一个水稻斑马叶突变体的遗传分析和基因定位

通过甲基磺酸乙酯(EMS)诱变,获得了1个可以稳定遗传的水稻斑马叶突变体zebra2-2.与野生型相比,突变体从苗期开始表现出黄绿相间的斑马叶表型,而且不同叶位叶片的表型存在差异,新叶较老叶的表型更加明显.30℃条件下可恢复为绿-淡黄相间表型.此外,突变体的抽穗期延迟,株高、穗长、每穗粒数和籽粒大小均显著降低.遗传分析...     

一个未知的卷叶基因的识别和定位

利用籼稻窄叶青８号和粳稻京系１７的杂交Ｆ１以及衍生的ＤＨ系,对水稻籼粳交的卷叶性状进行遗传分析;结果表明,叶片平展对卷曲为显性,卷叶植株受两对隐性基因控制。应用ＤＨ系已构建的分子图谱将这两对卷叶基因定位于第１染色体的Ｃ９４９—Ｇ３７０和第５染色体的ＲＧ１３—ＲＧ５７之间,其中第１染色体的卷叶位点,与经典遗传图谱已定的ｒｌ－１位于同一区段,本研究沿用该名。第５染色体上的卷叶基因是一个未定位的新基因,暂定名为ｒｌ－７,且这两对基因存在基因互补作用。     

水稻卷叶突变新基因的遗传分析和初步定位

利用60Co-γ射线辐照水稻优良恢复系南花6号,获得一个水稻新型卷叶突变材料,整个生育期叶片表现为向内卷曲。经遗传分析表明,该突变性状受一对隐性基因控制。利用突变体南花6号／籼稻品种DularF2君羊体中的141个卷叶单株进行基因定位,在双亲、卷叶和正常叶的DNA池中筛选N2个多态性标记RM285和RM342,并确定该基因位于水稻第9染色体长臂上,与前人报道的r19（f）相距54．7cM,是一个未曾报道的基因,暂时命名为r113（t）。利用SSR标记将该基因定位于第9染色体RM285和RM342之间,遗传距离分别为6．74cM和11．35cM。类似于r113（t）卷叶突变体表型未见报道,该研究结果对揭示卷叶机理及在株型改良应用中具有重要意义。     

一个玉米叶夹角突变体的表型鉴定及遗传分析

玉米叶夹角是高密度育种的重要影响因子,与株型育种及产量高度相关;叶夹角相关QTL/基因的鉴定不仅有助于剖析叶夹角的遗传基础,也为玉米叶夹角及株型的遗传改良提供重要的分子靶点。以自交系‘LY8405’自然突变获得的突变体‘FU1603’为主要研究材料,开展叶夹角性状的表型鉴定、遗传分析及定位等试验。结果表明,与‘LY8405’相比,‘FU1603’穗三叶的叶夹角显著降低(P0.05),而且伴随有叶片卷曲等表型;且在植株的株型、穗部性状及籽粒性状上均发生了显著的改变(P0.05)。遗传分析表明‘FU1603’为一个单隐性核基因控制的突变体(χ~2值0.5)。采用BSA (Bulked segregant analysis)方法筛选到与突变位点紧密连锁的3个SSR标记C1-2、C1-16和C1-18,利用‘FU1603’与‘B73’自交系杂交产生的160个F_2单株开展了上述3个连锁标记的共分离分析;进一步利用此3个标记筛选后代重组交换单株,最终将控制叶夹角的突变位点定位在玉米第一染色体1.02 bin标记C1-18和C1-2之间9 Mb范围之内,为后续该位点的精细定位及克隆奠定良好的基础。     

高粱叶夹角突变体LA1的表型鉴定与遗传分析

高粱叶夹角是指叶片与茎秆之间的夹角,高粱叶夹角大小直接影响叶面积指数,从而影响群体的光合效率,最终影响籽粒产量。适宜角度的叶夹角有利于塑造紧凑株型改善群体结构、提高光合效率和产量。利用甲基磺酸乙酯(ethylmethylsulfone,EMS)诱变高粱测序品种BTX623,获得一个能够稳定遗传的高粱叶夹角变小的突变体。该突变体在幼苗期未出现明显的变化,在拔节期开始出现叶夹角变小、并伴随叶耳(叶片与叶鞘相接处的耳状或镰刀状的延伸物)周长变小和叶片变窄变短等性状,观察拔节期倒4叶叶耳石蜡切片结果表明:突变体植株倒4叶叶耳细胞体积变大,细胞层数变少。该突变体暂被命名为LA1(leaf angle1)。抽穗开花期,LA1的各节位叶夹角呈现先降低后增加的趋势,各节位的叶耳周长则呈现与叶夹角变化相反的趋势,说明该突变体植株的叶夹角大小与叶耳周长呈负相关且叶夹角的变化主要由叶耳周长变化引起的。遗传分析表明:LA1的叶夹角变小的性状受一对隐性核基因调控,突变基因定位于第1号染色体的z1s11e1和z1s11e14两个标记之间,其物理距离为70kb,该区间共包含12个注释基因,研究结果为LA1基因的克隆...     

糯玉米叶夹角的遗传模型分析

为了研究控制玉米叶夹角的基因遗传规律,以株型存在显著差异的2个糯玉米自交系组配的P_1、P_2、F_1、BC_1、BC_2、F_2 6个世代为试验材料,运用主基因+多基因遗传模型分析方法,探明控制糯玉米叶夹角的遗传模型,并进行遗传参数估计。结果表明,F_1叶夹角杂种优势表现为负向离中亲优势,无超亲优势;糯玉米穗上第一叶叶夹角与穗下第一叶叶夹角遗传模型相同,均受2对加性-显性-上位性主基因控制,穗上第一叶叶夹角BC_1、BC_2、F_2主基因的遗传率分别为63.96%、72.90%、82.55%,穗下第一叶叶夹角BC_1、BC_2、F_2主基因的遗传率分别63.41%、71.83%、82.01%;27.58%的表型变异是由环境因素决定,非加性效应大于加性效应,易晚代进行叶夹角性状选择。研究结果为糯玉米叶夹角性状的基因定位和株型育种选择奠定了理论基础。     

玉米叶夹角、叶向值主基因+多基因遗传模型分析

为探讨玉米叶夹角、叶向值的遗传规律,以7873/PH6WC的六世代P1、P2、F1、B1、B2、F2为材料,在春播和夏播环境下,田间分穗上、穗下调查叶夹角和叶向值,对其主基因+多基因遗传模型进行分析。结果表明,在春播和夏播环境下,穗上叶夹角和穗上叶向值最适模型均为E-1模型,存在2对主基因。穗下叶向值在春播和夏播环境中都符合D-2模型,存在1对主基因。穗下叶夹角在春播环境中符合D-2模型,但在夏播环境中没有检测到主基因,属于多基因遗传模型(即C-0模型)。夏播环境中,穗上叶夹角、叶向值、穗下叶夹角均检测到较高的主基因贡献率。夏播环境中,穗上叶夹角F2世代的主基因遗传率为85.60%,穗上叶向值主基因遗传率在B2和F2世代分别为88.92%、88.69%,穗下叶向值在B2世代的主基因遗传率为82.43%。但春播环境中,只有穗上叶向值在F2世代有较高的主基因遗传率(90.27%)。玉米叶夹角和叶向值存在较大的主基因遗传率,可以采用单交重组或简单回交转育的方法进行遗传改良。     

一个水稻矮秆窄叶突变体的鉴定和基因定位

常规粳稻秀水09经过甲基磺酸乙酯（EMS）诱变处理,获得了一个矮秆窄叶突变体dnl1（dwarf and narrow leaf 1）,经多代自交性状稳定。dnl1突变体与野生型相比,具有植株矮、叶片窄、分蘖强的特点。遗传分析表明dnl1突变性状受1对隐性核基因控制。通过图位克隆的方法,利用SSR分子标记将突变基因dnl1定位在第4号染色体SSR标记RM17478与RM17488之间约260 kb范围内。测序比对分析表明Dnl1可能为Nal1基因.     

水稻窄叶突变体nal7-2(t)的遗传分析和基因定位

叶是水稻进行光合作用的主要器官,其形态特征直接影响水稻的株型,进而影响产量的形成。本研究利用60Co-γ辐射诱变籼稻9311获得了1份叶片宽度发育异常的窄叶突变体:nal7-2(t)。农艺性状调查显示,与野生型9311相比,nal7-2(t)有效分蘖极显著增加,叶宽、株高、千粒重和结实率极显著降低。组织切片和显微观察发现,nal7-2(t)叶形变窄是由于大维管束和小维管束的数目减少。遗传分析结果表明,nal7-2(t)的表型受一对隐性核基因控制。基因定位结果表明,nal7-2(t)位于第7号染色体长臂约370kb范围内。     

水稻窄叶突变体nal3-t的遗传分析与基因定位

在粳稻品种武香粳9号来源的转基因后代中发现一份窄叶突变体,在整个生育期表现为叶片变窄且内卷,植株矮化。遗传分析表明,该窄叶性状受一对隐性核基因控制。以突变体和南京11杂交获得的F2为定位群体,利用分子标记进行基因定位,将窄叶基因定位在第12染色体长臂的SSR标记CHR1220和CHR1216之间,物理距离约为1.44Mb,与标记CHR1217共分离。定位区段与nal3和nal3(t)等窄叶基因所在的染色体区域相同,故将所定位基因暂定名为nal3-t。这为进一步克隆该基因打下了基础。     

Gene mapping and candidate gene analysis of aberrant-floral spikelet 1(afs1) in rice(Oryza sativa L.)

The spikelet is a unique inflorescence structure in grasses. However, the molecular mechanism that regulates its development remains unclear, and we therefore characterize a spikelet mutant of rice(Oryza sativa L.), aberrant-floral spikelet 1(afs1), which was derived from treatment of Xinong 1 B with ethyl methanesulfonate. In the afs1 mutant, the spikelet developed an additional lemma-like organ alongside the other normally developed floral organs, and the paleae were degenerated to differing degrees with or without normally developed inner floral organs. Genetic analysis revealed that the afs1 phenotype was controlled by a single recessive gene. The AFS1 gene was mapped between the insertion/deletion(In Del) marker Indel19 and the simple sequence repeat marker RM16893, with a physical distance of 128.5 kb on chromosome 4. Using sequence analysis, we identified the deletion of a 5-bp fragment and a transversion from G to A within LOC_Os04 g32510/LAX2, which caused early termination of translation in the afs1 mutant. These findings suggest that AFS1 may be a new allele of LAX2, and is involved in the development of floral organs by regulating the expression of genes related to their development. The above results provide a new view on the function of LAX2, which may also regulate the development of spikelets.     

Characterization and mapping of a novel light-dependent lesion mimic mutant lmm6 in rice(Oryza sativa L.)

A novel rice lesion mimic mutant(LMM) was isolated from an ethane methyl sulfonate(EMS)-induced 02428 mutant bank. The mutant, tentatively designated as lmm6, develops necrotic lesions in the whole growth period along with changes in several important agronomic traits. We found that the initiation of the lesions was induced by light and cell death occurred in lmm6 accompanied with accumulation of reactive oxygen species(ROS). The lower chlorophyll content, soluble protein content and superoxide dismutase(SOD) activity, the higher malondialdehyde(MDA) content were detected in lmm6 than in the wild type(WT). Moreover, the observation by transmission electronic microscope(TEM) demonstrated that some organelles were damaged and the stroma lamella of chloroplast was irregular and loose in mesophyll cell of lmm6. In addition, lmm6 was more resistant than WT to rice blast fungus Magnaporthe grisea infection, which was consistent with increased expression of four genes involved in the defense-related reaction. Genetic analysis showed that mutant trait of lmm6 is inherited as a monogenic recessive nuclear gene located on the long arm of chromosome 6. Using simple sequence repeat(SSR) markers, the target gene was finally delimited to an interval of 80.8 kb between markers MM2359 and MM2370, containing 7 annotated genes. Taken together, our results provide the information to identify a new gene involved in rice lesion mimic, which will be helpful in clarifying the mechanism of cell death and disease resistance in rice.     

葡萄白藜芦醇合酶基因转化水稻的研究

将来源于2个葡萄品种的白藜芦醇合酶基因以组成型表达的强启动子Ubiquitin驱动,并利用农杆菌介导的遗传转化引入粳稻品种中花11中。通过对单拷贝转基因家系基因表达量及白藜芦醇目标物的检测,发现大多数转基因家系的外源基因可稳定表达,但检测到的最终产物不是白藜芦醇,而是白藜芦醇苷(亦称云杉新苷),最高检出量达到了10.26μg/g,是野生型对照的1 000倍,推测这是在生成白藜芦醇的基础上,水稻内源的糖基转移酶作用的结果。虽然经抗病检测发现转基因植株并没有对稻瘟病菌表现出明显抗性,但是高含量的云杉新苷转基因家系可以作为提升水稻潜在营养价值的材料进行使用。     

水稻苗重的耐冷性动态QTLs定位

以籼粳交组合IR64/Azucena产生的105个DH群体为遗传材料,采用包括加性、上位性及其与环境互作效应的条件和非条件QTL定位方法,分析了3叶期低温处理下苗期5个阶段与秧苗重量有关的QTLs.结果表明,在苗重发育的不同阶段,控制苗重的QTLs数目,效应大小及作用方式不同.与苗重有关的17个非条件QTLs中,14个检测到具有显著的加性×处理互作效应,这些QTLs决定了苗重性状对环境的特异性变异.条件分析表明,第23～30 d(低温胁迫后第1周)具有各项遗传效应的基因和第16～37 d(低温胁迫开始后的3周内)具有加性×处理互作效应的基因表达较为活跃.另外,检测到25对上位性位点影响苗重,尤以第30 d检测到的上位性位点最多,同时也揭示了上位性的几个重要特征.     

一个矮秆多分蘖突变体的遗传分析和定位

从粳稻品种‘中花11’转基因后代中发现了一个矮秆多分蘖突变体,突变体表现出植株矮化、分蘖力强 、穗长变短、叶片变窄及结实率降低等一系列突变表型。遗传分析表明该矮秆多分蘖突变体表型受一对隐性核基因控制,因其与突变体htd1具有相类似的表型,故将该基因命名为htd2。利用籼粳杂交F2群体将突变基因定位在第3染色体短臂上SSR标记 RM6038和RM5444之间,与两个标记的遗传距离分别为1.4和2.1 cM,两个标记之间的物理距离大约为400 kb。     

水稻4个异交相关性状的QTL定位研究

利用由98个家系组成的Nipponbare/Kasalath//Nipponbare回交重组自交系(backcross inbred lines,BIL)作图群体(BC1F12),用复合区间作图方法(CIM),对水稻4个异交相关性状进行了QTL分析.结果表明,开颖角度检测到2个QTL,分别位于第 12 染色体的C1069-R1709和R270-G2140区间,共解释性状变异的18.51%,2个位点的增效等位基因均来自Kasalath.柱头外露率检测到1个QTL,位于第 3 染色体的C63-C563区间,解释性状变异的15.99%,增效等位基因来自Kasalath.单花开花历时检测到1个QTL,位于第9染色体的G385-R2272区间,解释性状变异的10.75%,增效等位基因来自Kasalath.包颈长检测到3个QTL,分别位于第3染色体的C136-R250、第5染色体的R521-C1230和第10染色体的R2194-R1629区间,共解释性状变异的39.40%,qPEL-5位点的增效等位基因来自Nipponbare,qPEL-3和qPEL-10位点的增效等位基因均来自Kasalath.     

水稻类病变坏死突变体的形态观察及基因初步分析

用^60Coγ射线辐射处理籼稻育种中间材料R46,获得一个水稻类病变坏死突变体lmm3。与野生型R46相比,该突变体的主要农艺性状表型发生了显著变异：植株变矮,分蘖能力差,早衰,结实率低。遗传学分析结果表明,该突变为单基因隐性突变,突变性状受一对隐性基因控制。基因分子标记定位结果显示,lmm3突变体的突变基因位于水稻的第12条染色体上,与其距离最近的SSR标记RM1337为4．47cM。     

水稻细胞质雄性不育育性恢复遗传研究

研究应用水稻协青早A/(协青早B/密阳46)F6、协青早A/(珍汕97B/密阳46)F6及珍汕97A/(珍汕97B/密阳46)F6 3套测交群体,开展水稻细胞质雄性不育经典遗传学研究 . 结果表明:水稻CMS的育性恢复表现为质量-数量性状;不同遗传背景对水稻育性恢复的影响可能主要表现在微效QTL的不同,当群体中协青早B的成分被珍汕97B取代后,群体中恢复基因的效应得到加强.     

水稻功能叶相关性状的遗传分析

利用由小穗小粒型水稻Milyang 46和大穗大粒型FJCD建立的一个包含130个家系F10的重组自交系,测定福建省武夷山和莆田环境下籽粒灌浆期功能叶性状,并进行QTL定位及环境互作分析.结果表明,2种环境下共检测到35个加性QTL,位于1、2、5、6、7、11、12号染色体上,表型变异贡献率为0.66%-56.75%;检测到12个位点存在显著的加性×环境互作效应,位于1、2、6、11号染色体上,表型变异贡献率为1.45%-12.05%;莆田环境下,检测到7对加加上位性QTL位点,表型变异贡献率为0-15.64%.