水稻半外卷叶突变体sol1的表型分析与基因定位

适度卷曲有利于提高水稻叶片的光合效率,增加植株光合产物的有效积累量。我们利用甲基磺酸乙酯(EMS)处理籼型水稻保持系西农1B,获得一个稳定遗传的水稻半外卷叶突变体。该突变体从十叶期开始各叶片逐渐向外卷曲直至半卷状,并伴随茎秆半矮化和叶片披垂,暂被命名为semi-outcurved leaf 1(sol1)。与野生型(WT)相比,sol1的叶片卷曲指数均达到30%以上(P<0.01);倒一、倒二、倒三、倒四节节间长度和穗长极显著缩短,倒一、倒二、倒三叶的叶夹角显著或极显著增加;有效穗数、千粒重、每穗实粒数、结实率显著或极显著下降,一次枝梗数则增加11.3%(P<0.05)。sol1的蒸腾速率、胞间CO2浓度、气孔导度显著高于野生型。石蜡切片显示,sol1倒一叶的泡状细胞体积变小,数量显著增多,表皮细胞体积略微增大。遗传分析表明,sol1的半外卷叶性状受1对隐性核基因调控,定位于6号染色体标记JY6-3和JY6-10之间165 kb的物理范围内,共含15个注释基因。qRT-PCR结果表明,与泡状细胞相关的内卷基因和外卷叶基因RL14、Roc5、REL1在突变体sol1中呈不同程度的上调,NRL、BRD1、OsHox32、ADL1、LC2则呈不同程度的下调。研究结果为SOL1基因的克隆和功能研究奠定了基础。     

水稻颖花持续开放突变体sostenuto floret opening(sfo1)的鉴定与基因定位

水稻颖花开放是其生殖发育一个关键生理过程,对受精和随后种子发育具有重要影响。本文报道了一个与水稻颖花开放相关的突变体,来源于籼稻保持系西农1B的EMS(ethyl methane sulfonate)诱变群体。该突变体表现为开颖后浆片失水萎缩过程缓慢,内外稃持续开裂不闭合,暂命名为水稻颖花持续开放sostenuto floret opening 1(sfo1)突变体。遗传分析表明sfo1性状受1对隐性单基因控制,利用群体分离分析法(bulked segregation analysis,BSA)将SFO1基因定位在第5染色体SSR标记RM1054和IN/DEL标记ZTQ51之间,物理距离113 kb,含注释基因15个。本研究结果为SFO1基因的图位克隆和功能研究奠定了基础。     

水稻紫鞘染色体片段代换系Z519的鉴定及PSH1候选基因分析

花青素是广受人们喜爱的植物色素,在食品加工、杂种纯度鉴定中具有重要的作用。本研究鉴定了一个以日本晴为受体、优良紫鞘恢复系R225为供体亲本的紫鞘水稻染色体片段代换系Z519。Z519共含有16个代换片段,分布于除第10染色体外的其他11条染色体,平均长度为6.85 Mb。Z519在芽鞘3 mm时鞘尖呈现紫色,其后在叶鞘、叶缘、茎维管束和柱头等部位出现紫色线条,而日本晴各部位均为绿色。Z519叶鞘中花青素含量极显著高于日本晴,剑叶中没有显著差异。与受体日本晴相比,Z519的株高显著降低,千粒重、主穗总粒数和实粒数显著增加,有效穗数、主穗长和结实率无显著差异。进一步以日本晴与Z519杂交产生的F1和F2群体对紫鞘基因进行了遗传分析和分子定位。该紫鞘表型受显性单基因控制,位于第1染色体In Del标记L03和SSR标记L01之间37.8 kb的区域,被命名为PSH1。对该区间进行候选基因预测和测序,Z519在一个编码质体ATP/ADP转运蛋白的LOC_Os01g45910基因第一外显子的第238~252碱基的GTG重复区又多插入了GTG 3个碱基,导致增加了一个甘氨酸。q RT-PCR结果进一步表明其表达量在Z519中明显降低,初步确定LOC_Os01g45910是PSH1的候选基因。该研究为PSH1调控花青素的分子机制奠定了良好基础。     

一个水稻抽穗期主基因Hd(t)的遗传分析及分子定位

从缙恢10/R21的杂种后代中发现了一个抽穗期稳定遗传的迟熟恢复系N91(110~114 d)，以早熟不育系金23A(89~94 d)作为杂交和回交亲本，获得的F₂和BC₁F₁群体抽穗期均表现双峰分布，χ²检测表明其抽穗期受一对主基因控制，暂命名为Hd(t)。在400多对SSR引物中筛选出5对在早熟基因池和迟熟基因池中表现差异的引物，进行单株验证，用回交群体进行基因定位，发现位于第7染色体长臂末端的SSR标记RM1364和RM3555与Hd(t)连锁，遗传距离分别为32.7 cM和22.5 cM。在目标区域进一步合成8对SSR引物，将Hd(t)基因定位在RM22143与第７染色体末端之间，与RM22143相距12.9 cM。该结果为Hd(t)基因的精细定位、分子标记辅助育种和基因克隆奠定了基础。     

日本晴与5个优良恢复系的多态性标记筛选及遗传差异分析

遗传基因的分离需要供、受体亲本间较大的遗传差异.该文利用均匀分布于水稻12条染色体的429个SSR标记,分析了日本晴与5个自育优良恢复系之间的多态性标记及分布密度,进而评价它们间的遗传差异性.结果显示,日本晴与西恢18号、缙恢35、R225、R232和R250之间的多态性标记数分别为263,253,253,255和240个;多态率分别为61.31%,58.97%,58.97%,59.44%和55.94%;每个标记间的平均物理距离分别为1.59,1.61,1.62,1.62和1.72 Mb.每个SSR位点可检测到的等位基因数目为2~5个,平均每对SSR引物检测到2.35个等位基因.各亲本之间的遗传距离在0.121 7~0.896 7之间,日本晴与5个恢复系间的平均遗传距离为0.857 6.聚类分析也将日本晴与5个恢复系分为两大亚类,表明它们之间存在极大的遗传差异.这些材料和结果对水稻遗传基因的分离具有重要意义.     

水稻籽粒直链淀粉含量非破坏性活体测定方法研究

对533份杂交稻和常规稻材料的糙米和精米直链淀粉含量进行化学分析,并结合近红外透射光谱数据,采用改进偏最小二乘法（MPLS）分别建立糙米、精米的直链淀粉含量（AC）预测定标模型,并对其进行内部和外部验证.结果表明,杂交稻糙米及精米模型的定标相关系数（RSQ）分别为0.873和0.922,常规稻糙米及精米模型的RSQ则分别为0.924和0.939,定标标准偏差（SEC）分别为1.100,0.956,1.537,1.547;内部交叉验证预测值和真实值之间的RSQ分别为0.866,0.901,0.892和0.921,外部验证的RSQ分别为0.9506,0.9352,0.9116,0.9180,所建模型的相关性较高,预测值与真实值之间的误差小.常规稻模型可应用于大量育种材料快速、无损的早代筛选,杂交稻模型可用于新组合直链淀粉含量的快速鉴定,促进稻米品质改良,提高育种效率.     

油菜F2无性系群体稳定性的SSR检测

为了研究F2无性系群体作为可重复作图群体的效率,将油菜F2种子进行组织培养,以试管苗茎尖、子叶和下胚轴为材料,分别进行快繁培养,获得F2无性系群体.以各F2试管苗子叶DNA(原供体)作为模板,用100对覆盖油菜全基因组的SSR引物进行扩增,从中选取20对扩增多态性高且带纹较强的引物,对03H109 F2无性系群体进行SSR扩增反应.比较再生植株和原供体间的SSR标记带,结果表明茎尖再生后代的变异率为0.0059%,接近自然变异率,而子叶和下胚轴再生后代的变异率分别为0.5271%和0.2095%,因此认为以茎尖再生所构建的F2无性系群体可以作为可重复作图群体.     

水稻穗颈极度缩短突变体sui(t)的遗传分析与基因定位

来源于EMS处理籼型恢复系缙恢10号的穗颈节间极度缩短突变体其他节间与恢复系缙恢10号无显著变化,表现为全包穗,对GA3不敏感,暂命名为sui(t).遗传分析表明变异性状受一对隐性核基因控制.以中花11/sui(t)的F2隐性单株为定位群体,将sui(t)基因定位在第1染色体SSR标记RM5336,RM3425向短臂末端一侧,进一步合成SSR,Indel等标记,最终将sui(t)基因定位在RM3148和C1 In002(swu)之间,遗传距离分别为0.8 cM和1.4 cM,物理距离为382 kb,为下一步基因克隆和功能研究奠定了基础.     

EMS诱变水稻矮生资源的鉴定评价

用甲基磺酸乙酯(EMS)处理水稻优良籼型恢复系缙恢10号,获得了24份半矮化突变体,其中4份较为特别.与其他半矮化突变体相比,d11和d24的包穗程度较轻,分别为-2.7和-2.6cm,农艺性状变化较小,有效穗与原始材料相比无变化;缙恢10号对GA3敏感,d9和d18对GA3钝感,d9是全节间缩短型突变体,d18则为顶...     

水稻矮秆脆性突变体dbc1的鉴定与基因定位

利用EMS诱变籼型水稻恢复系缙恢10号,获得一个稳定遗传的矮化脆性突变体dbc1,苗期即表现矮化、叶片变脆,一直保持到成熟。与原始亲本相比,突变体的各节间均显著缩短,株高仅58.93 cm,略有包穗,属于dn型矮化变异,对赤霉素的敏感性显著下降,有效穗、千粒重和结实率无明显变化,穗长、穗粒数和实粒数则极显著下降。进一步分析发现,dbc1的茎秆和叶片的载荷强度极显著下降,纤维素含量无变化,木质素含量则略有下降,差异达显著水平。遗传分析表明该性状受1对隐性核基因调控,利用886株西农1A/dbc1的F₂变异单株,最终把DBC1基因定位在第2染色体SSR标记RM13943和RM13952之间,物理距离仅197 kb,含有52个注释基因。这为下一步调控基因的克隆和dbc1材料的育种应用奠定了基础。