水稻短光敏不育基因(rpms4)的遗传分析及初步定位

为了深入研究水稻短光敏不育基因,以D38S为母本,华占为父本构建了一个F_2分离群体,对短光敏不育基因控制的遗传规律进行分析。利用集团分离分析法(bulked segregant analysis, BSA)筛选多态性SSR标记,并在多态性标记附近增加标记引物筛选,将获得所有多态性SSR标记对含有248个单株的D38S×华占杂交得到F_2群体进行定位分析。D38S×华占的F_1代植株在南昌早季镜检花粉育性表现正常,自然结实率也正常。对248个F_2群体单株进行育性调查,统计短光可育株与短光不育株分离比,发现短光可育株与短光不育株数分离比符合3:1的分离比,因此可以推测D38S的短光敏不育性状遗传模式符合受1对隐性核基因控制模式。该研究利用集团分离分析法(BSA)从均匀覆盖水稻染色体基因组的3 600对SSR中筛选到7对与该不育基因连锁的标记。利用D38S×华占的F_2群体和7对SSR标记,将短光敏不育基因定位于水稻1号染色体,位于标记RM3442与RM6339之间,遗传图距均为1.2 cM,将该短光敏不育新基因命名为rpms4。本研究为进一步精细定位和克隆rpms4提供了科学依据。     

水稻F1花粉不育基因的精细定位及其遗传分化研究

水稻籼粳亚种间杂种的不育性限制了亚种间的遗传交流和杂种优势利用。本研究通过发展位置特异性的微卫星标记将F1花粉不育基因S-6座位进行了精细定位；通过分析近等基因系中代换片段的遗传效应，鉴定出了F1花粉不育基因S-d座位，利用位置特异性的微卫星标记将S-d进行了定位；根据基因组的序列资料和利用较大的作图群体对S-6和S-d两个座位进行了物理作图；通过分子标记辅助选择培育了一批复等位基因近等基因系，对育性基因的遗传分化进行了研究。取得了如下主要结果：1、根据S-6座位初步定位的结果发展位置特异性的微卫星标记，将F1花粉不育基因座S-6进行了精细定位。结果表明多态性标记均与S-6座位紧密连锁，其中R830STS、PSM7、PSM8、PSM9、．PSM59和PSM60位于S-6座位一端，与S-6座位遗传距离分别为1．5cM、1．2cM、0．9cM、0．9cM、0．9cM和0．9cM，而PSM202、PSM206、PSM208、RMl3、R2213SSTS和RM413位于S-6座位的另一端，与S-6座位的遗传距离分别为0．9cM、2．1cM、3．8cM、4．1cM、4．4cM和5．3cM。2、根据S-6座位精细定位的结果，从IRGSP下载了S-6座位所在区域克隆的序列，将克隆的序列进行了拼接，同时将与S-6座位紧密连锁的分子标记与序列拼接图进行了电子整合。根据整合的结果发展位置特异性的微卫星标记和STS标记，利用500株的作图群体，最终将S-6座位界定在PSM8与PSM215之间182．2kb的范围，其中PSM214、T17、T18和T19与S-6座位完全连锁。3、通过对近等基因系E11-5中代换片段遗传效应的分析，在第1染色体的代换片段上鉴定出一个新的F1花粉不育基因座S-d。根据基因组的序列发展位置特异性的微卫星标记将S-d座位进行了定位。结果表明多态性标记均与S-d座位紧密连锁，其中PSM27、PSM24、．PSM26、PSM23、PSM31、PSM25、PSM37、PSM41、PSM42、PSM43、．PSM44、．PSMl2和PSMl3位于S-d座位的一端，与S-d座位的遗传距离分别为10．6cM、7．2cM、7．2cM、6．8cM、6．8cM、6．4cM、6．4cM、4．8cM、4．8cM、3．2cM、1．6cM、0．4cM和0．4cM，而RM84、RM86、RM323、RMl和RM283位于S-d座位的另一端，与S-d座位的遗传距离分别为3．8cM、4．6cM、6．7cM、7．5cM和8．7cM。4、根据S—d座位定位的结果，从IRGSP下载了S-d座位所在区域克隆的序列，将克隆的序列进行了拼接，同时将与S-d紧密连锁的分子标记与序列拼接图进行了电子整合。根据整合的结果发展位置特异性的微卫星标记和STS标记，利用2160株的作图群体，最终将S-d座位界定在67．8kb的范围内，其中PSM93和PSM74位于S-d座位的两侧且各与S-d仅有一个重组，而PSM95、PSM96、T1和T2与S-d座位完全连锁。RiceGAAS注释分析表明在此区段有17个ORF。，其中3个ORF可能与杂种不育性有关。BLAST分析表明此段序列籼粳之间的同源性较低，这也可能是杂种不育的一个原因。5、通过分子标记辅助选择，在F1花粉不育基因s-n、s-6、s-c和s-d座位各培育了一批复等位基因近等基因系，测交分析表明各不育基因座位上的不育基因不仅分化为相对的S^i和S^j，而且基因型类型相同的复等位基因的遗传分化也达到了显著差异的水平。携带有多个复等位基因的近等基因系的测交分析表明，复等位基因近等基因系的遗传效应为各基因座位遗传效应的累加，各基因的遗传效应相互独立，彼此间无相互作用。     

水稻雌性半不育突变体M21的细胞学研究和基因的初步定位

水稻雌配子的发育直接影响水稻的育性。由于雌配子败育的机理复杂,使得雌性不育的分子机理研究一直未取得突破性进展。本研究以EMS诱变获得的半不育突变体M21为研究材料,采用细胞学技术发现M21是由胚囊部分败育造成的。以M21//M21/N22回交群体BC1F1为作图群体全基因组分析,构建全长为2674.2 cM的遗传图谱,包含了189对SSR标记,平均遗传距离为14.1 cM;复合区间作图法(CIM)进行QTL定位,在第11号染色体检测到一个新的雌配子半不育QTL qPS-a,初定位在标记RM26761和RM26841之间,其贡献率为20.2%。本研究有助于进一步探究水稻雌性半不育的遗传机制。     

淡绿叶标记光-温敏核不育水稻叶色及育性的遗传分析

以2个淡绿叶色标记的粳稻光温敏核不育系（TS1、TS3）和4个正常叶色可育系杂交,对其F2、F3群体进行叶色和育性遗传分析,结果表明,淡绿叶遗传受2对基因控制,其中1对基因对另1对基因有抑制作用;不育性的遗传由2对主效基因及一些微效多基因共同影响;控制叶色和育性的基因各自独立遗传。应用累积分布曲线基因分析方法证明TS     

豫粳6号保持系与恢复系TR2604间杂种花粉不育基因的定位

阐明BT型杂交粳稻组合间育性差异的遗传基础有助于三系法杂交粳稻组合的选育。根据TR2604与豫粳6号A(B)、9201A(B)后代的花粉育性及小穗育性,明确了豫粳6号A(B)/TR2604 F1不育由双亲间特异性不亲和造成。遗传分析表明豫粳6号A(B)与TR2604 F1花粉不育受单基因S38(t)控制。以352株豫粳6号A/TR2604//TR2604、豫粳6号B/TR2604//豫粳6号B等群体中单株为定位群体,将S38(t)定位于第7染色体上标记RM18和RM234之间,与两标记遗传距离分别为0.43 cM和0.14 cM,两标记间物理距离约为180 kb,相关结果为S38(t)图位克隆工作奠定了基础。     

影响温敏核不育水稻育性转换的低温敏感度QTL定位

光温敏核不育水稻的育性光温敏感度对两系杂交水稻的繁殖与制种有重要影响。为了定位影响温敏核不育水稻育性转换的低温敏感度QTL,以冷繁结实率存在明显差异的2个温敏核不育水稻N38S和N727S为亲本构建的F_2群体为作图群体,利用人工气候箱的低温处理和SSR标记技术,结合Mapmaker 3.0及WinQTLCart 2.5软件分析,检测低温敏感度QTL位点。结果显示,共检测到3个低温敏感度QTL,其中QTL1位于水稻第1染色体的PSM12与RM583之间,QTL2和QTL3分别位于第4染色体的PSM194与RM273之间和RM273与PSM103之间,它们加性效应均为负值,对育性转换的贡献率分别为7%,16%,3%。基于分子标记的位置信息可知,3个QTL位点与已定位的光温敏核不育水稻育性相关基因不等位。综上,QTL1、QTL2和QTL3可能是新基因位点,N727S携带的等位基因起到提高繁种产量的作用,在利用分子标记辅助选择时,应选择N727S的标记类型。这3个低温敏感度QTLs的定位可能对于温敏核不育水稻进行易于转育繁种的分子标记辅助选择具有重要意义。     

两个新籼稻光温敏核不育系的育性转换特性研究

为了研究新育成的水稻光温敏雄性不育系H61S、H69S的育性转换特性,于2005~2006年在湛江进行了分期播种试验和人工控制光温试验,结果表明：（1）温度是引起两个光温敏不育系育性转换的最主要的原因,光照时数对不育系育性影响不显著。（2）H61S、H69S的育性温度敏感期分别为抽穗前19~10d和20~10d,最敏感期均为抽穗前17~13d,与对照培矮64相似。（3）当不育系由不育转为可育,可育花粉率达1%时,H61S、H69S和对照培矮64S的育性转换临界温度分别为24.2℃、25.3℃、26.1℃。（4）两个不育系在湛江自然播种条件下都有较长的稳定不育期和较高的自交结实率,育性转换期均比对照培矮64S短,可以安全制种,也可繁殖,但适宜繁殖的抽穗期范围窄。     

水稻单片段替换系群体的建立及QTL定位

水稻中许多重要的农艺性状属数量性状，由多基因(QTL)控制。研究QTL的遗传特性和遗传效应对于培育高产和稳产的水稻品种具有十分重要的意义。本研究以6个优良的品种为供体亲本，以华粳籼74为轮回亲本，通过微卫星标记辅助回交选择培育了一批单片段替换系，随后利用所培育的单片段替换系进行了QTL分析和基因定位。主要结果有：1、利用258个微卫星标记对6个供体亲本和轮回亲本间的多态性进行了筛选。6个供体亲本与轮回亲本间的多态率在32．98％至60．78％之间，平均47．81％，粳型供体亲本比籼型供体亲本的多态性要高。2、随着回交代数的增加，植株所含的替换片段数逐渐减少。在BC2F1、BC3F1、BC3F2和BC3F3代，平均每个植株携带有12．50、5．98、1．69和1．46个替换片段。替换片段的平均长度也随回交和自交代数的增加而逐渐变短。在BC2F1、BC3F1、BC3F2和BC3F3代，替换片段的平均长度分别为25．43cM、22．38cM、20．78cM和18．15cM.回交世代替换片段变短的速率(11．99％)比自交世代变短速率(7．15％)要快。在BC2F1、BC3Fl、BC3F2和BC3F3代，轮回亲本基因组的恢复率分别为82．24％、92．55％、98．04％j阳98．52％。3、在BC3F2和BC3F3代，共选育出111个单片段替换系，其中独一无二的单片段替换系共42个。BC3F2代替换系中替换片段的估算长度在2．00cM到64．80cM之间，平均为21．75cM，而BC3F3代中替换片段的估算长度在6．05cM到48．90cM之间，平均为20．95cMc，12条染色体中仅第11染色体没有选择到单片段替换系。所选育的单片段替换系中替换片段的总长为2367．50cM，基因组的覆盖长度为704．50cM，覆盖率为39．25％。4、在52个单片段替换系的22个性状中共鉴定出了234个QTL。每个性状鉴定出的QTL数在3到19个之间，平均4．50个。每个替换系鉴定出的QTL在2到15个之间，平均10．64个。QTL加性效应的大小因性状和替换系不同而不同，低至-0．02(0．79％)的加性效应(如谷粒宽度)均能检测到。在RM237．RM322、RM225和RM481标记附近的各种性状中同时检测到了增效和减效的QTL。5、通过染色体替换作图，对7个单片段替换系中16个性状的QTL进行了定位。利用携带有相同替换片段的替换系进行QTL位置的确定。6、通过分析复杂性状的加性效应，对影响植高、每穗粒数和粒型的相关性状进行了分析，分析QTL之间的相关性。7、对控制抽穗期、稃尖颜色、植株高度和粒型的基因进行了定位。抽穗期基因Hd-8表现为单基因显性遗传，定位于第8染色体上，与PSMl55紧密连锁。紫色稃尖基因Pa-6表现为单基因显性遗传，定位于第6染色体上，与RM253紧密连锁。株高基因Ph-1-3定位于第1染色体上，与PSM331紧密连锁。粒型基因Rlw-8-2为首次报道，定位于第8染色体的末端，与RM447紧密连锁，长粒表现为单基因隐性遗传。本研究通过分子标记辅助选择培育了一批单片段替换系，并成功地对这批材料进行了QTL分析和基因定位，从而证实了在水稻中通过微卫星标记辅助回交选育单片段替换系和进行QTL分析的可行性。     

甘蓝型油菜隐性核不育遗传标记的初步研究

为了进一步证实P6-9紫茎性状与可育性状的连锁关系,本试验选用S45A×自1968的BC1F1群体,利用BSA分析法,筛选到两个与可育基因Ms1连锁的RAPD片段：UBCl58.580和UBC187.880。通过对可育株群体的分析,证明了P6-9紫茎基因Pur与Ms1基因以及UBC158.580和UBC187.880位于同一连锁群上;对不育株分析得出其在同一连锁群上的精确位     

光敏、温敏核不育水稻核不育基因等位性及基因对数的研究

以光敏核不育系农垦58S及其衍生的光敏核不育系7001S、温敏核不育系W6154S、增矮64S，以及温敏核不育系安农S－1及其衍生的温敏核不育系810S、安湘S、香125S为材料进行相互杂交，在长日高温条件下观察F1的育性，根据其可育性和不育性确定核不育基因的等位性。结果表明：7001S、W6154S、培矮64S与核不育基因供体农垦58S之间有等位点的核不育基因；但温敏核不育系W6154S与培矮64S之间，不具等位点的温敏核不育基因。该结果说明光敏核不育系农垦58S至少存在一对光敏核不育基因和两对温敏核不育基因，而且各对温敏核不育基因可独立遗传，在夏季高温条件下其不育性得到充分表达。安农S－1与其衍生的不育系之间以及衍生的不育系与不育系之间都具有等位点的温敏核不育基因。农垦58S及衍生的核不育系与安农S－1及衍生的核不育系之间没有等位点的核不育基因。     

A QTL controlling low temperature induced spikelet sterility at booting stage in rice

Low temperature is a major abiotic stress for rice cultivation, causing serious yield loss in many countries. To identify QTL controlling low temperature induced spikelet sterility in rice, the progeny of F2, BC1F1 and BC2F1 populations derived from a Reiziq × Lijiangheigu cross were exposed to 21/15°C for 15 days at the booting stage, and spikelet sterility was assessed. For genotyping, 92 polymorphic markers from 373 SSR and 325 STS primer pairs were used. A major QTL was initially indentified on the short arm of chromosome 10 by selective genotyping using highly tolerant and susceptible progeny from F2 and BC1F1 populations. The QTL (qLTSPKST10.1) was validated and mapped by genotyping the entire F2 (282 progeny) and BC1F1 (84 progeny) populations. The results from the F2 population showed that qLTSPKST10.1 could explain 20.5% of the variation in spikelet sterility caused by low temperature treatment with additive (a = 14.4) and dominant effect (d = −7.5). From the analysis of 98 selected BC2F1 progeny, the QTL located in the 3.5 cM interval between S10010.9 and S10014.4 was further confirmed. Based on the studies of 3 generations in 2 years, it was clear that the QTL on chromosome 10 is a major determinant of the control of low temperature induced spikelet sterility at booting stage.     

小麦梭条花叶病抗性的遗传研究

本试验选用17个高抗品种、 9个高感品种随机组合进行杂交, 通过对F1、 F2和部分BC1、 BC2的抗感鉴定结果以及F3代的追踪分析, 研究了小麦品种对小麦梭条花叶病的抗性遗传规律。 结果表明, 小麦品种对小麦梭条花叶病的抗性为细胞核遗传, 这一性状受多对显性基因的控制, 不同品种含有其中的一对或两对或三对, 大多数品种     

用基因组原位杂交方法分析甘蔗-斑茅杂种及回交后代的染色体组成

斑茅(Erianthus arundinaceus Retz)是甘蔗的近缘属植物,具有多种优良特性,是甘蔗育种的重要种质资源之一。本实验使用基因组原位杂交(GISH)技术分析了甘蔗-斑茅杂种及回交后代F1、BC1和BC2的染色体构成与传递行为。结果表明:在F1代,来自斑茅HN92-77的染色体数目介于28～30条,来自热带种Badila的染色体数目介于38～40条,体细胞染色体数为2n=68～70,基本符合n+n的染色体传递方式;在BC1和BC2代,来自斑茅的染色体数分别为22～28条和13～15条,来自甘蔗的染色体数分别是87～94条和98～101条,其体细胞染色体数2n分别为110～121条和112～115条,基本上分别符合2n+n和n+n的染色体传递方式。在所观察的渐渗系中,均存在有染色体丢失的现象,但未观察到染色体发生交换与重组。     

西瓜强雌性性状的遗传分析及分子标记研究

为了解西瓜强雌性性状的遗传规律,以强雌性系BG1为母本,分别与不同的西瓜品系杂交、自交及回交,共获得5个F1群体、1个F2群体、1个回交群体BC1R34,以及1个回交转育品系(BC4S3).5个F1群体植株全部表现为正常花性型;经χ2测验F2分离群体中强雌性型与普通花性型的分离符合1∶3的分离比率;与普通花性型回交后代的BC1R34表现为普通花性型;回交转育得到的BC4S3品系表现为强雌性型,雌花率高达77.9%.试验结果表明,该强雌性状主要受单隐性核基因控制,但根据F2单株雌花率的分布情况,认为还可能存在微效基因的作用.对两对近等基因系BG1和BG2及BC4S3和R34进行RAPD分析,共使用333条随机引物,经过进一步F2验证在强雌性系中获得一条稳定扩增的片段s1454-1100.     

棉属野生种克劳茨基棉第7染色体上马克隆值QTL的挖掘与定位

为了深入挖掘和利用棉属野生种克劳茨基棉(Gossypium klotzschianum)的优异等位基因，构建了一个(陆地棉泗棉2号×克劳茨基棉)×泗棉2号的BC₁F₂群体，对纤维品质性状初步定位，单标记相关分析表明位于第7染色体上的SSR标记NAU1362与马克隆值表现极显著相关。进一步选择在第7染色体上含有克劳茨基棉渐渗片段的BC₁F₂单株与轮回亲本泗棉2号回交，构建BC₂F₃和BC₂F₄分离群体，通过两年的田间重复试验验证该QTL的位置与效应。结果表明，该QTL (qFMIC-7-1)在BC₂F₃、BC₂F₄世代均被检测到，位于相同的标记区间，分别可以解释9.0%、8.8%的表型变异，增效基因来源于野生种克劳茨基棉，与BC₁F₂群体定位结果基本一致。同时在第7染色体上检测到另一马克隆值QTL (qFMIC-7-2)，同样在BC₂F₃、BC₂F₄两个世代均能够被检测到，分别可以解释3.7%、4.7%的表型变异，但增效基因均来源于泗棉2号。     

利用陆海杂种BC1群体构建遗传连锁图谱并初步定位产量性状相关的QTL

摘要：本研究利用中棉所36和海1配制杂交组合,并用中棉所36为轮回亲本构建回交群体(BC1F1, BC2F1和 BC1S1)。用亲本和F1对新开发的2102对SSR引物进行多态性筛选,共筛选到317对含有海1显性带的引物,占筛选引物总数的15.08%;最终对其中的275对引物进行了BC1F1群体扩增,获得306个SSR标记差异位点。连锁分析表明（LOD=6.5）,有254个标记位点连锁,分布在42个连锁群中,覆盖2252.36cM,约占棉花基因组的50.05%;平均每个连锁群有6.08个标记,覆盖53.63 cM;标记间平均间距为8.87cM。利用BC1F1、BC2F1和BC1S1三个不同世代分离群体产量性状数据,共定位16个产量性状QTL,解释表型变异5.77%～19.86%。其中,衣分6个,铃重6个,籽指4个。有9个增效基因来自陆地棉亲本中棉所36,7个增效基因来自海岛棉亲本海1,说明了表型性状较差的品种同样可能含有可用于性状改良的增效基因。控制衣分的3个QTL可在不同的世代稳定检测到,效应稳定,增效基因均来自高值亲本陆地棉,为进一步分子标记辅助选择奠定了基础。     

普×爆自交和回交后代连续选择效果研究

对4个优良普×爆组合连续选优后代F3,F4,F5,BC1S1,BC1S2,BC1S3,BC2S1,BC2S2和BC2S3的爆花率、膨 化倍数、穗粒重和百粒重的分析结果表明:各世代不同组合穗粒重和百粒重的平均值、变异系数以及优于亲本的植株 数均存在较大差异,而爆花率和膨化倍数的差异较小;回交后代连续自交较直接连续自交穗粒重和百粒重有所减小, 而爆花率和膨化倍数增大;各世代所有性状均存在较大变异,且以穗粒重最大,爆花率最小,而且随着选择世代的增 加,穗粒重和百粒重均明显减小,而爆花率和膨化倍数明显增大;各世代爆花率和膨化倍数与爆裂亲本多呈显著或极 显著正相关,而穗粒重和百粒重与亲本多呈显著或极显著负相关。     

AB-QTL法定位陆海杂种棉花产量相关性状

本研究利用中棉所36和海1配制杂交组合,并用中棉所36为轮回亲本构建高代回交群体。利用3223对SSR引物筛选亲本和F1,筛选到294对含有海1显性带的引物,占筛选引物总数的9.12%。最终对其中的267对引物进行了群体扩增,获得277个SSR标记差异位点。其中,217个标记位点连锁,构建44个连锁群,平均每个连锁群包含4.93个标记位点。图谱覆盖1908.67cM,占棉花基因组的42.89%,平均每个连锁群覆盖43.38cM,标记间平均相距8.80cM。利用陆海杂种BC1F1、BC2F1和BC1S1的表型数据,通过复合区间作图,共检测到9个QTL,解释表型变异6.90%-19.17%。其中3个增效基因来自海岛棉亲本海1,6个增效基因来自陆地棉亲本中棉所36。此外,控制衣分的2个QTL在3个世代都能够检测到,分别解释6.90%和19.17%的表型变异,效应稳定,为进一步分子标记辅助选择奠定了基础。     

欧山羊草高分子谷蛋白亚基向小麦的转入及其遗传规律

欧山羊草具有两个容易用聚丙烯酰胺凝胶电泳与小麦区别的高分子谷蛋白亚基,分别命名为Glu-Aeb1和Glu-Aeb2。采用聚丙烯酰胺凝胶电泳（SDS-PAGE）方法对21份欧山羊草与小麦杂交后代BC2F6和15份BC2F5与小麦杂交F0种子的谷蛋白亚基组成进行了鉴定。实验结果表明,36份材料全部都有欧山羊草高分子谷蛋白亚基的转入。Glu-Aeb1在BC2F6和杂交组合F0中的传递频率分别为59.52%和20.94%。而Glu-Aeb2在BC2F6和杂交组合F0中的传递频率分别为40.48%和22.96%。