水稻颖壳退化突变体degraded hull 2 (dh2)的遗传分析与基因定位

鉴定和克隆水稻花器官突变体新基因,对了解水稻花器官发育的分子遗传机制和分子信号调控途径有着重要的作用。本研究报道了1个水稻颖壳异常突变体,来源于EMS (ethyl methane sulfonate)处理的缙恢10号(Oryza sativa)诱变群体,暂被命名为degraded hull 2 (dh2)。表型分析发现突变体小花第一轮内稃或外稃横向细胞数目减少,导致内稃或外稃变窄而不能正常勾合,从而呈现开裂现象,其内三轮花器官均无明显变化。遗传分析表明该突变性状受1个隐性单基因控制。利用群体分离分析法(bulked segregation analysis, BSA),将DH2基因定位在第3染色体的IND-5和IND-14之间,遗传距离分别为0.99 cM和1.49 cM。该研究结果为DH2基因的图位克隆奠定了基础,对水稻花发育生物学研究具有重要的意义。     

水稻颖壳和浆片异常突变体ahl的基因定位

研究水稻花发育基因对于水稻相关性状的分子育种具有十分重要的意义。本研究报道一个水稻颖壳和浆片异常突变体ahl (abnormal hull and lodicule),来源于优良恢复系缙恢10号的EMS诱变群体。该突变体内外稃变小并发生严重扭曲,浆片顶端伸长。内外稃异常导致灌浆后米粒变小、畸形,千粒重下降。该性状遗传稳定,受一对隐性基因控制,利用群体分离分析法(bulked segregation analysis,BSA)将AHL基因定位在第2染色体上的SSR标记RM14153与RM14167之间,遗传距离分别为1.19 cM和1.34 cM,物理距离为226 kb。研究结果为AHL基因的图位克隆和功能研究奠定了基础。     

水稻内稃扭曲突变体palea distortion 1(pd1)的鉴定与基因定位

在对籼稻缙恢10进行EMS(ethyl methane sulfonate)处理后的群体中,发现一个花器官突变体,主要表现为内稃扭曲并呈现外稃化特征,浆片数目增加且呈现稃状特征,雄蕊数目减少至1～4个,部分雄蕊的花丝呈现浆片化特征,暂将其命名为水稻颖壳扭曲突变体palea distortion 1(pd1)。遗传分析表明该突变性状受一个隐形单基因控制。利用群体分离分析法(bulked segregation analysis,BSA),将PD1基因定位在第2染色体的RM13693和RM13936之间,遗传距离分别为3.25cM和3.90cM。该研究结果为PD1基因的图位克隆奠定了基础。     

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。     

水稻内稃扭曲突变体palea distortion1(pdl)的鉴定与基因定位

在对釉稻缙恢10进行EMS(ethyl methane sulfonate)处理后的群体中,发现一个花器官突变体,主要表现为内稃扭曲并呈现外稃化特征,浆片数目增加且呈现稃状特征,雄蕊数目减少至1-4个,部分雄蕊的花丝呈现浆片化特征,暂将其命名为水稻颖壳扭曲突变体palea distortion 1(pdl).遗传分析表明该突变性状受一个隐形单基因控制.利用群体分离分析法(bulked segregation analysis,BSA),将PD1基因定位在第2染色体的RM 13693和RM13936之间,遗传距离分别为3.25 cM和3.90 cM.该研究结果为PD1基因的图位克隆奠定了基础.     

水稻颖花突变体DLR的鉴定

从水稻(Oryza sativa L.)保持系D 62B田间繁殖材料中发现一个披叶和颖花器官突变体DLR(rice with drooping leaf).该突变体叶片无中脉,颖花内稃比外稃长,内、外稃不抱合,雌蕊同源转化成雄蕊,浆片呈稃片状.利用扫描电镜和石蜡切片观察该突变体花器官形态发生过程.用该突变体作父本,明恢63为母本配制杂交组合进行性状遗传分析,根据F2代植株表型表明该突变性状是由单隐性基因控制的,利用SSR标记将突变性状相关的基因定位在第3染色体上,RM 563与RM 282之间,与RM 282相距5.56 cm.     

水稻多小花小穗突变体mf1的鉴定与基因定位

水稻小穗具确定性,一个小穗内只包含一个可育的小花。本文报道一个多小花小穗突变体,其一个小穗内出现两朵及以上小花,暗示小穗分生组织确定性的丢失;另外,这些小花的花器官也表现不正常,包括外稃的伸长、浆片的缺失和雄蕊的减少。遗传分析表明该突变性状受1个隐性单基因控制,暂被命名为multi-floret 1 (mf1)。利用群体分离分析法(bulked segregation analysis, BSA),MF1基因被定位在第3染色体上SSR标记PSSR3和RM7576之间,物理距离大约为34 kb,包含4个候选基因。研究结果为MF1基因的图位克隆和功能研究奠定了基础。     

一个水稻开颖不育突变体ohs1(t)的遗传分析及基因定位

我们在明恢86的转基因后代中发现了一个水稻花器官发育突变体,暂命名为开颖不育(open hull sterile 1,ohs1(t)))突变体.ohs1(t)突变体表现颖花开裂,内外稃片变细,内稃微弯向外稃,有雌雄蕊分化,但雌雄蕊较野生犁株的小,大多数花药没有花粉,少数花药中含有不育花粉,雌雄配子均不育.突变体ohs1(t)分别与明恢86、R527、93-11和中花16号杂交后代遗传分析表明,ohs1(t)是一个隐性基因控制的突变体.以ohs1(t)和93-11杂交F2群体中突变个体作为初步定位群体,采用已报道的SSR标记将OHS1(t)初步定位在1号染色体的长臂端RM493和RM5638两个标记间.随后利用已公布的水稻基因组序列(http://rgp.dna.affrc.go.jp/E/index.html)及93-11和日本晴间SSR标记数据库(http://www.gramene.org/),新开发和筛选了SSR和InDel标记,并以ohs1(t))和中花16号杂交F2群体中突变个体作为新定位群体,将OHS1(t)基因进一步定位在NSSR0115和InDel0102之间,遗传距离分别为0.2 cM和0.3 cM,物理距离约66 kb.     

一个水稻多柱头突变体的形态特征和基因定位

水稻产量和品质受花器官发育的直接影响, 因此对水稻颖花发育机理的研究将有助于水稻产量和品质的遗传改良。在籼稻C2与2480的杂交后代中发现了一个多柱头突变体, 与野生型相比, 该突变体植株矮化、穗变小、开花延迟和育性降低。颖花解剖发现, 其浆片正常, 柱头和雌蕊数量增加, 雄蕊数目明显减少, 并伴随不同程度的雌雄蕊畸形。以突变体作母本, 构建群体进行遗传分析, 结果显示所有F₁均表现正常, F₂群体出现3∶1性状分离, 证实该突变性状受1对隐性基因控制。利用微卫星标记进行连锁分析, 将该基因定位于水稻第6染色体上标记RM3183和RM3827之间, 遗传距离分别为2.2 cM和12.0 cM, 且与RM11951、RM19953和RM19961共分离。ISM(t)是一个新的水稻花器官发育控制基因, 本研究为该基因的克隆和功能研究奠定了基础。     

水稻少分蘖高秆突变体的遗传分析和基因定位

研究水稻少分蘖高秆突变体的分子机理,鉴定出新的水稻少分蘖高秆基因。本研究利用γ射线辐射诱变籼稻品种泸恢H103,获得一个少分蘖高秆突变体,命名为ltn1(low-tiller number)。研究了该突变的主要农艺性状与遗传方式,并对突变体基因LTN1进行了分子定位。结果显示突变体的株高,有效穗,结实率,千粒重,单株产量均与野生型存在显著差异。遗传分析表明突变体ltn1受一对隐性基因控制,将突变体和沈农265的F2代中的突变型个体作为定位群体,利用SSR和Indel分子标记将突变体定位在水稻第8染色体标记RM3840和RM23611之间,物理距离为135 kb的区间。在这个区间内有个预测注释基因LOC_Os08g44510。     

两个水稻生殖器官突变体的形态特征和遗传分析

我们在转基因水稻后代中发现了两个生殖器官发育相关的隐性突变体,暂命名为function of reproductive organ J(from)和pistilloid-stamen(ps-2).frol突变体内外稃闭合,抽穗但不开花;4轮器官结构及数目近正常,但内外稃片抱合扭曲成辣椒状,雌雄蕊发育不完全,无花粉形成,雌蕊不育.ps-2突变体类似Luo等(2006)报道的ps突变体:颖花开裂,内外颖片变窄、变硬,外颖弯曲,但ps只有1～5枚雄蕊转化成雌蕊,而ps-2有5～6枚雄蕊转化成雌蕊,仅有极少数突变颖花留有1枚未转变的雄蕊,突变体雌蕊状结构10个以上,不能结实.通过对突变体frol和ps-2分别与野生型明恢86正反杂交,与R527、93-11和中花16的杂交后代表型分离规律分析表明:突变体frol和ps-2是分别由一对隐性基因控制的突变体,其中frol的F2后代表型分离比均符合3:1,大部分ps-2的F2后代表型分离比偏离3:1.进一步分析frol和ps-2双突变体的遗传和表型发现:frol和ps-2基因不等位,是两个独立遗传的基因.植株生活力受纯合ps-2基因的影响,但不受纯合frol基因的影响.双突变体的内外稃片结构及开裂特征似ps-2,而内外稃包合状与frol近似,雄蕊仍表现雌化,但数目明显减少.frol和ps-2双突变体的表型特征暗示了ps-2和frol间存在一定的互作.     

水稻抗白叶枯病新基因Xa32（t）的鉴定和初步定位

通过多菌系接种鉴定及抗谱分析,并与目前国际上已知抗白叶枯病基因比较,证明在水稻抗源C4064中含有一个新的抗白叶枯病基因,暂命名为Xa32(t)。应用分离集团分析法(BSA),借助SSR和EST等分子标记,对该基因进行了分子标记定位。通过对F₂分离群体及F₃家系单株进行遗传连锁性检测,发现6个位于水稻第11染色体长臂末端的分子标记RM27256、RM27274、RM2064、ZCK24、RM6293和RM5926与Xa32(t)基因连锁。它们与Xa32(t)基因间的遗传距离分别为2.1、1.0、1.0、0.5、1.5和2.6 cM。其中标记RM6293和RM5926位于染色体近端粒一侧,其他4个标记RM27256、RM27274、RM2064和ZCK24位于基因的另一侧。将Xa32(t)定位在水稻第11染色体长臂末端2.0 cM范围内。     

QTLs identification of crude fat content in brown rice and its genetic basis analysis using DH and two backcross populations

Fat content is a concern for the enhancement of rice for eating, cooking, and storage qualities. To clarify its genetic mechanism, a double haploid (DH) population derived from anther hybrid F₁ of Zhenshan 97B (indica) and Wuyujing 2 (japonica) and two backcross F₁ (BCF₁) populations, which came from the DH lines backcrossing to two parents, were used to scan quantitative trait loci (QTLs) and dissect gene effects for the crude fat content (CFC) in brown rice. Fourteen QTLs were resolved, distributing on chromosomes 1, 3, and 5–9. Three loci were detected repeatedly in two populations, DH or BCF₁. Among these loci, a major QTL, qCFC5, flanking markers RM87 and RM334, was located on chromosome 5, which was detected simultaneously among three populations. The main QTLs had a major role in controlling CFC in brown rice and were modified by several mini-effect QTLs and epistatic affection. Wenjun Liu and Jing Zeng are contributed equally to this paper.     

一个水稻长护颖突变体的遗传分析和基因定位

花器官发育异常突变体是研究植物花发育分子机理的重要材料。本研究在特种栽培稻品种"鸭血糯"中发现一个长护颖自然突变体,命名为Osleg(Oryza sativa long empty glumes)。组织细胞学分析表明,该突变体护颖的远轴表皮细胞凸凹不平,毛状体较多,许多瘤状体轴向平行排列,与外稃表皮细胞结构相似。遗传分析结果表明,该突变性状受一对隐性基因控制。将Osleg纯合体与籼稻品种9311杂交构建F2定位群体,利用已公布的水稻SSR标记和自行设计的STS标记对突变位点进行基因定位,最终将OsLEG定位在水稻7号染色体短臂上的LC15和LC25标记之间,物理距离约207kb,为进一步克隆OsLEG基因和研究禾本科植物花器官的分子调控机理提供了重要科学依据。     

一份新的水稻斑点叶突变体spl32的鉴定和基因定位

从F2(粤晶丝苗2号/H4)群体中,鉴定出一份显性斑点叶突变体spl32(spotted leaf 32)。其叶片褐色斑点受自然光诱导,在幼穗分化期从叶尖逐渐扩散至叶鞘,台盼蓝染色表明斑点并非由细胞死亡引起。以从F5杂合个体分离出的正常叶色植株为对照,斑点叶植株的穗粒数、结实率显著降低。斑点出现后,spl32的POD活性和MDA含量均显著高于对照;同时,spl32叶片光合色素含量降低,但荧光动力学参数并无显著变化。抽穗期人工接菌表明,spl32对水稻白叶枯病菌抗性较对照显著提高。遗传分析表明spl32斑点性状由一个显性基因Spl32(t)控制,利用F2(02428/spl32)群体将其定位在第11染色体Ind-c和RM206之间,推测该基因为一个新的水稻斑点叶基因。     

Mapping of a blast field resistance gene Pi39(t) of elite rice strain Chubu 111

We investigated the mode of inheritance and map location of field resistance to rice blast in the elite rice strain Chubu 111, and yield under severe blast conditions. Chubu 111 carries the complete resistance gene Pii, although field testing showed this strain to be susceptible to infection. The level of field resistance of Chubu 111 was so high that chemicals used to control blast were not required, even in an epiphytotic area. Genetic analysis of field resistance to blast in 149 F₃ lines derived from a cross between Chubu 111 and the susceptible cultivar ‘Mineasahi’ suggested that field resistance is controlled by a dominant gene, designated Pi39(t), that cosegregates with the single sequence repeat marker loci RM3843 and RM5473 on chromosome 4. Comparative studies of polymorphism at RM3843 among Chubu 111 and six cultivars or lines in its pedigree suggested that the donor of the resistance gene was the Chinese cultivar ‘Haonaihuan’. Marker‐assisted selection of Pi39(t) should be useful in rice‐breeding programmes for field resistance to blast.