm innovation㊀㊀水稻是我国主要粮食作物㊂当前,农业劳动力价格飙涨,水稻种植方式轻简化趋势明显,水稻直播省工省力,推广面积越来越大[1]㊂与传统移栽相比,直播稻田杂草种子和水稻种子生长同步,杂草生长快㊁种类多㊁密度大,容易滋生杂草稻[2],杂草控制是制约水稻直播生产的关键㊂培育抗除草剂作物,便于大田杂草控制[3]㊂当前,转基因抗除草剂作物已大面积生产应用,主要有转基因抗除草剂玉米㊁棉花㊁油菜和大豆等饲料㊁油料作物[4],而转基因水稻尚未在我国批准商业使用㊂因此,培育非转基因抗除草剂水稻十分必要㊂国外非转基因抗除草剂作物已有成功先例,如20世纪末选育成功的抗三氮苯的油菜㊁抗咪唑啉酮的玉米等[5-6]㊂非转基因抗除草剂作物所抗除草剂主要包括咪唑啉酮类㊁环己烯酮类㊁磺酰脲类㊁均三氮苯类㊁有机磷类和激素类等[7]㊂乙酰乳酸合成酶(Acetolactate synthase,ALS)是亮氨酸㊁异亮氨酸和缬氨酸等支链氨基酸合成中的关键酶,是多种除草剂的作用靶标,包括咪唑啉酮类(Imidazolinones,IMIs)㊁磺酰脲类(Sulfonylureas, SUs)㊁嘧啶硫代苯甲酸脂类(Pyrimidinylthio-benzoates, PTBs)㊁三唑并嘧啶类(Triazolopyrimidines,TPs)和磺酰胺羰基三唑啉酮类(Sulfonylamino-carbonyltriazolinones, SCTs)[8-9]㊂ALS抑制剂类除草剂与植物体内的ALS 结合形成复合物,阻断底物进入酶活性位点通路,抑制ALS活性,使支链氨基酸合成受阻,破坏植物细胞正常生长,导致植物死亡[10-12]㊂ALS基因某些位点的突变会减弱ALS与除草剂的结合力,产生除草剂抗性㊂对以ALS为靶标的抗性杂草进行研究发现,ALS的突变主要发生在8个氨基酸位点[12];在拟南芥中研究发现,ALS蛋白中有20多个位点的氨基酸替换会产生除草剂抗性[10-14]㊂目前,水稻中已公开报道了多个抗除草剂ALS 氨基酸突变位点㊂1993年,路易斯安娜州立大学农业中心通过EMS(甲基磺酸乙酯)诱变筛选到抗咪唑啉酮类除草剂的水稻种质AS3510,其ALS氨基酸突变为Gly-628-Glu(第628位氨基酸由甘氨酸突变为谷氨酸),利用AS3510选育出商业品种121CL㊁141CL[15]㊂利用EMS诱变丰产性品种Cypress,筛选到抗咪唑啉酮除草剂种质PWC16,其ALS氨基酸突变为Ser-627-Asn,利用PWC16选育出商业品种CL161㊁141CL[16-17],2002年美国的抗除草剂水稻实现商业生产,有效控制了当地杂草稻的危害㊂阿根廷学者用EMS诱变当地水稻品种IRGA417也筛选到抗咪唑啉酮类除草剂材料,选育出抗咪唑啉酮品种PUTA INTA CL,其ALS氨基酸突变为Ala-96-Thr[18]㊂OKUZAKI等[19]以双草醚(嘧啶水杨酸类除草剂)筛选水稻品种台中65的花药培养愈伤组织,获得1个抗磺酰脲类除草剂的突变体,ALS氨基酸突变为Gly-95-Ala㊂近年来,我国多个研究单位筛选到ALS突变抗除草剂材料,深圳兴旺生物种业有限公司用EMS诱变黄华占和黄丝占,以咪唑啉酮类除草剂筛选,获得3个抗性突变体(Tyr-548-Me/ Cyst㊁Ala-96-Val/Thr㊁Ser-627-An)[20]㊂赵炳然等[21]以咪唑乙烟酸筛选EMS诱变的籼稻品种华航9河南农业科学第50卷31,获得4个抗性突变体,ALS氨基酸突变为Ala-179-Val㊁Ser-627-Asn㊁Gly-628-Glu㊁Val-643-Met㊂江苏省农业科学院利用甲咪唑烟酸筛选经EMS诱变的多个粳稻㊁籼稻品种,获得多个抗除草剂突变体,ALS氨基酸突变包括Gly-136-Thr㊁Pro-171-His㊁Ala-179-Val㊁Ser-627-Asn㊁Gly-628-Glu 等[22-25]㊂用除草剂筛选品种资源,王芳权等[26]从7000多份水稻种质资源中筛选到1份抗咪唑啉酮除草剂的材料,ALS氨基酸突变为Ser-627-Asn;毕俊国等[27]以咪唑乙烟酸筛选30000份水稻种质,同样获得1份ALS氨基酸突变为Ser-627-Asn的抗性材料㊂综上可见,以往的抗除草剂水稻材料筛选以抗咪唑啉酮类除草剂为主㊂烟嘧磺隆是磺酰脲类除草剂,高效㊁低毒㊁便宜,能杀灭大田主要禾本科杂草和部分阔叶杂草,即 禾阔双杀 ,是玉米田前期主要除草剂,但水稻易受伤害㊂如果能通过诱变筛选到抗烟嘧磺隆的水稻新材料,创制抗除草剂新品种,对现实生产意义重大,但目前尚未见相关报道㊂为此,以自育直播粳稻品种郑稻19为材料,采用EMS进行诱变,然后用甲咪唑烟酸和烟嘧磺隆筛选抗除草剂水稻新种质,为选育非转基因抗除草剂水稻品种奠定基础㊂1㊀材料和方法1.1㊀试验材料供试水稻材料为粳稻品种郑稻19(Zhengdao 19),由河南省农业科学院粮食作物研究所选育㊂EMS购自Sigma-Aldrich公司㊂甲咪唑烟酸铵盐水剂(240g/L)购自登封市金博农药化工有限公司,三叶期杂草常规用量为300~450mL/hm2㊂烟嘧磺隆可分散油悬浮剂(40g/L)购自江苏长青生物科技有限公司,三叶期杂草常规用量为750~1500 mL/hm2㊂1.2㊀EMS诱变处理干种子EMS处理方法参照WU等[28]和TILL 等[29]的方法稍有改动㊂干种子于室温浸种16h,滤干水,分别用0.4%㊁0.6%㊁0.8%㊁1.0%㊁1.2%㊁1.6%EMS溶液(EMS溶液用0.1mol/L磷酸缓冲液配制,pH值7.2)于26ħ恒温摇床(60r/min)中浸泡8h(每个剂量处理200粒种子),然后在28ħ发芽箱中催芽36~48h,调查发芽率,确定半致死浓度,然后以该浓度对干种子进行处理(同上),在28ħ发芽箱中催芽36~48h,之后播种㊂采用常规湿润育秧,常规单本插植,M1成熟时每株收获一穗,不脱粒,晒干㊂1.3㊀抗除草剂突变体筛选M2幼苗三叶期时,喷施112.5g/hm2的24%甲咪唑烟酸筛选抗除草剂突变体,喷施60g/hm2烟嘧磺隆筛选抗烟嘧磺隆突变体,处理14d筛选抗除草剂的M2家系,筛选标准:相比绝大部分敏感株系能正常生长,株高接近正常,叶色偏绿㊂2017㊁2018㊁2019年连续3a用甲咪唑烟酸筛选M2家系,2017年筛选3000份,2018㊁2019年各筛选30000份M2家系;2019年以烟嘧磺隆筛选30000份M2家系㊂M2抗除草剂突变体家系加代时用除草剂筛选,筛选方法同上,选择幼苗生长正常无死苗的家系留种㊂1.4㊀抗除草剂突变体ALS基因克隆和序列分析根据NCBI网站日本晴(Nipponbare)ALS基因序列(Os02g30630)设计扩增ALS基因全长的引物ALS-F(5ᶄ-GACCCACCTGTCATCCTCATCC-3ᶄ)和ALS-R(5ᶄ-ACATACAAACATCATAGGCATACCACT-3ᶄ)㊂以M3抗除草剂突变体纯合家系及郑稻19基因组DNA为模板,采用TaKaRa PrimeSTAR Max DNA Polymerase扩增ALS基因㊂25μL反应体系: 2ˑPrimeSTAR MaxPremix12.5μL,10μmol/L上㊁下游引物各1.0μL,基因组DNA2.0μL,补加ddH2O至25μL㊂PCR扩增程序:98ħ10s,62ħ15s,68ħ2.5min,30个循环;68ħ5min㊂取5μL PCR产物,用1%琼脂糖凝胶电泳检测,DNA 片段大小符合预期时,剩余PCR产物送宝生物工程(大连)有限公司进行克隆并测序㊂根据测序结果,采用DNAStar-MegAlign软件分析野生型和突变体ALS基因的DNA序列差异,确定抗除草剂突变体的ALS基因突变位点㊂1.5㊀突变体后代家系抗除草剂性能鉴定用营养钵(17cmˑ10cmˑ10cm)装过筛细土,将M3纯合家系种子和郑稻19种子播于土表,每钵播种子100粒,播后盖细土,厚约1cm,营养钵放置于整理箱中(保持水深3cm),整理箱置于人工气候室中,光强10000lx,光12h/暗12h,温度25~ 28ħ,相对湿度70%~85%㊂一叶期时间苗,每营养钵留生长一致的幼苗30株㊂三叶期时,分别喷施56.25㊁112.5㊁225㊁450㊁900g/hm2甲咪唑烟酸,15㊁30㊁60㊁120㊁240g/hm2的烟嘧磺隆,以喷水为对照; 14d后调查秧苗的生长情况,称取6株秧苗鲜质量, 3次重复,计算各处理的鲜质量减退率,计算公式为:鲜质量减退率=(对照组每株鲜质量-处理组每株鲜质量)/对照组每株鲜质量ˑ100%㊂01㊀第4期王付华等:利用EMS诱变创制抗除草剂粳稻新种质2㊀结果与分析2.1㊀郑稻19干种子EMS诱变剂量的确定由表1可知,随EMS用量增加,郑稻19种子发芽率下降,0.8%㊁1.0%㊁1.2%EMS处理下发芽率分别为60.2%㊁51.3%㊁39.0%,1.0%为半致死剂量㊂因此,确定以1.0%EMS进行诱变处理㊂表1㊀郑稻19干种子径不同体积分数EMS处理后的发芽率Tab.1㊀Germination rate of dry Zhengdao19seeds after treated by different concentrations of EMS%指标IndexEMS体积分数/%EMS concentration00.40.60.8 1.0 1.2 1.4 1.6发芽率Germination rate94.277.571.160.251.339.014.00.02.2㊀水稻抗除草剂突变体的筛选M2幼苗三叶期,喷施甲咪唑烟酸,喷施后14d,敏感植株叶片黄化㊁生长明显受抑制;抗除草剂植株能正常生长,株高明显高于敏感植株,叶色偏绿(图1A F)㊂2017 2019年用甲咪唑烟酸共筛选63000份M2家系,获得抗除草剂突变体6份,其中2017年1份(HF1,图1A)㊁2018年2份(HF2㊁HF3,图1B㊁C)㊁2019年3份(HF4㊁HF5㊁HF6)(图1D㊁E㊁F)㊂综上,甲咪唑烟酸处理后,HF1HF2㊁HF3㊁HF4㊁HF5和HF6生长正常,说明这些突变体具有良好的抗甲咪唑烟酸性㊂2019年用烟嘧磺隆筛选M2家系30000份,三叶期喷施烟嘧磺隆,喷施后14d,敏感植株叶片枯黄㊁植株矮小,停止生长,逐渐死亡;抗性植株生长受抑制,再过7d慢慢恢复正常生长,共筛选获得抗除草剂突变体2份(HF7和HF8)(图1G㊁H)㊂综上,烟嘧磺隆处理后,HF7和HF8表现受害症状,但能逐渐恢复正常生长,说明这些突变体具有抗烟嘧磺隆能力㊂A F:抗甲咪唑烟酸突变体;G H:抗烟嘧磺隆突变体㊂A:HF1;B:HF2;C:HF3;D:HF4;E:HF5;F:HF6;G:HF7;H:HF8A F:Imazapic-risistant mutants;G H:Nicosulfuron-risistant mutants.A:HF1;B:HF2;C:HF3;D:HF4;E:HF5;F:HF6;G:HF7;H:HF8图1㊀水稻M2抗除草剂突变体筛选Fig.1㊀Screening of herbcide-resisitant rice mutants in M22.3㊀水稻抗除草剂突变体ALS基因序列分析ALS是咪唑啉酮类和磺酰脲类除草剂的靶标,为鉴定突变体ALS基因突变位点,对M3抗除草剂突变体和郑稻19全长ALS基因序列进行分析,发现抗除草剂突变体及郑稻19的ALS基因ORF(Openreading frame)全长均为1935bp,没有内含子,编码644个氨基酸㊂比对抗除草剂突变体㊁郑稻19和日本晴的ALS基因编码序列(图2),发现郑稻19与日本晴ALS基因序列相同㊂HF2和HF5的ALS基因第1880位碱基由G突变为A,使得ALS第627位氨基酸由丝氨酸突变成了天冬酰胺(Ser-627-Asn);HF1㊁HF3㊁HF4和HF6的ALS基因第1883位碱基由G突变为A,使得ALS第628位氨基酸由甘氨酸突变为谷氨酸(Gly-628-Glu)(图2)㊂突变体ALS基因的碱基突变导致其编码蛋白质关键位点氨基酸突变,使得突变体获得抗甲咪唑烟酸能力㊂HF7的ALS基因第511位碱基由C突变为T,使得ALS第171位氨基酸由脯氨酸突变为丝氨酸(Pro-171-11河南农业科学第50卷Ser);HF8的ALS 基因第536位碱基由C 突变为T,使得ALS 第179位氨基酸由丙氨酸突变为缬氨酸(Ala -179-Val)(图2)㊂这2个位点的突变使HF7㊁HF8获得抗烟嘧磺隆能力㊂红框为ALS 蛋白171位㊁179位和628位差异氨基酸,黄框为627位差异氨基酸,下划红线㊁黄线分别为相应的DNA 差异碱基The red boxes indicate the mutated amino acids at sites 171,179and 628of the ALS protein,the yellow box indicates themutated amino acids at site 627,and the underlined red or yellow lines indicate the corresponding discrepant DNA bases图2㊀水稻抗除草剂突变体HF1 HF8与郑稻19㊁日本晴ALS 基因序列及编码氨基酸序列比对(只显示差异部分序列)Fig.2㊀Alignment of ALS gene sequence and encoded amino acid sequence of herbcide-resisitant rice mutants HF1 HF8,Zhengdao 19and Nipponbare (only showing the discrepant sequence )2.4㊀M 2家系抗除草剂突变体出现频率3a 用甲咪唑烟酸筛选63000份M 2家系,获得ALS 氨基酸突变为Ser -627-Asn 的材料2份㊁Gly -628-Glu 的材料4份,突变频率分别为0.0032%㊁0.0063%,相当于获得单碱基突变所致抗除草剂突变体分别需M 2家系31500㊁15750份(表2)㊂用烟嘧磺隆筛选30000份M 2家系,获得2份抗性突变体材料,单个碱基位点突变频率为0.0033%(表2)㊂特定位点抗除草剂突变频率平均为0.0040%,即筛选到ALS 特定单碱基突变需M 2家系23250份(表2),预示筛选30000份M 2家系能获得所希望的抗除草剂单碱基突变㊂2.5㊀抗咪唑啉酮类和磺酰脲类除草剂突变体的抗性鉴定选择纯合HF1(Gly -628-Glu)㊁HF2(Ser -627-Asn)M 3家系,三叶期分别喷施56.25㊁112.5㊁225㊁450㊁900g /hm 2甲咪唑烟酸和15㊁30㊁60㊁120㊁240g /hm 2烟嘧磺隆㊂14d 后,随着喷施剂量增加,喷施甲21㊀第4期王付华等:利用EMS 诱变创制抗除草剂粳稻新种质咪唑烟酸处理的郑稻19生长明显受抑制,生长逐渐停止,缓慢死亡,鲜质量减退率分别为36.91%㊁47.81%㊁47.87%㊁51.80%㊁58.71%㊂在1倍大田常规除草剂用量(112.5g /hm 2)下,突变体HF1㊁HF2鲜质量减退率分别为13.09%㊁20.03%,显著小于郑稻19(P <0.05,图3 4);HF1㊁HF2在900g /hm 2剂量(8倍大田常规除草剂用量)下生长仍正常,郑稻19在4倍大田常规除草剂用量(450g /hm 2)下已死亡(图3E )㊂说明突变体具有强的甲咪唑烟酸抗性㊂表2㊀M 2家系ALS 抗除草剂位点突变频率Tab.2㊀Mutation frequency of herbicide-resistant sites of ALS in M 2lines指标Index突变氨基酸位点Mutation siteSer -627Gly -628Pro -171Ala -179平均AverageM 2家系份数M 2lines number 63000630003000030000突变体份数Mutant number2411突变频率/%Mutation frequency0.00320.00630.00330.00330.0040ALS 单碱基突变需M 2家系份数M 2lines number needed for mutation of single base in ALS3150015750300003000023250A F:甲咪唑烟酸剂量分别为0㊁56.25㊁112.5㊁225㊁450㊁900g /hm 2A F:Imazapic doses are 0,56.25,112.5,225,450,900g /ha respectively图3㊀突变体HF1和HF2在不同剂量甲咪唑烟酸下的抗性鉴定Fig.3㊀Resistance identification of HF1and HF2mutants under different doses of imazapic㊀㊀喷施烟嘧磺隆处理的郑稻19生长停滞,逐渐死亡,鲜质量减退率分别为52.48%㊁54.77%㊁60.19%㊁60.20%㊁61.48%(图5 6)㊂在30g /hm 2和60g /hm 2烟嘧磺隆下,突变体HF1㊁HF2鲜质量减退率分别为24.81%㊁13.13%和34.13%㊁28.01%,显著小于郑稻19(P <0.05),超过60g /hm 2突变体HF1㊁HF2鲜质量减退率与郑稻19差异变小,说明突变体具有一定烟嘧磺隆抗性㊂HF2鲜质量减退率始终低于HF1,说明HF2突变体比HF1突变体有更强的烟嘧磺隆抗性㊂图4㊀突变体HF1和HF2在不同剂量甲咪唑烟酸下的鲜质量减退率Fig.4㊀The fresh weight reduction rate of HF1and HF2mutants under different doses of imazapic31河南农业科学第50卷A F:烟嘧磺隆剂量分别为0㊁15㊁30㊁60㊁120㊁240g /hm 2A F:Nicosulfuron doses are 0,15,30,60,120,240g /ha respectively图5㊀突变体HF1和HF2在不同剂量烟嘧磺隆下的抗性鉴定Fig.5㊀Resistance identification of HF1and HF2mutants under different doses ofnicosulfuron图6㊀突变体HF1和HF2在不同剂量烟嘧磺隆下的鲜质量减退率Fig.6㊀The fresh weight reduction rate of HF1and HF2mutants under different doses of nicosulfuron3㊀结论与讨论3.1㊀抗除草剂突变体筛选利用EMS 诱变群体筛选抗除草剂突变体,一般在M 2 M 4进行[28-30],早代选择能减少加代次数,减轻工作量,M 2是变异最大的世代,在M 2进行抗性筛选是有利的㊂从M 1植株上收获M 2种子时可以选择混收[31],也可按家系收㊂本研究每个M 2家系收1个单穗,2017年筛选3000M 2家系,分株系(单穗)常规密度(8.6穗/m 2)播种,占用秧田面积达350m 2,筛选到抗性突变体1份;2018㊁2019年单穗高密度种植(45穗/m 2),分别筛选30000㊁60000份M 2家系,每30000份材料播种面积控制在700m 2,极大地压缩了筛选用秧田面积,2018㊁2019年分别筛选到抗性突变体2㊁5份,说明高密度稻穗直接播种筛选苗期抗除草剂突变体可行,大幅减轻了工作量㊂另外,M 2单穗分株系播种,抗除草剂突变体以家系整体出现,易于鉴别,也减轻了后期突变体鉴定工作量(混收混种时同一M 2抗性突变体家系幼苗随机分布大田,多个突变单株可能来自同一个M 2株系,增加鉴别难度,也增加后期突变体抗性鉴定㊁基因克隆等工作)㊂3.2㊀抗除草剂突变体的出现频率大剂量EMS 处理,突变频率高,容易获得足量的点突变,广泛用于构建饱和突变体库,如用于TILLING [28-30,32]㊂WU 等[28]估计较大剂量(0.8%~1.0%)EMS 诱变水稻,每个M 2家系平均有100个以上的突变位点㊂TILL 等[29]以1.5%EMS 处理粳稻品种日本晴,发现每294kb DNA 片段有1个碱基突变㊂MARTÍN 等[30]利用高剂量EMS 处理获得拟南芥突变体库,通过TILLING 检测14个基因的突变事件,发现每个基因平均有16个错义突变,即每89kb DNA 片段有1个碱基突变㊂本研究中,以半致死剂量(1.0%)EMS 处理水稻干种子,用甲咪唑烟酸筛选63000份M 2家系,得到6份抗性突变体材料,包括2个突变位点,即Ser -627-Asn㊁Gly -628-Glu,突变频率分别为0.0032%㊁0.0063%,相当于获得单碱基突变所致抗除草剂突变体分别需M 2家系31500㊁15750份㊂以烟嘧磺隆筛选30000份41㊀第4期王付华等:利用EMS诱变创制抗除草剂粳稻新种质M2家系,获得2份抗性突变体材料(Pro-171-Ser㊁Ala-179-Val),单个位点突变频率为0.0033%㊂特定位点抗除草剂突变频率平均为0.0040%,即筛选到ALS特定单碱基突变需M2家系23250份㊂这为EMS诱变时M2群体规模的控制和筛选家系数量的确定提供了参考㊂3.3㊀ALS基因突变及对除草剂的靶标抗性杂草对ALS抑制剂类除草剂的抗性包括非靶标抗性和靶标抗性,靶标抗性主要指由于靶标酶基因突变,靶标酶与除草剂结合受阻,或靶标酶增强表达而产生抗性;非靶标抗性是指通过减少除草剂的吸收传导㊁提高除草剂的代谢及屏蔽隔离除草剂等方式产生抗性[14]㊂ALS基因突变导致编码蛋白质序列关键位点出现氨基酸替换,改变酶与除草剂结合能力,除草剂除草能力降低或丧失[10-11]㊂对以ALS为靶标的抗性杂草研究发现,ALS的突变主要发生在8个氨基酸位点:Ala-122㊁Pro-197㊁Ala-205㊁Asp-376㊁Arg-377㊁Trp-574㊁Ser-653和Gly-654[12];在拟南芥中研究发现,ALS蛋白中有20多个位点的氨基酸替换会产生除草剂抗性,不同位点突变所抗除草剂种类有差异[13-14]㊂水稻中已公开报道的ALS抗除草剂突变位点至少有Gly-95㊁Ala-96㊁Gly-136㊁Pro-171㊁Ala-179㊁Trp-548㊁Ser-627㊁Gly-628㊁Val-643等[15-27]㊂本研究通过用除草剂筛选EMS诱变的郑稻19M2家系,获得8份抗除草剂突变体材料,包括4种突变类型㊂Ser-627-Asn和Gly-628-Glu突变类型材料主要抗咪唑啉酮类[14],本研究中HF1㊁HF2在喷施8倍大田常规除草剂剂量的甲咪唑烟酸(900g/hm2)后仍能正常生长,表现强的除草剂抗性,是优良抗除草剂材料,可作为抗性基因供体用于抗除草剂品种选育㊂研究报道,用咪唑啉酮类除草剂筛选到的ALS基因突变抗性水稻系AS3510(Gly-628-Glu),还对多种磺酰脲类除草剂产生抗性[33]㊂本研究发现,对抗甲咪唑烟酸突变体HF1㊁HF2分别喷施1倍(30g/hm2)㊁2倍(60g/hm2)大田常规除草剂剂量的烟嘧磺隆,鲜质量减退率显著小于郑稻19,说明HF1㊁HF2兼具一定烟嘧磺隆抗性㊂本研究筛选的2个抗烟嘧磺隆突变体HF7(Pro-171-Ser)和HF8(Ala-179-Val),在喷施60g/hm2烟嘧磺隆后表现前期受抑制,但能缓慢恢复,说明有一定抗性㊂这与前期报道的拟南芥中ALS氨基酸Ala-205 (水稻Ala-179)㊁Pro-197(水稻Pro-171)位点突变产生磺酰脲类除草剂抗性[14]一致㊂研究证明,在1个材料中使ALS基因2个或2个以上抗性位点同时突变,能增强除草剂抗性[34-35],是创制强抗除草剂材料的有效途径㊂设想未来利用获得的抗性突变体进行二次诱变,筛选多位点突变抗除草剂材料,以增强抗性,获得能应用于生产的抗烟嘧磺隆种质;或通过基因编辑创制多位点突变的强抗烟嘧磺隆材料㊂参考文献:[1]㊀肖国樱,肖友伦,李锦江,等.高效是当前水稻育种的主导目标[J].中国水稻科学,2019,33(4):287-292.XIAO G Y,XIAO Y L,LI J J,et al.High efficiency is adominant target for current rice breeding[J].ChineseJournal of Rice Science,2019,33(4):287-292. 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2022人教版高中生物选择性必修3同步培优第2章细胞工程第1节植物细胞工程第2课时植物细胞工程的应用
第2章第1节二一、选择题1．在植物组织培养过程中，容易获得突变体的主要原因是(A)A．培养的细胞一直处于不断的增殖状态B．培养基营养丰富，适于植物生长C．纺锤丝的形成容易受抑制D．DNA复制容易受抑制解析：在植物组织培养过程中，由于培养细胞一直处于不断的分生状态，容易受到培养条件和外界压力的影响而产生突变，因此容易获得突变体。
2．单倍体育种的优点是可明显缩短育种年限，下列有关单倍体育种的说法正确的是(D)A．花药离体培养的脱分化过程中不需要使用植物激素B．两个单倍体经植物体细胞杂交，后代一定是纯合子C．单倍体育种获得的是单倍体，还需要经过秋水仙素处理D．以上说法均不正确解析：花药离体培养属于植物组织培养，在脱分化的过程中需用到植物激素，A项错误；两个单倍体的基因组成可能不同，因此杂交后代可能是杂合子，B项错误；单倍体育种包括花药离体培养和秋水仙素诱导染色体加倍两个过程，所以单倍体育种获得的不是单倍体，C 错误，故选D。
3．红豆杉是世界上公认濒临灭绝的天然珍稀抗癌植物，它的细胞提取物紫杉醇是重要的抗癌药物之一。
红豆杉可通过播种的方法进行繁殖，但其生长速度缓慢，再生能力差，而植物组织培养技术是实现其大规模培养的途径之一。
下列有关叙述正确的是(A) A．培养红豆杉的愈伤组织可用于紫杉醇的工业化生产B．红豆杉不同部位的细胞经植物组织培养获得的愈伤组织基因型相同C．培养基需要用高压蒸汽灭菌，外植体需要用体积分数为50%的酒精、质量分数为5%左右的次氯酸钠消毒处理D．将花粉培育获得单倍体，经加倍处理后可得到杂合子解析：培养红豆杉的愈伤组织，可以从中提取紫杉醇，用于紫杉醇的工业化生产，A项正确；红豆杉体细胞和花粉经植物组织培养获得的愈伤组织基因型不相同，B项错误；外植体需要用体积分数为70%的酒精、质量分数为5%左右的次氯酸钠消毒处理，C项错误；将花粉培育获得单倍体，经加倍处理后可获得纯合子，D项错误。
4．下图为烟草植物组织培养过程的示意图。
EMS诱变技术在植物育种中的研究进展
EMS诱变技术在植物育种中的研究进展刘翔【摘要】甲基磺酸乙酯（Ethyl methane sulfonate，EMS）是一种常用的化学诱变剂，能诱发产生高密度的系列等位基因点突变。
在当前种质资源极为匮乏，基因资源日益枯竭的状况下，采用EMS诱发突变技术创造有用基因资源具有极其重要的意义。
本文通过对EMS的诱变原理和技术要领、应用实例、以及该技术在现代分子生物学中的应用前景加以阐述，对EMS诱变技术在农业生产中的应用具有重要作用。
%Ethyl methane sulfonate is a normal chemical mutagen and induce high density of gene mutations.At pres-ent,germplasm and genetic resources are extremely scarce,it is significant to create useful genetic resource by EMS mu-tation.We state here the principles and technical characteristics,examples,and the outlook of its application in modern molecular biology,which is important for applying EMS mutagenesis techniques on agricultural production.【期刊名称】《激光生物学报》【年(卷),期】2014(000)003【总页数】5页(P197-201)【关键词】甲基磺酸乙酯;诱变剂;基因突变【作者】刘翔【作者单位】上海辰山植物园，中国科学院上海辰山植物科学研究中心，上海201602【正文语种】中文【中图分类】Q3190 引言变异是自然界物种进化和选择过程中一个重要的生理现象，是物种进化的原动力，也是保证生物多样性的前提。
化学诱变提高植物抗逆性的研究进展
核农学报2024，38（2）：0274~0281Journal of Nuclear Agricultural Sciences化学诱变提高植物抗逆性的研究进展吴正景 *职钤华刘素娟张昊安冰洁武静静龙圆李辰方（河南科技大学园艺与植物保护学院，河南洛阳471003）摘要：化学诱变是农业上一种传统的育种技术，在植物抗逆育种方面受到育种家的青睐，用于改善植物的抗寒、抗旱、耐盐碱性等育种方面的研究。
植物组织培养技术是实现细胞或个体快速繁殖的有效途径。
以上两种技术的结合，可有效提高突变的频率，人为扩大植物遗传变异范围。
近年来，化学诱变与生物技术结合在植物抗逆诱变育种方面展现出了积极的发展前景，对于植物新品种选育具有重要的实践意义。
本研究综述了化学诱变的特点、常用化学诱变剂［主要是甲基磺酸乙酯（EMS）和叠氮化钠（NaN3）］的诱变机制、使用方法、诱变效果以及影响化学诱变的因素等，并介绍了化学诱变在植物抗逆育种领域中的新近研究进展。
关键词：化学诱变；抗逆育种；甲基磺酸乙酯（EMS）；叠氮化钠（NaN3）；植物诱变育种DOI：10.11869/j.issn.1000‑8551.2024.02.0274化学诱变是通过化学诱变剂诱导植物DNA序列随机突变，在植物抗逆育种方面受到很多育种家的青睐。
随着组培技术的成熟，近年来利用化学诱变和植物组培技术相结合，获得了大批抗逆突变体；结合分子育种策略，为植物品种选育提供新途径。
化学药剂诱变植物始于20世纪初，Ochlkers在1943年用脲烷处理月见草取得了良好的诱变效果，此后化学诱变育种得以广泛应用［1］。
通过离体培养方法筛选出抗性突变体，最早为Dix等［2］在1976年用诱变剂甲基磺酸乙酯（ethyl methane sulfonate，EMS）处理林烟草和辣椒的耐低温研究。
长期以来，利用化学诱变及逆境选择压筛选抗逆突变体在许多植物育种上得到了实现，如小麦［3-4］、绿豆［5］、水稻［6］、辣椒［7］、白菜［8］、马铃薯［9］、大豆［10］、甘薯［11］、棉花［12-13］、玉米［14-15］、拟南芥［16］、旱柳［17］等利用化学诱变，分别获得了抗旱、抗倒伏、耐涝、耐热、抗寒、耐盐、抗虫、耐密植、耐铵盐的高抗改良植物品种。
高中生物学选择性必修3课时作业6
新教材·生物（RJ） 选择性必修3
3．(2021 北京东城区高二期末)下图为人工种子的示意图，有关叙述错误 的是( C )
A．与常规种子繁殖方法相比，人工种子具有繁殖速度快的优点 B．人工种皮应具有透气性，保证胚状体呼吸作用的正常进行 C．胚状体是经过脱分化形成的，此时细胞处于未分化状态 D．人工胚乳中应含有植物激素、糖类、水和无机盐等营养物质
干重在 12 d 后下降的原因有_蔗__糖___浓__度__下__降 ___，__p_H___降___低__；培养液中适量的蔗糖不仅 可以为培养的细胞提供能源，还可以调节培养基的_渗__透___压__。
(3)多倍体愈伤组织细胞产生的代谢产物量常高于二倍体。二倍体愈伤组织细胞经
_秋__水__仙__素___或__低__温__处理，会产生染色体加倍的细胞。
(2) 与 常 规 的 种 子 繁 殖 方 法 相 比 ， 植 物 微 型 繁 殖 技 术 的 特 点 有 ___保__持__亲__本__的__遗__传__特___性__、__实__现__高__效__快__速__大__量__繁__殖______(答出 2 点即可)。
(3)微型繁殖过程中配制好的培养基中，常常需要添加__植__物__激___素___，有利
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11．(2021 湖北孝感高二模拟)下列关于植物细胞工程实际应用的叙述，正确的
是( C )
A．用组织培养技术繁殖的植物体不产生突变 B．常用茎尖进行组织培养获得脱毒苗是因为茎尖不含有毒物质 C．利用人工种子繁殖优良品种不会出现性状分离 D．脱毒马铃薯产量高并且抗病毒 解析：植物细胞工程培育新品种的方式有突变体的利用，其原理是基因突变， A 错误；植物茎尖(分生区附近为刚形成的细胞，一般不会感染病毒)不含病毒或病 毒少，可通过植物组织培养获得脱毒苗，B 错误；人工种子为植物微型繁殖技术下 培养出的植物繁殖体，经过人工薄膜包装得到，显然为无性繁殖，故不发生性状分 离，C 正确；脱毒马铃薯是通过无毒的植物组织培养获得，属于细胞工程，后代植 株不具备抗病毒能力，D 错误。
甲基磺酸乙酯(EMS)诱变加工番茄耐盐突变体的筛选与鉴定
甲基磺酸乙酯（EMS）诱变加工番茄耐盐突变体的筛选与鉴定甲基磺酸乙酯（EMS）诱变加工番茄耐盐突变体的筛选与鉴定引言：随着全球人口的增长和市场需求的提高，农业生产的重要性与日俱增。
然而，由于气候变化和土地资源的限制，作物的生产遇到了诸多挑战。
盐碱化是影响作物生长的重要因素之一，严重影响了农作物的生产和质量。
因此，开发出耐盐性强的作物品种对于提高农业生产的可持续性具有重要意义。
甲基磺酸乙酯（EMS）诱变技术是一种常用的突变育种方法，已被广泛应用于多种农作物中。
本研究旨在利用EMS诱变技术筛选出耐盐性突变体，并对其进行鉴定和评价，为番茄的耐盐育种提供理论和实践指导。
材料与方法：1. 实验材料本研究以普通番茄品种为材料，通过购买或自采的方式获得。
2. 诱变处理选取健康、一致的番茄种子，将其浸泡在浓度为0.5%的EMS 溶液中，保持30分钟，然后用清水洗净并晾干。
3. 筛选耐盐性突变体将诱变后的种子播种在含有一定浓度盐溶液的培养基上，培养3~4天后，筛选出耐盐性突变体。
4. 鉴定与评价对筛选出的耐盐性突变体进行形态鉴定、生理生化指标测定和分子标记分析。
结果与讨论：经过EMS诱变处理后，经过盐溶液筛选的番茄突变体数量较多。
在经过形态鉴定和生理生化指标测定后，选取出了一批表现出较强耐盐性的突变体。
这些突变体在生长发育过程中表现出较低的叶片黄化指数和较高的根系电导率，说明其对盐害具有较强的抗性。
此外，分子标记分析也证实了这些突变体在某些基因上的突变，可能是导致其耐盐性提高的原因之一。
结论：本研究通过EMS诱变技术筛选出了一批耐盐性突变体，并对其进行了鉴定与评价。
结果表明，这些突变体在形态、生理和生化指标上表现出较强的耐盐性，为番茄的耐盐育种提供了潜在的品种资源和研究基础。
然而，还需要进一步的研究来全面评估这些突变体的耐盐性能力，并探索其潜在的遗传机制，以推动番茄耐盐性的育种进程。
参考资料：通过本研究使用EMS诱变技术成功筛选出了一批耐盐性的番茄突变体，并对其进行了形态鉴定、生理生化指标测定和分子标记分析。
《胡麻EMS突变体库的构建及抗ALS类除草剂与高油酸突变体的鉴定分析》范文
《胡麻EMS突变体库的构建及抗ALS类除草剂与高油酸突变体的鉴定分析》篇一一、引言胡麻作为我国重要的油料作物，在提升农产品质量和农业生产效益上有着不可或缺的作用。
然而，为应对农业生产和品质的多样化需求，提升胡麻的抗逆性和油品质显得尤为重要。
近年来，基因编辑技术的进步为农业遗传育种提供了新的思路和方法。
本论文主要探讨了胡麻EMS（甲基磺酸乙酯）突变体库的构建及其在抗ALS类除草剂和高油酸突变体上的鉴定分析。
二、方法与材料（一）实验材料本实验采用胡麻为实验材料，并使用EMS进行诱变处理，以构建突变体库。
（二）实验方法1. 胡麻EMS突变体库的构建：使用EMS处理胡麻种子，并进行一系列筛选和处理，以获得突变的种子库。
2. 抗ALS类除草剂突变体的鉴定：通过测定不同突变体对ALS类除草剂的敏感性，确定抗性突变的基因类型。
3. 高油酸突变体的鉴定：通过对不同突变体中油酸含量的测定，筛选出高油酸含量的突变体。
三、胡麻EMS突变体库的构建（一）EMS诱变处理通过使用EMS对胡麻种子进行诱变处理，产生大量的基因突变。
诱变处理后，通过适当的筛选和分离技术，我们成功地获得了具有多样基因型的突变种子库。
（二）突变体库的特性所构建的胡麻EMS突变体库具有较高的遗传多样性和突变的均匀性，为后续的突变体鉴定和分析提供了丰富的材料。
四、抗ALS类除草剂与高油酸突变体的鉴定分析（一）抗ALS类除草剂突变体的鉴定我们首先从构建的突变体库中筛选出对ALS类除草剂敏感度不同的突变体，然后通过PCR扩增和测序技术确定其基因型。
经过一系列的实验和分析，我们成功鉴定出了一些具有抗ALS类除草剂特性的基因型。
（二）高油酸突变体的鉴定通过测定不同突变体的油酸含量，我们筛选出了一批高油酸含量的突变体。
通过对这些高油酸突变体的基因型和表型进行分析，我们初步确定了其基因变异的位置和类型。
五、结果与讨论（一）结果概述通过构建胡麻EMS突变体库，我们成功鉴定出了一批具有抗ALS类除草剂特性的突变体和高油酸含量的突变体。
《胡麻EMS突变体库的构建及抗ALS类除草剂与高油酸突变体的鉴定分析》范文
《胡麻EMS突变体库的构建及抗ALS类除草剂与高油酸突变体的鉴定分析》篇一一、引言胡麻作为一种重要的油料作物，其遗传资源的多样性和突变体的发掘对于提升其抗逆性、抗病性以及优质性等具有至关重要的意义。
近年来，随着基因编辑技术的进步和分子生物学的深入发展，EMS（甲基磺酸乙酯）诱变技术在胡麻作物中得到了广泛的应用。
本研究通过EMS诱变法构建了胡麻突变体库，并对其中的抗ALS类除草剂与高油酸突变体进行了深入的鉴定分析。
二、研究方法（一）胡麻EMS突变体库的构建1. 材料准备：选取优质胡麻品种作为实验材料。
2. EMS诱变处理：对胡麻种子进行EMS处理，形成突变体。
3. 突变体筛选：通过分子生物学手段筛选出具有明显表型变化的突变体。
（二）抗ALS类除草剂突变体的鉴定分析1. 除草剂处理：对筛选出的突变体进行ALS类除草剂处理。
2. 抗性鉴定：观察并记录各突变体对除草剂的抗性表现。
3. 基因检测：通过PCR和测序等方法检测突变体中与ALS 相关的基因变异情况。
（三）高油酸突变体的鉴定分析1. 油酸含量测定：采用化学分析法或近红外光谱法测定各突变体的油酸含量。
2. 基因型分析：通过全基因组关联分析、SNP检测等方法，找出与高油酸性状相关的基因变异。
三、结果与分析（一）胡麻EMS突变体库的构建结果经过EMS诱变处理和分子生物学筛选，成功构建了包含数百个表型变化明显的胡麻突变体的突变体库。
这些突变体在形态特征、生理生化特性等方面均有所变化，为进一步研究其遗传特性和功能提供了丰富的资源。
（二）抗ALS类除草剂突变体的鉴定分析结果通过对突变体进行ALS类除草剂处理和抗性鉴定，发现部分突变体对除草剂表现出较高的抗性。
进一步通过基因检测发现，这些抗性突变体中与ALS相关的基因发生了点突变、插入或删除等变异，导致其编码的蛋白结构或功能发生改变，从而使得突变体对除草剂产生抗性。
（三）高油酸突变体的鉴定分析结果通过对各突变体的油酸含量进行测定和基因型分析，发现部分突变体的油酸含量显著高于原始品种。
用甲基磺酸乙酯(EMS)诱变的大麦浙农大3号突变体的筛选和鉴定
用甲基磺酸乙酯(EMS)诱变的大麦浙农大3号突变体的筛选和鉴定张晓勤;薛大伟;周伟辉;邬飞波;张国平【期刊名称】《浙江大学学报（农业与生命科学版）》【年(卷),期】2011(037)002【摘要】利用化学诱变剂甲基磺酸乙酯(ethyl methane sulfonate,EMS)诱变处理大麦品种浙农大3号的种子,然后种于大田,将获得的M2代材料进行生物学性状与农艺性状鉴定,入选的M3代材料继续进行验证.结果表明,实验获得了幼苗、生育期、叶、茎秆、穗及育性等生物学特性与主要农艺性状的突变体,变异类型丰富,突变群体的表型变异率约为7.46%.本研究构建的突变群体为大麦功能基因组研究奠定了基础,同时为大麦遗传改良提供了重要的材料.【总页数】6页(P169-174)【作者】张晓勤;薛大伟;周伟辉;邬飞波;张国平【作者单位】杭州师范大学,生命与环境科学学院,浙江,杭州,310036;浙江大学,农业与生物技术学院,农学系,浙江,杭州,310029;杭州师范大学,生命与环境科学学院,浙江,杭州,310036;浙江大学,农业与生物技术学院,农学系,浙江,杭州,310029;浙江大学,农业与生物技术学院,农学系,浙江,杭州,310029;浙江大学,农业与生物技术学院,农学系,浙江,杭州,310029【正文语种】中文【中图分类】S335.3【相关文献】1.甲基磺酸乙酯(EMS)诱变选育低产蛋白酶A啤酒酵母的研究 [J], 陈旭;王德良;俞雅琼;王晓娟;王志萍;杨海燕2.甲基磺酸乙酯诱变棉花突变体剂量分析 [J], 臧新山;申贤坤;裴文锋;吴嫚;李兴丽;张金发;于霁雯3.西瓜种质M08甲基磺酸乙酯诱变条件筛选 [J], 王春霞;何亚萍;李陈浩;曾郅隆;杨建强;马含月;魏春华;张显4.甲基磺酸乙酯(EMS)对玉米自交系诱变效应的研究 [J], 安学丽;蔡一林;王久光;王国强;孙海燕5.甲基磺酸乙酯(EMS)对萝卜早期发育性状的诱变效应 [J], 骆海波;邹颉;贺从安;李德超;熊秋芳;张小康;张贵生;李世升因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
水稻裂颖突变体sh1的鉴定及基因定位
水稻裂颖突变体sh1的鉴定及基因定位潘孝武;李小湘;刘文强;黎用朝;熊海波;盛新年;段永红;余亚莹;赵文锦;魏秀彩【摘要】[目的]本研究旨在定位和克隆水稻裂颖基因,为解析水稻裂颖性的遗传机制提供依据.[方法]从籼稻品种湘早籼6号突变体库中筛选出一个裂颖突变体(split husk 1,sh1),观察突变体的花器官和浆片形态,利用突变体与02428的F2群体定位目标基因,进一步通过定量PCR分析相关基因的表达情况.[结果]sh1突变体的颖花形态与野生型基本一致,能正常开花,但不能正常闭颖,裂颖的主要原因是浆片不能在开颖后正常萎蔫.sh1突变体的有效穗数增加,但结实率和千粒重显著下降;遗传分析表明,sh1的裂颖表型受一对隐性核基因控制.将SH1基因定位在ID19827与ID19884两个InDel标记之间,物理距离约为110 kb.定位区间测序发现,突变体中丙二烯氧化合酶编码基因OsAOS1发生单碱基突变,导致氨基酸发生改变;SH1基因的突变显著降低了花器官中的茉莉酸含量,进而影响了茉莉酸合成及信号转导相关基因的表达.[结论]SH1基因通过影响茉莉酸的合成和信号转导调控水稻闭颖,OsAOS1可能是SH1基因的候选基因.【期刊名称】《中国水稻科学》【年(卷),期】2019(033)004【总页数】8页(P323-330)【关键词】水稻;颖花闭合;浆片;基因定位;茉莉酸【作者】潘孝武;李小湘;刘文强;黎用朝;熊海波;盛新年;段永红;余亚莹;赵文锦;魏秀彩【作者单位】湖南省农业科学院水稻研究所/农业部长江中下游籼稻遗传育种重点实验室,长沙 410125;湖南省农业科学院水稻研究所/农业部长江中下游籼稻遗传育种重点实验室,长沙 410125;湖南省农业科学院水稻研究所/农业部长江中下游籼稻遗传育种重点实验室,长沙 410125;湖南省农业科学院水稻研究所/农业部长江中下游籼稻遗传育种重点实验室,长沙 410125;湖南省农业科学院水稻研究所/农业部长江中下游籼稻遗传育种重点实验室,长沙 410125;湖南省农业科学院水稻研究所/农业部长江中下游籼稻遗传育种重点实验室,长沙 410125;湖南省农业科学院水稻研究所/农业部长江中下游籼稻遗传育种重点实验室,长沙 410125;湖南省农业科学院水稻研究所/农业部长江中下游籼稻遗传育种重点实验室,长沙 410125;湖南省农业科学院水稻研究所/农业部长江中下游籼稻遗传育种重点实验室,长沙410125;湖南省农业科学院水稻研究所/农业部长江中下游籼稻遗传育种重点实验室,长沙 410125【正文语种】中文【中图分类】Q343.5;S511.01水稻种子裂颖（不闭合或不完全闭合）是水稻生产中一种常见的现象，特别是在不育系中广泛存在。
水稻花药培养力的QTL分析的开题报告
水稻花药培养力的QTL分析的开题报告
1. 研究背景及研究意义
水稻是世界上最重要的粮食作物之一，也是世界上获得最高产量的作物之一。
然而，在水稻生产中，花药培养力与生育能力关系密切，花药培养力指的是花粉在体外培养中发育的能力，是影响水稻产量和品质的重要因素之一。
因此，对水稻花药培养力进行QTL分析，可以为水稻产量和品质的提高提供理论依据和技术措施。
2. 研究内容及方法
本研究将利用已有的水稻基因组图谱和花药培养力等表型数据，以分子标记为桥梁，进行花药培养力QTL的检测和分析，主要研究内容包括：
1）采集水稻品种的种子以及干旱后各期花药发育的材料。
2）对花药进行体外组织培养以及观察小孢子表型特征。
3）运用分子标记技术分析花药培养力 QTL，并利用MapMaker/Exp 3.0 进行QTL定位以及效应分析，建立花药培养力QTL图谱。
4）利用双、三倍体物质和正反向双交的等位系进行全基因组QTL扫描和验证。
5）对有显著效应的QTL进行相互作用的分析和生物学功能学的研究。
3. 预期结果及意义
通过本研究，期望得到水稻花药培养力 QTL 的分布范围、大小等信息，并鉴定一些关键基因的座位。
同时，本研究也为进一步深入研究水稻花药发育提供了基础。
这些研究成果将为水稻改良和优化提供重要的理论依据和技术支持，促进水稻产量和品质的提高。
水稻典败型隐性核雄性不育突变体ap90的鉴定与基因定位
DOI: 10.3724/SP.J.1006.2022.12044水稻典败型隐性核雄性不育突变体ap90的鉴定与基因定位陈驰1,2,**陈代波2,**孙志豪2彭泽群2Adil Abbas2贺登美2张迎信2程海涛1于萍2马兆慧1宋建3曹立勇2程式华2孙廉平2,*占小登2,*吕文彦1,*1 沈阳农业大学农学院，辽宁沈阳110866；2 中国水稻研究所/国家水稻改良中心/ 浙江省超级稻研究重点实验室/ 水稻生物学国家重点实验室，浙江杭州311401；3 浙江省农业科学院作物与核技术利用研究所，浙江杭州310021摘要：本研究通过甲基磺酸乙酯(Ethyl Methyl sulfone，EMS)诱变籼稻恢复系中恢8015 (Zhonghui8015，wild-type，WT)筛选获得了一个性状稳定的典败型雄性不育突变体材料abortive pollen 90 (ap90)。
突变体ap90与野生型中恢8015在株高、株型、分蘖数、抽穗期等农艺性状上无显著差异，但花药瘦小、呈淡乳黄色、花粉完全典败。
花药发育不同阶段的半薄切片观察结果显示，ap90突变体内的花药壁细胞发育异常，主要表现为绒毡层细胞降解异常，小孢子细胞在有丝分裂阶段无法形成正常的花粉壁结构、无法完成淀粉充实过程，最终小孢子细胞退化成细线状、花药亦无法开裂。
花药和花粉外壁扫描电镜观察结果显示，突变体ap90的花药外壁皱缩，角质层排列更紧密；花药内壁乌氏体形状不规则、排列紧密而混乱；花粉细胞呈干瘪状态，花粉外壁表面的孢粉素形态异常、呈不规则排列。
遗传分析表明，ap90突变性状受1对隐性核基因控制，基因的初步定位将该突变位点定位于水稻第7号染色体长臂RM21421和RM21435之间491.73 kb区间内；进一步的Mut-Map 测序分析证实该区间内LOC_Os07g22850的第2个外显子区存在1个37 bp的缺失和1处单碱基替换，使得其编码序列发生移码、转录和翻译提前终止，导致出现ap90中的花粉完全典败和小穗不育表型。