一种新的水稻香味基因功能标记的开发与应用

香味是影响稻米品质的一个重要性状,Badh2基因突变是水稻产生香味的主要原因,水稻香味产生主要有Badh2基因第2、4、5、7、8外显子突变类型,其中研究最多的是第7外显子突变类型.为了提高水稻香味性状检测的准确性、安全性和效率,本研究根据水稻Badh2基因突变(第7外显子8 bp缺失、3 bp突变)的序列设计开发了3...     

水稻多酚氧化酶基因功能标记的开发与应用

 水稻酚反应是水稻分类的重要依据。控制水稻酚反应的多酚氧化酶基因(PPO)已经克隆,根据其等位基因的DNA序列差异设计了InDel功能标记FMppo 18和FMppo 29。利用这两个标记对45份材料进行了标记基因型分析和酚反应鉴定。结果发现3份普通野生稻为非缺失带型;8份籼稻材料中6份为非缺失带型,而Dular为缺失29 bp带型,龙晴为缺失18 bp带型,表明Dular和龙晴分别携带29 bp和18 bp缺失的PPO等位基因;11份粳稻材料中9份携带18 bp缺失的PPO等位基因,2份携带29 bp缺失的PPO等位基因。对23份杂草稻鉴定的结果表明,7份早年发现的杂草稻,即3份江苏省连云港穞稻和4份安徽省怀远、来安、全椒、肥东的塘稻为非缺失带型;而16份近年来发现的杂草稻中14份不缺失,2份表现为18 bp缺失的PPO等位基因,与江苏省大面积推广的栽培粳稻品种携带相同的PPO基因。酚反应结果表明带29 bp或18 bp缺失的PPO等位基因的材料酚反应呈阴性,而不缺失的材料酚反应呈阳性。标记基因型与酚反应表现型完全对应。表明这两个功能标记可用于水稻种质资源鉴定、进化研究以及多酚氧化酶基因的分子标记辅助选择育种。     

稻米香味物质2-乙酰-1-吡咯啉的形成及其影响因素

稻米香味的形成是一个复杂而多变的生理过程,遗传和环境变化对香味的形成都具有重要影响.香味的有无主要受香味基因BADH2控制,气候条件、土壤质地和栽培措施也会直接影响稻米香味物质的合成.为进一步加快香稻培育进程,提升香稻稻米品质,本文综述了近年来国内外有关稻米香味物质形成的遗传和生理机制以及环境因素对稻米香味形成的研究进...     

粳稻BT型细胞质雄性不育恢复基因功能标记的开发与应用

 为提高粳稻BT型细胞质雄性不育恢复基因的选择效率,在前人克隆的基础上,根据其恢复系与不育系在Rf1a位点574 bp的碱基插入/缺失,设计出功能标记InDel Rf1a。利用该标记对不同地区来源的72份籼、粳稻材料进行检测,结果表明所有的常规籼稻品种、恢复系及保持系在Rf1a位点并不存在缺失,其基因型为Rf1aRf1a。这些材料对粳稻BT型细胞质雄性不育系具有恢复育性的作用;而绝大多数常规粳稻品种（爱知106和伊粳12号除外）在该位点存在缺失,其基因型为rf1arf1a,它们对BT型细胞质雄性不育系具有保持不育的能力。同时,为进一步验证该标记对不同基因型的检测效果,利用其对粳稻恢复系、不育系、杂交组合以及863A/宁恢 8号 F2分离群体的DNA进行扩增,根据其电泳带型可准确区分出Rf1a位点的3种基因型。     

一种水稻香味基因功能标记的开发

为了提高水稻香味基因的分子标记辅助选择的准确性,根据水稻隐性香型品种与非香型品种的BAD2基因（即香味基因）序列之间存在8 bp碱基缺失,设计出香味基因fgr的InDel功能标记GRFM04。利用该标记对粤丰B（香型）/振丰B（非香型）的F2分离群体和其他16份香稻品种和6份非香稻品种进行检测验证。依据其PCR扩增产物电泳带型,可以准确地区分出香型纯合基因型、非香型纯合基因型和杂合基因型3种带型,且3种带型与其植株或品种相应的香味性状表现完全呈一一对应关系。     

抗条纹叶枯病基因STV11的功能性分子标记建立及粳型抗源筛选

条纹叶枯病是水稻(Oryza sativa L.)上最严重的病害之一。STV11是从籼稻Kasalath中鉴定的条纹叶枯病抗性基因,根据Kasalath型条纹叶枯病基因STV11 KAS6个碱基缺失的功能性多态性序列差异,设计基于PCR的功能性分子标记qstv11。利用此标记对299份试验材料[5份抗病品种、5份感病品种、41份辽宁省育种材料、17份日本粳型材料、142份秋光/七山占重组自交系(群体A)、85份笹锦/Habataki//笹锦回交重组自交系(群体B)、群体亲本4份]进行基因型分析并进行抗病性鉴定。结果表明,qstv11能够较好区分抗感基因型,而且在测试材料中与条纹叶枯抗性整体呈现共分离。41份辽宁材料中鉴定出含有STV11-R(抗)材料1份;日本粳型材料该位点均为STV11-S(感);群体A和B中分别筛选出粳稻背景STV11-R型材料24份和6份。     

水稻功能基因的电子克隆策略

 电子克隆是随着基因组计划和EST计划实施发展起来的，利用生物信息学手段进行基因克隆的新方法。已经公布的水稻基因组序列框架图，使得水稻的电子克隆路线得以实施。介绍了水稻电子克隆的基本原理、应用实例、相关的生物信息资源、存在问题和展望。     

Genetic Analysis and Molecular Mapping of a Novel Chlorophyll-Deficit Mutant Gene in Rice

A rice etiolation mutant 824ys featured with chlorophyll deficiency was identified from a normal green rice variety 824B.It showed whole green-yellow plant from the seedling stage,reduced number of tillers and longer growth duration.The contents of chlorophyll,chlorophyll a,chlorophyll b and net photosynthetic rate in leaves of the mutant obviously decreased,as well as the number of spikelets per panicle,seed setting rate and 1000-grain weight compared with its wild-type parent.Genetic analyses on F1 and F2 generetions of 824ys crossed with three normal green varieties showed that the chlorophyll-deficit mutant character was controlled by a pair of recessive nuclear gene.Genetic mapping of the mutant gene was conducted by using microsatellite markers and F2 mapping population of 495R/824ys,and the mutant gene of 824ys was mapped on the shon arm of rice chromosome 3.The genetic distances from the target gene to the markers RM218,RM282 and RM6959 were 25.6 cM,5.2 cM and 21.8 cM,respectively.It was considered to be a now chlorophyll-deficit mutant gene and tentatively named as chl11(t).     

一个新的水稻叶绿素缺失突变基因的遗传分析和分子标记定位

从正常绿色水稻品种824B中发现1个黄化突变体824ys。该突变体具有叶绿素缺失突变特性,表现为植株黄绿色,分蘖数减少,生育期延长,总叶绿素、叶绿素a、叶绿素b的含量以及净光合速率比野生型亲本824B明显下降,每穗着粒数、结实率、千粒重等降低。对824ys与3个正常绿色品种杂交F1、F2的遗传分析表明,控制824ys的叶绿素缺失突变性状为1对隐性核基因。以495R/824ys F2作为定位群体,应用微卫星标记将824ys的叶绿素缺失突变基因定位于水稻第3染色体短臂,与RM218、RM282和RM6959等标记之间的遗传距离分别为25.6、 5.2和21.8 cM。认为该基因为一个新的水稻叶绿素缺失突变基因,暂命名为chl11(t)。     

水稻抗褐飞虱基因Bph18(t)的STS标记开发及有效性验证

利用携有Bph18(t)基因抗褐飞虱材料与感虫材料之间在抗虫位点上的单核苷酸差异,成功开发出1个STS标记KC1。该标记可以准确区分含或不含抗虫基因Bph18(t)的基因型。进一步构建扬稻6号(9311)[不含Bph18(t)基因,感褐飞虱]/C4064[携有Bph18(t)基因]的F2群体进行抗虫鉴定,同时使用KC1标记检测F2群体单株的基因型。根据分子标记检测结果与抗虫表现之间的符合程度推算出标记的选择效果达到了82.6%。研究结果表明,KC1标记有较高的目的基因选择效率,可以应用于扬稻6号遗传背景下Bph18(t)基因的分子标记辅助选择。     

玉米功能性Insertｉon/Deｌetｉon(InDeｌ)分子标记的挖掘及其在杂交种纯度鉴定中的应用

InDel作为重要的遗传标记已被广泛用于作物连锁图谱的构建及多样性研究。通过生物信息学方法从玉米全基因组水平进行InDel标记的挖掘并对其在玉米杂交种纯度鉴定中的应用进行分析,根据B73全基因组序列(第二版)及Mo17的二代电子拼接序列发现了40 000多个InDel位点,其中约有11 400个含有InDel位点的序列可用于特异性引物的开发。新发展的143个代表基因(<1 kb)或基因内部的功能性InDel标记在B73及Mo17间得到了验证并用于玉米杂交种纯度的鉴定。经过分析,共有13个共显性InDel标记在6个杂交种亲本间表现出明显的长度多态(>50 bp)。结合玉米子粒DNA快速提取方法,利用这些共显性InDel标记对6个杂交种1 400多个样本纯度进行鉴定,结果显示该方法可以快速、准确、经济地鉴定玉米杂交种纯度。     

Identification and Characterization of Drought Stress- Responsive Novel microRNAs in Dongxiang Wild Rice

MicroRNAs(miRNAs) are non-coding small RNAs, which play important regulatory roles in response to biotic and abiotic stresses. Dongxiang wild rice(Oryza rufipogon, DXWR) can survive in extreme drought environment, but its molecular mechanism of drought resistance is still largely unknown. To further explore miRNA regulatory mechanisms involved in drought resistance, we identified 138 novel miRNAs in DXWR using small RNA sequencing and bioinformatics approaches, and found that the expression levels of 67 novel miRNAs were significantly affected by drought stress. In total, 200 candidate target genes were predicted and annotated for the drought stress-responsive novel miRNAs. Gene Ontology(GO) analysis and Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes(KEGG) pathways suggested that most of the target genes were related to metabolism. Stem-loop quantitative real-time PCR(qRT-PCR) results exhibited high concordance with sequencing data, which confirmed that miRNA expression patterns based on small RNA sequencing in the present study were reliable. Meanwhile, qRT-PCR validated the inverse expression patterns between several miRNAs and their target genes. These results will enhance our understanding of miRNA regulatory mechanisms in response to drought stress in DXWR, and can serve as an important reference for the protection and utilization of this valuable genetic resource.     

茶树甜菜碱醛脱氢酶基因(CsBADH1)的全长cDNA克隆与表达分析

甜菜碱是一种能在逆境下大量积累的无毒性渗透相溶物质,而甜菜碱醛脱氢酶(BADH)是甜菜碱合成途径中的关键酶之一。本实验采用SMART-RACE技术获得了茶树甜菜碱醛脱氢酶基因的全长cDNA序列,命名为CsBADH1(GenBank登陆号:JX050145),并对其进行相关的生物信息学分析。结果表明:CsBADH1的cDNA序列全长1 972 bp,其开放阅读框(ORF)为1 518 bp,编码505个氨基酸,预测分子量为54.8 kD,理论等电点(PI)为5.652,是疏水性很强的蛋白,且具有BADH基因典型的高度保守十肽基序(VTLELGGKSP)和与醛脱氢酶(ALDHs)功能有关的半胱氨酸残基(C)。系统进化树分析表明,茶树BADH氨基酸序列与人参(Panax ginseng)的亲缘关系最近,相似度达87%,其余相似性也大部分在80%以上。实时荧光定量PCR分析结果显示:该基因在经历一定时间的冷驯化后表达量升高,说明CsBADH1基因可能参与茶树的冷驯化作用。     

金粳818抗咪唑啉酮类除草剂基因的功能标记开发与应用

【目的】培育抗除草剂品种是水稻育种中的一个重要方向,开发高效的功能标记可以加快抗除草剂性状的筛选工作。【方法】利用开发的dCAPS和KASP分子标记对试验材料的基因型分型,另结合除草剂喷施试验进行表型鉴定。【结果】测序结果验证了前人发现的金粳818中乙酰乳酸合成酶（acetolactate synthase,ALS）基因第627位氨基酸由丝氨酸（serine,S）突变为天冬酰胺（asparagine,N）是其抗咪唑啉酮类除草剂的主要原因,本文将其命名为ALS^627N。根据此变异位点的DNA序列差异,开发了两个新的功能标记dC-ALS-627和K-ALS-627,可有效区分ALS^627N纯合型、杂合型及非突变纯合型。【结论】两个标记均可以广泛用于ALS^627N基因的标记辅助选择育种,有助于加快培育抗咪唑啉酮类除草剂新品种,具有重要的实际应用价值。     

SCAR 标记对水稻苯达松敏感致死基因的辅助选育

 利用与苯达松敏感致死基因（ben）紧密连锁的SCAR标记，对田间以农林8号m为ben基因供体转育的后代进行了PCR检测。利用该标记不仅能鉴别出转育的材料是否含有ben基因，而且能区别它是含ben基因的纯合体还是杂合体，从而有效地指导田间选育，加速育种进程。     

SCAR Markers Assisted Selection for a Bentazon Susceptible Lethality Gene （ben） in Rice

In progenies resulting from crosses involving rice cultivar Norin 8m susceptible to bentazon as the donor of ben gene, SCARs tightly linked to ben were utilized for selection of ben. The homozygous and heterozygous genotypes with ben could be identified with the SCARs. The molecular markers offer a powerful tool for indirect selection of ben and can accelerate the introgression of ben into current rice cultivars.     

Development and Utilization of Functional Markers for Imidazolinone Herbicides Resistance Gene in japonica Rice Variety Jinjing 818

【Objective】Cultivating herbicide resistant rice varieties is an important direction in rice breeding. Developing efficient functional markers can accelerate the screening of herbicide resistance trait. 【Method】dCAPS and KASP techniques were used to analyze the genotypes of the experimental materials. In addition, the phenotypes were identified by herbicide spraying test. 【Result】Through sequence alignment analysis, we further confirmed that the mutation of 627 amino acid of acetolactate synthase (ALS) gene from serine (S) into asparagine (N) in Jinjing 818 (here after named ALS627N) produces strong resistance to imidazolinone herbicides. According to the DNA sequence flanking the mutation site, we developed two novel functional markers, dC-ALS-627 and K-ALS-627, for detecting this resistant allele ALS627N. The two markers can effectively distinguish homozygous ALS627N type, heterozygous type and homozygous wild type. Combined with herbicide spraying test, we confirmed that ALS627N is a dominant herbicide resistant gene. 【Conclusion】 We validated that the two markers have great potential in marker-assisted breeding for ALS627N gene. Totally, this study will accelerate the development of new varieties with resistance to imidazolinone herbicides, and have significance in breeding practice.     

水稻强化栽培技术体系的探讨(2)

本文就近年来国内南方各地进行的水稻强化栽培体系研究进行了概要评述,结合本地区的水稻高产节水湿润栽培开展了对水稻强化栽培初步试验和探讨。结果表明,将该项技术与节水湿润栽培结合起来,表现出良好的增产效应。一是对降低生产成本、增加经济效益具有明显作用;二是对提高稻米品质,进行绿色有机稻米生产更具有现实意义。