水稻白化转绿和穗顶端退化突变体vpa1的遗传分析和基因定位

【目的】通过对水稻转绿和穗顶端退化等突变体的研究,可以鉴定更多与叶绿体发育和穗发育相关的基因。【方法】在常规种植条件下比较突变体vpa1(virescent and panicle abortion 1)表型及主要农艺性状差异,利用分离群体分析和图位克隆法进行相关基因定位。【结果】突变体vpa1表现苗期白化,并逐渐转绿恢复成正常叶色,抽穗后可明显观查到穗顶端退化表型。vpa1的主要农艺性状除了结实率以外,株高、穗长、每穗实粒数等均较野生型显著下降。遗传分析表明白化转绿和穗顶端退化表型受独立的两个隐性基因控制。控制白化转绿叶性状的Osv16定位于第3染色体RM3441和RM3029之间约125kb物理区间内,区间内未见白化转绿性状相关基因的报道。控制穗顶端退化性状的Ospaa10定位于第1染色体RM11157和RM5972之间,区间内物理距离约190kb,区间内未见穗顶端退化相关基因的报道。【结论】Osv16和Ospaa10两个基因的突变导致vpa1的叶色和穗型同时出现变异,为白化转绿基因Osv16和穗顶端退化基因Ospaa10的克隆和功能研究打下了基础。     

水稻白化致死突变体abl4的鉴定和基因定位

 从60Co诱变的粳稻中花11 M2代中发现了一个白化致死突变体,该突变体从发芽后至3叶期一直表现白化,3叶后逐渐死亡,根据随后的基因定位研究结果,将该白化突变体暂定名为albino lethal 4 (abl4)。与野生型相比,abl4突变体的叶绿素含量与类胡萝卜素含量极低,几乎难以检测到。叶绿素荧光分析结果表明,abl4叶片中的电子传递速率和实际光化学效率都为0,而最大光化学效率也极低,显示突变体没有光化学活性。abl4突变体中包括过氧化物酶、超氧化物歧化酶在内的抗氧化酶活性显著升高,过氧化氢酶（CAT）活性显著下降,脂质过氧化产物丙二醛含量显著提高,提示abl4突变体受到氧化胁迫。电子显微镜观察表明abl4不能形成完整的叶绿体,只有类似前质体结构。遗传分析表明,该突变表型受一对隐性核基因控制。利用abl4突变体与籼稻品种龙特甫B杂交获得的F2分离群体进行基因定位,首先将该基因定位于水稻第4条染色体上的SSR标记RM3785和RM303之间。随后,利用新开发的STS和dCAPS标记,进一步将ABL4 基因定位在RH46 31和RH46 33之间,物理距离约为201 kb。      

水稻短根突变体ksr1的遗传分析和基因定位

从甲基磺酸乙酯诱变的Kasalath突变体库中,在苗期筛选到一个水稻短根突变体 ksr1,6 d苗龄时该突变体的根长只有野生型的20%左右,遗传分析表明该突变性状由一对隐性核基因控制.利用突变体与粳稻日本晴杂交发展的F2群体对突变基因进行了定位分析,初步定位结果显示目的基因 KSR1 与第4染色体上SSR标记RM1223连锁.在该标记附近进一步发展了8对SSR标记和2对InDel标记,将突变基因定位于InDel标记4-24725K和SSR标记RM17182之间,该区段物理距离为155 kb.     

水稻短根突变体ksr1的遗传分析和基因定位

 从甲基磺酸乙酯诱变的Kasalath突变体库中,在苗期筛选到一个水稻短根突变体 ksr1, 6 d苗龄时该突变体的根长只有野生型的20%左右,遗传分析表明该突变性状由一对隐性核基因控制。利用突变体与粳稻日本晴杂交发展的F2群体对突变基因进行了定位分析,初步定位结果显示目的基因 KSR1 与第4染色体上SSR标记RM1223连锁。在该标记附近进一步发展了8对SSR标记和2对InDel标记,将突变基因定位于InDel标记4 24725K和SSR标记RM17182之间,该区段物理距离为155 kb。     

水稻白化转绿和穗顶端退化突变体vpa1的遗传分析和基因定位

目的 通过对水稻转绿和穗顶端退化等突变体的研究,可以鉴定更多与叶绿体发育和穗发育相关的基因。方法 在常规种植条件下比较突变体vpa1（virescent and panicle abortion 1)表型及主要农艺性状差异,利用分离群体分析和图位克隆法进行相关基因定位。结果 突变体vpa1表现苗期白化,并逐渐转绿恢复成正常叶色,抽穗后可明显观查到穗顶端退化表型。vpa1的主要农艺性状除了结实率以外,株高、穗长、每穗实粒数等均较野生型显著下降。遗传分析表明白化转绿和穗顶端退化表型受独立的两个隐性基因控制。控制白化转绿叶性状的Osv16定位于第3染色体RM3441和RM3029之间约125kb物理区间内,区间内未见白化转绿性状相关基因的报道。控制穗顶端退化性状的Ospaa10定位于第1染色体RM11157和RM5972之间,区间内物理距离约190kb,区间内未见穗顶端退化相关基因的报道。结论 Osv16和Ospaa10两个基因的突变导致vpa1的叶色和穗型同时出现变异,为白化转绿基因Osv16和穗顶端退化基因Ospaa10的克隆和功能研究打下了基础。     

一个水稻新黄绿叶突变体基因的分子定位

在水稻品种武运粳7号中发现了一个黄绿叶自然突变体,经过多代自交形成了稳定的突变系。该突变系和武运粳7号的正反交F2代的遗传分析表明该材料的黄绿叶由1对隐性基因控制,命名为 ygl 2。利用已有的微卫星（SSR）标记和新发展的SSR标记将 ygl 2基因定位于RM1340、RM7269、RM6298、SSR6 16和RM7434、SSR6 5、SSR6 9、RM5957之间,排列位置为RM1340-RM7269-RM6298-SSR6 16 -ygl 2-RM7434-SSR6 5、SSR6 9-RM5957,它们之间的遗传距离分别为238、0.37、0.00、0.62、0.74、0.49、0.86和1.62 cM,这为 ygl 2基因的分子标记辅助选择育种和图位克隆奠定了基础。     

水稻矮秆多分蘖突变体htd(t)的遗传分析与基因定位

在粳稻品种中花11的组培苗中发现1份可以稳定遗传的矮秆多分蘖突变体,相比野生型,突变体株高明显下降、分蘖能力明显增强。为定位控制该性状的基因,以该突变体和野生型杂交构建遗传群体,与籼稻黄华占构建定位群体,再利用SSR和In Del分子标记定位该基因。遗传分析表明,矮秆多分蘖突变体受1对隐性核基因控制,暂命名为htd(t)。利用F2代定位群体将突变基因定位于第4号染色体标记RM1345和ZM4-12之间,遗传距离分别为3.9和2.6 c M。序列分析表明,htd(t)可能为HTD1的等位基因。     

水稻皱曲叶突变体rtl1的遗传分析与分子定位

 水稻扭曲叶突变体rtl1是利用甲基磺酸乙酯（EMS）诱变粳稻品种日本晴获得的。在苗期,该突变体的叶片就表现出皱缩和扭曲状。将该突变体分别与籼稻品种台中本地1号和浙辐802进行配组。遗传分析表明该突变体性状受1对隐性单基因控制。通过混合分离法,找到了位于第4染色体上的紧密连锁SSR标记RM1155,通过新发展的多态性STS标记,最终将该基因定位在STS标记T1591和SSR标记RM1359之间,其遗传距离分别为0.48和0.96 cM。为进一步克隆该基因打下了基础。     

水稻皱曲叶突变体rtll的遗传分析与分子定位

水稻扭曲叶突变体rtll是利用甲基磺酸乙酯(EMS)诱变梗稻品种日本晴获得的.在苗期,该突变体的叶片就表现出皱缩和扭曲状.将该突变体分别与籼稻品种台中本地l号和浙辐802进行配组.遗传分析表明该突变体性状受1对隐性单基因控制.通过混合分离法,找到了位F第4染色体上的紧密连锁SSR标记RM1155,通过新发展的多态性STS标记,最终将该基因定位在STS标记T1591和SSR标记RM1359之间,其遗传距离分别为0.48和0.96 cM.为进一步克隆该基因打下了基础.     

一个水稻颖壳扭曲突变体的遗传分析与基因定位

 从水稻育种后代材料中获得1个颖壳扭曲突变体Osth (twisted hull)。遗传分析结果表明,该突变性状由单核基因隐性突变造成。以突变体与颖壳正常籼稻R725杂交的F2群体为基因定位群体,利用SSR标记将突变位点定位在第2染色体上的SSR标记RM14128与RM208之间,遗传距离分别为1.4 cM 和2.7 cM。这些结果为该基因的精细定位和克隆以及研究水稻花发育的分子机理奠定了基础。     

幼苗期带白化转绿叶色标记的水稻光温敏核不育系楠丰8S的选育

楠丰8S系温州市农业科学研究院用培矮64S干种子经剂量300Gy的60Coγ射线辐射后系统选育而成的幼苗期带白化转绿叶色标记的水稻光温敏核不育系.该不育系在分子标记OSR23、RM414位点可检测到与培矮64S的多态性;除保持培矮64S原有优良特性外,楠丰8S幼苗期第1～4叶边缘带白化转绿叶色标记,第5叶后转为正常,生长负效应小;配合力好;中抗稻瘟病,高感白叶枯病.2010年通过浙江省农作物品种审定委员会技术鉴定.     

Morphological Structure and Genetic Mapping of New Leaf-Color Mutant Gene in Rice (Oryza sativa)

Leaf-color mutations are a widely-observed class of mutations, playing an important role in the study of chlorophyll biosynthesis and plant chloroplast structure, function, genetics and development. A naturally-occurring leaf-color rice mutant, Baihuaidao 7, was analyzed. Mutant plants typically exhibited a green-white-green leaf-color progression, but this phenotype was only expressed in the presence of a stress signal induced by mechanical scarification such as transplantation. Prior to the appearance of white leaves, mutant plant growth, leaf color, chlorophyll content, and chloroplast ultrastructure appeared to be identical to those of the wild type. After the changeover to white leaf color, an examination of the mutated leaves revealed a decrease in total chlorophyll, chlorophyll a, chlorophyll b, and carotenoid content, a reduction in the number of chloroplast grana lamella and grana, and a gradual degradation of the thylakoid lamellas. At maturity, the mutant plant was etiolated and dwarfed compared with wild-type plants. Genetic analysis indicated that the leaf mutant character is controlled by a recessive nuclear gene. Genetic mapping of the mutant gene was performed using an F2 population derived from a Baihuaidao 7 × Jiangxi 1587 cross. The mutant gene was mapped to rice chromosome 11, positioned between InDel markers L59.2-7 and L64.8-11, which are separated by approximately 740.5 kb. The mutant gene is believed to be a new leaf-color mutant gene in rice, and is tentatively designated as gwgl.     

白化转斑叶籼型水稻不育系高光A的创制及特征特性

以籼型保持系D57B为起始材料,利用300Gy的60Co-γ射线辐照干种子诱发突变,获得6叶前整株叶片全白而后叶脉白化其他部分转绿的突变体,经1次杂交和6次回交选育出一个携带白化转斑型叶色标记的籼型三系不育系高光A。该不育系白化转斑型叶色突变性状受单隐性核基因控制,1～6叶白化,6叶后呈白化斑叶,幼穗白化带绿;播始历期65d左右,属早籼早熟类型。与D57B相比,高光A植株稍矮且剑叶变长,有利于授粉(受精),提高杂种结实率和获得饱满的杂交种子,但种子萌发稍慢,其他农艺性状与D57B相仿。高光A具有高柱头外露率、强柱头生活力、长花时、小颖花张角、低闭颖率、对赤霉素敏感和强配合力等优良异交特性,杂种优势明显。高光A与杂交稻混播时,其幼苗竞争力弱。最后对高光A在三系杂交水稻生产中的应用前景作了讨论。     

水稻辐射白色转绿突变系转绿过程中光合特性研究

 对水稻转绿型白化突变系W25和亲本2177S进行了研究。白化期叶绿素和蛋白质含量很低,随叶片转绿,叶绿素含量增加,转绿第30天达到亲本的水平。在转绿过程中,蛋白质含量和Rubisco含量也显著提高。突变系W25叶片内的Rubisco含量和活性在转绿30 d后超过亲本,光合速率在转绿18 d后接近亲本。     

实用转绿型叶色标记不育系白丰A的应用研究

用γ射线诱变Ⅱ32B干种子,筛选出苗期转绿型叶色突变体,并经回交选育,获得带转绿型叶色标记不育系白丰A。经考查,白丰A苗期第1~3叶表现叶片或叶缘白化,白化程度前2叶相对较高,4叶期开始转绿。该叶色突变性状受隐性单基因控制。白丰A主要花器性状和不育特性与Ⅱ32A相似,配合力仍保持Ⅱ32A的强优特点。不论稀播或密播,白丰A苗期生长均略慢于正常绿苗对照,但不会造成竞争致死。模拟杂交稻生产和制种繁种,表明利用苗期叶色标记结合人工去杂,可有效提高田间纯度。     

缩二脲对水稻出苗率及秧苗白化的影响

以中浙优1号和甬优1540为材料,采用栽培池培养试验,研究缩二脲对水稻出苗率及叶片白化特性的影响。结果表明,缩二脲含量在0~2.0%时对水稻的出苗率和秧苗生长量影响较小;缩二脲含量高于4.0%时显著降低了出苗率,显著抑制秧苗的生长,中浙优1号和甬优1540干物质量分别降低24%和17%;水稻叶片对缩二脲比较敏感,缩二脲造成叶片发白的叶位主要在第2叶,第3叶叶片发白比例较低,但是当缩二脲含量达到4.0%时,第3叶叶片发白比例也开始上升;当缩二脲含量过量时,显著降低叶绿素含量以及叶绿素a/叶绿素b比值。化肥中的缩二脲是引起直播稻出现白化苗的重要原因,在直播稻和水稻育秧中,应选用缩二脲含量较低的肥料。     

水稻剑叶衰老过程中内源IAA的轭合态变化及其氮素调控效应

目的 揭示水稻抽穗开花后剑叶衰老过程的内源自由态IAA和轭合态IAA含量的动态变化及其基因型间的差异,明确氮素营养供应对叶片衰老过程的延缓效应及其与两种化学态IAA含量之间的关系。方法 以剑叶早衰水稻突变体(psf)与其野生型(浙恢7954)为材料,比较了其在大田条件下剑叶衰老过程中的内源IAA含量、IAA类型和YUCCAs家族基因转录表达量差异,并利用水培种植试验设低氮(LN, 1.45 mmol/L)、正常氮(NN, 2.9 mmol/L)和高氮(HN, 5.8 mmol/L)3个氮浓度水平处理,对不同氮素水平下水稻叶片衰老相关指标与两类IAA含量间的关系进行了分析。结果 早衰突变体psf剑叶中的自由态IAA含量显著低于相同取样时期的野生对照,但前者剑叶中的轭合态IAA含量显著高于后者,且随叶片衰老进程呈较明显的上升趋势;在7个YUCCAs同工型基因中,YUCCA1、YUCCA2、YUCCA3、YUCCA4和YUCCA6)的转录表达量随叶片衰老而下降,但YUCCA7则随叶片衰老呈现出先上升后下降的变化趋势。相同灌浆时期相比,绝大多数YUCCAs在早衰突变体psf剑叶中的转录表达量要低于其野生型对照,说明IAA合成代谢较弱是psf剑叶叶绿素含量迅速下降和早衰症状加剧的重要原因之一。其中,YUCCA7转录表达量随叶片衰老而上升,可能对psf已衰老叶片中的IAA合成起重要调控作用;氮浓度对水稻叶片中的IAA含量及其自由态与共轭态的影响表现为,在叶片开始衰老的初期和前中期,低氮处理(LN)引起剑叶中的自由态IAA含量下降和轭合态IAA含量上升,而高氮处理(HN)可诱导叶片中的自由态IAA含量增加,并导致轭合态IAA含量明显降低,但对已严重衰老的叶片而言(psf在抽穗开花后28 d的剑叶),高氮处理下(HN)的自由态IAA和轭合态IAA含量均低于正常氮处理(NN)和低氮处理(LN)。结论 水稻叶片的衰老进程与其叶片器官中的IAA含量及其化学态之间存在较密切联系。其中,轭合态IAA含量在叶片衰老过程的大幅度提升,是早衰突变体psf 剑叶衰老进程加快的一个重要生理特征,而轭合态IAA含量的下降,可能是高氮处理对水稻叶片衰老进程起到延缓作用的一个重要生理调节因素。     

一个水稻苗期温敏感白色条斑叶突变体的遗传分析及基因定位

通过对粳稻品种嘉花1号60Coγ射线诱变,从M2中筛选出一株低温敏感型白色条斑叶突变体(tws)。它在低温(20℃,24℃)条件下培养时,苗期第3和第4叶表现出白色条斑,而第5叶开始转为正常。低温条件下该突变体白斑叶片叶绿素含量明显下降。该突变体白色条斑叶性状具有温敏感性,且与叶龄相关。遗传分析表明,该突变性状受1对隐性核基因控制,定名为tws(thermo-sensitive white stripe-leaf)基因。以tws突变体与籼稻9311杂交的F2分离群体作为定位群体,利用SSR标记将该基因定位在第4染色体MM3907和MM3928之间,其物理距离约为86kb。     

水稻生育后期剑叶形态和生理特性的QTL定位

为了探讨水稻生育后期功能叶尤其是剑叶的形态性状及生理特性对水稻高产的影响,利用来源于籼稻珍汕97/HR5后代的重组自交系群体,对水稻生长后期剑叶形态（长、宽、长宽比）、剑叶代谢产物（鲜质量、干质量、含水量）和剑叶叶绿素含量（叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素含量）进行了考查分析和QTL定位。共检测到26个QTL,单个QTL的表型贡献率为4.77%~31.67%。其中控制剑叶形态的QTL主要位于第1和第4染色体,控制剑叶代谢产物的QTL主要位于第3、7和10染色体,控制剑叶叶绿素含量的QTL主要位于第3、4和9染色体上。其中位于第9染色体上的QTL,在后期功能型超级稻育种上具有一定的应用价值。