不同化学诱变剂对水稻的诱变效应及机理研究

论文摘要

本研究采用EMS、NaN3和MNU等3种不同化学诱变剂,分别对湘早籼33号、R402、To974等3个不同早稻品种和明恢63、R259、湘晚籼13号等3个不同晚稻水稻品种进行了不同浓度的浸种诱变处理,分析测定了不同水稻品种诱变后代与稳定株系的发芽率、发芽势、出苗率、成苗率、秧苗素质、株高、分蘖数、生理生化指标、产量性状以及米质性状等。研究结果表明:1.根据各水稻品种诱变后代的成苗率,确定了各化学诱变剂处理早、晚稻品种种子的最佳处理浓度:1.0%EMS、2.0×10-3mol/LNaN3和0.1%MNU分别为该3种不同化学诱变剂处理不同早稻种子的最适剂量浓度。1.0%EMS、2.0×10-3mol/LNaN3和0.05%MNU分别为该3种不同化学诱变剂处理不同晚稻种子的最适剂量浓度。2.不同化学诱变剂对不同水稻品种的M1各性状均存在普遍的抑制作用,这种抑制作用随化学诱变剂处理浓度的提高而加强;明恢63、To974和R402等水稻品种在株高性状上对化学诱变剂表现较强的抗胁迫能力;根据对各水稻品种化学诱变M1代超氧化物歧化酶（SOD）、丙二醛（MDA）以及电导率的测定结果,表明各化学诱变剂处理各水稻品种后,使其遭受的化学诱变剂损害程度较大,各诱变处理后代植株的抗逆性比各自对照的减弱。3.通过对不同化学诱变M2-M3代株系的田间农艺性状进行观察,发现大量突变株系,突变性状主要表现为白化苗、矮化苗、多分蘖、叶脉变色、早熟等。4.对不同早稻化学诱变M2-M3代株系的产量性状进行分析,发现少量大粒突变体和小粒突变体,大多数株系的产量低于对照品种,少数株系产量得到提高并且提高幅度明显。5.对各化学诱变剂处理水稻M2-M3代的米质进行分析,表明少数水稻诱变株系的米质性状变化明显,主要表现在米粒形状的改变、糊化温度类型以及胶稠度类型的转变、直链淀粉以及蛋白质含量的大幅度上升或降低等。6.结果各化学诱变剂诱变处理水稻稳定株系的产量和米质分析结果,对各早稻品种M2～M3各株系以及M4株系进行比较田间农艺性状筛选,筛选得到了27早PA5、27早PA18、27早PA199、27早PA297和27早PA302等一批优良早稻株系,其一些主要性状上相对于各自对照品种得到明显改良,可能为各自对照品种的有益突变体。7.对To974的化学诱变稳定株系配制的多个杂交早稻组合进行产量分析,发现大部分组合配合力低,个别组合表现高配合力。8.通过对三种化学诱变剂的诱变效应进行分析,发现NaN3和能够有效的诱发水稻叶色突变,EMS对控制株高、分蘖以及早熟性的相关基因具有较强的诱变作用,MNU对供试水稻品种的早熟性状具有较强的诱变作用。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 前言
• 1 研究目的与意义
• 2 作物化学诱变育种概述
• 2.1 作物化学诱变育种的发展历史
• 2.2 化学诱变的原理与特点
• 2.3 化学诱变剂的种类及主要诱变剂的特点
• 3 水稻化学诱变育种的研究
• 3.1 化学诱变处理的方法
• 3.2 化学诱变剂对水稻性状的影响
• 4 化学诱变育种的展望
• 4.1 加强化学诱变的生物学作用研究
• 4.2 开发新的化学诱变剂与新的诱变方法
• 4.3 使用新的突变体筛选技术
• 材料和方法
• 1 供试材料
• 2 试验方法
• 2.1 化学诱变剂诱变处理方法
• 2.2 诱变后代大田种植方法
• 2.3 农艺性状测定指标与测定方法
• 1水稻种子萌发状况的测定'>2.3.1 M₁水稻种子萌发状况的测定
• 1秧苗素质的测定'>2.3.2 M₁秧苗素质的测定
• 1出苗率与成苗率的测定'>2.3.3 M₁出苗率与成苗率的测定
• 2.3.4 田间农艺性状的观察与测定
• 2.3.5 产量及产量性状的测定
• 2.4 水稻生理生化性状的测定
• 2.4.1 叶片叶绿素含量
• 2.4.2 秧苗丙二醛（MDA）含量
• 2.4.3 秧苗超氧化物岐化酶（SOD）活性
• 2.4.4 秧苗电导率
• 2.4.5 秧苗根系活力
• 2.5 稻米品质性状的测定
• 2.6 数据处理与资料分析方法
• 结果与分析
• 1的生物学效应研究'>1 不同化学诱变剂对水稻M₁的生物学效应研究
• 1.1 不同化学诱变剂对不同水稻品种发芽率与发芽势的影响
• 1.2 不同化学诱变剂对不同水稻品种出苗率及成苗率的影响
• 1.3 不同化学诱变剂对不同水稻品种秧苗根系性状的影响
• 1.4 不同化学诱变剂对不同水稻品种秧苗鲜重的影响
• 1.5 不同化学诱变剂对不同水稻品种株高与分蘖的影响
• 1.6 不同化学诱变剂对不同水稻品种生理生化性状的影响
• 1.7 不同化学诱变剂对不同水稻品种产量及产量性状的影响
• 1.8 不同化学诱变剂对不同水稻品种米质性状的影响
• 2～M₃株系的诱变效应研究'>2 不同化学诱变剂对水稻M₂～M₃株系的诱变效应研究
• 2～M₃株系的诱变效应'>2.1 不同化学诱变剂对不同水稻品种M₂～M₃株系的诱变效应
• 2～M₃株系的叶绿体突变体'>2.1.1 不同化学诱变剂诱变不同水稻品种M₂～M₃株系的叶绿体突变体
• 2～M₃的矮化苗突变体'>2.1.2 不同化学诱变剂诱变不同水稻品种M₂～M₃的矮化苗突变体
• 2～M₃株系的高株突变体'>2.1.3 不同化学诱变剂诱变不同水稻品种M₂～M₃株系的高株突变体
• 2～M₃的多分蘖突变体'>2.1.4 不同化学诱变剂诱变不同水稻品种M₂～M₃的多分蘖突变体
• 2～M₃株系的早熟突变体'>2.1.5 不同化学诱变剂诱变不同水稻品种M₂～M₃株系的早熟突变体
• 2～M₃株系秧苗素质的影响'>2.2 不同化学诱变剂对不同水稻品种M₂～M₃株系秧苗素质的影响
• 2～M₃株系秧苗素质的影响'>2.2.1 对不同早稻品种M₂～M₃株系秧苗素质的影响
• 2～M₃株系秧苗素质的影响'>2.2.2 对不同晚稻品种M₂～M₃株系秧苗素质的影响
• 2～M₃株系株高分蘖的影响'>2.3 不同化学诱变剂对不同水稻品种M₂～M₃株系株高分蘖的影响
• 2～M₃株系株高和分蘖的影响'>2.3.1 对不同早稻品种M₂～M₃株系株高和分蘖的影响
• 2～M₃株系株高和分蘖的影响'>2.3.2 对不同晚稻品种M₂～M₃株系株高和分蘖的影响
• 2～M₃株系叶绿素含量的影响'>2.4 不同化学诱变剂对不同水稻品种M₂～M₃株系叶绿素含量的影响
• 2～M₃株系叶绿素含量的影响'>2.4.1 对不同早稻品种M₂～M₃株系叶绿素含量的影响
• 2～M₃株系叶绿素含量的影响'>2.4.2 对不同晚稻品种M₂～M₃株系叶绿素含量的影响
• 2～M₃株系米质的影响'>2.5 不同化学诱变剂对不同水稻品种M₂～M₃株系米质的影响
• 2.5.1 对碾米品质的影响
• 2.5.2 对米粒外观品质的影响
• 2.5.3 对蒸煮品质和营养品质的影响
• 2～M₃产量性状与产量的影响'>2.6 不同化学诱变剂对不同水稻品种M₂～M₃产量性状与产量的影响
• 2～M₃产量性状与产量的影响'>2.6.1 对不同早稻品种M₂～M₃产量性状与产量的影响
• 2～M₃产量性状与产量的影响'>2.6.2 对不同晚稻品种M₂～M₃产量性状与产量的影响
• 4株系的诱变效应'>3 不同化学诱变剂对不同早稻品种M₄株系的诱变效应
• 4株系株高与分蘖变异'>3.1 不同早稻品种不同化学诱变剂诱变M₄株系株高与分蘖变异
• 4株系叶绿素含量变异'>3.2 不同早稻品种不同化学诱变剂诱变M₄株系叶绿素含量变异
• 4株系产量性状变异'>3.3 不同早稻品种不同化学诱变剂诱变M₄株系产量性状变异
• 4株系米质性状变异'>3.4 不同早稻品种不同化学诱变剂诱变M₄株系米质性状变异
• 3.4.1 碾米品质变异
• 3.4.2 外观品质变异
• 3.4.3 蒸煮品质和营养品质变异
• 4 恢复系To974化学诱变稳定株系组配杂交早稻组合的产量分析与米质分析
• 4.1 产量性状与产量分析
• 4.2 恢复系To974化学诱变稳定株系组配杂交早稻组合的米质分析
• 讨论
• 1 不同化学诱变剂处理的最适宜浓度
• 1代的诱变效应机理'>2 水稻化学诱变处理M₁代的诱变效应机理
• 3和MNU等3种不同化学诱变剂的诱变效应差异'>3 EMS、NaN₃和MNU等3种不同化学诱变剂的诱变效应差异
• 4 水稻化学诱变育种的优缺点
• 主要结论
• 1的影响'>1 不同化学诱变剂对不同水稻品种M₁的影响
• 2～M₃株系的诱变效应'>2 不同化学诱变剂对不同水稻品种M₂～M₃株系的诱变效应
• 4株系的诱变效应'>3 不同化学诱变剂对不同水稻品种M₄株系的诱变效应
• 4 恢复系To974化学诱变稳定株系组配杂交种早稻的产量和品质性状分析
• 创新点
• 进一步工作设想
• 参考文献
• 致谢
• 作者简历
• 在读期间科研学术成果
• 附图