水稻矮化突变体ddul的遗传分析和分子定位

利用甲基磺酸乙酯(EMS)诱变粳稻品种兰胜获得了一个能稳定遗传的矮化突变体ddu1.GA3点滴诱导水稻第2叶叶鞘伸长和α-淀粉酶诱导反应表明,ddu1并非为GA的缺陷型和信号传导阻碍矮化.将该突变体与籼稻浙辐802、明恢63和粳稻品种日本晴进行正反交配组,遗传分析表明该突变体受隐性单基因控制,而等位性检测表明ddu1与d1、d18、eui1和eui2均不等位.通过SSR和STS分子标记对F2代分离群体进行遗传定位,将该基因定位于第7染色体SSR标记RM427附近,随后又发展了多对有多态性的SSR和STS分子标记,最终将该基因定位于STS标记R5309和R3742之间,遗传距离分别为0.4和2.0 cM.     

Genetic Analysis and Mapping of TWH Gene in Rice Twisted Hull Mutant

A mutant with twisted hulls was found in a breeding population of rice (Oryza sativa L.). The mutant shows less grain weight and inferior grain quality in addition to twisted hulls. Genetic analysis indicated that the phenotype of mutant was controlled by a single recessive gene (temporarily designated as TWH). To map the TWH gene, an F2 population was generated by crossing the twh mutant to R725, an indica rice variety with normal hulls. For bulked segregant analysis, the bulk of mutant plants was prepared by mixing equal amount of plant tissue from 10 twisted-hull plants and the bulk of normal plants was obtained by pooling equal amount tissue of 10 normal-hull plants. Two hundred and seven pairs of simple sequence repeat (SSR) primers, which are distributed on 12 rice chromosomes, were used for polymorphism analysis of the parents and the two bulks. The TWH locus was initially mapped close to the SSR marker RM526 on chromosome 2. Therefore, further mapping was performed using 50 pairs of SSR primers around the marker RM526. The TWH was delimited between the SSR markers RM14128 and RM208 on the long arm of chromosome 2 at the genetic distances of 1.4 cM and 2.7 cM, respectively. These results provide the foundation for further fine mapping, cloning and functional analysis of the TWH gene.     

Genetic Analysis and Molecular Mapping of Light-Sensitive Red-Root Mutant in Rice

The light-sensitive red-root mutant, designated as HG1, was newly observed from an indica rice variety, Nankinkodo, when seedlings were grown with roots exposed to natural light. The root color of the mutant began to turn slight-red when the roots were exposed to the light at the intensity of 29 μmol/(m2·s), then turned dark-red at the light intensity of 180 μmol/(m2·s), suggesting that the root color of the mutant was evidently sensitive to light. Furthermore, genetic analysis showed that the character of ...     

小麦条锈菌鉴别寄主Heines peko抗性遗传分析及SSR标记

 用中国条锈菌生理小种对欧洲鉴别寄主Heines peko进行抗条锈性遗传机制研究,将为挖掘新的抗条锈基因、培育优良抗条锈性品种奠定基础。用Heinespeko与小麦感病品种铭贤169杂交、自交获F₁、F₂和F₃代群体。对亲本及其后代分别在苗期接种条中30号、条中31号、条中32号和水-4,进行遗传分析。结果表明,Heines peko对条中30号小种的抗性由1对隐性基因控制。对条中31号、水-4的抗性均由1显1隐2对基因互补或抑制作用控制,Heines peko对2个小种的抗性可能由相同基因控制。对条中32号的抗性是由2对隐性基因相互抑制控制。利用分组分析法(BAS)对抗条中30号小种的遗传群体进行分子作图,筛选到1个位于2AS与抗条中30号小种基因连锁的SSR标记Barc212,用Barc212对170个F₂代单株分析表明,该基因与Barc212引物扩增位点的遗传距离为10.6cM。Barc212可作为抗条中30号基因的SSR标记。     

家蚕淡红卵突变体(rep-1)的发现及卵色相关基因MFS的结构分析

在家蚕品种C1(H)中发现了一种新的卵色突变体。该突变体卵色为淡红色,成虫复眼为红色,遗传分析表明该突变性状由1个隐性基因控制,可能与红卵突变基因re互为等位基因,命名为淡红卵突变体(pale red egg,re~p-1)。红卵突变体(re)被认为是MFS(major facilitator superfamily)基因的序列发生了改变,故对re~p-1突变体MFS基因的结构及表达进行分析。与C1(H)卵色正常型品系的MFS基因比较,re~p-1突变体的MFS基因在第6外显子中的一段长59 bp片段被长14 bp的片段所替换,但编码蛋白质的跨膜结构未发生根本改变,而re突变体中MFS基因的结构变化对表达产物的功能有显著影响。此外,利用qRT-PCR检测MFS基因在C1(H)的卵色正常型品系、re~p-1突变体和re突变体3个家蚕品系5龄幼虫各个组织中均有表达,但表达水平存在差异:相较于C1(H)卵色正常型品系和re~p-1突变体,re突变体所有组织中MFS基因的表达量普遍偏低;相较于C1(H)卵色正常型品系,re~p-1突变体的后部丝腺和精巢中MFS基因具有较高的表达量,在其他组织中的表达量无明显差异。上述结果将有助于对re~p-1突变基因定位分析和卵色突变形成机制的研究。     

小麦抗源南农790成株期抗条锈性遗传分析与分子作图

为明确小麦抗锈种质南农790条锈病抗性特征和抗病遗传规律,以5个条锈菌生理小种CYR23、CYR29、CYR31、CYR32和CYR33对其进行苗期抗谱鉴定,并以CYR32和CYR33混合小种对南农790、Avocet S及南农790与Avocet S正交所获得的F1代、F2代和F2∶3群体进行混合小种成株期抗条锈性鉴定及遗传分析。抗病鉴定结果显示,南农790苗期对CYR32和CYR33表现为中度感病(IT:6~7),对其余小种表现为抗病(IT≤2),成株期对混合小种表现为近免疫(IT≤2,S≤5%),表明南农790具有成株期抗条锈性;各世代抗病遗传分析结果表明,其成株期抗病性由一个显性单基因控制,暂命名为YrNan;采用集群分离分析法(BSA),以SSR分子标记对F2代分离群体进行分子作图,发现了6个与YrNan连锁的SSR标记(Xgwm11,Xbarc187,Xbarc181,Xgwm273,Xwmc419和Xwmc216),并将其定位于小麦的1BL染色体,两侧最近的标记分别为Xbarc181(1.3cM)和Xgwm273(6.3cM)。研究结果为南农790抗条锈病基因的分子标记辅助选择及在育种上的应用提供了依据。     

花生种子长宽比性状遗传分析和相关SSR标记筛选

本研究以‘花育36号’ב高油613’构建重组自交系(recombinant inbred line,RIL)群体为试验材料,考察2个环境下(E1、E2)RIL群体种子长宽比表型数据,采用数量性状主基因+多基因混合遗传模型联合分离分析方法进行遗传分析。结果表明,E1环境下花生种子长宽比符合B_1_8模型(即2对存在重叠作用的独立主基因遗传模型),主基因间互作效应为-0.19,主基因遗传率为89.86%;E2环境花生种子长宽比符合B_1_7模型(即2对存在互补作用的独立主基因遗传模型),主基因间互作效应为-0.22,主基因遗传率为92.04%。通过对多态性SSR标记筛选和相关性分析,发现标记AGGS1325在2个环境下均与种子长宽比显著性相关。本研究将为深入开展花生粒型分子机制研究和推进花生外观品质育种提供重要理论基础。     

大豆巢式关联作图(NAM)群体构建及花色和种皮色遗传分析

巢式关联作图(Nested Association Mapping, NAM)群体在作物学遗传与育种研究中具有广泛的应用。本研究在前期大豆种质资源评价基础上,利用35份不同地区来源的代表性种质与中豆41 (公共母本)杂交,构建了一套大豆NAM群体。PCA和聚类分析发现,不同亲本组合的RIL群体基本聚在一起,显示出清晰的遗传结构。利用该NAM群体亲本间花色和种皮色具有显著差异的RIL群体进行全基因组关联分析,定位到1个主要位点qFC13-1与花色显著关联,该位点与W1位点重合;定位到12个位点与种皮色显著相关,其中9个位点为3种以上方法共定位,3个位点为2种方法共定位,包括4个已知位点和8个新位点。研究结果表明,构建的NAM群体适于进行大豆相关性状遗传分析,为大豆复杂性状的遗传解析和育种实践提供了良好的基础材料。     

基于SLAF-seq技术的金花茶SNP标记开发及遗传分析

为了解金花茶种质的遗传关系,利用SLAF-seq测序技术对在不同地区收集的25份金花茶种质与山茶科其他5份种质进行测序。以猕猴桃基因组为参照,对金花茶基因组DNA酶切构建SLAF-seq文库,利用SLAFseq测序技术对其进行高通量测序、SNP标记开发及其进化关系分析,在多态性SLAF标签上开发特异性SNP位点,最后根据SNP位点构建25份金花茶种质与山茶科其他5份种质的进化树。最终共开发1471113个SLAF标签,其中多态性SLAF标签有69597个;共得到443819个群体SNP位点,其中高一致性的群体SNP位点119452个。遗传分析结果表明,金花茶种群的遗传多样性水平较高,可分成2个大的类群,其中第2类群包含了全部收集的金花茶种质,其又可分为3个亚族,这3个亚族的分化有明显的地域特征。第1亚族主要是来源于越南的金花茶品系,第2亚族由2个越南的金花茶品系和5个中国的金花茶品系组成,第3亚族全部由来源于中国的金花茶品系组成。研究结果从基因组水平揭示不同地区金花茶种质之间的遗传关系,所开发的SNP位点可进一步用于金花茶种群的进化分析、重要性状的关联分析等。     

西瓜果实表皮蜡粉的化学成分与基因定位

【目的】蜡粉是植物抵御外界胁迫的第一层保护性屏障,对西瓜果实表皮蜡粉的结构、化学成分、遗传规律进行研究,并预测控制该性状的基因,以便全面了解性状的生理生化作用,发掘候选基因。【方法】试验选用无蜡粉的西瓜自交系‘美佳选黑’（P₁）和有蜡粉的西瓜自交系‘FH’（P₂）为双亲配制杂交组合,构建六世代群体（P₁、P₂、F₁、F₂、BC₁P₁、BC₁P₂）,利用扫描电子显微镜（SEM）对双亲成熟期果实表皮结构进行观察,通过气相色谱-质谱联用仪（GC-MS）对蜡粉的化学成分进行测定,以峰面积为指标,定量计算蜡粉化学成分的含量,采用BSA-seq对西瓜表皮蜡粉进行基因初定位,应用BLAST软件将定位区间内的编码基因与多个数据库比对完成基因信息注释,并通过详细的基因注释信息及突变位点分析,快速筛选候选基因。【结果】西瓜果实表皮蜡粉为灰白色,呈致密的板状结构,长度约为5 μm;无蜡粉材料表皮较为光滑,无蜡粉层附着。GC-MS分析显示,蜡粉中共检测到24种脂肪族化学成分,分别属于烃类、醇类、酯类、酸类、酚类和醛类。包括烃类物质10种,含量占表皮蜡粉有效化学提取物总含量的77.72%,链长变化范围为C17—36,主要为C27、C28、C29、C32、C33、C34、C36的饱和正链烷烃;醇类物质5种,占12.60%;酯类物质5种,占0.43%;酸类物质2种,占0.53%;酚类1种,占0.80%;醛类1种,占3.99%;含量最高的5种化学成分依次为：正三十四烷、正二十九烷、1,30-三十烷二醇、正三十三烷、正二十八烷。在后代群体中,F₁、BC₁P₂群体西瓜果实表皮全部有蜡粉,F₂群体有蜡粉和无蜡粉西瓜果实的分离比符合3﹕1的孟德尔分离比例,BC₁P₁回交群体有蜡粉和无蜡粉分离比符合1﹕1的理论比,说明蜡粉的有无符合单基因显性遗传模式,有蜡粉对无蜡粉为显性。对BSA-seq数据进行SNP和InDel关联分析,关联结果取交集得到1号染色体3.16—4.84 Mb的候选区域,该区域共含有144个基因。数据库比对结果显示,在关联区域中,共138个基因有功能注释,包括10个非同义突变,1个移码突变。结合已有文献报道,其中5个非同义突变基因可能与西瓜表皮蜡粉的生成有关：Cla002367为烯酰ACP-还原酶（ECR）类基因,该类基因是特长链脂肪酸合成所必须;Cla011514、Cla002337和Cla002342为细胞色素P450（CYP）家族基因,该家族部分编码蛋白能够通过烃基羟化等反应催化脂肪族化合物的生成;Cla002353的基因注释信息为ABC转运体,ABC转运体与蜡质分子的转运息息相关。【结论】西瓜果实表皮蜡粉为板状结构,主要由特长链脂肪酸衍生成的脂肪族化合物组成。该性状是单基因遗传,有蜡粉为显性性状。BSA关联分析得到1号染色体1.68 Mb的关联区域,并预测关联区域中Cla002367、Cla011514、Cla002337、Cla002342、Cla002353这5个非同义突变基因为调控西瓜果实表皮蜡粉性状的候选基因。