水稻单侧卷叶突变体B157遗传分析及基因初步定位

用60Co-γ射线诱变籼稻品种808,获得一个叶片单侧右向正面卷曲的突变体,命名为B157.以突变体B157与平展叶水稻808、日本晴(粳稻)、东洋超级稻(籼稻)杂交构建F2遗传群体.F2群体分离分析表明,该突变体的卷叶性状由一对隐性基因控制.利用东洋超级稻xB157构建的F2群体对该卷叶性状进行基因定位,初步将控制该卷叶性状的基因定位在水稻第1染色体上,并将其定位在RM272与RI02526两个分子标记之间,我们将该基因命名urll(t)(unilateral rolled leaf 1).定位分析表明,urll(t)基因与RM272与RI02526的遗传距离分别为0.6 cM和2.0 cM.进一步的in silico分析显示,urll(t)基因所在的两个标记间的物理距离为692.9 kb,包含78个预测基因,其中有14个编码未知功能的表达蛋白,17个编码未知功能的假定蛋白,47个编码功能蛋白.基于TIGR数据库的分析发现,在这些预测基因中有三个预测基因与植物细胞分裂和生长有关,我们推测这三个预测基因可能与控制urll(t)卷叶性状有关.     

水稻颖花突变体DLR的鉴定

从水稻(Oryza sativa L.)保持系D 62B田间繁殖材料中发现一个披叶和颖花器官突变体DLR(rice with drooping leaf).该突变体叶片无中脉,颖花内稃比外稃长,内、外稃不抱合,雌蕊同源转化成雄蕊,浆片呈稃片状.利用扫描电镜和石蜡切片观察该突变体花器官形态发生过程.用该突变体作父本,明恢63为母本配制杂交组合进行性状遗传分析,根据F2代植株表型表明该突变性状是由单隐性基因控制的,利用SSR标记将突变性状相关的基因定位在第3染色体上,RM 563与RM 282之间,与RM 282相距5.56 cm.     

水稻小穗簇生突变体的遗传分析及其基因的初步定位

小穗簇生稻是发生于水稻穗部的一种突变体,复粒稻属于簇生稻的一种类型,为了进一步明确复粒稻中所含簇生基因Cl的遗传机理,本研究利用复粒稻与日本晴、R8258、H103、泸恢99配制4个杂交组合,获得杂种F1、F2分离群体,对F1、F2群体进行簇生性状的形态观察与遗传分析。结果表明,F1群体表现部分显性,F2群体出现3:1显隐性状分离,这表明该性状受1对不完全显性基因控制。利用Gramene数据库查得均匀分布于12条染色体上的695对SSR标记对复粒稻与日本晴,复粒稻与R8258两个杂交组合的F2群体进行了分析,发现第6染色体的RM454、RM20300、RM7434和RM162与Cl基因连锁,距离Cl基因的遗传距离分别为3.85cM,1.19cM,4.29cM和4.33cM。根据Gramene网站上这几个引物已测得的遗传位点,将Cl基因定位于RM20300和RM7434之间。这为Cl基因的分子标记辅助选择育种和图位克隆奠定了基础。     

水稻几个披垂叶突变体的表型研究及其遗传分析

随着水稻功能基因组学的发展,水稻突变体已成为研究相关基因功能与表达的良好实验材料。同时,水稻突变体还可以为当今水稻常规育种和分子育种提供新的种质资源。本文主要阐述了几个水稻披垂叶突变体在株型、株高、穗粒数、结实率、千粒重等方面的特征特性,并分析了它们在与正常植株杂交后F1、F2群体表现。研究表明,突变体与野生型正常植株杂交的F1代在经济学性状和生物学性状上均表现出超亲优势,而在F2群体中表现出有规则的分离,3个突变体中披垂叶性状均为隐性基因控制。在突变体材料MR304中,控制披垂性状的为2对隐性基因,其中1对为主效基因。在突变体材料MR168和MR312中,控制披垂性状的均为单隐性基因。     

烟草航天诱变突变体叶形遗传分析及基因定位

利用航天诱变方法获得烟草品种NC89的突变体NC89-M,与野生型相比,NC89-M叶形呈宽椭圆,叶面褶皱,叶缘呈锯齿状。为明确烟草航天诱变突变体NC89-M叶形突变机理,挖掘突变体叶形突变基因,利用NC89-M与烟草品系2014-168杂交获得F2群体,对F2群体遗传分析表明突变体叶形性状受1对显性主效基因控制。通过混合集团分离法,确定SSR标记PT60795与叶形性状连锁。利用已有的突变体基因组序列信息,开发InDel标记最终将突变基因nc89m定位于标记PT60795与InDel5之间,遗传距离分别为2.9 cM和4.4 cM。在该区间内发现在叶片中高表达的基因Nitab4.5_0000008g0880.1编码区第1 294个核苷酸发生突变,由腺嘌呤突变为胞嘧啶,其编码氨基酸由酪氨酸突变为天冬氨酸,因此将其作为nc89m的候选基因。本研究为Nitab4.5_0000008g0880.1的基因克隆及功能验证打下基础。     

红米色素着生位置及其基因定位

分别对红米和白米做了石蜡切片观察,其色素位于果皮和种皮中;并对红米水稻材料红宝石进行了遗传研究及基因定位。红宝石与白色水稻R272的杂交F1表现为红色,表明色素基因受显性基因控制;同时,其F2群体米色性状遗传分离规律符合3∶1的分离比例,表明红色米皮的性状受1对显性基因控制。利用R272/红宝石的F2群体和微卫星标记,将该基因定位在第7染色体上RM8006和RM21186两个标记之间,其遗传距离分别为4.0cM和2.1cM,在物理图上这两个标记的距离为1.7Mb,并将该基因初步命名为Red。     

几个香稻保持系香味的遗传研究

对四川省新选育的7个香稻保持系和1个引进改良的香稻品种的香味遗传和等位性进行了分析,同时,利用微卫星DNA标记对D香2 B和泸香90的香味基因进行了初步定位.结果显示,所有香稻品系(品种)与非香稻杂交,F1植株的叶片均无香味,显示出香味由隐性基因控制;从香与香杂交F1植株、回交BC1F1和F2群体分析看,D香1 B、D香2 B、内香2 B、内香4 B、绵香2 B、绵香3 B、宜香1 B的香味受单隐性基因所控制;泸香90的香味可能受一对抑制基因和一对香味基因控制.初步将D香2 B和泸香90的香味基因定位在第八染色体上,D香2 B香味基因位点与SSR引物RM 210相距17.3 cM,与RM 515相距5.7 cM;泸香90的香味基因位点与RM 515相距4.3 cM.RM 515可应用于水稻分子育种实践.     

水稻阶段性温敏白化转绿突变体stgra254的特征和基因定位

为了挖掘和鉴定更多的水稻白化转绿突变体用于基因功能的研究。从粳稻品种秀水09的EMS突变体库中发现了一个阶段性温敏白化转绿突变体stgra254,该突变体在28℃恒温条件下,第6片完全展开叶出现白斑,至分蘖盛期融合成片,最终叶片枯萎死亡;在32℃条件下,第6片叶白斑数目及白化程度明显弱于28℃,且3d后逐渐转绿;而24℃下的叶片表现正常。组织化学分析结果表明,白斑的形成和发展是一个程序性细胞死亡的过程,伴随着H_2O_2的积累。荧光仪分析显示,光系统Ⅱ的最大光能转化效率显著下降。遗传分析表明,该突变体叶色性状受1对隐性核基因控制。利用stgra254与珍汕97杂交得到F_2群体,借助集团分离分析法和SSR分子标记连锁分析,将其定位在4号染色体上的RM17206与RM17277标记之间,遗传距离分别为0.48,5.22cM。     

一个水稻多柱头突变体的形态特征和基因定位

水稻产量和品质受花器官发育的直接影响, 因此对水稻颖花发育机理的研究将有助于水稻产量和品质的遗传改良。在籼稻C2与2480的杂交后代中发现了一个多柱头突变体, 与野生型相比, 该突变体植株矮化、穗变小、开花延迟和育性降低。颖花解剖发现, 其浆片正常, 柱头和雌蕊数量增加, 雄蕊数目明显减少, 并伴随不同程度的雌雄蕊畸形。以突变体作母本, 构建群体进行遗传分析, 结果显示所有F₁均表现正常, F₂群体出现3∶1性状分离, 证实该突变性状受1对隐性基因控制。利用微卫星标记进行连锁分析, 将该基因定位于水稻第6染色体上标记RM3183和RM3827之间, 遗传距离分别为2.2 cM和12.0 cM, 且与RM11951、RM19953和RM19961共分离。ISM(t)是一个新的水稻花器官发育控制基因, 本研究为该基因的克隆和功能研究奠定了基础。     

水稻黄绿叶基因YGL4的遗传分析和分子定位

通过EMS诱变恢复系缙恢10号,获得了一个稳定遗传的全生育期黄绿化叶色突变体。其叶绿素总含量稳定在2.01~2.28 mg g^-1之间,仅有对照的38.2%~50.5%。与对照相比,黄绿叶突变体的有效穗和株高显著下降,而主穗长、一次枝梗数、主穗实粒数、结实率、千粒重则无明显差异。遗传分析表明该性状受一对隐性核基因控制,命名为YGL4。利用微卫星标记将YGL4定位于第10染色体微卫星标记RM3123和RM590之间,分别距其7.6 cM和7.8 cM。在两标记间进一步设计SSR引物,将该黄绿叶基因定位于RM1162和RM7093之间,分别距其1.8 cM和4.0 cM。为该YGL4基因的分子标记辅助选择育种和图位克隆奠定了基础。     

水稻卷叶基因RL13的遗传分析和分子定位

叶片形态是理想株型的重要指标之一,叶片适度卷曲有利于理想株型的建成,是水稻超高产育种的重要材料。在EMS诱变籼稻缙恢10号群体中发现一个卷叶突变体,表现叶片筒状卷曲,经过多代连续自交,性状稳定,命名为rl₁₃ (rolled leaf 13)。rl₁₃的叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量均显著高于野生型对照缙恢10号,类胡萝卜素含量在苗期、孕穗期与野生型相比有显著提高,而抽穗期和成熟期则差异不显著。rl₁₃的三片功能叶的卷曲度与野生型相比均达到极显著差异,但rl₁₃的三片功能叶之间差异不显著。通过石蜡切片分析,突变体叶肉细胞层数变薄,野生型含有的一个较大泡状细胞转变为卷叶突变体的两个大小相近的泡状细胞,导致了叶片弯曲。以该突变体为父本,西农1A为母本配制杂交组合构建F₂遗传群体,结果表明,该卷叶性状由一对隐性核基因控制。选用F₂代分离群体中的1 215个隐性单株作为定位群体,将RL₁₃定位在第6染色体短臂上分子标记RM276和SWU6-1之间,遗传距离分别为1.1 cM和0.2 cM。     

水稻新型卷叶突变体rl12（t）的遗传分析和基因定位

叶片是水稻光合作用的重要器官,适度卷曲有利于改善群体光照、提高光能利用率,卷叶基因是培育理想株型的重要资源。本研究利用EMS诱变优良恢复系缙恢10号,获得了一个水稻新型卷叶突变体,该性状受一对显性基因控制,表现为新叶不卷,老叶全卷,而成熟叶片叶上部约1/3卷曲、中下部正常,叶绿素含量极显著高于对照,暂被命名为rl12(t)。利用SSR标记将该基因定位于第10染色体SWU-1和SWU-2之间,遗传距离分别是1.5 cM和0.2 cM。目前,类似于rl12(t)卷叶突变体表型未见报道,RL12(t)是唯一一个在第10染色体被分子定位的显性卷叶主基因。研究结果为该卷叶基因的克隆和功能分析奠定了基础,对于揭示卷叶机理及应用于株型改良具有重要的意义。     

乐香202B早熟性的遗传分析与基因定位初探

品种生育期是水稻最重要的农艺性状之一,通过遗传育种方法改变品种的生育期,特别是缩短生育期．对水稻生产的发展具有重要意义。研究材料乐香202B是由乐山市农科所提供的早熟稳定性较好的品种．对其研究表明,乐香202B具显性早熟基因,经遗传分析表明,符合3:1分离比,且不具感光性及胞质效应。将该基因初步定位在染色体第2染色体短臂端,暂定名为Ef-2(x)。与微卫星标记RM279、RM154有连锁关系,遗传距离分别为13．5cM和8．9cM。该基因的定位为下一步的基因分离和克隆奠定了基础。     

水稻早衰突变体esl2的遗传分析和基因定位

利用EMS诱变水稻籼型恢复系缙恢10号, 从其后代中鉴定出一个早衰突变体esl2, 苗期正常, 孕穗期开始叶尖和叶缘黄化衰老。与野生型相比, 孕穗期和抽穗期光合色素含量均显著下降, 抽穗期倒一叶的超氧化酶歧化酶(SOD)活性、可溶性蛋白(SP)含量降低, 活性氧(ROS)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、丙二醛(MDA)和脯氨酸(PRO)含量或活性增加。超微结构观察表明, esl2衰老部位的细胞多中空且形状不规则, 伴随细胞裂解、细胞质溶解等特征; 同时, 叶绿体结构异常, 叶绿体膜溶解、基粒模糊, 基质片层疏松, 类囊体发育异常。遗传分析表明, 该突变体受一对隐性核基因调控。利用1 005株西农1A/esl2的F₂隐性定位群体, 最终将Esl2定位在第4染色体SSR标记RM17122和swu4-13之间, 物理距离约244 kb, 这为Esl2基因的克隆和功能研究奠定了基础。     

大豆灰斑病1号生理小种抗性基因的SSR标记

针对中国大豆灰斑病1号生理小种,以抗所有生理小种的品系东农40566为母本,以感所有生理小种的品种东农410为父本配制杂交组合,杂交得到F2代后连续自交3代得到F5代群体。该群体经人工接种灰斑病1号生理小种后,利用BSA法对500个SSR标记进行筛选,其中3个标记Satt565、SOYGPATR和Satt396在抗、感池间表现出稳定的多态性,并且在F2代个体中表现出抗性与多态性协同分离的趋势。3个标记与抗性基因的连锁顺序为Satt565—SOYGPATR—Hrcs1—Satt396,它们与抗性基因的连锁距离分别为12.7cM、6.5cM、14.7cM。推测抗大豆灰斑病1号生理小种的基因可能位于C1连锁群上。     

一个新的水稻黄绿叶突变体的遗传分析与基因定位

通过化学诱变获得一份稳定遗传的水稻黄绿叶突变体D83。该突变体苗期植株呈黄绿色,分蘖期开始逐渐转为淡绿色。与野生型相比,突变体苗期叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量分别下降45.03%、53.93%和39.56%,成熟期每穗着粒数减少9.45%,千粒重下降10.76%。对D83与正常绿色品种杂交F₁、F₂代的遗传分析表明,D83的突变性状由一对隐性核基因控制。以D83/浙福802 F₂代作定位群体,应用分子标记将D83所携带的突变基因定位于水稻第2染色体短臂的SSR标记RM110附近,InDel标记Ch2-27和Ch2-32之间,该基因与这2个InDel标记的遗传距离分别为1.2 cM和2.3 cM。认为D83所携带的突变基因是一个新的水稻黄绿叶突变基因,暂命名为chl13(t)。     

四倍体马铃薯抗卷叶病毒的分子标记开发及性状关联分析

病毒病是马铃薯生产中的主要病害之一,侵染马铃薯的病毒中,影响较为严重和发生较为普遍是卷叶病毒(potato leaf roll virus,PLRV)引起的卷叶病。本研究通过田间性状调查得到50株马铃薯‘合作88’自交F2代抗PLRV性状分离群体,首先利用DAS-ELISA明确侵染病毒的类型,随机选取5株抗病群体和5株感病群体,通过Illumina 2X覆盖度重测序,随后以马铃薯双单倍体DM为参考基因组进行单倍体组装和注释。通过基于Perl语言下的MISA程序进行全基因组SSR挖掘和比对,共筛选出277个与抗卷叶病相关的特异性SSR标记;接下来随机选取180个SSR标记并设计引物,PCR扩增后通过LabChip GX Touch检测得到232个等位位点,其中多态性位点152个,基于Minimum-Evolution的聚类分析发现,在遗传相似性系数为0.80时,能把抗PLRV两个性状分离群体区分。利用JoinMap 4.0构建了‘合作88’抗PLRV连锁的遗传图谱;遗传图谱共包含8个连锁群,总长度为2684.3 cM,标记间平均距离11.57 cM。最后用TetraploidMap检测到5个与抗卷叶病相关的QTL,其遗传贡献率分别为4.31%、8.70%、10.89%、13.52%、7.82%。基于mapping的单倍体测序数据,5个QTL分别被定位于第Ⅹ号、Ⅲ号、Ⅰ号、Ⅷ号、Ⅸ号染色体。本研究可为高通量开发马铃薯抗卷叶病分子标记提供技术参考,也可为精细定位马铃薯优良性状相关基因提供理论依据。     

Genetic mapping of bph20(t) and bph21(t) loci conferring brown planthopper resistance to Nilaparvata lugens St?l in rice (Oryza sativa L.)

Brown planthopper(BPH) is one of the most serious and destructive insect pests of rice in most rice growing regions of the world. In this study, two major resistance genes against BPH have been identified in an Oryza rufipogon (Griff.) introgression rice line, RBPH54. Inheritance of the BPH resistance in RBPH54 was studied by screening the resistance in parents, F1, F2 and BC1 generations against BPH biotype 2. A population of BC3F2 lines was developed and SSR markers were employed for the gene mapping, and new markers were designed for fine mapping of the resistance genes, while sequence information of BAC/PAC clones was used to construct physical maps of the genes. The results showed that the BPH resistance in RBPH54 was governed by recessive alleles at two loci, tentatively designated as bph20(t) and bph21(t). The locus bph20(t) was fine mapped to the short arm of chromosome 6 about 2.7 cM to the upper marker RM435 and 2.5 cM to lower marker RM540 and in a 2.5 cM region flanked by two new SSR markers BYL7 and BYL8 which were developed in the present study. The other BPH resistance locus bph21(t) was initially mapped to a region 7.9 cM to upper marker RM222 and 4.0 cM to lower marker RM244 on the short arm of chromosome 10. For physical mapping, the bph20(t)-linked markers were landed on BAC/PAC clones of the reference cv., Nipponbare, released by the International Rice Genome Sequencing Project. The bph20(t) locus was physically defined to an interval of about 75 kb with clone P0514G1. Identification and location of these two genes in the present study have diversified the BPH resistance gene pool, which give benefit to the development of resistant rice cultivars, and the linkage PCR-based SSR markers for the bph20(t) and bph21(t) genes would help realize the application of the genes in rice breeding through marker-assisted selection.