水稻矮秆突变体ipdl的遗传分析及其基因精细定位

植物中矮秆突变体对于阐明植物生长与发育非常重要,我们从籼稻品种3037中发现一个自发突变的矮秆突变体,表现为茎短而壮,节间比野生型多一个节,叶片相对较短且颜色深绿,将此突变体暂命名为ipd1(inter-node plethora dwaffl).遗传分析表明该突变表型受隐性单基因控制.激素处理结果表明ipd1的矮化性状可能是由内源GA合成途径变化引起的.利用图位克隆的方法,首先将IPDI基因定位在第3染色体短臂上,进而通过对1,052个分离群体的分析将IPD1定位在约100kb的染色体区段,为今后的基因克隆奠定了基础.     

一个矮秆多分蘖突变体的遗传分析和定位

从粳稻品种‘中花11’转基因后代中发现了一个矮秆多分蘖突变体,突变体表现出植株矮化、分蘖力强 、穗长变短、叶片变窄及结实率降低等一系列突变表型。遗传分析表明该矮秆多分蘖突变体表型受一对隐性核基因控制,因其与突变体htd1具有相类似的表型,故将该基因命名为htd2。利用籼粳杂交F2群体将突变基因定位在第3染色体短臂上SSR标记 RM6038和RM5444之间,与两个标记的遗传距离分别为1.4和2.1 cM,两个标记之间的物理距离大约为400 kb。     

谷子矮秆突变体si-dw4的遗传分析及基因定位

目前,矮化育种是解决谷田倒伏的有效手段,但育种中可利用的矮秆资源仍存在早衰和遗传基础不明确的问题,导致很难在育种中利用,因此对控制谷子株高相关基因的遗传和分子机制的研究具有重要意义。对经过自然突变形成的一个谷子突变体si-dw4进行表型鉴定、遗传分析和基因定位的研究。通过对比野生型ZT002的茎秆部性状,发现si-dw4的株高为35.9 cm左右,仅为野生型的27.4%;si-dw4的节间数目不变,相对应节间长度均显著变短。遗传分析表明,si-dw4的矮秆性状是隐性性状,且由主效基因控制。利用BSA(分离群体分组分析)与QTLseq相结合的方法对突变基因进行定位,将该基因定位在第5染色体的In5-6.23与In5-8.12标记之间的1.89 Mb区间内。这个隐性矮秆突变体的发现,为谷子实现矮化育种提供了可以利用的矮源,进一步丰富和发展了谷子矮化的分子机理。     

一个水稻矮秆窄叶突变体的鉴定和基因定位

常规粳稻秀水09经过甲基磺酸乙酯（EMS）诱变处理,获得了一个矮秆窄叶突变体dnl1（dwarf and narrow leaf 1）,经多代自交性状稳定。dnl1突变体与野生型相比,具有植株矮、叶片窄、分蘖强的特点。遗传分析表明dnl1突变性状受1对隐性核基因控制。通过图位克隆的方法,利用SSR分子标记将突变基因dnl1定位在第4号染色体SSR标记RM17478与RM17488之间约260 kb范围内。测序比对分析表明Dnl1可能为Nal1基因.     

一个显性矮秆水稻突变体的获得及其遗传分析

 【目的】分析该研究组已发现的一个显性矮秆水稻突变体的遗传组成及背景。【方法】利用农杆菌介导法转化粳稻品种武香粳9号,产生T-DNA插入群体。在筛选和鉴定水稻T-DNA插入突变体的过程中,发现一个矮秆突变体。利用PCR扩增、Southern杂交等分子生物学方法对该突变体后代进行鉴定及遗传分析。【结果】突变体自交后代群体中出现矮秆和正常株高两种类型,分离比为3﹕1,符合一对显性单基因的遗传,并且矮秆性状的表现与T-DNA插入共分离。利用籼稻品种龙特甫与其纯合矮秆植株进行杂交,杂交F2代的矮秆株与正常株的比例同样呈3:1分离,符合一对显性单基因的遗传规律。利用SSR等分子标记,将该基因定位在水稻的第4染色体上。【结论】该矮秆性状由一对显性基因控制,由T-DNA插入引起,位于水稻第4染色体上,可作为进一步分离该基因的遗传材料。     

水稻中脉缺陷突变体dl-6的遗传分析与精细定位（英文）

在粳稻品种武运粳7号中发现了一个中脉缺陷的自然突变体,经过连续多代自交形成了稳定的突变系,暂命名为dl-6,该突变体表现为叶片中脉发育受阻,叶片完全披垂。以dl-6与9311配制正反杂交组合进行性状分析发现,dl-6突变性状受1对隐性核基因控制,利用SSR分子标记将控制dl-6性状的基因DL-6初步定位在水稻第3染色体的短臂上,进一步利用新发展的InDel标记将DL-6基因精细定位在I3-5和I3-8之间的85kb的物理距离内。对该区段内存在的开放阅读框(ORF)进行分析,发现其中ORF9编码的YABBY基因是一个与叶脉发育相关的基因,对突变体dl-6和野生型中YABBY基因进行测序,将测序结果与数据中日本晴序列进行比对发现,突变体dl-6中YABBY基因的第1个外显子存在1个碱基突变,该突变导致野生型中编码的半胱氨酸突变为突变体中的精氨酸;同时突变体dl-6在ORF9基因的3端还在一个8个碱基的缺失。这2个突变位点哪个是导致dl-6突变的功能区目前还不确定,有待进一步研究。     

水稻类病斑突变体LM1基因的图位克隆

类病斑坏死突变体（lesion mimic mutant,LMM）是一类表型类似于植物过敏反应的突变体,对植物抵御外界病原菌浸染的抗病机理研究具有重有意义。以水稻突变体库中类病斑突变体lm1为材料,经图位克隆获得突变基因LM1,同时测定了相关生理指标。分析结果表明：与野生型相比,突变体叶片细胞中的丙二醛（MDA）积累水平明显升高,而叶绿素含量、Fv/Fm却显著低于野生型。遗传分析及精细定位显示,lm1突变体表型受一对隐性核基因LOC_Os12g16720控制,并将该基因命名为LM1,LM1位于水稻第12号染色体短臂的着丝粒附近,是SPL1的等位基因, 编码细胞色素P450单加氧酶;LM1突变导致其功能缺失,使植物体内活性氧得到累积,引发细胞程序性死亡并诱导病斑形成。     

甜瓜短蔓基因Cmdm1的精细定位及候选基因分析

【目的】对甜瓜短蔓突变体Z8进行短蔓基因的精细定位并确定候选基因,为甜瓜株型的分子改良奠定基础。【方法】考察短蔓突变体Z8和野生型B15的主蔓节数、主蔓长度、主蔓节间长度以及侧枝长度等农艺性状。配制Z8/B15杂交组合并进行遗传分析,利用F2群体中的短蔓单株进行基因精细定位。通过对定位区间内注释基因编码区进行测序以确定候选基因。【结果】与野生型B15相比,突变体Z8节间显著变短导致植株矮化,顶端花序紧凑簇生,遗传分析表明其短蔓性状由一对隐性核基因Cmdm1控制。采用基因图位克隆策略,利用780个F2短蔓单株最终将该基因精细定位于第7染色体短臂标记c7-112和s2之间约56 kb的区间内,并与标记dm-1共分离,区间内共包含4个注释基因。经测序鉴定,发现Z8中与拟南芥ERECTA同源的MELO3C016916 ATG下游第1 995位碱基由T突变为G而产生终止密码子,导致蛋白翻译提前终止,致使后面激酶结构域完全缺失,推测MELO3C016916即为控制蔓长的Cmdm1。【结论】Z8短蔓性状受隐性核基因Cmdm1控制,利用分子标记最终将该基因定位于7号染色体短臂标记c7-112和s2之间约56 kb区间内,推测MELO3C016916为最有可能的候选基因。     

一个水稻短根毛突变体的鉴定和基因定位

 【目的】鉴定和克隆水稻根毛突变体新基因,了解水稻根毛发育的分子遗传机理。【方法】通过T-DNA插入获得短根毛突变体。采用溶液培养、形态特征观察、杂交后代的表型分离统计及基于图位克隆技术的基因定位等方法,对突变体Ossrh1的表型、遗传和基因精细定位开展研究。【结果】突变体在苗期表现为根毛长度变短,只有野生型长度的36%左右,遗传分析表明该突变性状受1对隐性基因控制,利用Ossrh1和籼稻品种Kasalath杂交构建的F2群体对OsSRH1进行基因定位, 发现与第6染色体上的SSR（simple sequence repeat）标记RM3183和RM193连锁,OsSRH1距它们的遗传距离分别为0.9 cM和1.0 cM。通过在两标记间发展3个新的STS（sequence-tagged site）标记,将OsSRH1精细定位于标记T1757和T1768之间,物理距离约为115 kb。【结论】水稻短根毛突变体Ossrh1的性状由1对隐性核基因控制,该基因位于第6染色体的STS标记T1757和T1768之间115 kb范围内。     

糜子矮秆突变体778农艺性状调查及其对GA的敏感性分析

为探讨糜子矮秆突变体与原始材料农艺性状存在的差异及其矮化原因是否与赤霉素(GA)合成或信号传递途径有关,以糜子矮秆突变体778和其原始材料高秆260为材料,在苗期进行形态学观察,在成熟期对株高、穗长、节间长、节间数、种子长、种子宽和穗粒数等7个田间农艺性状进行测定,同时在不同生长时期使用不同浓度GA处理植株,对处理后的株高、根长、GA敏感系数(GRI)的变化进行测量。结果显示:矮秆突变体778在苗期株高已经和原始材料高秆260产生较大的差异,这种差异主要由地上基部、第一、第二伸长节节间长度不同造成的。比较分析矮秆突变体778和原始材料高秆260的成熟期性状差异,发现矮秆突变体778的株高、穗长、节间数、穗粒数、节间长度极显著低于高秆260(P<0.01),矮秆突变体778的种子长显著高于高秆260(P<0.05)。不同浓度GA(0、50、100、200 mg·L^-1)对糜子矮秆突变体778的株高和根长无显著影响(P>0.05)。不同浓度GA对糜子高秆260的株高、根长、敏感系数GRI值有显著影响(P<0.05),高秆260在不同浓度GA处理下的植株形态及生长势与其对照组相比均有差异。在100、200 mg·L^-1的GA浓度条件下,随着时间的增加,糜子矮秆突变体778与高秆260的株高差异不断缩小至没有差异,且敏感系数GRI值在不同浓度赤霉素组之间无差异,说明外施赤霉素可以使糜子矮秆突变体778恢复到原始材料高秆260,导致突变的基因可能是赤霉素合成途径基因。     

小豆矮秆窄叶突变基因对农艺性状的影响

【目的】研究小豆矮秆窄叶突变体(nld)的遗传行为及观察矮秆窄叶突变基因控制的农艺性状的变化。【方法】选用高秆小豆种质资源GM904与nld进行杂交,对亲本和F2、F3、F4各世代分离群体中个体形态进行调查统计,对株高、茎粗、主茎节数、第1至5节间长、前10节间长、单株粒数、百粒重、单株产量、荚长、荚宽、单株荚数等15个农艺性状进行调查分析。【结果】遗传分析结果表明,突变体中矮秆窄叶性状由一对隐性单基因控制。各性状间存在一定的显著或极显著差异,其中株高、茎粗、主茎节数、前10节间长、荚长、单株荚数的广义遗传力达到0.9以上,可作为小豆杂交育种的选择指标。【结论】矮秆窄叶突变基因导致株高变矮,叶变窄,茎变细,主茎节数减少,各节间长缩短,荚变小,产量显著降低。     

外源激素对一个新的棉花极端矮化突变体AS98植株生长和酶活性的影响

【目的】探索棉花极端矮化突变体AS98株高性状对不同外源激素的敏感性,进而确定该突变体属于哪种激素缺陷型。【方法】以突变体AS98和正常型品种LHF10W99为材料,用不同浓度的GA3、IAA和BR处理AS98,比较分析不同处理条件下AS98株高、节间长度和叶片数的变化;同时,分析AS98在GA3和PP333处理后,α-淀粉酶活性、POD活性、SOD活性等的变化。【结果】表明没有用激素处理的突变体AS98的平均株高、节间长度、铃重、子指,均显著低于正常基因型LHF10W99,但是其相同时期的叶片数和衣分等性状与LHF10W99差异不显著;100mg·L-1的外源GA3连续处理后,AS98的株高和节间长度明显高于未处理的AS98对照,差异达极显著水平,而且其株高达到了正常基因型对照LHF10W99水平。但不同浓度IAA和BR处理后,AS98株高与未处理的AS98对照相比,差异不显著。回归分析也表明AS98的株高和节间长度与外源GA3具有显著的正相关性,而与外源IAA和BR的相关性不显著。此外,研究还表明GA3能诱导AS98的α-淀粉酶活性提高,降低SOD和POD活性,PP333能诱导AS98的α-淀粉酶活性降低,提高SOD和POD活性。【结论】综上可见,AS98是一个株高极端矮化、叶片为正常阔叶的新型棉花矮化突变体;AS98的株高对GA3敏感,连续用GA3处理可以恢复其株高,而且GA3和PP333均能诱导AS98的α-淀粉酶活性发生敏感性反应,AS98是一个GA3敏感型矮化突变体。     

水稻矮秆鞘包穗突变体茎的形态解剖学研究

以T-DNA标记的水稻矮秆、鞘包穗突变体A846及其野生型为材料,用解剖学方法对比研究茎的外部形态和显微结构。结果表明:突变体A846平均株高38.64cm,大于野生型株高的一半,为半矮秆类型;其矮生性在拔节期显著表现;主茎茎秆各节间收缩比例不一,穗下第一节间显著缩短,与sh-型突变体类似;茎秆各节间居间分生组织细胞分化正常,由居间分生组织分化的细胞延伸受到不同程度的阻碍;各节间基本组织细胞纵向长度相应缩短,穗下第一节间缩短比例最大,其平均值小于野生型的一半;主茎节间数目与旗叶的叶鞘长类似于野生型。     

一个来源于隐性高秆水稻"02428h"的矮秆迟熟突变体"02428ha"

在隐性高秆水稻"02428h"中发现1个矮秆迟熟突变体"02428ha"。该突变体与02428h相比,抽穗期延迟32d左右,表现很强的感光性;株高降低60 0cm左右,主要是倒1、倒2节间长度变短,分别缩短34 0cm和19 0cm;倒1和倒2节间的株高构成系数(各节间长度占株高的百分比)分别降低8 6和3 1个百分点;穗长缩短10 0cm,每穗一次枝梗数减少2 4个,每穗总粒数和每穗实粒数分别减少125 0粒和108 0粒,但结实率无明显差异。与02428h一样,02428ha也具有广亲和特性。     

甜瓜短蔓基因Cmdm1的精细定位及候选基因分析

【目的】对甜瓜短蔓突变体Z8进行短蔓基因的精细定位并确定候选基因,为甜瓜株型的分子改良奠定基础。【方法】考察短蔓突变体Z8和野生型B15的主蔓节数、主蔓长度、主蔓节间长度以及侧枝长度等农艺性状。配制Z8/B15杂交组合并进行遗传分析,利用F₂群体中的短蔓单株进行基因精细定位。通过对定位区间内注释基因编码区进行测序以确定候选基因。【结果】与野生型B15相比,突变体Z8节间显著变短导致植株矮化,顶端花序紧凑簇生,遗传分析表明其短蔓性状由一对隐性核基因Cmdm1控制。采用基因图位克隆策略,利用780个F₂短蔓单株最终将该基因精细定位于第7染色体短臂标记c7-112和s2之间约56 kb的区间内,并与标记dm-1共分离,区间内共包含4个注释基因。经测序鉴定,发现Z8中与拟南芥ERECTA同源的MELO3C016916 ATG下游第1 995位碱基由T突变为G而产生终止密码子,导致蛋白翻译提前终止,致使后面激酶结构域完全缺失,推测MELO3C016916即为控制蔓长的Cmdm1。【结论】Z8短蔓性状受隐性核基因Cmdm1控制,利用分子标记最终将该基因定位于7号染色体短臂标记c7-112和s2之间约56 kb区间内,推测MELO3C016916为最有可能的候选基因。     

Identifi cation of a novel male sterile wheat mutant dms conferring dwarf status and multi-pistils

Plant height and fertility are two important traits of wheat(Triticum aestivum L.), whose mutants are ideal materials for studies on molecular mechanisms of stem and floral organ development. In this study, we identified a dwarf, multi-pistil and male sterile(dms hereafter) wheat mutant from Zhoumai 18. Simple sequence repeat(SSR) marker assay with 181 primer pairs showed that only one locus of GWM148-2B was divergent between Zhoumai 18 and dms. There were three typical phenotypes in the progeny of dms, tall(T; ca. 0.8 m), semi-dwarf(M; ca. 0.6 m) and dwarf(D; under 0.3 m) plants. Morphological investigation indicated that the internode length of M was shortened by about 20–50 mm each; the internode number of D was 2 less than that of T and Zhoumai 18, and its internode length was shorter also. The pollen vigor and hybridization test demonstrated that dms mutant was male sterility. Segregated phenotypes in progeny of M suggested that the multi-pistils and sterility were controlled by one recessive gene locus which was designated as dms temporarily, and the plant height was controlled by a semi-dominant gene locus Dms. Therefore, progeny individuals of the dms had three genotypes, Dms Dms for tall plants, Dmsdms for semi-dwarf plants and dmsdms for dwarf plants. The mutant progenies were individually selected and propagated for more than 6 generations, thus a set of near isogenic lines of T, M and D for dms were developed. This study provides a set germplasms for studies on molecular mechanisms of wheat stem and spike development.     

中国冬小麦品种的矮秆基因型

1985～1986年用6个中国冬小麦品种(系)丰产3号、矮丰3号、771、772、361和荆21与3个美国矮秆基因测验种stephens(含Rht₁)、Nugains(含Rht₂)、WA4303(含Rht₁和Rht₂)杂交,得18个杂交组合,连同P₁、P₂、F₁、F₂)共36种基因型,种植在美国受达荷大学。结果表明,株高、茎长、穗长及5个节间等性状在F₁表现显性或超显性。在P₁、P₂、F₁的27个基因型中,第5节间与株高、茎长、茎长与株高、穗长与穗粒数、抽穗期与开花期间都存在着高度正相关。从芽鞘、苗高对GA₃处理的敏感性,可以把参试的中国冬小麦品种的矮秆基因型分为4类:(1)双高秆基因型(rht₁、rht₂),以丰产3号为代表;(2)对GA₃敏感的矮秆基因型,以荆21为代表;(3)对GA₃不敏感的矮秆基因型,以771和772为代表;(4)单矮秆基因型(rht₁),以矮丰3号和361为代表。     

优异高粱雄性不育系01-26A的组配降秆效应及其分子机理

【目的】高粱机械化生产是未来发展的必然方向,而合理的株型是机械化生产的基础与关键。育种过程中发现,矮秆雄性不育系01-26A具有和现有粒用高粱恢复系组配F₁都能降低株高的独特优势,是一个极其难得的株型调控材料。因此,对其株高遗传效应及调控基因位点进行研究,旨在探明其株高矮化遗传机理和调控机制,以期应用遗传育种手段促进高粱株型优化提供理论依据。【方法】以具有矮化株高效应的01-26A和不具矮化株高效应的7050A高粱雄性不育系为试材,重点对其与7个（包括6个粒用和1个甜高粱）恢复系的杂种F₁的株高及节数、穗柄下茎秆高度、穗柄长和穗长等相关参数的遗传效应进行分析,同时对调控株高基因的位点Dw₁、Dw₂和Dw₃（Dw₄暂未被克隆）进行测定与分析。【结果】高粱雄性不育系01-26A（A₁细胞质）具有显著的矮化粒用高粱株高的效应,以其为母本组配的杂种F₁株高较以高粱雄性不育系7050A（A₂细胞质）为母本组配的杂种F₁株高降幅为15.8%,绝对值一般不超过160 cm,而以其为母本组配的甜高粱杂种F₁株高降低不明显,不具矮化效应;01-26A矮化株高遗传效应主要表现在杂种F₁穗柄下茎秆高度明显缩短,茎秆中下部节间长度与株高变化相关性较高;01-26A杂种F₁穗柄长降低是造成株高变矮的另一原因,其效应小于穗柄下茎秆高度,而穗长对株高变化的影响很小;通过基因位点的序列和类型分析,确定了01-26A矮化基因Dw₁—Dw₃的基因类型,并通过多个杂交组合的株高遗传数据分析,推断01-26A基因型很可能是dw₁dw₁Dw₂Dw₂dw₃dw₃dw₄dw₄,即三矮高粱不育系;另外,通过对株高调控基因研究分析,发现01-26A的dw₁和dw₃矮化基因可能对粒用高粱杂种F₁株高影响效应更大,而Dw₂的存在是造成其与甜高粱杂种F₁株高没有矮化的内在原因。【结论】高粱雄性不育系01-26A可能是具有dw₁dw₁Dw₂Dw₂dw₃dw₃dw₄dw₄基因的三矮高粱不育系,可通过降低杂种F₁穗柄下茎秆高度（主效）和穗柄长（次效）,实现高粱株高的矮化调控;但其与甜高粱杂交,可能由于Dw₂的存在,F₁并未发现明显的矮化效应。     

玉米矮杆突变体52333^Dt降秆机制的初步研究

52333Dt是山东农业大学选育出的玉米矮秆突变材料,矮秆性状由一个新的显性单基因控制,暂定名为Dt。在前期研究的基础上,本文对52333Dt的降秆机制进行了初步研究,发现分离群体中矮秆植株比高秆植株平均多一个节间,节间为均匀缩短,平均株高只有高秆植株的49.57%。细胞学研究发现节间缩短是由于细胞伸长受到了抑制。