[背景]白僵蚕中的生物活性物质在医疗、保健品及化妆品行业有着广泛的应用.目前,许多人工养殖僵蚕基地在实际生产中使用的菌种多为未进行纯化优选的自然感病死亡僵蚕孢子粉且无固定的施用浓度,使得蚕的僵化死亡率难以保证.提高白僵菌菌株的致病力并筛选性状优良的高毒力菌株是工厂化生产白僵蚕研发的重要方向.[目的]利用紫外-微波复合诱变技术筛选高毒力菌株,为僵蚕工厂化生产提供优良菌株.[方法]利用孢子稀释法从山西省养殖农户中自然感染白僵菌的家蚕中分离获得一株原始白僵菌,运用紫外-微波复合的方式对该菌株进行诱变,并比较诱变前后菌株的产孢量及对家蚕的致病力.[结果]分离得到的原始菌株经鉴定为球孢白僵菌(Beauveria bassiana),命名为Beauveria bassiana Bb1003.通过对致死率和正突变率的考察,确定紫外-微波复合诱变的最佳诱变条件为紫外(功率为 15 W)照射 30 min,微波(功率为 800 W、额定微波频率 2450 MHz)辐照 60 s.筛选后得到 6 株复合诱变菌株(UMCM1、UMCM2、UMCM3、UMCM4、UMCM5 和UMCM6).菌株UMCM2 对家蚕的僵化率高达 97.64%,产孢量是原始菌株的 2.48 倍,对家蚕的致病能力显著高于原始菌株.[结论]利用紫外-微波复合诱变的方式成功筛选到高毒力菌株,为工厂化生产白僵蚕奠定了基础.

锂(7Li)离子束作为一种新型诱变剂在作物诱变育种中发挥着越来越重要的作用.本研究利用彗星电泳技术探索了7Li离子束辐照小麦诱导的DNA损伤特点,并结合转录组分析初步解析了特异基因表达调控网络.结果表明,与传统诱变因素伽马(γ)射线相比,7Li离子束辐照引起的小麦幼苗生长抑制程度低,幼苗叶脉失绿至开裂.对辐照诱导的差异表达基因进行GO和KEGG功能分析显示,7Li离子束辐照诱导的差异表达基因主要富集在细胞壁合成与代谢和甘油脂类代谢通路,而γ射线辐照诱导的差异表达基因主要富集在光合作用代谢通路中,推测细胞壁合成与代谢和甘油脂类代谢通路途径与响应7Li离子束辐照引起的损伤密切相关,而光合作用代谢途径与响应γ射线辐照引起的损伤密切相关.两种辐射诱导的差异表达基因的转录因子分析结果显示,7Li离子束辐照诱导的MYB、WRKY、bHLH和NAC等转录因子家族可能在响应7Li离子束辐照过程中具有重要作用,7Li离子束辐照特异诱导Whirly家族转录因子调控DNA损伤修复,而γ射线辐照诱导E2F/DP家族转录因子调控DNA损伤修复.

近年来,空间环境诱变、离子束辐照及核辐射传统诱变技术在我国改良农作物和发掘新基因中应用日趋活跃.诱发突变技术应用于芝麻新材料创制及新品种选育始于1950年,据国际诱变育成品种数据库的不完全统计,截至2017年3月,世界上60多个国家在217种植物上诱变了3 246个正式发布的突变品种,8个国家诱变了25个芝麻突变体,其中我国诱变5个芝麻突变体,占总量20％而位居世界第二.综述了芝麻诱变育种的成果及诱变获得的芝麻农艺性状、抗病性等性状突变,并对今后芝麻诱变育种的目标及方法进行了展望,以期为研究芝麻功能基因组学提供丰富的多样材料及芝麻种质创新提供重要的理论参考.

w7bc5是重离子辐照诱变粳稻品种武运粳7号(wyj7)获得的一个脆性突变体.农艺性状分析发现,w7bc5突变体千粒重与结实率略有下降,其他农艺经济特征仍保持较好品质;茎秆抗折力比wyj7野生型下降29.8%,田间手折极易脆断;w7bc5突变体茎秆纤维素含量比wyj7野生型减少26.7%,半纤维素含量显著升高,叶片细胞壁主要成分含量的变化趋势与茎秆中的保持一致;抽穗期后w7bc5与wyj7茎秆中可溶性糖含量的差距逐渐拉大,从12.8 mg/g增加到62.9 mg/g.

应用不同剂量12C+6重离子束对金霉素链霉菌出发菌株B9-34-125进行辐照诱变,并应用96和48孔板高通量筛选金霉素高产菌株.结果表明:当重离子束12C+6离子的辐照剂量为60Gy时,对金霉素链霉菌的诱变效果显著,筛选出5株优势菌株,其中Z-1452菌株摇瓶发酵效价较对照提高14.4％,60m3发酵效价较对照提高5.7％,产量提高了2.6％.

为开拓新的花生育种方法,对辐照诱变结合组织培养创造花生新种质、培育新品种进行了研究.以我国北方地区主栽花生品种鲁花11号成熟种子为试材,经快中子辐照处理后取种子胚小叶进行组织培养,通过胚胎发生途径获得再生苗.再生苗经嫁接驯化后移栽田间,83个单株获得种子.后代按系谱法进行选育,从83个再生植株后代中获得了107份突变体,分别在主茎高、分枝数、荚果形状和大小、种皮颜色、内种皮颜色、含油率、蛋白含量等性状上发生了明显变异.从突变体后代中选育出了低油早熟耐涝大花生新品种宇花7号,其产量比亲本鲁花11号增产14％以上;其含油率(47.0％)比鲁花11号低5.1个百分点.宇花7号2016年参加辽宁省新品种登记试验,比对照品种白沙1017平均增产13.8％.2018年通过了国家非主要农作物品种登记,登记号为“GPD花生(2018)370105”.研究结果说明,辐照结合组织培养是创造花生新种质、培育新品种的有效方法.

重离子诱变作为一种新型高效的辐照诱变方式,具有突变率高、突变谱广、突变体稳定等特点.枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)因具有多种水解酶活力而广泛应用于工业生产,虽然经过多次诱变和改造,其酶活力不断提高,但其复合酶活力仍有提升空间.同时,多次同种诱变剂的使用容易导致菌种产生“抗性”,酶活力提高不大.为此,本研究首次利用不同剂量12C6+重离子束对枯草芽孢杆菌20076进行辐照诱变.诱变后通过透明圈初筛和酶活力验证复筛方式选育出一株复合酶活力较高的菌株B.subtilis KC-1.与原始菌株相比,其发酵液滤纸酶活力、内切葡聚糖酶活力、β-葡萄糖苷酶活力、外切葡聚糖酶活力、蛋白酶活力和α-淀粉酶活力分别提高了20.2％、79.6％、98.2％、7.4％、10.4％和27.4％.11代遗传稳定性实验结果表明该突变株具有良好的稳定性.

[目的]利用60Co-γ射线诱变平菇原生质体创制平菇新种质.[方法]通过3个剂量的60Co-γ射线辐照处理平菇原生质体悬浮液,统计不同剂量的致死率,利用拮抗试验、SSR分子标记筛选突变菌株,通过出菇试验筛选优良的平菇新菌株.[结果]平菇原生质体在0.9 KGy的诱变处理下致死率为0％,在1.2 KGy的诱变处理下菌株致死率63.33％,在1.5 KGy的诱变处理下菌株致死率为76.67％.经拮抗试验和SSR分子标记筛选,获得了8株突变菌株,出菇试验结果表明7个突变菌株产量和生物学效率均有不同程度的降低,菌盖颜色也略有变化,其中突变菌株1.5-P4的产量较对照降低了41.92％;而突变菌株1.2-P1为高产菌株,其产量达437.95±12.22g袋,较对照菌株提高了9.76％,生物学效率较CK提高了10.38％.[结论]利用60Co-γ射线诱变育种技术得到了1个性状较为优良的平菇新菌株,这为其他食药用菌诱变育种研究提供了参考.

为提高水稻诱变育种的突变频率及效果,本研究采用新型诱变源高能电子束(EB)辐照2种不同基因型水稻品种产生突变效应,并与传统60 Co-γ 射线处理相比较,探索了高能电子束应用于水稻诱变育种的最适辐照剂量,分析了其M1代的生物损伤特点并统计了M2代部分可见农艺性状表型突变频率,探讨了高能电子束处理不同基因型水稻品种的损伤效应和诱变效应.本研究为水稻的高能电子束诱变育种工作提供了参考.

目的:研究60Co-γ射线辐照诱变对穿心莲植物学性状和品质性状的影响,筛选适宜的诱变辐照剂量.方法:采用不同辐照剂量(0、10、20、50、100、200、300 Gy)的60Co-γ射线辐照穿心莲种子,对辐照后诱变所得M1代穿心莲的种子发芽率、根长、出苗率、幼苗株高、叶片面积、鲜重、干重、叶片下表皮气孔数等植物学性状指标,以及穿心莲内酯含量、脱水穿心莲内酯含量、叶绿素含量、总超氧化物歧化酶(T-SOD酶)和铜锌超氧化物歧化酶(CuZn-SOD酶)等品质性状指标进行测定,计算变异系数(CV);对出苗率进行线性回归分析,计算半致死剂量;对植物学性状和品质性状各指标与辐照剂量进行相关性分析;以组间联接法结合平方欧式距离对各辐照剂量组M1代穿心莲进行聚类分析.结果:不同辐照剂量对穿心莲植物学性状和品质性状的影响不同;按CV平均值大小对M1代穿心莲植物学性状指标排序为叶片面积>鲜重>干重>株高>根长>气孔数>出苗率>发芽率,对不同辐照剂量排序为50 Gy>200 Gy>100 Gy>20 Gy>10 Gy>300 Gy>0 Gy;按CV平均值大小对M1代穿心莲品质性状指标排序为脱水穿心莲内酯含量>穿心莲内酯含量>叶绿素含量>CuZn-SOD酶活性>T-SOD酶活性,对不同辐照剂量排序为100 Gy>50 Gy>200 Gy>20 Gy>10 Gy>300 Gy>0 Gy;半致死剂量为195.10 Gy.根据植物学性状,可将7个剂量组M1代穿心莲分为4类;根据品质性状,可将7个剂量组M1代穿心莲分为3类.结论:穿心莲的适宜辐照诱变剂量范围为50～200 Gy.