籼稻9311HR-T显性高秆基因的初步定位

从转入bar基因的籼稻半矮秆材料9311HR的BC3F2中发现了1株高秆突变体9311HR-T,其株高和秆长分别比野生型9311HR增加60.8%和71.5%,其高秆性状受1对显性基因控制.以9311HR-T与02428杂交产生的F2群体为材料,利用微卫星标记将9311HR-T高秆基因定位在水稻第1染色体长臂上的SSR标记RM472和RM1387之间,距RM472和 RM1387的遗传距离分别为8.6 cM和12.3 cM,该基因暂命名为DT1.     

水稻低温白化转绿突变系ds93的形态生理特性及基因定位

白化转绿突变体是研究植物叶绿素的生物合成、叶绿体的结构功能与发育以及克隆叶绿素生物合成途径中相关基因的重要材料.在以广西普通野生稻品系DP30为供体亲本,9311为受体亲本构建染色体片段代换系中发现一个低温白化转绿突变系ds93,研究其表型特征、温敏特性,对叶绿体的超微结构进行观察,并以白化转绿突变系与9311的正反交F2群体对其进行遗传分析.结果表明:突变系ds93转绿白化性状与温度有关,在16、18和20℃时幼苗白化,温度高于23℃时幼苗为正常绿色,推断其转绿临界温度为20℃左右.该突变体叶色性状受1对隐性核基因控制,利用SSR分子标记将ds93初步定位在水稻第9染色体上的RM5777与RM7390标记之间,其遗传距离分别为2.2和3.5 cM.白化转绿突变体F2代与9311比较,突变基因对植株成熟期株高、穗长、单株穗数、粒宽、结实率、千粒重、单株产量均无显著影响,而对穗实粒数和粒长的影响显著.     

利用近等基因系对水稻芒基因AWN3-1的遗传定位

水稻长芒是从野生稻保留下来的性状,通过人工选择培育的现代品种一般都是无芒类型。到目前为止,还没有关于控制芒的基因精细定位和克隆的报道。本实验利用国家种质资源库中有芒的亲本SLG与无芒亲本日本晴构建回交近等基因系(NILs)群体,从BC4F2回交分离群体中,选择出有芒和无芒呈3∶1分离的群体,从中选择杂合BC4F2单株构建BC4F3定位大群体。利用分离群体分组混合分析法(BSA法),筛选均匀分布水稻染色体组上1 512对SSR标记,将芒基因定位在第3染色体RM6283和RM5685之间,命名为AWN3-1。通过设计和筛选多态性标记,进一步将AWN3-1定位在Y5和Y9标记之间,遗传距离分别为0.5和0.4 cM。这些结果为克隆AWN3-1奠定了基础。     

水稻穗部簇生突变体(Cl-dz)的遗传分析与初步定位

从水稻育种材料后代中获得1个受隐性单基因控制的簇生穗突变体(Cl-dz)。其表型特征为:在二次枝梗顶端有2～3个小穗簇生在一起,呈"W"形态。遗传分析表明该性状是受单基因控制的隐性性状。利用突变体Cl-dz与保持系冈46杂交构建F2定位群体,将该基因定位在6号染色体的SSR标记RM6036与RM1340之间,遗传距离分别为3.6cM和7.0cM。     

水稻浆片颖壳化突变体(gll)的鉴定和精细定位

【目的】鉴定和克隆水稻花器官突变体新基因,对了解水稻花器官发育的分子遗传机理和分子信号调控途径有着重要的作用。【方法】采用田间种植鉴定、突变体和野生型的花器官对比、杂交后代的表型分离统计及基于图位克隆法的基因定位等方法,对自然突变产生的突变体gll的表现型、遗传和基因精细图位开展研究。【结果】表型鉴定认为gll突变体小穗上的颖花变异主要表现为浆片颖壳化和外颖增加。通过杂交F1、F2及F3的表型分离个体χ2测验结果表明,该突变体表型分离符合1对隐性核基因的比例。配制突变体和日本晴的杂交种及其F2分离群体,在F2和F3群体中获得gll表型株作为基因定位群体。利用均匀分布于水稻12条染色体上的156对多态性分子标记,检测gll定位群体中的408株突变体表型个体,将GLL定位于水稻第1染色体上SSR标记RM1068和RM3482之间,遗传距离分别为4.6和2.3 cM。随后检测了4个新的SSR标记,进一步将GLL定位在108 kb的物理距离之内。【结论】水稻gll突变体的性状由1对隐性核基因控制,该基因位于第1染色体长臂的近下端SSR标记RM6097和RM6827之间108 kb范围内。     

基于染色体片段置换系的野生稻粒长QTL——qGL12的精细定位

【目的】利用野生稻染色体片段置换系以及次级群体,精细定位与水稻粒长相关的QTL,发掘野生稻中影响粒长的新基因,为水稻育种提供遗传材料和基因资源。【方法】利用中国农业科学院作物科学研究所野生稻实验室已构建的野生稻染色体片段置换系群体,定位到一个与粒长相关的QTL——qGL12。在此基础上,选择粒长与受体亲本9311差异显著,且携带qGL12片段的置换系CSSL141与9311回交构建次级分离群体,设计区间内分子标记引物,筛选交换单株,结合粒型表型分析与基因型鉴定,对qGL12进行精细定位。通过扫描电子显微镜检测颖壳细胞,观察细胞的长宽变化,对定位区间内的基因进行基因注释以及测序分析,预测候选基因。【结果】根据整套置换系多个环境下的表型鉴定,qGL12初定位于第12染色体标记RM28621附近;选取携带qGL12的置换系CSSL141作为精细定位的亲本,CSSL141携带4个野生稻导入片段,在多年多点的田间试验中,CSSL141粒长、粒宽、粒重均明显高于9311;利用构建的CSSL141/9311 F2群体将qGL12定位于第12染色体标记RM5479与RM28621之间,影响粒长、粒宽以及粒重,对粒长的贡献率最高,为44.61%。在定位区间内设计了7个多态性分子标记引物,选择目标区间基因型杂合的植株种植F3,通过筛选交换单株,结合交换单株的基因型与表型,将qGL12定位于RM5479与RM28586之间50 kb区间内,为进一步缩短定位区间,在此区间内设计了4个多态性分子标记引物,选择交换单株种植下一代,筛选后得到20株交换单株,结合交换单株基因型与籽粒表型,最终将qGL12定位到第12染色体15.69 kb区间,该区间内有3个候选基因,其中Os12g39650编码一种微管蛋白,Os12g39660编码一种质膜钙转运ATP酶,Os12g39670尚未有明确功能,通过测序分析发现,Os12g39650、Os12g39660在编码区内存在变异;对亲本以及后代交换单株的颖壳细胞进行电镜扫描,发现9311颖壳细胞的长度与宽度均比CSSL141小,CSSL141/9311 F4代群体中,目标区间为野生稻基因型的交换单株颖壳细胞的长度与宽度均比目标区间为9311基因型的交换单株大,表明qGL12通过调控颖壳细胞的大小影响水稻粒长。【结论】利用野生稻染色体片段置换系,将野生稻粒长QTL——qGL12定位于第12染色体15.69 kb区间内,通过调控水稻颖壳细胞的大小影响粒长。该区间内有3个基因。来自野生稻的Os12g39650与Os12g39660与栽培稻等位基因相比,存在自然变异,确定为qGL12的候选基因。     

水稻抽穗期基因Hd6-f1的定位

本试验以明恢63(供体)/早熟豫6(受体)的BC4F2分离群体为材料,采用BSA(Bulked segregation analysis)法,对控制水稻抽穗期分离的基因进行SSR分子标记定位。BC4F2出现抽穗期分离,早抽穗植株为253株,晚抽穗植株为657株,χ2=3.66P0.05=3.84,符合1∶3的孟德尔分离比,表明F2群体的抽穗期分离受一对等位基因控制,晚抽穗性状为显性。以明恢63×早熟豫6的BC4F2分离群体的253株隐性单株为定位群体,将该抽穗基因(暂时命名为Hd6-f1)定位在水稻第6染色体分子标记RM19771与RM527之间,遗传距离分别为0.2 c M和2.9 c M,与RM19780共分离。     

一个水稻短根毛突变体的鉴定和基因定位

 【目的】鉴定和克隆水稻根毛突变体新基因,了解水稻根毛发育的分子遗传机理。【方法】通过T-DNA插入获得短根毛突变体。采用溶液培养、形态特征观察、杂交后代的表型分离统计及基于图位克隆技术的基因定位等方法,对突变体Ossrh1的表型、遗传和基因精细定位开展研究。【结果】突变体在苗期表现为根毛长度变短,只有野生型长度的36%左右,遗传分析表明该突变性状受1对隐性基因控制,利用Ossrh1和籼稻品种Kasalath杂交构建的F2群体对OsSRH1进行基因定位, 发现与第6染色体上的SSR（simple sequence repeat）标记RM3183和RM193连锁,OsSRH1距它们的遗传距离分别为0.9 cM和1.0 cM。通过在两标记间发展3个新的STS（sequence-tagged site）标记,将OsSRH1精细定位于标记T1757和T1768之间,物理距离约为115 kb。【结论】水稻短根毛突变体Ossrh1的性状由1对隐性核基因控制,该基因位于第6染色体的STS标记T1757和T1768之间115 kb范围内。     

水稻农林8号m苯达松敏感致死基因的初步定位

运用简单重复序列(SSR)技术，采用分离群体分组分析法(BSA)进行了水稻农林8号m苯达松敏感致死基因的分子定位。结果表明，农林8号m苯达松敏感致死基因属于隐性单基因(bsl)，该基因位于水稻第3染色体上，并获得了与苯达松敏感致死基因连锁的2个SSR标记RM1350和RM3856，遗传距离分别为15．0cM和14．1cM。标记与基因间的排列顺序为：苯达松敏感致死基因—14．1 cM—RM3856-0．9 cM—RM1350。     

水稻隐性早熟突变体ref早熟性的遗传分析和基因定位

为了更好地理解水稻早熟性的遗传机制,对隐性早熟突变体ref进行了遗传分析和基因定位。突变体ref对光周期不敏感,与6个晚熟品种(系)杂交F1代均为晚熟。ref×嘉禾218 F2分离群体抽穗期呈现连续双峰分布,早抽穗和晚抽穗之比符合1∶3的分离比,表明ref早熟性主要受1对隐性早熟基因控制。F2群体中1 005株早熟和晚熟单株组成定位群体,混合基因池分析发现5号染色体上SSR标记RM7302和RM3853与突变体ref早熟基因连锁。构建5号染色体的连锁图谱,进行表型和标记基因型的连锁分析,进一步确认突变体ref早熟基因定位在标记RM7302和RM3853之间18.32 c M的遗传区间内。     

水稻叶尖黄化突变体8272的候选基因筛选

对一份引自美国的水稻资源(编号为GSOR643131,2012年正季播种编号为128272,简写为8272)进行观察分析,发现该资源在较高温光条件下叶片发生不可逆的黄化,叶绿素含量明显下降;利用8272/9311杂交F2群体,明确了该性状受一个隐性核基因控制,并初步定位在水稻第4染色体SSR标记RM16931与RM16942之间,其遗传距离分别为0.8和3.3 cM.进一步设计引物和扩大F2分离群体,将该基因定位在RM16931与InDel标记ID42之间约117 kb的区间内;通过对8272和9311的重测序数据在引物区间进行SNP差异性筛选和候选基因的GO分析,结果表明,BGIOSGA015140基因可能是引起8272黄化性状的候选基因.通过该研究可为解析水稻叶色变化机制奠定一定的基础.     

利用染色体片段代换系定位一个水稻显性早熟基因

以水稻染色体片段代换系构建的分离群体为材料,利用微卫星标记(Simple sequence repeat,SSR)定位一个生育期基因,对水稻生育期基因的分子标记辅助选择进行了研究.结果表明,早熟显性基因(暂命名为Hd10-1)定位于第10染色体,SSR标记RM271和RM258之间,与RM 271的遗传距离为1.90 cM,与RM 258的遗传距离为8.40 cM,RM 271与RM 258位于Hd10-1的两侧.     

水稻G156S披叶性状的遗传及基因定位分析

用叶片部分披垂、叶色深绿、花器官发育正常的披叶水稻G156S作母本,分别与直立叶恢复系明恢63、明恢86、黔恢085、蜀恢527配制杂交组合,研究披叶性状的遗传,并进行基因定位.根据F1代、F2代、BC1代植株的表现型和χ2测验,结果表明,披叶性状受1对隐性基因控制.选用G156S×黔恢085的F2代作为基因定位群体,采用SSR分子标记,表明控制该披叶性状的基因位于水稻第3染色体短臂上,与标记RM5628和RM6849紧密连锁,遗传距离分别为1.0cM和0.9cM.     

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。     

水稻长穗颈高秆隐性基因eui2的分子标记和定位

以协青早eB-2和矮脚南特杂交的F3为分析群体,用AFLP分子标记技术及BSA分析方法筛选出4个多态性片段E1、E2、E3和E4与eui2连锁,其中E1被定位于第10染色体长臂中部RFLP标记G291和G2155之间,与G291相距4.7cM,与G2155相距13.1cM.用SSR标记RM304、RM258、RM269、RM271和E1构建的eui2基因的局部分子标记连锁图表明,eui2基因位于分子标记E1和RM304之间,二者距eui2的遗传距离分别为0.6和1.4cM.     

水稻抗细菌性条斑病主效基因位点的遗传分析及定位

【目的】发掘抗水稻细菌性条斑病(BLS)的主效基因,丰富水稻抗病基因位点数量,为水稻抗细菌性条斑病的分子标记辅助选择提供参考依据。【方法】以高抗细菌性条斑病的国际稻品种BJ1与高感细菌性条斑病的本地优质稻品种油占8号为亲本,构建包含251个F_2代单株的定位分离群体,根据不同世代群体对细菌性条斑病的抗性反应分析BJ1的抗性遗传特性;采用混合分组分析法(BSA)结合SSR分子标记对抗性基因进行初步定位,用OriginPro 9.1分析F_2代群体基因型与表型的相关性。【结果】所有BJ1×油占8号的F_1代植株对水稻细菌性条斑病均表现高感或感病,表明BJ1的抗性属于隐性性状;F_2代群体中抗病单株数与感病单株数分别为66和185株,基本符合1∶3 (χ~2=0.19χ■=3.84)的理论分离比例,表明抗源BJ1的抗细菌性条斑病符合单基因遗传模式。SSR分子标记引物RM 258在抗、感DNA池间呈多态性,其扩增F_2代群体的带型与接种鉴定表型符合率达93.0%,基因型与表型显著相关(P0.05,相关系数为0.5705)。对照已公布的水稻分子遗传连锁图,可知RM 258位于第10号染色体上约48.8 cM处。【结论】水稻细菌性条斑病抗源BJ1的抗性受位于第10号染色体上约48.8 cM处的1对隐性主效基因控制,推测是一个新的抗BLS基因位点。     

水稻闭花授粉基因cl7(t)的遗传分析与基因定位

【目的】鉴定、遗传分析和定位水稻闭花授粉突变体新基因,了解水稻开花机理,利用闭花授粉基因防止转基因作物花粉漂移。【方法】通过EMS对优良粳稻品种H02进行诱变,发现了一个新的闭花授粉突变体8m30。利用突变体8m30与正常开花授粉材料广恢102配制的杂交种和相应的自交分离群体,采用形态特征观察、杂交后代的表型分离统计和遗传分析、基于图位克隆的基因定位等技术方法,对突变体8m30的表型、遗传和基因定位进行研究。【结果】突变体8m30与野生型H02相比,株高变矮,株型变紧,穗着粒密,在整个抽穗授粉过程中,颖花不张开。遗传分析表明该突变性状受1对隐性核基因控制,位于第7染色体长臂的RM21964和RM234之间,遗传距离分别为0.1 cM和0.3 cM,两者间的物理距离为160 kb,与标记RM21971共分离,是一个尚未报道的基因,暂命名为cl7(t)(Cleistogamy 7(t))。【结论】水稻闭花授粉突变体8m30由位于第7染色体1对隐性核基因控制,位于第7染色体的RM21964和RM234之间160 kb范围内。     

水稻光温敏核不育基因的分子标记定位研究

研究了粳型两用不育系D18S和栽培品种黏2杂交的F2群体的主要农艺性状和结实率,并利用水稻第7染色体上的7个SSR标记进行了连锁分析,绘制了遗传图谱,同时利用上述标记对所调查的农艺性状进行了QTL分析。结果表明:①D18S×黏2的F2群体中正常结实株和不育株的比例呈3∶1,说明在D18S/黏2群体的不育性受一个隐性独立基因的控制;②控制D18S的不育性的光敏核不育基因位于第7条染色体长臂段的RM445和RM418之间,其遗传距离分别为4.5cM和0.7cM;③在所标记的区段检测出株高和穗长的QTL,其对株高和穗长的贡献率分别为17.5%和20.0%,另外结实率的QTL能解释83.2%的表型变异。     

水稻长护颖突变体基因的克隆与表达分析

【目的】利用EMS对水稻（Oryza sativa L.）保持系品种宜香1B进行诱变,筛选出3份长护颖突变体。通过基因定位和克隆,探明控制该性状的遗传基础以及分子机理,并在不同器官进行表达分析,了解该基因表达特点。【方法】以3份水稻长护颖突变体Oslg-1、Oslg-2和Oslg-3为材料,进行表型分析、等位性鉴定、基因定位、生物信息学分析,以及qRT-PCR定量表达分析。【结果】Oslg-1突变体小穗在幼穗发育早期与野生型无明显差异,但在成熟期其护颖的远轴表皮细胞凸起且粗糙,形成的结节轴向对齐排列,且毛状物较多,形成垂直相间的横纵沟,与外稃表皮细胞结构相似。遗传分析表明,该类突变表型受1对隐性基因控制,OsLG定位于第7染色体短臂SSR标记RM5344和RM20934之间,遗传距离分别为1.11和0.82 cM,物理距离为246.3 kb。对该区域候选基因分析和测序,发现LOC_Os07g04670基因在编码区第182位碱基（T→A）改变,导致其编码氨基酸第61位（Leu→His）的改变。等位性分析表明,Oslg-2、Oslg-3与Oslg-1属等位变异,进而对突变体Oslg-2和Oslg-3的OsLG测序,突变分别发生在第316位（T→A）和119位（T→C）碱基,导致其编码的氨基酸第106位（Trp→Arg）和第40位（Leu→Pro）突变。对该基因进行同源进化分析和序列比对,表明该基因可能调控水稻护颖伸长。对本突变材料的候选基因和另一控制护颖性状的PAP2进行实时荧光定量PCR（qRT-PCR）分析,结果表明,OsLG在水稻的叶片、穗、叶鞘和根中均有表达,且在穗部表达最高,而PAP2在除穗部以外的其他部位几乎不表达,表明2个控制护颖性状的基因均具有组织特异性,且PAP2的特异性更强;在长护颖突变体中,2个基因表达量均下调,表明其具有协同表达特点。【结论】3份水稻长护颖突变体OsLG与已报道的G1为同一基因,其功能结构域内氨基酸的突变导致长护颖发育;OsLG和PAP2在穗部具有协同表达的特点。     

天津野生稻稻瘟病抗性的遗传分析与抗瘟基因Pi2–1的初步定位

为了更好地揭示天津野生稻对稻瘟病抗性的遗传机理,以天津野生稻与感病品种CO39杂交构建的F2群体为研究对象,利用稻瘟病菌株CHL1743、110–2和318–2进行室内接种鉴定,F2群体的抗感单株分离比符合3∶1,表明其对3个稻瘟病菌株的抗性均由1个主效基因控制,命名为Pi2–1。利用群体分离分析法和隐性群体分离法进行初步定位分析,将Pi2–1基因定位在水稻第6号染色体着丝粒附近的SSR标记AP5659–5到RM7213之间,与2个标记的遗传距离分别为0.9 cM和1.4 cM。