水稻矮秆基因定位和克隆的研究进展

介绍了水稻矮秆性状的研究现状,包括水稻矮秆性状的遗传研究,水稻植株矮化机制研究,以及水稻矮化材料的利用情况;综述了水稻矮秆基因定位的常用方法,包括图位克隆法的原理,以及图位克隆法、生物信息学与突变体资源在水稻基因精细定位与克隆方面的应用。     

水稻矮秆基因定位和克隆的研究进展

介绍了水稻矮秆性状的研究现状,包括水稻矮秆性状的遗传研究,水稻植株矮化机制研究,以及水稻矮化材料的利用情况;综述了水稻矮秆基因定位的常用方法,包括图位克隆法的原理,以及图位克隆法、生物信息学与突变体资源在水稻基因精细定位与克隆方面的应用.     

植物矮化相关基因的研究进展

在许多植物上,矮化是一个优良的农艺性状遥近年来,各种矮化相关基因被鉴定和克隆,其中大部分是植物激素（如赤霉素、生长素、油菜素类固醇类等）合成、信号转导的相关基因,其功能缺失或过量表达会造成植株矮化的表型;此外一些多胺类合成基因、细胞壁相关基因、同源异型盒基因、转录因子类基因以及其他一些生长发育的重要基因也被发现其功能的缺失会造成植株矮化。就近年来发现的与植物矮化性状相关的基因进行总结,为进一步利用这些基因进行农艺性状改造及矮化机理研究提供参考。     

高粱矮化基因Dw3/dw3对株高及其它农艺性状的影响

植株矮化是高粱机械化育种中最重要的农艺性状之一。Dw3是高粱矮化高产育种中广泛利用的矮化基因,该基因降低株高的能力以及降低株高的过程中是否对其它农艺性状产生影响,一直未能明确。该研究检测242份微核心种质资源及165份杂交种Dw3基因类型,利用沈阳和海南两地表型数据,探讨Dw3基因对株高及其它农艺表型的影响。结果显示,在微核心种质资源中,Dw3基因、种植环境和基因—环境互作对高粱株高影响均为极显著(0.001),而高粱的抽穗期和穗长受Dw3基因和基因—环境互作影响不显著,但种植环境对二者影响极显著;在F_1代中,穗颈轴长度受Dw3影响极显著,而单穗重、千粒重和单穗粒数受Dw3影响较少。研究结果表明Dw3能显著降低高粱株高,但对高粱其它重要农艺表型影响极小,这为高粱Dw3基因在高粱矮化育种中充分合理利用提供了理论依据。     

植物矮化基因相关研究进展

植物株型的矮化调控是遗传育种的一项热门研究。国内外学者对植物矮化机理、矮化基因、矮化遗传育种等均进行了较深入的研究,水稻、玉米、小麦等粮食作物和黄瓜、番茄、南瓜等园艺作物均已形成了较完善的矮化研究体系。矮化植株株型紧凑、冠幅小,能够有效提高抗倒伏能力,在生产实践中具有管理便利的优点,因此矮化育种是植物育种的发展趋势。激素调控是目前运用较为广泛的矮化调控手段,植物激素通过影响细胞的分裂和伸长来改变节间长度和数目,从而调节高度,达到矮化植株的效果,常用激素有赤霉素、油菜素内酯、生长素、乙烯等,这些激素促进或抑制植物的生长发育,与矮化突变体的形成有关,且各种激素信号通路之间存在相互作用。综述了禾本科、茄科、葫芦科等植物矮化基因的研究现状,激素调控下矮化突变体的形成,矮化基因的克隆及功能研究进展,探讨了植物矮生性状分子机理和分子遗传学研究进展,为后续研究植物矮化基因提供理论基础。     

四海集萃

分离植物矮化基因培育矮生高产作物英国科学家首次识别并分离出可控制植物生长高度的矮化基因。这一发现将为快速培育矮生、高产的农作物新品种提供新的可能。研究发现,该基因可使多种作物矮化,具有广泛的适用性。例如,他们将拟南芥属杂草中提取出的矮化基因引入水稻后,成...     

甘蓝型油菜ADP-核糖基化因子基因全长cDNA克隆及表达分析

 【目的】克隆甘蓝型油菜（Brassica napus L.）矮化突变体“NDF-1”和野生型近等基因系亲本“3529”中ADP-核糖基化因子（ADP-ribosylation factor,ARF）基因全长cDNA,分析矮化突变体中该基因在不同组织中的表达水平,探讨矮化突变体中该基因在甘蓝型油菜茎杆发育过程中的作用。【方法】采用SSH（suppression subtractive hybridization）、RACE（rapid-amplification of cDNA ends）和RT-PCR技术,克隆甘蓝型油菜矮化突变体“NDF-1”和野生型“3529”中的ARF基因的全长cDNA序列。分别采集甘蓝型油菜野生型和矮化突变型苗期子叶、薹期根、茎尖和真叶,采用相对定量PCR方法检测矮化突变体中该基因的表达。【结果】获得了甘蓝型油菜矮化突变体“NDF-1”和野生型“3529”的ARF基因的全长cDNA,分别命名为BnARF和BnARF-h。序列分析表明：这两个基因长度分别为837和802 bp,都含有546 bp的完整开放阅读框（ORF）,编码181个氨基酸,与其它植物、动物和酵母的ARF基因有很高的相似性。BnARF基因在野生型和矮化突变体的根、子叶、茎尖和真叶中均有表达,其中在子叶中表达量最高,真叶中次之,根和茎尖中的表达量最少。同时BnARF在矮化突变体的根、子叶和茎尖中的表达量都显著低于野生型,但在真叶中表达量相近。【结论】克隆了甘蓝型油菜矮化突变体“NDF-1”和野生型“3529”中ADP-核糖基化因子基因的全长cDNA,这两个ARF基因的序列上有两处碱基存在差异,其中一处是错义突变,推测这一突变可能与植株矮化有关。而BnARF基因在野生型和矮化突变体的根、子叶和茎尖的表达存在显著性差异,可能参与了甘蓝型油菜的矮秆发育过程。     

普通小麦矮化基因的染色体定位和遗传方式

将长日照、低温处理和施用乙烯利结合,可诱导普通小麦492品系及其与几个正常的品种、品系(“中国春”,Alpha,Bakaee,RN228,Hazera18,lakhish) 杂交的F_1、F_2的长期矮化的最大限度的显现。已经发现上述处理对诱导矮化基因最大限度的显现最为有效。多数杂种F_1对处理反应表现为中等矮化。与BarKaee或“中国春”的杂交后代表现正常。对F_2群体分离情况的分析表明,在多数品种与492品系间有一个显性或不完全显性基因的差别。较晚的春性小麦品种“中国春”与492品系间存在有两个隐性矮化基因的差异。早熟程度似乎与矮化基因数目有关。在矮化诱导条件下(即LDLT加乙烯利),对来自“中国春”的所有单体品系与492品系间杂交的F_2群体的单体分析表明:492品系的4B和5B染色体上均具有矮化主基因,且4B上的矮化基因较强。这些基因以加性方式起作用,同时,抑制矮化基因显现的修饰因子位于“中国春”的2A、2B染色体上。据观察:“中国春”单体3A×492和3D×492的F_2矮化现象减少,说明“中国春”3A、3D染色体上携带着微效矮化促进因子。     

苹果品种间杂交矮化遗传倾向的研究

从37个组合6969株杂交后代中分离出矮化(紧凑型)株系422株,矮化株率6.1％;试验结果看出乔化型性状对矮化性状为显性,矮化性状道传由隐性单基因d控制;现有品种包括紧凑型芽变品种多为Dd杂合体,因此杂交F_1出现分离;矮化比率偏低,矮化×矮化的8个组合1098株后代中只有92株是矮化型,矮化株率8.4％,认为可能还有其他修饰基因在起作用,乔化×乔化组合后代中亦能分离出3.6％的矮化型株系,特别是元帅系和金冠品种组合后代中矮化株率偏高,8个组合合计矮化株率为7.6％,认为新红星等紧凑型芽变品种和元帅系品种及金冠品种均是矮化育种的好亲本。     

棉花矮化机理研究进展

棉花矮化植株具有强抗倒伏和高产的特点,对棉花育种具有重要作用。近年来,棉花矮化性状的研究集中在突变体的收集、创造及表型和遗传特点、矮化性状与激素的关系上,矮化基因的发掘研究与利用也越来越受到重视。综述了棉花矮化育种的意义,矮化性状与激素的关系,对国内外激素相关的棉花矮化性状的机理的最新研究进展作了详细地总结,并探讨了棉花矮化分子机理的研究进展,提出棉花矮化育种存在的问题及发展方向。     

利用离子束注入技术筛选陆地棉矮化株

[目的]降低棉花生产中每年因喷施缩节胺和打顶等农技措施增加的棉花生产成本,促进增产增收,提高棉农收益.[方法]2005年4月通过离子束注入技术,分别用注入剂量为8×1016和12×1016N+/cm2处理早熟陆地棉高代品系B-02,从中获取棉花矮化突变体植株.[结果]通过2005～2009年连续多代的筛选获得了不用喷缩节胺、不用打顶、株高小于60和60～70cm,且品质优于原高代品系B-02的两个系列矮化株系.[结论]通过对矮化植株的SSR分析,表明矮化突变株与原高代品系B-02相比具有较多的遗传差异,为新疆棉花矮化育种创造了新的种质资源.     

用微卫星标记分析四品系(群)矮脚鸡的遗传多样性

采用10个微卫星座位对100日龄兴义矮脚黄羽、麻羽、黑羽和矮脚黄鸡四品系矮脚鸡(各50只)遗传多样性进行研究,结果表明:四品系(群)矮脚鸡在10个微卫星座位上共检测到71个等位基因,各座位上等位基因数为5～10个,平均为7.100个.兴义矮脚鸡各群体杂合度较大(在5.2～5.4),矮脚黄鸡群体杂合度较小(为0.3612).10对引物在四品系矮脚鸡中的平均多态信息含量在0.52765～0.82428,说明四品系(群)矮脚鸡均有丰富的遗传多样性.兴义矮脚鸡各群体与矮脚黄鸡群体间的遗传距离都较远,表明它们品系遗传特征相差均较大,有各自不同的遗传背景.     

不同分布地区野生欧李花粉形态特征观察

利用光学显微镜观察并测定7个不同分布地区欧李资源花粉粒的形态和大小。结果表明:欧李花粉形态为长球形或椭圆形,萌发孔为三孔沟类型;不同分布地区欧李之间在花粉大小上存在一定差异,可作为欧李分类的依据。     

一份水稻矮杆突变体的形态特征和基因定位(英文)

[目的]对一株水稻矮杆突变体的形态特征进行分析,同时进行基因定位。[方法]以一株矮秆突变体(潇湘矮)为研究对象进行形态观察,并以潇湘矮作母本,半矮杆材料湘早143为父本,构建群体进行遗传分析,同时利用微卫星标记进行基因定位。[结果]潇湘矮的平均株高为55cm;遗传分析结果显示所有F1株高偏向于父本,F2群体出现半矮杆植株和矮杆植株,比例接近于3:1性状分离,证实潇湘矮株高性状受1对主效隐性基因控制;将该基因定位于水稻第5染色体上,位于RM249上游,遗传距离为8.4cM。[结论]rRH是一个新的水稻矮杆基因。     

小麦矮秆易位系山农31504-1矮秆基因的鉴定及其染色体定位

以小麦矮秆种质系山农31504-1作母本与小麦高秆品种杂交,获得F1杂种和F2分离群体。初步遗传分析表明,山农31504-1的矮秆性状由部分显性单基因控制;苗期外施赤霉酸表明,山农31504-1对赤霉酸不敏感。同时利用中国春缺体-四体系和中国春端体系对山农31504-1矮秆基因进行了染色体定位,结果证明矮秆基因位于山农31504-1的2A染色体上。     

玉米矮秆主效QTL qph1-4的精细定位

利用1份在玉米自交系87-1的遗传背景上综3的染色体单片段代换系(Single segment substitution line,SSSL) SSSL-Y7为试验材料,3年3点的株高表现型鉴定表明,SSSL-Y7的株高均显著矮于受体亲本87-1,且加性效应百分率均在-10％以下,推测在该SSSL内的位于第1染色体长臂上SSR分子标记umcl122附近的目标代换片段上存在可以使玉米株高致矮的主效QTL.在该SSSL与87-1杂交构建的F2分离群体中,高秆与矮秆的株数符合3∶1的分离比例,推测其矮秆表现型由1对隐性基因控制,将该基因命名为qph1-4.qph1-4基因来源于供体自交系综3,位于Bin 1.07区域,在SSR标记MPH147和umc2396之间,距两标记的遗传距离分别为1.5和0.3 cM.与qph1-4基因连锁的SSR标记还有MPH164,umc1122,MPH162,MPH9,qph1-4与之间的遗传距离分别是2.2,2.0,2.0和2.5 cM,这些SSR标记与qph1-4基因在染色体上的排列顺序为MPH164-umc1122-MPH162-MPH147-qph1-4-umc2396-MPH9.     

合丰号高油及矮秆或半矮秆大豆的品种选育

利用美国高油、矮秆和耐密植大豆种质资源与高产广适应性大豆杂交,通过单交及简单回交与辐射诱变育种相结合,经过连续定向选择,利用先进的品质分析、抗病鉴定等方法进行品种选育研究。结果表明：选育出高油、高产和抗病的4个大豆新品种合丰42、合丰52、合丰57、合农60,脂肪含量为22.25%-23.24%,其中合丰42是国内育成的第一个半矮秆大豆品种,合农60是矮秆品种。这些品种是高油、矮秆大豆育种的宝贵种质。     

热带玉米种质粗缩病抗性鉴定与种质创新利用

以引自CIMMYT的108份热带种质资源为试验材料,在粗缩病重发区鉴定其粗缩病抗性,筛选出3份粗缩病高抗和19份抗病种质。以热带种质齐319为粗缩病抗性基因供体,改良自交系苏951,在117个BC3F2∶3中筛选了2个抗病类型的家系,并讨论了热带种质改良温带自交系的育种策略。     

水稻空间诱变矮秆新种质CHA-1的遗传分析及基因定位

经空间诱变获得1个稳定遗传的水稻矮秆突变体CHA-1,对该突变体进行了株高遗传分析.结果表明,CHA-1的新矮生基因(暂命名为h)为1对隐性主效基因,与sd-1基因之间存在互补作用,并且表现为一定程度的连锁关系,2对矮生基因共同控制着CHA-1的株高性状.利用SSR分子标记将CHA-1的新矮生基因h定位在水稻第1染色体的长臂上,与标记RM302遗传距离为5.1 cM.