水稻粒长基因GS3和qGL3功能标记的设计及应用

水稻粒型是与其产量直接相关的重要性状。在前期研究证实来源于特大粒水稻TD70和籼稻品种Kasalath的重组自交系(RIL)群体中检测到已克隆的粒长GS3和q GL3基因的基础上,通过TD70和Kasalath的GS3、q GL3基因序列差异分析,设计功能标记,检测240个RILs和不同粒长的6个粳稻、9个籼稻中GS3、q GL3基因类型及其效应。结果显示:TD70和Kasalath中的GS3基因和q GL3基因分别在第2外显子上的编码区+165位置和第10外显子上的编码区+1 092位置存在一个由碱基C到碱基A的单核苷酸替换,据此设计了四引物扩增受阻突变体系(Tetra-primer ARMS-PCR)标记,TD70的GS3和q GL3基因分别扩增为270 bp和145 bp条带及448 bp和288bp条带,Kasalath的GS3、q GL3基因分别扩增为270 bp和175 bp条带及448 bp和216 bp条带;240个RILs中含有GS3-T和q GL3-T基因的株系61个,含GS3-T和q GL3-K的株系48个,含GS3-K和q GL3-T的株系17个;不同粒型基因组合的粒长存在显著差异,表现为GS3-T+q GL3-TGS3-T+q GL3-K或GS3-K+q GL3-TGS3-K+q GL3-K;长粒型的1个粳稻和5个籼稻品种的GS3基因表现为TD70带型,短粒型的5个粳稻和4个籼稻品种的GS3基因表现为Kasalath带型;所有水稻品种的q GL3基因均表现为Kasalath带型。表明开发的GS3和q GL3基因功能标记是有效的,可用于水稻分子标记辅助育种。     

水稻粒长粒重主效基因GS3的功能标记开发与利用

【目的】开发控制水稻粒长和粒重的主效基因GS3的功能标记,并用于对广西晚稻主栽亲本美B的粒长改良,以期获得粒长增加的优良水稻亲本材料。【方法】根据短粒杂交稻亲本美B与长粒亲本宜香B在GS3基因序列的差异,开发GS3基因的功能分子标记M-GS3。利用宜香B为供体亲本,美B为受体亲本和轮回亲本,进行杂交和回交。在利用标记M-GS3对24份水稻亲本及BC_2F_7群体材料进行了基因分型检测,并对它们的粒长进行了测量。【结果】利用M-GS3对24份水稻亲本材料进行检测,发现在11份材料中含有GS3长粒等位基因,其余13份水稻亲本为GS3短粒等位基因,与24份水稻亲本的粒长表型一致。根据美B和宜香B的BC_2F_7群体材料基因分型的结果及粒长表型鉴定,筛选到10株农艺性状与美B接近,粒长大于9.5 mm的株系,其千粒重、粒长和长宽比均显著高于美B,而株高、有效穗数、穗长和结实率等性状与美B接近。【结论】标记M-GS3能有效检测出水稻亲本材料及育种群体中的GS3长粒等位基因。利用GS3基因进行水稻粒长改良,能有效提高被改良材料的粒长和千粒重。     

不同粒型水稻品种遗传差异的SRAP分子标记分析

研究利用SRAP标记方法对13种长粒水稻和9种短粒水稻材料进行遗传差异分析,以探讨不同粒型水稻品种的遗传差异。结果表明:共扩增了Me1~Me15和Em1~Em20两两配对形成的300对引物,其中带型清晰、有4条带以上的引物161对;161对引物组合共产生1 512条扩增带,1 244条呈多态性,多态性条带比率平均为81.9%,说明品种间存在着较丰富的遗传多态性。聚类分析结果显示,在遗传距离0.66处,可将供试材料分为3大类群。     

极端粒形水稻品种GS5基因的序列及效应分析

为明确粒型控制基因GS5在2种极端粒型水稻中的序列差异和作用,本研究利用极端大粒型水稻品种TD70和小粒型水稻品种Kasalath对粒宽控制基因GS5进行了克隆和序列分析,根据序列比对结果设计分子标记,用来区分不同来源的GS5基因,并结合重组自交系的粒型信息分析该基因对粒型的调节作用。结果显示,该基因包含10个外显子和9个内含子,与TD70的GS5基因相比,Kasalath的GS5基因第1外显子上编码的第31位氨基酸由甘氨酸变成丙氨酸,同时在第36、37位缺失2个甘氨酸。以这2个氨基酸的缺失为基础,设计简单重复序列(SSR)分子标记并在2个品种及其重组自交系(RIL)中进行了验证。利用该标记可以在含有GS5-T的品种中扩增出216 bp的片段,在含有GS5-K的品种中扩增出210 bp的片段。对重组自交系的检测结果显示,含有GS5-T基因的株系有122个,含有GS5-K基因的株系有118个。含GS5-T基因的株系平均粒宽比含GS5-K基因的株系平均粒宽高出0.47 mm,千粒质量高出2.87 g,说明GS5是水稻粒宽性状的主效调控基因。     

小麦抗白粉病基因Pm4b的RGA分析

为克隆抗性基因和发展Pm4b的特异分子标记奠定基础。利用10对RGA引物,对小麦抗白粉病基因的一些载体品种(系)进行扩增,将引物对R11F/R11R从Pm4b基因的载体品种VPM中扩增出的稳定多态性条带回收、克隆、测序,获得与小麦Pm4b基因的相关抗病基因的同源片段,并对不同的小麦Pm基因载体品系作了检测分析。该稳定多态性条带全长1 321 bp。序列分析表明这个片段属于RGA类序列。用该标记检测小麦不同Pm基因载体品种(系),发现该多态性片段仅出现在Pm4b基因载体品种中。该研究可为分离抗性基因和发展Pm4b的特异分子标记奠定基础。     

水稻苗期耐盐性基因SST分子标记的筛选与应用

以水稻耐盐突变体sst为对照,对67个水稻亲本及突变体sst与水稻品种华占的F2群体进行耐盐性筛选,并结合分子标记结果,分析水稻苗期耐盐性基因SST分子标记ID27093、ID27101、ID27118、INDEL1和INDEL2的特异性和准确性.结果表明,分子标记ID27093、ID27101、ID27118和INDEL1的扩增多态性较低;而分子标记INDEL2的扩增多态性较高,为共显性标记,具有较高的特异性,能区分耐盐供体sst与85.07%的供试亲本,且筛选准确率高.因此,分子标记INDEL2标记可以直接用于耐盐性基因SST分子标记辅助育种.     

基于PCR的水稻候选RGA标记检验和评估

    在生物信息学方法开发的基于e-PCR、共显性的402个水稻候选RGA标记的基础上,随机挑选40对引物,分别以水稻品种Nipponbare和93-11的DNA为模板进行PCR扩增验证.得到清晰条带占所用标记总数的87.5% (35个标记),其中31对引物为共显性标记,4对引物为显性标记.用这31对RGA引物在24个水稻品种中进行 PCR 扩增,结果表明标记具有很好的通用性和特异性.RGA引物平均标记多态性指标(PIC)值为0.46,标记具有较好的多态性.     

陆地棉多标记基因系SSR分析

对陆地棉品种T582和T586两个多标记基因系及其杂交后代F1进行了SSR分析。结果表明,从50对SSR引物中筛选出6对引物具有多态性,占总引物数的12%。SSR序列位点多数呈共显性标记,少数为显性标记。SSR序列的扩增与两端设计引物有很大关系。     

水稻野败型细胞质雄性不育恢复基因的ISSR和SSLP标记分析

 以野败型细胞质雄性不育系珍汕 97A与其强恢复系 IR2 4配组 ,构建由 2 1 0株组成的F2 代极端不育群体作为恢复基因定位群体。用 ISSR引物 UBC- 835对两个亲本进行扩增 ,发现PCR指纹在两个亲本间具多态性 ,再用此引物对恢复基因定位群体进行连锁分析表明 ,UBC-835与水稻野败型细胞质雄性不育恢复基因紧密连锁 ,交换率为 3.57%,转换成图距为 3.58c M。经对 1 50多对微卫星引物进行扫描 ,在第 1、第 7染色体和第 1 0染色体上均发现多个微卫星座位在两个亲本间具有多态性 ;性状连锁分析结果未发现第 1染色体和第 7染色体上的多态性微卫星座位与恢复基因座位间具有连锁关系 ,而用 ISSR引物扩增产生的多态性片段转换成的 SSLP标记 OSR33对相同群体扩增时 ,获得与 ISSR标记相同的结果 ,第 1 0染色体长臂上的OSR33标记距恢复基因座位 3.58c M。因此 ,ISSR和 SSLP标记有助于对水稻野败型细胞质雄性不育恢复系的辅助选择     

单、双子叶作物间EST-SSRs引物和标记的通用性研究

【目的】探讨单、双子叶作物间EST-SSR引物和标记的通用性。【方法】选取30对小麦、8对油菜和14对白菜的EST-SSR引物,分别以10个小麦、10个油菜、5个大豆品种和5个玉米自交系的基因组DNA为模板,进行PCR扩增及扩增产物的多态性分析。【结果】(1)30对小麦EST-SSR引物中,有29,28和26对引物分别在玉米、油菜和大豆中有扩增产物,可扩增率分别为96.7%,93.3%和86.7%;其中分别有12对和9对引物在单子叶作物小麦和玉米及双子叶作物大豆和油菜中的扩增产物显示多态性,有4对引物在4种作物中的扩增产物均显示多态性。(2)22对白菜/油菜EST-SSR引物中,有18,21和22对引物分别在大豆、小麦和玉米中有扩增产物,可扩增率分别为81.8%,95.4%和100%;其中分别有10对和7对引物在单子叶作物小麦和玉米及双子叶作物大豆和油菜中的扩增产物显示多态性,有7对引物在4种作物中的扩增产物均显示多态性。【结论】在单、双子叶作物间开发可通用EST-SSR引物和建立可转化EST-SSR标记是可行的;在单、双子叶作物中均有多态性的EST-SSR标记所对应的基因,涉及贮藏蛋白、核酸的转录及复制、功能基因的表达调控、代谢催化等基础功能。     

苦荞SRAP分子标记体系优化与遗传多样性分析

通过正交试验设计,比较苦荞序列相关多态性-聚合酶链式反应(Sequence related amplified polymorphism-polymerase chain reaction,SRAP-PCR)扩增反应体系的组合,选出最佳扩增体系用于苦荞SRAP分子标记进行遗传多样性分析。其中最佳SRAP-PCR反应扩增体系为Taq DNA聚合酶2 U、Mg2+1.5 mmol/L、DNA模板75ng、引物0.5μmol/L。从238对SRAP引物组合中筛选出20对多态性较高的引物组合,并对15个苦荞品种进行遗传多样性分析。结果表明:20对引物组合共扩增出128个位点,其多态性信息量(Polymorphism information content,PIC)值在0.66~0.95,每对引物组合扩增位点为7~13个,多态性比率平均值为81.6%,其中多态性信息量值为0.95的引物组合为me7em11、me9em4和me12em8。基于UPGMA法聚类(GS=0.78)可将15个苦荞品种划分为3大类,但这3类划分的品种没有明显的地域分布特征。     

大麻性别相关AFLP分子标记筛选

利用扩增片段长度多态性(amplified fragment length polymorphism,AFLP)分子标记,用8个EcoRⅠ-NNN和8个MseⅠ-NNN组成64对引物,对大麻10个品种混合组成的雌性、雄性植株基因池进行筛选,并将筛选到的引物在此10个品种中进行验证,引物E-ACT/M-CTA在10个品种的雄株中均扩增出1条特异条带,雌株中均没有此带,对此引物扩增得到的特异性条带回收、克隆、测序,获得1条大小为348bp的雄性特异性条带,得到的序列进行GenBank序列比对,数据库中没有与此特异条带同源的序列.该条特异条带可作为分子遗传标记用于大麻早期性别鉴定的参考.     

大麻性别相关AFLP分子标记筛选

利用扩增片段长度多态性(amplified fragment length polymorphism,AFLP)分子标记,用8个EcoRⅠ-NNN和8个MseⅠ-NNN组成64对引物,对大麻10个品种混合组成的雌性、雄性植株基因池进行筛选,并将筛选到的引物在此10个品种中进行验证,引物E-ACT/M-CTA在10个品种的雄株中均扩增出1条特异条带,雌株中均没有此带,对此引物扩增得到的特异性条带回收、克隆、测序,获得1条大小为348 bp的雄性特异性条带,得到的序列进行GenBank序列比对,数据库中没有与此特异条带同源的序列.该条特异条带可作为分子遗传标记用于大麻早期性别鉴定的参考.     

小麦抗叶锈近等基因系TcLr38的SRAP-SSR(eSSR)分析

小麦抗叶锈基因Lr38在我国高抗叶锈病,直到目前该基因的分子标记开发较少,开发其分子标记对于该基因的研究与利用具有重要意义。利用594对SRAP-SSR(eSSR)引物组合对以Thatcher为背景小麦抗叶锈近等基因系材料TcLr38和Thatcher进行PCR扩增。引物组合ARBI8-Xcwem8R和ARBI2-Xgwm497F在TcLr38中分别扩增出300和400bp多态性条带。利用47个小麦抗叶锈近等基因系进一步检测,引物ARBI8-Xcwem8R仅在TcLr38中扩增出特异条带。经TcLr38×Thatcher F2代分离群体验证,该标记与Lr38遗传距离较远。对该片段克隆测序,片段长度为277bp,BLAST比对与GenBank中所收录序列无相似性,该片段为与Lr38相关的新的序列。     

甜瓜抗白粉病基因的SSR标记

以甜瓜抗白粉病品种'PMR5'、感病品种'黄河蜜3号'及其杂交的F2代群体为材料,采用SSR标记和分离群体分组分析法(BSA)对抗病基因进行DNA分子标记.结果表明:引物CSAT425在抗、感亲本间和F2代抗、感基因池间能扩增出1条大小约为98 bp的多态性片段.经F2代180个单株验证后,该多态性条带与'PMR5'抗...     

小麦抗白粉病基因Pm6的RAPD标记和SCAR标记

用 1 8 1条 1 0碱基随机引物扩增感病亲本豫麦 1 3号和含Pm6基因的抗病亲本Tim galen ,有 37条引物在Timgalen中检测到多态性片断 ,经多次重复和F2 验证 ,引物S1 38仍能在Timgalen中扩增出稳定的多态性片断 ,对该多态性片断进行回收、克隆和测序 ,根据其序列合成 1对特异引物 ,成功地将RAPD标记转化成稳定的SCAR标记 ,并用此引物对豫麦 1 3号和Timgalen的杂交F2 单株检测 ,计算出该标记与抗病基因之间的遗传距离为 2 7.1cM。并对含不同抗白粉病基因的载体品种进行了SCAR分析。     

小麦抗白粉病基因Pm23分子标记的初步鉴定

根据植物抗病基因的保守结构,合成7对特异引物,用感病品种Chanceller作对照,对12个含不同抗白粉病基因的小麦品系进行PCR分析,结果只有1对引物(3LR 3LF)在Pm23的载体品系中扩增出稳定的多态性片段,对该片段进行回收、克隆、测序,全长为253bp。经同源性分析发现,该特异性片段与大麦Ty3-gypsy类反转录转座子基因部分序列有87%的同源性,属于反转录转座子类标记。     

小麦抗叶锈病基因Lr24的TRAP分析

 【目的】获得与Lr24基因紧密连锁并可能作为探针的TRAP分子标记。【方法】应用TRAP技术,选用90对引物组合对小麦抗叶锈病基因Lr24、感病亲本Thatcher及其F2代抗感各10株组成的抗、感基因池（Br、Bs）的扩增带型差异进行分析,用筛选获得的多态性引物对TcLr24×Thatcher F2群体进一步筛选,进而用获得的特异引物对45个小麦抗叶锈病近等基因系和30个小麦二倍体材料进行分析。【结果】获得10对能够在TcLr24、Br与Thatcher、Bs间产生多态性的引物,多态性引物检出率为11.11%。其中1对在F2抗感群体中有差异且稳定扩增的TRAP引物ARBI1/RGA-2F,其161bp 扩增产物仅在F2抗病单株中出现,感病单株中缺失。用该引物对45个近等基因系和30个二倍体材料检测发现,近等基因系TcLr19、TcLr29、TcLr38、Lr42和TcLr44中有相同大小片段的扩增产物,30个二倍体材料中未出现相应扩增产物。【结论】本研究获得的一个与Lr24紧密连锁的TRAP标记,该标记可筛选含有Lr24基因的育种后代群体,可作为探针用于文库的筛选。     

基于ISSR标记的藤本月季品种遗传多样性及其分子身份证的构建

38个藤本月季品种ISSR分子标记结果表明,23条引物共扩增出212个多态性位点,多态性比率高达72.35%。基因分化系数GS值变化范围在0.755～0.971,变化幅度较小,品种亲缘关系较近。38个藤本月季品种的群体遗传参数中平均观测等位基因数为1.973 5,平均有效等位基因数1.578 1,平均Nei's基因多样性指数为0.372 6,平均Shannon's信息指数为0.572 3。38个品种间的遗传分化系数(G_(st))为0.785 6,基因流(N_m)为0.058 4,表明38个品种遗传多样性丰富。由聚类分析图可知,38个品种可聚为3个大类7个分支。以23条引物中多态性较好且能区分这38个供试品种的17条引物对不同品种扩增条带进行统计,建立了38个藤本月季品种的分子身份证。     

小麦T型细胞质雄性不育恢复基因Rf6的ISSR标记分析

 以小麦T型恢复系 2 114和不育系ND4 4A配制杂交组合 ,并以 14 7株个体组成的F2 分离群体作为恢复基因的标记群体。用 4 3个ISSR引物对两个亲本进行了扩增 ,发现 18个引物能在两者间产生明显的多态性 ,其中引物UBC 80 8、UBC 84 8在 2个亲本间以及可育池和不育池间都能产生一致、稳定的多态性。用这 2个引物在F2群体中进行扩增。经连锁分析 ,证明这 2个标记与小麦T型细胞质雄性不育恢复基因Rf6连锁 ,遗传距离分别为7.9cM和 4 .9cM。用 181对SSR引物对两个亲本进行扫描 ,其中有 34.3%SSR引物能在亲本间扩增出多态性 ,但没找到与Rf6连锁的SSR标记。对ISSR、SSR等方法在小麦中的多态性比例进行了比较 ,发现ISSR具有更高的多态性 ,特别是在外源基因的检测中能提供更丰富的遗传信息。