一个水稻多重颖壳突变体的形态学观察及初步遗传分析

从T DNA插入突变体库中筛选获得1份多重颖壳突变体。解剖镜下观察发现其内外稃伸长,同时伴有类颖壳状结构而普遍呈现多重颖壳。在所观察的215朵颖花中,14.27%的颖花没有雌、雄蕊,23.72%的颖花包含有额外小花,6201%的颖花其雌、雄蕊数目变化分别为1~3枚和1~9枚,部分颖花的花丝基部可看到泡状透明瘤状物;突变体浆片稃片化而使其颖花在自然条件下不能开放;完全雄性和雌性不育。扫描电镜观察揭示其颖花原基分化正常,但进入雌、雄蕊原基的分化较迟,会继续进行类似多重颖壳状器官的分化;同时,颖花原基进行不均衡分裂,产生数目不等的雌、雄蕊。遗传分析显示该突变是一个单基因控制的隐性性状,并与T DNA插入表现共分离。推断它是E类基因引起的功能突变。     

水稻多雌蕊突变体K940的发现与初步利用

水稻多雌蕊突变体K940是宜宾市农业科学院利用远缘多基因聚合杂交,在F2代中发现并经多年纯合选育而成。该突变体每穗颖花数多,颖花中雄蕊数减少,雌蕊数增加,有雄蕊雌蕊化现象,多子房,多柱头,内外稃变形退化,结实种子无颖壳。初步研究表明,其突变性状受隐性基因控制,表现出稳定的遗传特性。K940含有恢复基因,以其为亲缘杂交育成了多个重穗型强优新恢复系。     

一个由可变剪接造成的水稻开颖不育突变体ohms1的鉴定及基因定位

在60 Co-γ射线辐射诱变籼稻中恢8015的突变体库内发现了一个花器官发育突变体,暂命名为开颖不育突变体ohms1(open hull and male sterile 1)。ohms1突变体表现为颖花开裂,在雄蕊和柱头之间形成类似内外稃的结构,使得突变体的颖花形成类似"三齿稃"状的三个颖壳,小穗完全不育,花粉育性为60%~70%,但自交不结实。遗传分析和基因定位结果表明,ohms1受一对隐性单基因控制,位于第3染色体短臂KY2和KY29标记之间,物理距离约42kb,该区域包含4个开放阅读框ORFs。进一步序列分析发现,突变体中一个编码MADS盒的基因LOC_Os03g11614的第5内含子末位碱基由A突变为G。酶切实验和cDNA测序证实,该基因的第5内含子未被剪切,致使该基因的第6外显子所编码的14个氨基酸完整缺失,但并未造成该蛋白MADS结构域的改变或移码。qRT-PCR结果显示,突变体中OsMADS1基因的表达水平显著降低,水稻开花调控因子和内外稃发育调控基因的表达量也发生了显著变化。说明该基因对水稻花器官发育尤其是内外稃发育和小花原基的分化具有重要作用。     

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。     

水稻条斑和颖花异常突变体st fon的鉴定与遗传分析

 在水稻遗传转化过程中发现一个不含外源基因的条斑和颖花异常的双突变体,暂命名为st fon。该突变体除茎、叶、穗出现白条斑外,花器数目增多,颖花开裂。其极端表型为同一颖花中长出几朵小花或小花中枝梗伸长为花序。利用透射电镜对苗期叶片白色组织细胞超微结构进行观察,发现质体结构异常,不能发育成正常叶绿体所具有的片层和类囊体,叶绿体的发育阻断在质体发育早期。利用扫描电镜和石蜡切片对花器官形态发生过程进行观察,发现花分生组织生长具有无序和无限性。对扭曲的叶片石蜡切片观察,发现维管束鞘细胞过度生长,或一些泡状细胞增大。将突变体与4个叶色正常的材料进行杂交和回交,遗传分析表明突变性状呈细胞质遗传。     

水稻穗发育基因OsD1功能的初步分析

利用CRISPR/Cas9基因组编辑技术对一个水稻穗发育相关基因OsD1进行了定点编辑。通过定点编辑载体的构建、水稻愈伤组织的转化、转基因植株的鉴定及突变类型的分析,获得了4株OsD1功能缺失型突变体,其中2株属于纯合突变类型。表型分析发现,OsD1突变体的内外稃出现显著的畸形发育,花粉粒的淀粉充实度降低且颖花不结实,初步推断水稻OsD1基因可能参与花器官的建成和发育。     

陆地棉铃基凸起突变体的遗传规律研究

本文以自主发现的陆地棉基凸铃突变体为试验材料,表型观察显示：该突变体棉铃基部具有明显的凸起,与正常棉铃差别明显。棉铃吐絮后,该突变体的铃壳基部遗留有凸起的残迹,且残迹瓣数与棉铃囊瓣数一致。对基凸铃突变性状的遗传规律分析,发现它是受1对隐性基因控制的质量性状,其基因符号拟定为bu。     

玉米子粒粉质突变体3901l的图位克隆

粉质胚乳突变体3901l来源于美国种质中心,该突变体胚乳呈现完全不透明表型。生化分析发现,该突变体α-和β-醇溶蛋白剧烈下降,同时伴随着非醇溶蛋白的大幅度升高。通过玉米SNP3072芯片进行基因分型分析发现,3901l基因定位于7号染色体约33 M的区间。通过与o2突变体进行等位测试,确认3901l是o2的等位突变体。进一步研究表明,该突变体的O2转录本缺失了一个61-bp的外显子,造成开放阅读框移码和翻译提前终止。利用O2特异抗体检测子粒总蛋白,发现突变体中O2蛋白完全缺失,不能检测到提前终止的O2蛋白,说明错误翻译的O2蛋白被机体快速识别并降解。     

一个水稻类病变黄叶突变体的鉴定和精细定位

从15000多个水稻转基因株系中发现了一个类病变黄叶突变体.该突变体最显著的特征为叶片由下而上依次黄化,同时出现类似病原体感染的病斑.根据突变体表型,将该突变体命名为syll(spotted and yellow leayes 1).遗传学分析表明,该突变性状受1对隐性核基因控制.PCR检测和潮霉索抗性分析显示.该突变...     

大豆“冀黄13”突变体筛选及突变体库的建立

利用甲基磺酸乙酯(ethyl methane sulfonate,EMS)、叠氮化钠(sodium azide,NaN3)和N离子束分别诱变处理大豆品种"冀黄13"的种子。经M2选择,M3、M4代验证,共筛选出茎器官突变体15份,叶器官突变体19份,花器官突变体31份,种子器官突变体3份以及成熟期突变体18份,其中有9份突变体属于复合性状的突变,最终获得77份稳定遗传的突变体。通过F2群体的表型分析,确定1份雄性不育突变体和1份黑种皮色突变体的表型均由单隐性基因控制。本研究所获得的突变体和所构建突变体库将为大豆功能基因组学研究和遗传改良奠定基础。     

K-Domain Splicing Factor OsMADS1 Regulates Open Hull Male Sterility in Rice

We identified the rice floral organ development mutant, termed as open hull and male sterile 1(ohms1), from the progeny of the indica restorer line Zhonghui 8015 treated with 60 Co γ-ray irradiation. The ohms1 mutant exhibited an open hull and lemma- and palea-like structure conversion between the anthers and stigma, which resulted in the ohms1 mutant spikelet showing ‘tridentate lemma'. The ohms1 mutant was entirely sterile but had 60%–70% fertile pollen. Genetic analysis and gene mapping showed that ohms1 was controlled by a single recessive gene, and the mutant gene was fine-mapped to a 42-kb interval on the short arm of chromosome 3 between markers KY2 and KY29. Sequence analysis of the four open reading frames in this region revealed that the mutant carried a single nucleotide transformation(A to G) at the last base of the fifth intron, which was likely corresponded to ohms1 phynotype, in an MIKC type MADS-box gene OsMADS1(LOC_Os03g11614). Enzyme digestion and c DNA sequencing further indicated that the variable splicing was responsible for the deletion of the sixth exon in ohms1, but no structural changes in the MADS domain or amino acid frame shifts appeared. Additionally, real-time fluorescent quantitative PCR analysis showed that the OsMADS1 expression level decreased significantly in the ohms1 mutant. The expression levels of rice flowering factors and floral glume development-related genes also changed significantly. These results demonstrate that OsMADS1 may play an important role in rice floral organ development, particularly in floral glume development and floret primordium differentiation.     

玉米雄性不育突变体ms1153的遗传分析与基因定位

以玉米雄性不育突变体ms1153为材料,通过减数分裂期花粉母细胞染色体观察和不同发育时期花药石蜡切片分析突变体不育表型产生的原因,利用F₁和F₂群体确定突变体MS1153的遗传方式和基因ms1153物理位置。结果表明,与野生型相比,突变体植株在营养生长期无明显差异,在生殖生长阶段花药不能从颖壳外露,成熟花粉粒内无淀粉积累。细胞学分析发现,突变体减数分裂过程正常,但减数分裂后绒毡层降解推迟。遗传分析表明,突变体ms1153的不育性状受1对隐性核基因控制。利用图位克隆的策略将MS1153基因定位于玉米第4染色体分子标记8243与8275之间,物理区间为221.4~226.2 Mb,此区间内没有已克隆雄性育性基因,说明MS1153是一个新的玉米雄性育性基因。     

水稻裂颖突变体sh1的鉴定及基因定位

【目的】本研究旨在定位和克隆水稻裂颖基因，为解析水稻裂颖性的遗传机制提供依据。【方法】从籼稻品种湘早籼6号突变体库中筛选出一个裂颖突变体(split husk 1, sh1)，观察突变体的花器官和浆片形态，利用突变体与02428的F2群体定位目标基因，进一步通过定量PCR分析相关基因的表达情况。【结果】sh1突变体的颖花形态与野生型基本一致，能正常开花，但不能正常闭颖，裂颖的主要原因是浆片不能在开颖后正常萎蔫。sh1突变体的有效穗数增加，但结实率和千粒重显著下降；遗传分析表明，sh1的裂颖表型受一对隐性核基因控制。将SH1基因定位在ID19827与ID19884两个InDel标记之间，物理距离约为110 kb。定位区间测序发现，突变体中丙二烯氧化合酶编码基因OsAOS1发生单碱基突变，导致氨基酸发生改变；SH1基因的突变显著降低了花器官中的茉莉酸含量，进而影响了茉莉酸合成及信号转导相关基因的表达。【结论】SH1基因通过影响茉莉酸的合成和信号转导调控水稻闭颖，OsAOS1可能是SH1基因的候选基因。     

水稻裂颖突变体sh1的鉴定及基因定位

[目的]本研究旨在定位和克隆水稻裂颖基因,为解析水稻裂颖性的遗传机制提供依据。[方法]从籼稻品种湘早籼6号突变体库中筛选出一个裂颖突变体(split husk 1, sh1),观察突变体的花器官和浆片形态,利用突变体与02428的F2群体定位目标基因,进一步通过定量 PCR 分析相关基因的表达情况。[结果]sh1 突变体的颖花形态与野生型基本一致,能正常开花,但不能正常闭颖,裂颖的主要原因是浆片不能在开颖后正常萎蔫。sh1突变体的有效穗数增加,但结实率和千粒重显著下降;遗传分析表明,sh1的裂颖表型受一对隐性核基因控制。将SH1 基因定位在ID19827与ID19884两个InDel标记之间,物理距离约为110 kb。定位区间测序发现,突变体中丙二烯氧化合酶编码基因OsAOS1发生单碱基突变,导致氨基酸发生改变;SH1基因的突变显著降低了花器官中的茉莉酸含量,进而影响了茉莉酸合成及信号转导相关基因的表达。[结论]SH1基因通过影响茉莉酸的合成和信号转导调控水稻闭颖,OsAOS1可能是 SH1基因的候选基因。     

化学杂交剂SQ-1诱导雄性不育小麦开颖特性的研究

为了优化化杀杂交小麦制种体系,观察了大田制种条件下喷施杀雄剂SQ-1后小麦Fp1(杂交小麦"西杂一号"的母本)的开颖特性,同时对杀雄剂浓度、pH值以及处理时期对开颖特性的影响进行了研究.结果表明:(1)SQ-1诱导的雄性不育小麦开颖初期开颖角度的日变幅较大,Fp1在低浓度化杀剂水平下(3 kg/ha和4 kg/ha)还出现"二次开颖"现象;(2)开颖角度与不育度之间存在矛盾,能够获得较大开颖角度的处理一般难以获得较高的不育度.综合来看,用pH值为8的缓冲液配制的SQ-1在使用剂量为4 kg/ha、Feekes 8.5时喷施,Fp1能够达到育种要求的不育度,同时能保持较大的开颖角度.     

Identification of a Gravitropism-Deficient Mutant in Rice

A gravitropism-deficient mutant M96 was isolated from a mutant bank, generated by ethyl methane sulfonate(EMS) mutagenesis of indica rice accession ZJ100. The mutant was characterized as prostrate growth at the beginning of germination, and the prostrate growth phenotype ran through the whole life duration. Tiller angle and tiller number of M96 increased significantly in comparison with the wild type. Tissue section observation analysis indicated that asymmetric stem growth around the second node occurred in M96. Genetic analysis and gene mapping showed that M96 was controlled by a single recessive nuclear gene, tentatively termed as gravitropism-deficient M96(gd M96), which was mapped to a region of 506 kb flanked by markers RM5960 and In Del8 on the long arm of chromosome 11. Sequencing analysis of the open reading frames in this region revealed a nucleotide substitution from G to T in the third exon of LOC_Os11g29840. Additionally, real-time fluorescence quantitative PCR analysis showed that the expression level of LOC_Os11g29840 in the stems was much higher than in the roots and leaves in M96. Furthermore, the expression level was more than four times in M96 stem than in the wild type stem. Our results suggested that the mutant gene was likely a new allele to the reported gene LAZY1. Isolation of this new allele would facilitate the further characterization of LAZY1.     

一个水稻苗期白条纹叶及抽穗期白穗突变体的鉴定和基因定位

从粳稻中花11组培后代中发现了一个苗期白条纹,抽穗期自穗的突变体.该突变体表现为1叶期叶全白,2叶期从新叶叶尖开始沿叶脉逐渐转绿,至成株期完全变绿,抽穗后内外颖表现为自色,穗轴和小枝梗表现为绿色,成熟后颖壳转黄.根据基因定位结果,将该突变体定名为wslwp(white striped leaf and white pa...     

超级杂交稻协优9308恢复系落粒性的诱变改良

通过γ射线诱变恢复系T9308干种子筛选到了难落粒突变体M9308。除落粒性外,突变体及其与不育系协青早A配制的杂种F1的主要农艺性状、稻米品质和抗病性无显著变化。遗传研究表明,M9308的难落粒性受单隐性基因控制     

水稻脆秆突变体bc1-wu3的鉴定与基因克隆

【目的】茎秆机械强度与植株抗倒伏性直接相关。发掘脆秆突变体,克隆其相关基因有助于了解茎秆机械强度遗传机制,为抗倒伏育种提供理论依据。【方法】在经~(60)Co-γ诱变的粳稻品种武育粳3号后代群体中获得一个脆秆突变体,命名为bc1-wu3(brittle culm 1 from Wuyujing3),以突变体bc1-wu3为母本,Kasalath为父本构建相应的F_2分离群体,采用图位克隆的方法定位相应脆秆基因。【结果】与野生型相比,突变体的叶片、叶鞘、茎秆等组织在全生育期始终表现为脆性,易折断;穗长和粒长显著降低,粒宽显著增加。茎秆细胞细胞壁糖成分测定表明,细胞壁中纤维素含量极显著下降,而木糖、葡萄糖及阿拉伯糖含量则显著增加。茎秆切片观察发现突变体茎秆的厚壁细胞层数减少,厚壁细胞细胞壁极显著变薄。遗传分析表明,bc1-wu3脆性性状受1对隐性核基因控制。采用图位克隆的技术将该基因定位于第3染色体标记MK12与MK18之间,物理距离为57 kb,在此定位区段内包含1个已克隆的脆性基因BC1(LOC_Os03g30250)。测序结果表明,突变体bc1-wu3中BC1基因第2外显子内(CDS 659处)有1个碱基的替换(G-T),导致编码氨基酸由半胱氨酸变异为苯丙氨酸。实时荧光定量PCR结果表明,BC1基因在脆秆突变体bc1-wu3茎秆中的表达量显著降低。【结论】据此推断本研究中定位的脆秆基因bc1-wu3为BC1新等位基因。相关结果加深了对BC1基因功能的认识,有助于阐明水稻茎秆强度遗传机制。     

小麦光温敏核雄性不育系开颖和柱头外露特征及其对异交结实能力的影响

为明确小麦光温敏核雄性不育系的开颖、柱头外露特征及其异交结实能力,在小区制种条件下考察了4个不育系的开颖、柱头外露小花数和异交结实粒数,并分析了开颖率、柱头外露率与异交结实率的关系。结果表明,供试不育系的开颖率为18.10%~86.28%、柱头外露率为28.68%~67.33%,其中BS366为高开颖率低柱头外露率类型,BS206为中开颖率高柱头外露率类型,BS212为低开颖率中柱头外露率类型,BS1453为低开颖率低柱头外露率类型。供试不育系柱头外露小花和开颖小花的异交结实率分别为 59.39%~65.62%和26.16%~55.54%,二者平均异交结实率相差23.46个百分点,表明柱头外露小花异交结实能力高于开颖小花,且不育系间的差异较小。供试不育系的异交结实率在23.58%~53.16%之间,各不育系间差异显著;开颖小花异交结实粒数占总异交结实粒数的平均比例为50.55%,柱头外露小花异交结实粒数占总异交结实粒数的平均比例为68.47%。开颖率、柱头外露率与异交结实率呈极显著正相关,相关系数分别为0.719和0.372,开颖率与柱头外露率也呈极显著正相关(r=0.467)。因此,高开颖率或高柱头外露率的不育系均可获得较高的异交结实率,但柱头外露率较高的不育系异交结实率也较为稳定。在育种实践中,应首先注重选择不育系的开颖率,其次加强柱头外露性状选择,以便有效而稳定地提高异交结实率。