青稞早抽穗主效QTL cqHD2H-2的遗传定位及候选基因分析

抽穗期是决定青稞品种的种植区域范围和季节适应性的重要农艺性状,也是青稞成熟早晚的关键标志。在前期实验中,青稞早抽穗主效QTL cqHD2H-2被定位于青稞2H染色体上约84 Mb的区间内,为进一步验证该位点的有效稳定性,本研究对cqHD2H-2进行定位验证及候选基因分析。利用早抽穗青稞品种DZZ与晚抽穗青稞品种KL10构建F5群体,在cqHD2H-2区段内开发InDel标记,共筛选到3个与目标基因紧密连锁的分子标记,扫描F5群体中的25株极端早抽穗和25株极端晚抽穗单株,获得1个侧翼共显性标记,将cqHD2H-2进一步限定在标记PA22和Va07之间约40Mb的区间内。该区段通过与大麦及水稻同源共线性比对,筛选到水稻抽穗期基因DTH8在大麦中的同源基因HORVU2Hr1G087460 (HvNF-YB3)。比较HvNF-YB3基因全长,发现Hv2H.NF-YB3 (DZZ)与Hv2H.nf-yb3 (KL10)编码区由1个外显子组成,编码区为750bp,启动子区为2116bp,Hv2H.NF-YB3与Hv2H.nf-yb3启动子区存在3个SNPs。Hv2H.NF-YB3与Hv2H.nf...     

水稻白条叶突变体(st10)的遗传分析与基因定位

在水稻甲基磺酸乙醇(Ethylmethane Sulphonate,EMS)诱变突变体库中,发现了一个以粳稻品种日本晴(Nipponbare)为背景的白条叶突变体,该突变体叶片在2-3叶期出现纵向白条的突变性状,此后随着植株的生长逐渐弱化,至抽穗期叶片颜色基本恢复正常,只有叶脉仍呈白色.白条性状受温度影响,高温时性状明...     

水稻抽穗期基因研究进展

抽穗期是水稻品种的重要农艺性状之一,它对于水稻适应不同的栽培地区和耕作季节是至关重要的。近年来,在水稻抽穗期基因的发掘、定位、克隆及作用机制等方面,特别是QTL研究方面取得较大进展。在此,回顾了水稻抽穗期基因/QTL的定位和克隆,阐述QTL的互作及与主基因的等位性关系,并通过和拟南芥模式植物的对比进一步阐述了水稻开花的分子机制,为研究禾本科植物的抽穗期基因提供了有意义的启示。旨在为中国水稻抽穗期基因遗传以及在育种上的应用提供理论依据。     

水稻早衰突变体es-h的鉴定、遗传分析与基因定位

水稻生殖生长期早衰严重影响水稻产量与品质。本研究利用甲基磺酸乙酯(EMS)诱变粳稻品种花晴稻(Hwacheongbyeo,野生型),获得了水稻生殖生长期叶片早衰突变体,命名为es-h (early senescenceHwacheongbyeo)。表型鉴定结果表明,该突变体从抽穗后开始叶片出现锈斑,随着灌浆进程急剧枯萎,到抽穗第五周整株枯死。农艺性状分析结果表明,与野生型相比,es-h突变体的抽穗期、穗长、穗颈度和有效分蘖数均无显著变化,而株高、每穗粒数、结实率及千粒重则显著降低。光合生理指标测定结果表明,es-h突变体抽穗后,其剑叶的SPAD值、叶绿素含量、Fv/Fm值及可溶性蛋白含量均急剧下降。遗传分析结果发现,es-h突变体的早衰性状受隐性单基因控制。通过基因定位将目标基因定位于第1号染色体长臂的44.2 kb物理区段上。本研究为Es-h基因的克隆及功能解析、早衰分子机制研究提供了依据。     

维管组织特异表达启动子驱动RID1调控水稻抽穗期

水稻基因RID1突变后表现为"不开花"的表型,且RID1特异在幼叶中表达。本研究利用启动子RPP16,构建表达载体RPP16::RID1,转化rid1突变体,得到了19株转基因阳性植株,其中有9株表现为恢复抽穗,表明在维管组织中特异表达RID1可以恢复rid1突变体表型。RT-PCR检测结果显示,转基因单株中抽穗期基因Ehd1、Hd3a和RFT1的表达量与RID1表达量呈正相关,且RID1表达量高的转基因单株相应抽穗也比较早。     

中国科学家克隆出促进水稻抽穗基因

中国农业科学院作物科学研究所万建民课题组为解决水稻籼粳亚种超亲晚熟问题，开展了水稻抽穗期相关基因克隆和育种利用研究，成功克隆出促进水稻抽穗基因。据万建民介绍，水稻籼粳亚种间杂种优势强大，一般比亚种内杂交稻产量潜力高10％～309／6，是进一步提高水稻产量的重要途径。但是籼粳亚种问杂种存在半不育、株高超亲和超亲晚熟等问题，严重影响了在生产上的利用。水稻品种抽穗期的差异影响了品种的耕种区域与适应性。该课题组在前期研究中已明确我国各稻区主栽品种的抽穗期基因型及其光温响应特性，并克隆了在长日照条件下抑制抽穗的基因DTH8，最近又克隆了在长日照条件下促进水稻抽穗的基因DTH2。     

应用RFLP定位水稻的生育期基因

选用水稻RFLP图谱上的45个DNA随机克隆结合4种限制性内切酶,分析了广亲和品种Pecos,测验种秋光和南京11之间的多态性,发现其中15个探针能在这3个品种间检测到多态性。进一步用14个多态性探针和形态标记色素原基因C分析三交群体Pecos/南京11//秋光中标记与抽穗日数的共分离。结果表明：三交群体各单株抽穗期人布为双峰，早抽穗     

水稻迟熟基因ef2的三体分析

以前称为lf-1的迟熟基因ef2（t）是由X-射线照射水稻品种Taichung 65诱变得到的。本文旨在通过三体分析研究ef2（t）与2个早熟基因点扮和ef1间的等位关系，并进行染色体定位。将载有ef2（t）基因的水稻品系T65-ef2（t）与分别含有早熟基因Efx和Ef1的两个测试品系T65-ER-21和T65-ER-1杂交，并对F2植株的抽穗时间进行了调查。     

水稻抽穗期QTL与环境互作分析

本文利用由98个家系组成的Nipponbare/Kasalath//Nipponbare回交重组自交系(backcross inbred lines, BILs)作图群体(BC1F9)和混合线性模型的QTL定位方法, 联合分析南京、合肥和海南3个不同地点的水稻抽穗期QTL及QTL与环境互作. 检测到8个抽穗期QTL, 分别位于第1、 2、 3、 4、 6、 7、 8染色体上, 其中, 第3染色体上有2个QTL     

水稻向地性突变体的鉴定与遗传和定位分析

从水稻籼稻品种E优428的诱变M1代群体中获得向地性突变体la(t),该突变体在苗期倒伏生长,成熟期呈匍匐型生长,其它性状未发现异常。初步的生理研究表明该突变体不受外源激素(2,4-D,赤酶素)和光照的影响,并失去了感受重力的能力。遗传分析表明,该突变属单基因隐性突变,将该基因暂定名为la(t)。利用该突变体与籼稻品种D62B杂交,构建了F2代分离群体,用微卫星标记分析,将该基因定位于水稻第11染色体上的微卫星标记Lu2和Lu18之间,与目的基因分别相距1.0和1.7 cM。通过电子杂交的方法将该基因所在区域的遗传图谱整合到国际水稻基因组计划的水稻第11染色体物理图谱中,其la(t)基因两端毗连的Lu2和Lu18 SSR标记之间的物理距离约为140~200 kb。为用图位克隆法分离此目的基因和研究水稻向地性生长的分子机理奠定基础。     

水稻显性早熟基因Ehd的SSR标记定位

以籼稻品种广陆矮4和粳稻品种台中65为亲本构建高世代回交分离群体,选用分布于水稻全基因组的145个SSR标记对亲本及抽穗期早熟基因进行分析.结果表明,114个标记在亲本间具有多态性,多态率78.6%;在BC3F1群体中,检测到10个标记的基因型来源于供体亲本广陆矮4号;在BC3F2定位群体中,早熟植株数与晚熟植株数的分离比例为3:1,早熟植株平均比晚熟植株提早抽穗21 d;通过SSR标记与抽穗期共分离分析将显性早熟基因Ehd界定在分子标记RM271和RM258之间;Ehd与标记RM184和RM271紧密连锁,遗传距离分别为2.6 cM和2.1 cM,此结果为该基因分子标记辅助选择奠定了基础.     

非生物胁迫对水稻抽穗期的影响

水稻(Oryza sativa L.)是重要的粮食作物,其产量与粮食安全和经济发展密切相关。水稻抽穗期是一个重要的农艺性状,对水稻播种季节、产量和适宜种植地区有着极其重要的影响。水稻抽穗期的调控涉及了一系列的基因,而且这些基因彼此之间存在着复杂的相互调控关系。盐、干旱和温度等非生物胁迫严重影响水稻抽穗期,解析非生物胁迫对水稻抽穗期的影响及其分子机理,有助于抗逆水稻新品种的选育。本研究梳理了水稻抽穗期调控的分子机制,以及非生物胁迫对水稻抽穗期的影响,以期为水稻耐逆品种的选育提供理论指导。     

水稻抽穗期数量性状基因的定位及遗传效应分析

本研究利用特早抽穗粳稻品种石狩白毛和籼稻品种明恢63杂交的F2分离群体共116株,构建了含88个共显性分子标记的连锁图谱,对水稻(Oryza sativA L．)抽穗期进行基因定位。利用2种分析软件MAPMAKER／QTL和QTLMapper进行分析,共检测到3个抽穗期的数量性状基因座(QTLs)。2个软件共同发现第7染色体上RM214与A5106标记区间内存在1个主效QTL Hd7a（Hd7c),来自明恢63的这个位点的等位基因可使抽穗期延迟。其余2个QTLs分别位于第7、9染色体上。同时检测到有5对位点间存在上位性作用,但相对贡献率较小,表明上位性效应也是影响抽穗期的遗传基础。     

多年生长雄蕊野生稻感光性的遗传分析

非洲的长雄蕊野生稻(Oryza longistaminata)具有多年生、抗病、抗虫、耐寒、耐旱等优良特性,可用于栽培稻的遗传改良。但其感光性强,长日照下不抽穗。为了在分子标记辅助育种过程中排除不需要的强感光性,须先找到长雄蕊野生稻中控制感光性的QTL。感光性是指水稻受日照长短的影响而改变其抽穗期的特性。抽穗期作为水稻重要的农艺性状,与产量有着密切的联系。本研究以长雄蕊野生稻(Oryza longistaminata)为父本,栽培稻巴利拉(Balilla)为母本杂交构建的F2群体为研究材料。对F2群体的抽穗期性状进行QTL定位分析,共得到6个控制水稻抽穗期的QTL,这些QTL分别位于第2号、第4号、第8号和第9号染色体上。在两年长日照下的F2群体中都检测到第8号染色体上的qDTH-8-1位点,但短日照下未检测到该位点,说明其跟感光性相关。qDTH-8-1是一个主效位点,对抽穗期表型贡献率最大,其中包含已被克隆的DTH8/GHD8基因。此外,我们还检测到另外4个已被定位但未被克隆的位点qDTH-4-1、qDTH-8-2、qDTH-9-1和q DTH-9-2,他们在本群体中的效应不大。结果表明,长雄蕊野生稻的感光性主要由qDTH-8-1控制,育种后代中要注意检测该位点的基因型。通过检测长雄蕊野生稻中的抽穗期QTL并进一步克隆到基因,这有助于深入了解野生稻强感光性的遗传机理,为水稻品种改良提供基因资源。     

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。     

水稻抽穗期叶鞘的微排列分析

水稻上位叶鞘在抽穗前积累有大量的淀粉，在抽穗后把所积累的淀粉转化成糖输送到穗内。为了解析叶鞘的这种库-源转换机理，我们用水稻抽穗期叶鞘中8987个表达序列标记（expressed sepuence tags，ESTs）来检测了大规模基因表达。结果在抽穗期的顶叶下第1片叶的叶鞘中鉴定到102个发育调节基因。在这些被鉴定到的基因中包括了与淀粉生物合成、细胞分裂和伸长以及光合成有关盼复合基因。这些基因显示出早期优先表达，     

水稻分蘖相关性状的QTL定位与分析

应用147个SSR标记,对水稻测序品种日本晴(Nipponbare以下简称Nipp) ×广陆矮4号(部分测序,以下简称GLA)的F2群体进行基因检测,构建了全长为1736.6cM、覆盖水稻基因组12条染色体的连锁图,采用QTLCart1.7 统计软件对水稻分蘖相关性状如分蘖数、穗数、有效分蘖数、分蘖率等4个性状的基因座位进行定位分析,检测到5个主效果基因和17个微效基因,同时结合基因组研究的最新成果,对7个与标记间遗传距离为0(QTL POS=0)的QTLs进行生物信息学的分析,尝试用QTL定位预测基因的功能。     

一个具有主效晚抽穗基因的水稻染色体片段代换系的鉴定、形态分析及Ehd4-2定位

抽穗期是决定水稻品种种植地区和季节适应性的重要农艺性状,鉴定抽穗期基因对水稻生产具有重要意义。本研究采用高代回交和SSR标记辅助选择相结合的方法获得了1个以日本晴为受体亲本、西恢18为供体亲本的含有1个控制晚抽穗表型的主效单基因的水稻染色体片段代换系Z315。Z315携带来自西恢18的5个代换片段,分布于第1、第3、第6和第7染色体上,平均代换片段长度为7.39 Mb。Z315的叶绿素含量、株高、穗长、倒一节间长、倒二叶长、倒三叶长、有效穗数、每穗实粒数和总粒数均显著高于受体日本晴,暗示其代换片段可能携带这些性状的QTL。进一步利用日本晴与Z315杂交产生的F1和F2群体对晚抽穗基因进行遗传分析和分子定位。该晚抽穗表型受1对隐性核基因控制,最终将该基因定位于第3染色体RM14283和RM6349之间,物理距离为233 kb。对该区间进行候选基因预测和测序,发现1个与抽穗相关的编码锌指蛋白的基因LOC_Os03g02160在日本晴和Z315间存在差异,该基因可能与Ehd4等位,称作Ehd4-2。由于染色体片段代换系除代换片段外与受体亲本一致,因此本研究无论对进一步分离其他QTL还是进行基因聚合育种均具有较大利用价值。     

OsSP1基因编辑和过表达对水稻生长和干旱抗性的影响

OsSP1基因是水稻叶绿体定位基因,并且具有明显的干旱响应性。为确定OsSP1基因对水稻生长和干旱胁迫抗性的影响,分别采用CRISPR/Cas9基因编辑技术和基因过表达技术创建了水稻品种中花11 OsSP1基因编辑株系和过表达株系,并通过对靶序列进行片段扩增和测序确定基因编辑植株中OsSP1基因的突变方式,通过hpt序列扩增和潮霉素筛选获得单拷贝插入的纯合过表达植株。表型对比、叶绿素含量测定、过氧化氢测定和干旱抗性分析的结果表明,过表达OsSP1基因对水稻的生长和干旱胁迫抗性均无明显影响,但通过基因编辑引起OsSP1基因突变后,水稻的生长和结实受到了严重影响,在正常生长条件下,T_0和T_1双等位杂合突变和纯合突变的基因编辑植株均出现矮小、黄化、早衰、不分蘖等生长抑制表型。T_0植株结实数很低,T_1植株均未抽穗结实,叶片的叶绿素含量也显著或极显著低于野生型和过表达植株,上述结果显示了OsSP1基因在维持水稻正常生长和产量中的关键性作用,为进一步揭示OsSP1基因的作用机制提供了理论和材料基础。     

用(培矮64s/Nipponbare)F2群体对水稻产量构成性状的QTL定位分析

用水稻测序品种培矮64s和Nipponbare为亲本构建的含137个SSRs标记的连锁遗传图谱和(培矮64s/Nipponbare)F2群体的180个单株,对水稻的单株有效穗数、穗粒数、穗实粒数、结实率、穗着粒密度、千粒重等6个产量构成性状进行了QTL定位分析.共检测到6个性状的22个QTLs,分布在第1、2、4、5、6、9、10、11、12等9条染色体的14个区域,表型贡献率5.0%～19.3%;相关性较强的性状之间具有较多共同或紧密连锁的QTLs;集中分布的QTLs之间既有同向连锁,也有反向连锁.对不同水稻群体定位的同源QTL进行了比较,对QTL在染色体上的集中分布,以及用QTL定位结果和生物信息学方法相结合预测基因的功能等进行了探讨.