用SSR标记鉴定水稻突变体杂交F1的研究

DNA标记技术可从基因组水平上鉴定F1。用SSR标记鉴定水稻突变体杂交F1,为F2群体构建和突变体基因定位提供依据。以经EMS诱导获得的R30白化突变和‘泸恢17’窄叶突变分别作为亲本,组配2个杂交组合,用3个SSR标记对其单株进行鉴定。RM6105检测了R30白化突变ב泸恢17’组合4个单株（1~4号）,其中4号单株表现父母本互补的带型,为真实F1,另外3个的标记型与母本相同,为母本自交结实,RM6965和RM5349的鉴定结果与RM6105一致;该3个标记从R30ב泸恢17’窄叶突变组合14个F1单株中（5~18号）检测到3个真实F1（9、12和15号）;RM6965、RM5349和RM6105均可对R30与‘泸恢17’组合F1进行鉴定,且结果一致;分子标记对F1进行鉴定,可用于杂交育种。     

不同遗传背景下陆地棉衣分和子指性状QTL定位

为陆地棉产量性状有关的分子标记辅助育种奠定理论基础,以高品质中长绒棉品种‘新陆早24号’为父本,转基因抗虫棉常规品种‘鲁棉研28号’和高产、优质棉花新品种‘冀棉516’为母本,构建F2和F2:3分离群体;利用7638对SSR引物对‘鲁棉研28号’和‘新陆早24号’进行多态性进行筛选,共获得225对多态性引物,对238个F2单株DNA扩增获得238个多态性标记位点,其中185个构建了包括44个连锁群,总长为1509.38 cM的遗传连锁图谱,标记间的平均距离为8.16 cM,覆盖棉花总基因组的33.91%。根据已有图谱的定位结果,40个连锁群与染色体建立联系。利用复合区间作图法定位‘鲁棉研28号’与‘新陆早24号’分离群体F2单株和F2:3家系的衣分和子指性状QTL,其中得到3个衣分和5个子指的QTL;根据定位结果,选择了14对SSR引物,分析‘冀棉516’与‘新陆早24号’的多态性,其中6个标记构建了两个连锁群。1个衣分和1个子指的QTL在两个群体中均检测到,这些共同QTLs为分子标记辅助育种奠定了基础。     

一个水稻半矮化突变体基因的初步定位

发掘和鉴定控制水稻株高的基因,实现对水稻株高的定向改良,具有重要的理论意义和应用价值。利用甲基磺酸乙酯(EMS)诱变水稻恢复系R30,获得了一个能稳定遗传的半矮化突变体(sd-ch)。将sd-ch作母本,与"泸恢17"进行杂交,构建F2群体,进行遗传分析,并用SSR分子标记对sd-ch进行定位。结果表明,F1表现为正常亲本高度,F2群体株高出现性状分离,正常高度植株和半矮化植株数量分别为401和143,比值为2.8,经卡方检测符合3:1,表明sd-ch受隐性单基因控制;通过SSR分子标记对sd-ch进行定位,第8染色体上SSR标记RM6028从F2群体101个隐性表型单株中检测到2个单交换株,交换率为0.99%。该基因被定位于RM6028附近,遗传距离为0.99 c M。本研究对sd-ch的初步定位,以及对其进行精心定位、克隆和应用奠定了基础。     

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。     

水稻矮秆突变体sde(t)的遗传分析与基因初步定位

矮生突变体的引入掀起了第一次“绿色革命”。但近年来,在水稻育种中矮生基因遗传单一的问题越来越突出,已经严重影响了水稻产量的持续提高。从籼稻品种中籼3037中发现一个矮秆自然突变体,该矮秆突变体和中花11杂交F2的遗传分析表明该材料的矮秆性状由1对隐性单基因控制,并暂命名为sde（t）。利用已有的INDEL分子标记将sde（t）基因定位在水稻1号染色体的长臂上,然后通过扩大群体和新发展的INDEL与CAPS标记,将sde（t）基因定位在2个INDEL标记之间,两者间的物理距离大约是400kb。     

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‘陆18S’核不育基因连锁的分子标记

为了研究水稻不育基因的遗传机理和连锁情况,利用‘陆18S’与3个父本杂交,并对F2进行花粉育性和结实率观察和遗传分析,同时对F2后代进行RAPD分子标记。通过遗传分析得知,‘陆18S’不育系由1对隐性核基因控制。通过分子标记的筛选,找到了与‘陆18S’雄性不育紧密连锁的RAPD标记S490,片段大小为850 bp。获得与不育基因紧密连锁的RAPD标记。为不育基因克隆、定位奠定了坚实的基础。     

‘辽粳326×莎莎妮’粳稻杂交后代垩白粒率的遗传分析

以2个垩白粒率差异较大的粳稻品种‘莎莎妮’（垩白粒率为2.5%）和‘辽粳326’（垩白粒率为72.3%）的杂交后代F1、F2群体为试材,利用数量性状遗传分析方法,研究北方粳稻垩白粒率的遗传规律。结果表明：（1）垩白粒率的遗传受母体植株的影响较大,在F?2米粒间（着生在F1植株上的米粒）没有发生分离。（2）着生在F?2植株上的米粒的垩白粒率的变异主要是由遗传因素引起的,其遗传模型为2对加性-显性-上位性主基因+加性-显性多基因模型,低垩白表现为显性。（3）主基因遗传力h2mg（%）很大,达到了90.38%,多基因遗传力h2pg（%）只占0.11%,并且存在一对效应很大的主效基因。     

的定位

 以珍汕97A/明恢63的F2群体为材料,应用SSR标记对水稻野败型恢复基因Rf3进行定位。该试验从F2分离群体中筛选出119个极端不育单株组成隐性基因定位群体。针对水稻第1染色体短臂Rf3所在染色体的可能区间,应用37个SSR标记检测亲本,从16个多态性标记中挑选出9个检测定位群体。结果表明物理位置连续排列的SSR标记RM10353、RM1195和RM3746各有8个单株与Rf3基因发生了单交换,且重组子数表现为最少,据此可将Rf3定位于这3个标记的两侧标记内。因此最终将Rf3定位在相距679.9 kb的SSR标记RM10338和RM10376之间。     

两个水稻生殖器官突变体的形态特征和遗传分析

我们在转基因水稻后代中发现了两个生殖器官发育相关的隐性突变体,暂命名为function of reproductive organ J(from)和pistilloid-stamen(ps-2).frol突变体内外稃闭合,抽穗但不开花;4轮器官结构及数目近正常,但内外稃片抱合扭曲成辣椒状,雌雄蕊发育不完全,无花粉形成,雌蕊不育.ps-2突变体类似Luo等(2006)报道的ps突变体:颖花开裂,内外颖片变窄、变硬,外颖弯曲,但ps只有1～5枚雄蕊转化成雌蕊,而ps-2有5～6枚雄蕊转化成雌蕊,仅有极少数突变颖花留有1枚未转变的雄蕊,突变体雌蕊状结构10个以上,不能结实.通过对突变体frol和ps-2分别与野生型明恢86正反杂交,与R527、93-11和中花16的杂交后代表型分离规律分析表明:突变体frol和ps-2是分别由一对隐性基因控制的突变体,其中frol的F2后代表型分离比均符合3:1,大部分ps-2的F2后代表型分离比偏离3:1.进一步分析frol和ps-2双突变体的遗传和表型发现:frol和ps-2基因不等位,是两个独立遗传的基因.植株生活力受纯合ps-2基因的影响,但不受纯合frol基因的影响.双突变体的内外稃片结构及开裂特征似ps-2,而内外稃包合状与frol近似,雄蕊仍表现雌化,但数目明显减少.frol和ps-2双突变体的表型特征暗示了ps-2和frol间存在一定的互作.     

应用SSR标记定位水稻再生力和再生产量及其构成的QTL

用两个籼稻品种明恢86和佳辐占为亲本建立的F2群体及相应的SSR分子标记连锁图,对水稻再生力和再生产量及其构成的基因进行了定位。结果定位了影响水稻再生力(再生穗数)的1个QTL,影响再生产量的1个QTL和影响产量构成的2个QTL,各QTL的加性效应均来自亲本明恢86,起增效作用。影响水稻再生穗数、结实率和单株产量的QTL位于同一染色体的相同区段上,且加性效应方向相同,这很好地解释了再生穗数与单株产量、结实率呈极显著正相关的关系。     

水稻抽穗期数量性状基因的定位及遗传效应分析

本研究利用特早抽穗粳稻品种石狩白毛和籼稻品种明恢63杂交的F2分离群体共116株,构建了含88个共显性分子标记的连锁图谱,对水稻(Oryza sativA L．)抽穗期进行基因定位。利用2种分析软件MAPMAKER／QTL和QTLMapper进行分析,共检测到3个抽穗期的数量性状基因座(QTLs)。2个软件共同发现第7染色体上RM214与A5106标记区间内存在1个主效QTL Hd7a（Hd7c),来自明恢63的这个位点的等位基因可使抽穗期延迟。其余2个QTLs分别位于第7、9染色体上。同时检测到有5对位点间存在上位性作用,但相对贡献率较小,表明上位性效应也是影响抽穗期的遗传基础。     

大麦多节矮秆性状的研究——II.多节矮秆性状的染色体定位

采用14个大麦染色体标记性状材料,对大麦突变体76-2104进行了多节矮秆性状在染色体上的定位研究。研究结果表明:(1)多节矮秆性状分别由一对隐性基因控制。(2)控制多节矮秆两对性状的基因位于第四染色体上。长节间矮生(Sid)与多节的交换值为12.41士2.05%。三叉芒K与多节、矮秆两对性状之间的交换值分别为47.80士4.07%和42.26     

以标记辅助选择改良江苏主栽粳稻品种“淮稻5号”黑条矮缩病抗性

水稻黑条矮缩病是由灰飞虱传播的一种病毒病,最近在江苏、浙江等省暴发给水稻生产造成严重威胁。本研究在前期对水稻黑条矮缩病抗性基因初步定位的基础上,针对第6染色体短臂上紧密连锁的两个抗性QTL,以抗性亲本“明恢63”为供体,感病亲本“淮稻5号”为轮回亲本,通过标记辅助选择,构建了携带目标抗性QTL的系列近等基因系。自然接种和人工接种鉴定表明新培育的近等基因系其发病率较对照轮回亲本下降25%左右,抗性得到显著改良。农艺性状调查结果显示大多数近等基因系其生育期、株高及产量构成性状等与轮回亲本相似,表明目标区段存在较少的累赘连锁。此外,对有关如何实现目标QTL的精细定位,以及利用标记辅助选择聚合多个抗性QTL培育抗病品种的策略也进行了探讨。     

OsGA20ox2不同长度RNAi片段对水稻株高等农艺性状的遗传效应

利用OsGA20ox2基因序列构建不同长度的RNAi片段并导入水稻，获得不同高度的矮化植株。将这些矮化植株与野生型植株回交获得B₁F₂群体，卡方检测表明B₁F₂群体矮秆植株数和高秆植株数符合3∶1比例，表现为矮秆显性的遗传规律。对矮化植株的F₅和B₁F₂群体株高、各茎节间长度和一些主要农艺性状方差分析显示, OsGA20ox2基因的RNAi能显著缩短株高和各节间长度(P<0.05)，RNAi干扰片段越长，使植株株高和节间长度缩短程度越大，可使株高降低24~42 cm，矮化22%~39%。在同一长度的RNAi干扰片段下，倒一节节间长度平均缩短与倒二节节间长度平均缩短非常相近，倒三节和倒四节节间长度平均缩短非常相近，总的缩短程度是倒四节>倒三节>倒二节>倒一节。这种近基部节间长度缩短幅度和比例较大的特点，利于提高水稻的抗倒伏能力，同时上部节间缩短幅度和比例较小，有效地保持合理株高，不使生物产量明显降低，有利于水稻的稳产和高产。OsGA20ox2基因的RNAi不影响如千粒重、结实率、穗长等其他主要农艺性状或影响很小。     

分子标记辅助选择改良优质水稻恢复系明恢63的稻米品质

明恢63是我国育成的一个籼型三系强优势恢复系,其直链淀粉含量适中,但是糊化温度和胶稠度较差,并且仍然存在心白.从控制稻米糊化温度的alk基因和控制香味的fgr基因编码区寻找插入缺失长度多态性(insertion deletion length polymorphism,InDel)位点,并开发出InDel标记进行辅助选择育种,经回交聚合向明恢63品种导入来自中国香稻的alk和fgr等位片段,改良品系的稻米糊化温度显著降低,胶稠度升高,具有了香味,并且心白粒率得到了降低.外观品质、蒸煮食味品质得到了显著的改善.     

一个水稻开颖不育突变体ohs1(t)的遗传分析及基因定位

我们在明恢86的转基因后代中发现了一个水稻花器官发育突变体,暂命名为开颖不育(open hull sterile 1,ohs1(t)))突变体.ohs1(t)突变体表现颖花开裂,内外稃片变细,内稃微弯向外稃,有雌雄蕊分化,但雌雄蕊较野生犁株的小,大多数花药没有花粉,少数花药中含有不育花粉,雌雄配子均不育.突变体ohs1(t)分别与明恢86、R527、93-11和中花16号杂交后代遗传分析表明,ohs1(t)是一个隐性基因控制的突变体.以ohs1(t)和93-11杂交F2群体中突变个体作为初步定位群体,采用已报道的SSR标记将OHS1(t)初步定位在1号染色体的长臂端RM493和RM5638两个标记间.随后利用已公布的水稻基因组序列(http://rgp.dna.affrc.go.jp/E/index.html)及93-11和日本晴间SSR标记数据库(http://www.gramene.org/),新开发和筛选了SSR和InDel标记,并以ohs1(t))和中花16号杂交F2群体中突变个体作为新定位群体,将OHS1(t)基因进一步定位在NSSR0115和InDel0102之间,遗传距离分别为0.2 cM和0.3 cM,物理距离约66 kb.     

水稻黑条矮缩病抗性QTL分析

利用珍汕97B/明恢63的重组自交系群体,采用自然发病鉴定的方法,以穴发病率为表型值,对各株系进行黑条矮缩病抗性鉴定。群体的穴发病率偏向于抗病亲本,且呈连续性分布,表明水稻黑条矮缩病抗性受数量性状基因控制。利用WinQTLcart 2.5软件对黑条矮缩病抗性QTL进行分析,共检测到6个QTL,其中第6、11染色体上各有2个,第7、9染色体各有1个。第6、7、9染色体上的4个QTL在两个地点都能检测到,是稳定表达的QTL,尤其是第6染色体上的2个QTL,LOD值分别为12.09和9.77,贡献率分别为20.20%和18.68%,是主效QTL,能在分子标记辅助选择育种中加以利用。