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水稻种质资源的创新是水稻新品种选育的基础,利用多种类型的诱变手段结合现代生物学定向创新水稻优异种质具有重要意义。空间诱变是我国空间生物学与水稻遗传育种的创新结合,在水稻种质创新及品种选育中发挥了突出作用。重离子辐射是空间辐射的有效模拟手段,对于拓宽水稻空间诱变育种应用具有重要价值。目前,对于水稻空间诱变已经开展了大量研究,但有关重离子辐射与空间诱变对于水稻的生物学效应比较仍缺乏报道。此外,对于诱变后获得的大量个体,如何高效精准的鉴定不同类型的突变体,进而构建突变体库服务于育种实践和理论研究,对于提升水稻诱变育种效率至关重要。本研究利用空间诱变以及重离子诱变两种技术手段对华航31号干种子进行诱变处理,对诱变当代进行了表型及细胞学的诱变效应的分析。对于诱变后代,本研究对基因型的定向筛选技术方面进行了研究,针对直链淀粉含量及粒型性状进行了表型和基因型的定向筛选,并获得系列候选突变体。主要研究结果如下:1、对比空间诱变与重离子诱变（80Gy）,空间诱变对华航31号种子的发芽具有一定的刺激作用,但芽的生长受到了抑制,成熟期各主要农艺性状与对照相比并没有显著差异。重离子诱变对华航31号的生理损伤明显大于空间诱变,其结实率显著降低严重影响了单株产量。2、不同剂量重离子诱变（5Gy、10Gy、20Gy、40Gy、80Gy、160Gy）对华航31号的诱变效应差异明显并具有一定的规律。种子的发芽势以及芽长随着剂量的增加表现出典型的马鞍型剂量效应曲线,生理损伤随剂量的增减呈现先增加后减少再增加的趋势,在40Gy时生理损伤最低。低剂量重离子诱变对当代各主要农艺性状影响不显著,高剂量的重离子（80Gy及以上）诱变当代的结实率极显著降低。3、重离子诱变导致水稻根尖细胞有丝分裂及染色体异常,随着诱变剂量的增加,水稻根尖有丝分裂指数降低,微核千分率增加。有丝分裂期可以产生染色体断片、染色体桥、落后染色体、染色体不均等分裂等异常,染色体的畸变率随诱变剂量的增加而增加。4、优化了TILLING-HRM体系使其适用于本研究的突变基因型定向筛选。确定用于HRM检测的巢式PCR引物的退火温度,并通过比较不同倍率的DNA混合池的HRM检测效果,确定以4倍池作为突变筛选的最适倍率。设计筛选获得4对用于Wx基因突变筛选的巢式PCR引物,利用TILLING-HRM体系筛选1184个空间诱变SP2混合池,1212个重离子诱变M2混合池。最终筛选到1株由重离子诱变获得的杂合突变单株,突变类型为C?T的错义突变。5、调查了4908份空间诱变及重离子诱变二代水稻单株的粒型表现。空间诱变处理共筛选到62份候选粒型突变体,总变异率3.10%;重离子诱变处理共筛选到142份候选粒型突变体,总变异率4.88%。空间诱变的粒型突变材料多为粒长变短、粒宽变宽、长宽比变小,而重离子诱变的粒型突变材料多为粒长变长、粒宽变窄、长宽比变大。6、利用近红外光谱技术筛选了4881份空间诱变及重离子诱变二代水稻单株直链淀粉含量。空间诱变处理共筛选到39份候选突变材料,突变率为1.63%;重离子诱变处理共筛选到38份候选突变材料,突变率为1.53%。空间诱变高直链淀粉含量突变体个数是低直链淀粉含量突变体个数的2倍,而离子诱变的高直链淀粉含量突变体个数与低直链淀粉含量突变体个数并无差异。综上所述,本研究比较了华航31号空间诱变与重离子诱变以及不同剂量重离子诱变的诱变效应,其中40Gy重离子诱变生理损伤低,诱变效率高,与此次空间诱变较为接近;将TILLING技术与HRM检测手段结合应用于水稻空间诱变及重离子诱变的突变筛选,实现了基于“样品混池”的目的基因突变批量化筛选;筛选获得了多份水稻粒型、直链淀粉含量的稻米品质突变体。研究结果有助于理解空间诱变及重离子辐射的生物学效应差异,具有一定的理论价值;所建立的基因型定向筛选技术流程对于指导诱变后代的高效筛选有很强的指导意义。