水稻端四体的分子细胞学鉴定及染色体行为分析

在水稻品种中籼3037第9染色体短臂端三体的自交后代中发现了一个变异株。该植株叶片内卷,株型偏散,结实率差。分子细胞学鉴定表明,该植株体细胞染色体数比正常植株多2条,多出的染色体均比较小。进一步用来源于水稻着丝粒特异DNA序列（RCS2）以及位于水稻第9染色体短臂上的特异性DNA序列为探针,进行荧光原位杂交分析,证明该变异株多出的染色体均为第9染色体短臂,故该变异株为第9染色体短臂端四体。对变异株的减数分裂染色体行为进行分析表明,在所观察的25个细胞中,96%的细胞增加的两个端着丝粒染色体可配对形成二价体,一般不与正常的第9染色体配对形成多价体。但额外染色体形成的二价体在中期Ⅰ容易发生提前解离的现象。     

糖甜菜初级三体减数分裂行为的观察

三体植株减数分裂中染色体的行为决定于存在同源染色体组中的三个同源染色体,附加染色体的细胞学行为影响到它的传递率和标志基因的分离等。糖甜菜三体减数分裂的研究,对糖甜菜三体的细胞遗传的理论研究和育种实践及对糖甜菜初级三体系列的进一步完善都具重要意义。Levan(1942)第一个观察了糖甜菜三体的减数分裂行为;Kaltsikes和Evan(1967)也做了这方面的观察;以后,吴诗都等(1973),Бормотов(1976)、三上哲夫(1982)、Romagosa(1983)都对自己所获的三体类型(七、八或     

糖甜菜异附加三体的获得及减数分裂行为观察

通过甜菜属近缘种3种间杂交(B.patula×B.cicla F_1,对B.vulgaris杂交),从后代中分离出了3个具有B.patula染色体的异附加三体植株。其中PT5-1植株具有B.patula的红色叶脉性状,且附加染色体明显小于糖甜菜染色体,认定为B.patula的9号染色体,另两株附加的B.patula染色体号未确定。减数分裂终变期1Ⅲ 8Ⅱ频率平均为5.65％,9Ⅱ 1Ⅰ频率为92.50％,都与糖甜菜初级三体有显著差异。中期Ⅰ,1Ⅲ 8Ⅱ频率有所降低。正常四分体频率为93.28％。实际传递率较低。文章还讨论了异附加三体的利用价值。     

一份水稻半矮秆非整倍突变体hya 1的鉴定与研究

 通过空间诱变得到半矮秆突变体hya 1,该突变体半矮秆性状遗传稳定性丧失。与其野生型特籼占13相比,hya 1株高显著降低、分蘖少、茎秆细弱、每穗粒数减少、结实率降低、发芽率降低。单株收获半矮株hya 1自交种子,对半矮生性状进行连续选择,发现该性状无法纯合稳定,自交群体株高长期分离（半矮秆和野生型）;分离群体中的野生型个体自交,其株高性状稳定。利用hya 1与特籼占13配制杂交组合,其F1及F2株高表型不符合孟德尔分离规律。hya 1自交收获种子根尖细胞染色体数目出现了2n=22、23、24、25、36的变异,且在减数分裂终变期发现了二价体数目为11的异常花粉母细胞。荧光定量结果表明, hya 1自交后代野生型个体12条染色体的基因拷贝数与对照接近,而半矮秆个体在第8和第11染色体上的基因拷贝数与对照存在显著差异。综合以上结果,推断hya 1为水稻新型非整倍体材料,其染色体数目异常导致表型异常和遗传不稳定性,对其深入研究有助于了解水稻减数分裂分子调控机理。     

几类异质小麦雄性不育系育性恢复的染色体行为研究

为了研究异质小麦雄性不育系减数分裂中期Ⅰ与后期Ⅰ的染色体行为及与育性恢复的相关性,以几类异质小麦雄性不育系为母本,用常规品种(系)作为父本与其杂交,调查了杂种F1减数分裂中期Ⅰ单价体频率与后期Ⅰ染色体变异率及自交结实率之间的相关性.结果表明:(1)花粉母细胞减数分裂中期Ⅰ单价体频率与后期Ⅰ染色体变异率呈显著正相关,后期Ⅰ染色体变异率与自交结实率呈负相关,但不显著;(2)相同异质不育系与相同或不同品种杂交时减数分裂中期Ⅰ单价体频率与后期Ⅰ染色体变异率及结实率差异不显著;(3)不同异质不育系与相同或不同品种杂交时减数分裂中期Ⅰ单价体频率与后期Ⅰ染色体变异率差异性较为显著,但减数分裂中期Ⅰ单价体频率与结实率差异性不显著;(4)异质小麦中,异源胞质影响染色体变异,但核基因是调控的关键因素.     

甜菜三体的初步探讨

在进行的许多遗传研究工作中,通常可以从有机体获得一种非整倍体类型——三体(trisomicl),即原是成对的染色体现有三个成员,为三体染色体(trisome)。初级三体染色体公式为2n+1。多数三体的来源与单体相同。细胞减数分裂过程的观察表明:其细胞学行为是后期Ⅰ染色体的不规则分配。在细胞遗传学和育种学等学科中,对三体类型的遗传分析已成为一种重要手段,逐渐地应用到其研究领域中。通过这种非整倍体(aneuploid)技术的应用,可以间接进行许多有实用价值的工作,用以测定基因所     

应用RFLP标记研究水稻的广亲和基因

 选用45个分布于10条染色体上的DNA探针，结合4种限制性内切酶，检测了广亲和品种Pecos和测验种南京11、秋光之间DNA限制性片段长度多态性(RFLP)。发现其中15个探针能在Pecos、南京11和秋光之间表现多态性。进一步选用14个表现多态性的探针和色素原基因C分析了三交群体（Pecos／南京11//秋光）中单株结实率的分离。结果表明第6染色体上的RFLP标记RG138、RG64 RG456以及色素原基因C与籼粳杂交亲和性有显著的连锁关系；位于第12染色体上的标记RG81也与三交群体单株结实率显著相关，根据标记与性状的共分离资料，初步绘制了第6染色体上该籼粳杂交亲和性座位的RFLP连锁图。此外。还发现第12染色体上的两个标记RG81和RG323在三交群体中两种基因型的分离比例不符合1∶1。     

白芦笋花药培养再生植株染色体倍性检测研究

采用茎尖压片染色体计数法对两个品种的白芦笋花药培养的再生植株进行了染色体的倍性检测。试验结果显示了芦笋花药培养再生植株中染色体构成的多样性,还观察到再生植株中极个别细胞出现染色体缺失现象。‘Thielim’品种中再生植株的染色体变异率为11．1％,单倍体占1-8％,双倍体占88．9％,三倍体占4．2％,四倍体占5．1％。‘硕丰’品种中再生植株的染色体变异率为9．1％,双倍体占90．9％,三倍体占5,9％,四倍体占3,2％,没有发现单倍体。     

风情2号白叶枯病抗性基因定位

 风情2号与14个水稻粳型标记系及6个初级三体所配组合的F₂群体的遗传分析表明：风情2号对我国湖北省的白叶枯病菌江陵691的抗性是由一对显性抗病基因Xa-j控制的；Xa-j与所用的25个标记基因中的短穗基因sp连锁，重组值为23.2%，属于第Ⅷ 连锁群；三体分析推断出Xa-j与三体G(KTG)的额外染色体(即第9染色体)有关，与连锁分析的结果相印证。抗病基因Xa-j被定位于第9染色体上。     

多倍体茶树的细胞学研究(一)

对从二倍体茶树品种凤凰水仙中获得的1株高度不孕的三倍体茶树的形态特征特性、核型和减数分裂的染色体行为进行观察表明:其核型组成为2n=3x=45=36M+9SM。可区分出3个基本相同的染色体组,同源染色体组3个成员的形态极为相似。终变期观察到1—9价体、多价体环或链等构型,所有细胞可见1—12个三价体,三价体在每个细胞中平均出现次数较高,为6.13次。后期Ⅰ∶86％的细胞具有1—6条落后染色体;到达每极区染色体数变化于12—29之间,82％的细胞具有18—24条染色体。后期Ⅱ∶93％的纺锤体中具有1—4条落     

Molecular-Cytological Identification and Chromosome Behavior Analysis of Telotetrasomic in Rice

From the progenies of a telotrisomic of chromosome 9 short arm of an indica rice variety, Zhongxian 3037, a phenotypical variant was selected. The variant plant had rolled leaves, dispersed plant type, as well as a low seed-setting rate. Cytological and molecular cytological investigations revealed two extra chromosomes, which were the shortest in somatic cells of the variant. Fluorescent in situ hybridization (FISH) analysis using a rice centromere specific DNA (RCS2) and a DNA sequence specific for chromosome 9 on premetaphase and pachytene chromosomes showed that these two chromosomes were the short arms of chromosome 9. That is to say, the variant was a telotetrasomic of chromosome 9. Among the 25 pachytene cells, the two telosomic chromosomes paired each other to form a bivalent and didn't pair with other normal chromosome 9 as multivalents in 96% cells. However, the bivalent was easy to disassociate in advance.     

水稻穗芽相关性状的QTL定位

利用305个株系组成的源自籼稻品种中156和谷梅2号的重组自交系群体进行了水稻穗芽性状的QTL检测和遗传效应分析。以穗芽指数及相关指标作为穗芽性状的表型值,采用QTL Mapper 1.01统计软件进行QTL定位和上位性分析,共检测到控制穗芽指数的3个加性效应QTL,分别位于第2、9、11染色体上;控制穗芽速率的加性效应QTL 3个,分别位于第1、3、6染色体上;控制穗穗芽率的加性效应QTL 3个,分别位于第1、9、10染色体上;控制粒穗芽的加性效应QTL 2个,分别位于第9、11染色体上。还检测到3对影响穗芽指数的加性×加性上位性互作效应QTL;3对控制穗芽速率的上位性QTL和3对控制粒穗芽率的上位性QTL。     

Identification of QTL Affecting Protein and Amino Acid Contents in Rice

The phenotypes of protein and amino acid contents were measured in an F9 recombinant inbred line population derived from a cross between Zhenshan 97B and Delong 208. A total of 48 and 64 QTLs were identified in 2004 and 2005, respectively. The contribution of each QTL to the phenotypic variation ranged from 4.0% to 43.7%. Most QTLs co-localized, forming 29 QTL clusters on the chromosomes with three major ones detected in both years, which were mapped on chromosomes 1, 7 and 9, respectively. The two QTL clus...     

水稻生长早期耐冷性QTL分析

 以籼粳交“密阳23/吉冷1号”的F2：3代200个家系为作图群体，构建分子连锁图谱，并进行了F3代家系的生长早期耐冷性鉴定和QTL分析。结果表明，幼苗期耐冷性、分蘖期耐冷性和低温下幼苗生长能力等生长早期耐冷性在F3代表现为近似正态的连续分布，是由多基因控制的数量性状。在第1、5、9染色体上分别检测到与幼苗期耐冷性相关的QTL各1个，其中qCTS1对表型变异的解释率最大，达15.5%；在第2、3、7、9、11染色体上分别检测到与分蘖期耐冷性相关的QTL各1个，而每个QTL对表型变异的解释率均较低；在第1、2、11、12染色体上分别检测到与低温下幼苗生长能力相关的QTL各1个，其中qGAS2和qGAS12对表型变异的解释率分别为26.6%和42.9%，是主效基因。     

应用微卫星标记定位水稻恢复系密阳46的主效和微效恢复基因

应用由704个株系组成的珍汕97A/(珍汕97B/密阳46)F6测交群体,针对水稻第10染色体和第1、11染色体短臂构建了微卫星标记连锁图谱,检测到控制野败型细胞质雄性不育育性恢复的4个QTL,其中位于第10染色体长臂中下部的Rf4具有主效效应,位于第1染色体短臂的Rf3具有较大效应,位于第10染色体长臂近着丝粒处的qRf10和第11染色体短臂近着丝粒处的qRf11表现出微效作用。研究还表明,在主效基因Rf4存在时,其他3个基因仍具有提高结实率的作用,但在Rf3和Rf4同时存在时,qRf10和qRf11的效应不明显。     

4个环境下稳定表达的控制粳稻穗角性状的新位点

 在4个环境下种植直立穗粳稻品种秀水79与弯曲穗品种C堡及两者杂交后衍生得到的RIL群体254个株系并调查其穗角,运用主基因+多基因混合遗传模型对穗角性状进行遗传分离分析;运用基于混合线性模型的QTLNetwork 2.0软件和基于多元回归模型的WinQTLcart 2.5软件的复合区间作图法,对穗角性状进行QTL定位。结果发现,1）穗角性状受两对主基因+多基因共同控制,以主基因遗传为主;2）QTLNetwork 2.0检测到8个控制穗角性状的加性QTL,解释表型变异的0.01%~39.89%;WinQTLcart 2.5检测到12个控制穗角性状的加性QTL,可解释表型变异的2.83%~30.60%。检测到的所有QTL分布于第4、5、6、7、9、11染色体上,其中分布于RM3700-RM3600和RM5652-RM410区间的两个主效位点qPA9.2和qPA9.5,以及分布于RM257-OSR28区间的qPA9.7 在两种方法和4个环境下均检测到,减效等位基因来自秀水79;3）检测到8对加性×加性上位性互作位点,解释表型变异的0.36%~1.71%。检测到的各个加性和上位性位点均不存在显著的基因型与环境的互作。      

Genetic dissection of grain nitrogen use efficiency and grain yield and their relationship in rice

Breeding for improved grain yield (GY) and grain nitrogen use efficiency (NUE) is an important objective of many rice breeding programs. A better understanding of the genetics of these two complex traits and their genetic relationship is required for more efficient breeding. This study reports the results of a linkage mapping study conducted for these two traits using 127 rice recombinant inbred lines (RILs) derived from the cross of Zhanshan 97/Minghui 63. Phenotypic data were collected under two nitrogen conditions in 2006 and 2007. For NUE, four and six QTLs were identified in 2006 and 2007, respectively. These QTLs were on chromosomes 1, 2, 6, 7 and 11. For GY, nine and five QTLs were detected on chromosomes 1, 2, 7 and 11 in 2006 and 2007, respectively. The phenotypic and genetic correlations between NUE and GY are positive and highly significant. Four genomic regions, including C86-C2340 on chromosome 1, RZ599-R1738 on chromosome 2, RZ471-C1023 on chromosome 7 and R3203-RM20a on chromosome 11, were found to contain QTLs for both NUE and GY. The effects of the co-located QTLs were in the same direction for NUE and GY, providing a genetic basis for the observed positive genetic correlation between the two traits. These genomic regions might be explored for the simultaneous improvement of NUE and GY in breeding.     

水稻耐金属离子胁迫的QTL分析

【目的】 本研究旨在筛选与水稻苗期耐不同金属离子连锁的分子遗传标记,为探讨水稻耐不同金属离子胁迫的遗传研究提供参考。【方法】 以典型籼粳交(春江06/台中本地1号)双单倍体(DH)群体为材料,系统考查该群体及其双亲耐4种金属离子(Fe²⁺、Cd²⁺、Al³⁺、Na⁺)胁迫的情况,利用业已构建并完善的该群体加密的分子连锁图谱,对耐这4种金属离子胁迫的QTL进行检测分析。另外,利用实时定量PCR技术检测处理前后相关基因的表达变化情况。【结果】 发现耐各种金属离子胁迫的QTL共8个,分别位于水稻第1、2、4、6、9、10和11染色体上,其中Fe²⁺处理后检测到的QTL贡献率最大,达到24.47%(阈值为7.78),位于第1染色体上RM1297–RM1061,同时对该区间与耐胁迫相关基因的表达分析发现这些基因在处理前和处理后表达水平存在不同程度的差异;Cd²⁺处理后检测到1个QTL,位于第1染色体上;Al³⁺处理后检测到QTL共5个,分别位于第2、4、6、10、11染色体上;Na⁺处理后检测到QTL有1个,位于第9染色体上。【结论】 根据不同金属离子胁迫处理后DH群体的表型差异进行QTL分析,发现耐各种金属离子胁迫的QTL共8个,并初步定位于各染色体的遗传标记区间,这为精细定位并克隆相应QTL,进而探明水稻耐金属离子胁迫QTL的分子调控机制奠定了基础。     

Genomic regions associated with the degree of red coloration in pericarp of rice (Oryza sativa L.)

The degree of red coloration (DRC) in pericarp of rice depends on the content of flavonoid compounds which have beneficial health effects for humans. In this study, 182 backcross-recombinant inbred lines (BILs) derived from Koshihikari (white pericarp)/Kasalath (red pericarp)//Koshihikari were used to detect the genomic regions associated with DRC through the QTL mapping approach. As a result, a total of four genomic regions were found to associate with DRC on chromosomes 1, 7, 9 and 11, respectively. Interestingly, the two genomic regions having the largest effects corresponded to previously characterized Rc and Rd genes on chromosome 7 and 1, respectively. In addition, two novel genomic regions having minor effects on DRC and located on chromosomes 9 and 11, respectively, are reported here for the first time. These results and the identification of tightly linked molecular markers that flank the genomic regions provide an opportunity for marker-aided improvement of red coloration in pericarp of rice.