基于水稻种子近红外特征光谱的品种鉴别方法研究

本文用MPA傅立叶变换近红外光谱仪研究了单粒水稻种子的漫反射光谱特征,发现颖壳对光谱扫描有影响,为了尽量消除这种影响,保证光谱的代表性,应对其上下表面分别进行多次光谱采集,取它们的平均光谱。本文利用种子品种特有的光谱特性,结合不同光谱预处理方法建立了多个聚类分析模型,比较它们对杂交F1代种子"03S/0412"和其父本种子"0412"的鉴别效果。结果显示:选择4000⁸900cm-1光谱范围,通过"无预处理"、"矢量归一化"、"二阶导数(25点平滑)"和"二阶导数(25点平滑)+矢量归一化"建立的模型校正集正确率分别为52.4%、65.2%、75.2%和100%,可见,相比无预处理,经过各种预处理后正确率都有提高,其中"二阶导数(25点平滑)+矢量归一化"建立的模型最好,用该模型对预测集预测,分类正确率也为100%,具有很好的预测性能。这说明近红外光谱技术可用于单粒水稻种子品种真伪性鉴别。     

基于NIRS技术的复合化肥成分定量分析及应用研究

提出了一种基于近红外漫反射光谱测定复合肥料中尿素、缩二脲和水分等成分含量的新方法。文中在对原始光谱进行预处理后建立了检测这三种成分含量的偏最小二乘(PLS)模型,其检验决定系数R2值分别为0.986 1和0.971 3,所建立模型的交互验证均方根误差RMSECV分别为2.59,0.38,0.132,模型预测相关因子分别为0.973 3,0.921 5,0.967 9;从市售的复合化肥中选取六种样品验证模型的准确性,其相关因子分别为0.923 7,0.978 6,0.987 4。研究结果表明,该方法可以对复合肥料中尿素、缩二脲和水分等成分含量进行快速测定,与传统分析方法相比具有分析时间短、操作简便、环保无污染等优点,有较好的应用前景和实际意义。     

12C6+离子束诱变水稻籽粒Cd低积累突变体的研究

筛选低Cd积累水稻品种是控制稻米Cd含量的最直接有效的办法之一。本研究对重离子辐照的中籼9311（Oryza sativa L）后代,利用石墨炉原子吸收光谱法检测,对曝露在不同Cd含量（含Cd量为19.8 mg·kg-1镉池和含Cd量为2.721 mg·kg-1的污染农田）中进行M2代Cd低吸收突变单株筛选,研究重离子辐照水稻籽粒Cd吸收的突变率以及比较不同Cd含量曝露下的筛选效率。结果显示:重离子辐照可以诱发水稻籽粒Cd积累量的变异,其突变频率为3:398%±0:009（P<0:05）;初筛获得78株籽粒较WT Cd吸收差异显著的突变体,进一步对其种植,分析M3代籽粒Cd含量。结果表明,重离子辐照诱变水稻突变体突变率高,遗传稳定,高Cd含量曝露下筛选效率更高,突变体水稻籽粒中Cd的积累存在着明显的差异,产生Cd积累差异的基因型丰富;相关性分析表明,M2代和M3代糙米中Cd含量存在显著相关性r=0:8210（P<0:01）,M3代获得23株遗传性良好且Cd含量差异显著的突变体水稻,其中Cd含量低于国家标准0.2 mg·kg-1突变体3株。表明筛选出的水稻突变体,在吸收转运Cd的过程中,存在差异且能稳定遗传,可供进一步研究培育籽粒Cd低积累的水稻品种。Screening low-cadmium rice cultivar is the most directly and effective way to control cadmium content in rice grain. We screened low-cadmium rice mutant of M2 generation exposed in different Cd concentration (the pool contaminated with 19.8 mg Cd·kg-1 and the paddy field contaminated with 2.721 mg Cd·kg-1) from rice mutants(9311, Oryza sativa L) induced by 12C6+ ion beam, and explored the mutation rate of 12C6+ ion beam irradiation and the screening efficiency of different Cd concentration exposed, all of the detections were carried out by Graphite Furnace Atomic Absorption Spectrum(GFAAS). The results showed that the mutation rate is 3:398%±0:009(P<0:05) and high Cd concentration exposed has more efficiency in screening low-Cd rice mutant. Correlation analysis show significant correlation of Cd in rice grain between M2 and M3 generations, r=0:8210(P<0:01); We obtained 23 mutant strains with significant Cd concentration difference and they had a great genetic stability. Among them, three strains' Cd concentrations were lower than the national standard (0.2 mg·kg-1). They can used for further study on cultivating new rice varieties of low Cd accumulation in rice gain.     

基于大肠杆菌的重离子辐射靶点序列定位和LacI突变分析的实验体系构建及验证

重离子辐射具有独特的物理和生物学特性,在诱变育种等领域有着广泛的应用,但其诱变的机制并不完全清楚。不同于传统的X和γ射线,重离子辐射具有较高的线传能密度(Linear energy transfer,LET),主要诱导团簇状的DNA损伤,其演化为遗传变异的过程更为复杂,突变类型也更难预测。目前的实验技术很难在序列水平对重离子击中DNA的靶点进行定位,这致使重离子辐射诱变机制的研究相对滞后。针对这一问题,根据重离子辐射诱导的团簇损伤核心区域富含DNA双链断裂(Double-strand break,DSB)以及同源重组机制对DSB特异性响应的特性,首先构建了四环素抗性基因(TetA)同源重组元件用于确定DNA团簇损伤的序列定位,并在重组原件侧翼连接反向突变筛选基因LacI用于团簇损伤—突变的检测,最后把该质粒转化到大肠杆菌E.coll。在此基础上,比较分析γ射线与碳重离子(80 MeV/u)辐照后同源重组和报告基因突变的情况,验证了该体系用于重离子辐射靶点序列定位及突变检测的可行性,为进一步研究重离子辐射诱变的相关机制奠定了方法学基础。     

水稻植株高矮突变系材料的株高性状与产量等相关性分析

对利用N离子束和γ射线诱变获得的粳稻日本晴和籼稻“9311” 89份株高突变体的株高性状和产量性状进行了相关分析。 结果表明, 株高和水稻的产量与其构成因素: 穗粒数、 结实率、 千粒重以及穗长、 单株茎秆干重有着一定的相关性。 株高与穗长、 穗粒数、 千粒重、 单株茎秆干重、 单株生产力呈极显著的正相关, 与有效穗数呈极显著的负相关。 通过对株高与其他产量结构因素的相关分析, 进一步了解了株高的变异对于水稻经济产量因素的影响。 The total 89 plant height mutant lines induced from rice cultivars Nipponbare and “9311” by ion beam implantation and γ rays irradiation were used for analysis of the correlation between plant height and yield component. The results indicated spike length, ear grains, thousand grain weight, stem dry weight and yield have significantly positive correlation with the plant height, while the number of productive ear has significant negative correlation with it. The correlation analysis of the plant height and yield component will help to reveal the influence of the plant height and the factors of yield component.