创建水稻突变体群新途径的研究
- 主要完成单位:中国农业科学院作物科学所
- 主要完成人员:秦瑞珍,程治军,郭秀平,单雪艳,刘宗贤,陈红,万建民
- 起 止 时 间 :1987年1月—2000年12月
- 获 奖 情 况 :2005年中国农业科学院科学技术成果二等奖
- 内 容 提 要 :
本项研究先后承担了“七五”“八五”农业部生物技术重点项目,“九五”国家科技攻关(计划)项目的任务。
创建水稻突变体资源在作物遗传,品种改良,基因定位,克隆分离基因及基因的表达与调控等研究中均具有重要的意义。因此,创建突变体的研究引起各国科学家的广泛关注。
构建突变体的方法主要有自发突变,物理诱变(快中子,γ射线),化学诱变(EMS或DES),水稻T-DNA,转座子,反转座子插入等。但如本研究利用同源四倍体植株具有四个相同的染色体组,四倍体同一位点上具有4个相同的等位基因,某一基因位点突变后,在四倍体水平上往往不易表达而被掩盖起来,但通过四倍体花药培养的减倍方法,可以获得具有隐性突变的二倍杂合体,在H2及其自交后代中隐性突变性状将得以表达的特点, 以丰富的四倍体水稻为材料,通过花药培养,在花粉植株及其后代中直接筛选突变体,创建一条简便、快速、经济、高效、产生突变体群的新途径。
利用该途径已获得了一批有意义的突变体,特别是显性矮秆突变体,密穗型小穗突变体,异状颖不育突变体,谷穗型突变体,小麦穗型突变体等,在国内外尚未见同类研究的报道。
该途径产生突变体由于来自四倍体花培后代,在获得纯合突变体系的同时,又较方便地获得和其相对应的纯合等位系和其杂合系。表型突变性状明显,易识别;突变体获得与表型筛选一步完成,纯合稳定快,多是遗传突变体,易应用。该途径特别对于纯合致死和不能产生后代地突变体,可以从杂合后代群体中按一定的方式源源不断地分离出该突变体植株,不会因为得不到种子而造成致死突变的丢失,从而能重复获得这些致死突变材料。因此能避免理化诱变和T-DNA插入法产生的致死型突变体和难以传代的问题,更便于进行致死型突变的研究,而致死突变往往又是重要基因的突变。
本成果不仅从理论和实践上为应用同源四倍体和花培技术相结合创造突变体开辟了一条简便,经济,高效的新途径。而且,所获得的一些至今未见报道的突变体,丰富了水稻遗传突变体类型。现高频多芽体A87203突变体,H4198密穗型小穗突变体及矮秆显性突变体已与国内10多家科研和教学单位进行应用合作研究,具有广阔的应用前景。