论文摘要
水稻是禾本科作物研究的模式植物。随着水稻全基因组序列的测定完成，对基因功能的研究已成为重点，研究基因功能最直接和有效的方法是构建水稻突变体库。理化诱变具有技术条件简单，突变频率高，能够在短时间内构建具有大量突变体的突变群体，是水稻突变体库构建的重要方法之一。本研究利用已完成全基因组序列测定的籼稻品种“9311”，采用物理诱变（γ射线）处理籼稻品种“9311”种子，筛选植株形态性状（包括根系性状）突变体和稻米品质性状突变体，在已有的突变体库基础上构建出变异类型更为丰富的水稻突变群体，为水稻功能基因组学研究和水稻遗传改良提供良好的基础材料。在植株性状上，诱变后代M2中发现水稻地上部形态变异体205份（占γ射线诱变M2群体植株总数的6.82％）。其中育性、矮秆、分蘖数目突变较高；其次为生育期、无芒突变的突变频率；株型、叶形、穗形、颖壳形状、等变异的发生频率均很低。利用苗期突变体筛选方法，在42852份M2幼苗中发现白化、白化转绿、黄化、卷叶、叶着生位置低、叶鞘不退化、皱叶、叶区段皱缩、茎基部紫色、矮化、短根、无侧根、少不定根、短侧根、根向地性异常、种子根超长、耐盐、耐旱、耐寒、抗除草剂等变异体共417份，其中以白化突变出现的频率为最高。在稻米品质突变体的筛选中，得到稻米蒸煮营养品质变异材料160份，占M2收获材料总数的5.32％。筛选群体中除苏氨酸含量只筛选到高含量变异类型外，其它品质性状变异均存在增加和减小两种变异类型。碱消值、苯丙氨酸含量变异频率较低，分别占M2收获群体总数的0.17％和0.31％，稻米直链淀粉含量、赖氨酸含量、苏氨酸含量和蛋白质含量等品质性状变异发生频率相对较高，分别占M2群体总数的0.54％、0.50％、0.50％、0.63％。直链淀粉含量的变异范围超过24％，其次为蛋白质含量。新扩建的水稻“9311”植株形态性状突变体库和新创建的稻米品质性状突变库材料更为丰富，可以为今后深入研究水稻基因组功能、演化及基因组间的相互关系提供更为扎实的材料基础。通过对多子房突变体的观察，发现其子房分化过程中出现1～6个甚至更多的子房，在发育成种子的过程中多数子房退化不能发育成种子，最后成熟的种子中最多发现3个成熟种子。与中花11杂交的F1全部表现为单粒，说明多子房性状受隐性基因控制。三个光叶突变体表现为叶片光滑，在各级叶脉上未发现小刺和绒毛着生。窄叶突变体从外观上就明显表现比对照“9311”叶片短小，石蜡切片观察发现，窄叶突变体主叶脉的气腔只有2个，而对照“9311”为4个。卷叶突变体的叶片卷曲很明显，叶片横切发现其主叶脉都发生明显弯曲，叶面向内卷曲一圈。皱叶突变体的叶片厚，叶色深，出现明显的皱缩，叶片横切发现褶皱的叶片区段维管束密集，表皮细胞排列紧密。叶斑突变体的叶长叶宽与对照“9311”相近，叶片横切面上的病斑仍清晰可见，说明在细胞内已经发生了病变，使叶片硬化、变脆；病斑突变体的叶脉气腔分布与对照“9311”也有比较明显的差异。经过对叶绿素及光合速率的分析表明：叶绿素总量与净光合速率没有相关性；若将突变体的叶色分为浓绿、正常、淡绿三类，可见叶色深的株系，净光合速率相对较大。