滇型水稻细胞质雄性不育恢复基因Rf-D1(t)克隆与遗传特性分析

CMS/Rf测交F1结实率与花粉可育率检测表明,Ansanbyeo和南34对三种不同细胞质来源的粳稻不育系(CMS-DT1,CMS-BT和CMS-HL)都有较强的恢复力.根据已公布的水稻基因组序列,在水稻恢复基因定位区段内设计引物,确定出一对与两个滇型CMS的恢复系Ansanbyeo和南34恢复基因紧密连锁的分子标记引物M43804和M43558,首次克隆了滇型恢复基因Rf-D1(t),编码16个PPR蛋白.序列比对表明,该基因与BT型恢复基因Rf-1相似度达99%,两个恢复基因之间在ORF区仅存在一个碱基差异,即Rf-D1(t)第1 149 bp位的A变成Rf-1的C,并产生一个氨基酸的改编即K(赖氨酸)变成N(天冬酰胺).该差异处于一个PPR结构域中,暗示该氨基酸是恢复基因的关键位点之一,它的改变可能影响对水稻CMS育性恢复力的变化.     

滇1型杂交水稻质核雄性不育恢复基因的研究

用混合品系分析方法(BLA)，在滇1型杂交水稻的保持系和恢复系中的DNA各取20个样混合，对OSR—33引物进行筛选，结果发现OSR—33引物在保持系和恢复系中有遗传差异。然后又用这对引物分别对保持系和恢复系的单株DNA样品进行扩增。另外，用滇1型杂交粳稻的保持系和恢复系与不育系进行测交，杂种F1花粉的育性经1％的I—KI染色。用扩增出的带型与F1花粉的育性进行相关分析，结果表明扩增出带型与花粉的育性呈显著正相关，两种带型对应的花粉可育率均值经t测验差异极显著，表明OSR—33标记与滇1型细胞质雄性不育育性恢复基因连锁，由于OSR—33引物是设计在第10染色体长臂的中部，所以，滇1型细胞质雄性不育育性恢复的一个基因可初步定位于第10染色体长臂的中部。     

滇1型水稻质核雄性不育恢复基因的PCR分子标记

用混合品集分析方法(Bulked Line Analysis简称BLA)，在保持系和测交父本中的DNA各取20个样等量混合，对PMRF、OSR-33、RM294、RG304、RG257五对引物进行筛选，结果发现PMRF和OSR-33俩对PCR引物在保持系和恢复系之间有遗传差异。用这俩对引物分别对40个保持系和60个测交父本DNA样品进行扩增。另外，用滇l型杂交粳稻的保持系40份和测交父本60份与不育系进行测交，杂种Fl花粉的育性经1％的I-KI染色。用扩增出的带型与F1花粉的育性进行相关分析，结果表明扩增出带型与花粉的育性呈显著正相关，两种带型对应的花粉可育率均值经t别验差异极显著。表明PMRF和OSR-33标记与滇l型细胞质雄性不育育性恢复基因连锁，由于PMRF和OSR-33PCR引物是设计在第10染色体长臂的中部，所以，滇l型细胞质雄性不育育性恢复的一个基因可初步定位于第10染色体长舒的中部。     

滇型杂交水稻恢复系Rf1基因功能丢失现象及其突变体特性鉴定

本研究通过对优质丰产滇型杂交粳稻‘滇禾优34’杂种F1群体中不育株进行分类调查,结合骨干恢复系‘南34’及其Rf1恢复基因功能丢失突变体基本农艺性状和生物信息学分析,初步探明恢复系恢复基因功能丢失的现象和成因。结果表明,‘南34’的自然突变致使恢复基因Rf1功能丧失是导致‘滇禾优34’杂种F1群体出现不育株(两年占比分别为0.26%和0.79%)的主要因素;‘南34’野生型的结实率相对于其突变体无明显差异,在花粉育性、株高、穗长、粒长性状上野生型略高于突变体,在粒宽性状上突变体略大于野生型。通过克隆恢复系‘南34’野生型及突变体的Rf1位点,测序比对后发现在其ORF区域突变体相对于野生型缺失一段长为574 bp的序列,使其无法编码一些PPR蛋白,该序列的缺失可能导致恢复功能丧失。该研究结果为水稻三系育种和应用中恢复基因遗传变异机制的解析奠定理论基础。     

滇-型杂交水稻质核雄性不育恢复基因的SSR分子标记

用混合品集分析方法(BLA),在保持系和恢复系中的DNA各取20个样混合,对PMRF、OSR-33、RM294、RG304、RG257和RM228六对引物进行筛选,结果发现PMRF、OSR-33和RM228三对SSR引物在保持系和恢复系的混合之间有遗传差异.用这三对引物分别对不同的40个保持系和60个恢复系DNA样品进行扩增.另外,用滇-型杂交粳稻的保持系40份和恢复系60份与不育系进行测交,杂种F1花粉的育性经1%的I-KI染色,其花粉的可育率有高有低.用扩增出的带型与F1花粉的育性进行相关分析,结果表明扩增出带型与花粉的育性呈显著正相关,两种带型对应的花粉可育率均值经t测验差异极显著,表明PMRF、OSR-33和RM228标记与滇-型细胞质雄性不育育性恢复基因连锁,并且PMRF、OSR-33sSR和RM228引物是设计在第10染色体长臂的中部,所以,滇-型细胞质雄性不育育性恢复的一个基因可初步定位于第10染色体长臂的中部.     

水稻雄性不育、恢复性的遗传及恢复基因的分子标记研究进展

本文对野败型、BT型和滇型杂交水稻雄性不育恢复基因的遗传、分子定位及其相互关系进行了综述…… ;     

植物细胞质雄性不育恢复基因的克隆研究进展

细胞质雄性不育的恢复涉及线粒体基因组中的不育基因与核编码的育性恢复基因的相互作用,而恢复基因与CMS相关基因相互作用机理的最终阐明,有赖于Rf基因的分离与克隆.本文综述了目前已克隆的植物Rf基因,这些基因主要包括玉米的Rf 2基因、矮牵牛的Rf基因、萝卜的Rfo和Rfk 1基因以及水稻的Rf-1基因等.     

水稻细胞质雄性不育及其育性恢复基因的研究进展

细胞质雄性不育（cytoplasmic male sterility,CMS）及育性恢复（restorer of fertility,Rf）是作物杂种优势利用的有效途径之一,由线粒体不育基因和核恢复基因互作产生。本文综述了水稻CMS和Rf基因的来源及其分子遗传机理,并展望了水稻CMS和Rf系统在水稻育种方面的应用。     

甘蓝型油菜细胞质雄性不育恢复基因的遗传研究

通过多年大量的筛选 ,在不同来源甘蓝型油菜中发现了一批恢复系 ,并利用筛选的恢复系中的恢复基因 ,转育出一批恢复性能良好、品质优良、配合力高的恢复系。对这些恢复系的遗传研究结果表明 ,这些不同来源的恢复基因为一对主效基因 ,但这些不同来源的恢复基因的等位性不同     

水稻细胞质雄性不育育性回复株的基因型鉴定

通过对在套袋繁殖产生的滇Ⅰ型不育系合系42A群体中发现的可育株、及其与不育系杂交产生的F1和可育株自交S1代的育性和核恢复基因位点分析,发现不育系合系42A中出现的大约0.11%可育株包括两种类型。一类细胞质正常可育,核无恢复基因,基因型为N（rf/rf）,类似保持系,认为是保持系混杂所致。另一类可育株的细胞质雄性不育,核有恢复基因,其恢复基因位于水稻Rf-1基因区域,基因型为S（Rf/rf）。这类可育株不可能来自异品种或保持系串粉,可能是细胞核携带的育性相关基因发生育性自然回复突变导致。本研究将这类可育株简称为“育性回复株”。     

水稻马协胞质雄性不育恢复性的遗传分析

本文描述了水稻马协细胞雄性不育系马协A/明恢63F_2群体和F_3株系的花粉育性分布规律。在F_2中,可育株数、部分可育株数、部分不育株数和完全不育株数之比经卡平方测验符合9:3:3:1的理论比例。通过对各类型F_2单株的F_3株系育性表现的分析,推断出单株的基因型,并用马协B对单株进行测交,测交试验验证了上述结果。由此表明马协A不育恢复性由两对显性主基因控制,且一对恢复能力比另一对强。     

粳稻亚种内杂种劣势遗传特性分析及其相关基因的克隆

杂种劣势是存在于自然种群之间的一种合子后生殖障碍,水稻杂种劣势的研究有利于探讨种间、亚种间和亚种内杂交不亲和原因,对建立新的杂种优势利用模式具有重要的理论及实践意义。本研究旨在通过对三个韩国粳稻劣势亲本"Aranghyangchalbyeo"(CH7)、"Sanghaehyangheolua"(CH8)和"Shinseonchalbyeo"(CH9)及其杂交后代(F1, F2)的生物学特征、特性进行比较,解析水稻粳稻亚种内杂种劣势的遗传模式;同时利用单倍型分析和图位克隆比对,探明CH8和CH9两个劣势亲本中所携带的劣势相关基因序列差异。结果表明,携带劣势基因的亲本自身生长正常,但正反交后F1表现稳定且明显的杂种劣势,F2群体中劣势植株与正常植株呈现9:7的分离,推断该杂种劣势的表型由两个互补的显性基因控制;劣势亲本CH8第1号染色体携带了稀有的劣势基因Hwc1;劣势亲本CH9不携带Hwc1和Hwc2基因,可能携带了其他劣势基因。该结果为揭示杂种劣势的基因多样性及分子遗传机制提供了科学依据。     

东乡野生稻细胞质雄性不育育性恢复基因的遗传分析及应用

细胞质雄性不育及其恢复系统在杂交水稻生产中必不可少,而从野生稻中鉴定、发掘细胞质雄性不育恢复源对促进杂交水稻的发展产生深远的影响。为了发掘东乡野生稻的育性恢复基因,应用协青早A/(协青早B//协青早B/东乡野生稻BC1F10)和中9A/(协青早B//协青早B/东乡野生稻BC1F10)两套测交群体,开展东乡野生稻细胞质雄性不育育性恢复经典遗传学研究。结果表明:东乡野生稻对矮败型(CMS-DA)和印尼水田谷败型(CMS-IA)的育性恢复表现为质量-数量性状,东乡野生稻对矮败型(CMS-DA)和印尼水田谷败型(CMS-IA)的育性恢复的控制存在主效恢复基因,同时还受到微效基因的影响。此外,还就东野恢复基因发掘及其在杂交水稻育种的生产应用进行了探讨。     

一个水稻雄配子不育基因MGA1(t)的遗传及表达特征分析

在水稻转基因材料后代中筛选到一个自交后代标记基因呈1:1异常分离的雄配子不育突变体(暂命名为Male gametophyte abortion1,mga1(t))。该突变体花粉约50%败育,花粉败育表型与T-DNA共分离,且只能通过雌配子传递,表明mga1(t)是一个T-DNA插入引起的雄配子败育突变体。Southern blot分析表明,mga1(t)为单拷贝T-DNA插入突变体。侧翼序列分析发现T-DNA插入在水稻3号染色体上一个Bax inhibitor(BI)-1 like家族蛋白基因的5’非翻译区,该基因可能与细胞程序性死亡有关。RT-PCR表达分析显示MGA1(t)基因在水稻不同生长发育期均有表达,尤其在长度发育为0～7mm的颖花中强表达,表明该基因是一个水稻雄配子优势表达基因。     

植物细胞质雄性不育育性恢复基因研究进展

杂种优势已广泛应用于农业生产,这其中主要依靠细胞质雄性不育系统。细胞质雄性不育“三系”是杂交种选育的基础材料。其中,强恢复系的选育非常繁琐,且恢复力只能通过与不育系的测交来鉴定,既耗时又费力,因此,人们对育性恢复基因进行了大量的研究。本文归纳了恢复基因的结构特征、作用机理、遗传模式、基因定位及克隆上的研究进展和存在问题。认为随着二代测序技术的发展,可以利用全基因组重测序和转录组测序等技术开发新型分子标记进行恢复基因精细定位,或直接通过测序技术鉴定恢复基因。这将为恢复系的分子标记辅助选育和利用基因工程手段人工改良和创制恢复系提供帮助,也将为研究细胞质雄性不育育性恢复基因的遗传、进化和特征,全面解析植物细胞质雄性不育育性恢复机理奠定基础。     

栽培稻(Oryza sativa L.)亚种间F1花粉不育基因S-a的精细定位及克隆

水稻籼粳亚种间存在着强大的杂种优势,但杂种育性普遍偏低成为这一杂种优势利用的主要障碍.研究证明,花粉不育是导致杂种不育的主要原因之一.张桂权和卢永根等(1987-1994)鉴定了6个花粉不育基因座位(S-a,S-b,S-c,S-d,S-e和S-f).其中S-a基因座位已被庄楚雄等(1996)初步定位在水稻第一染色体着丝粒附近.本论文是在此基础上,利用美国Cornell大学、日本RGP构建的水稻高密度遗传图和日本构建的BAC/PAC物理图及其基因组测序资料,对S-a作进一步的精细定位,建立了包含该基因的TAC重叠群,并通过序列分析发现S-a候选基因,为分离鉴定S-a基因及研究该基因在水稻杂种不育中的分子作用机理打下了基础.本研究主要结果如下1. 构建了台中65(含S-aj) 及其近等基因系TILS4(E4,含S-ai )杂交的F2群体,观察了706株F2个体的花粉育性分离状况.其中可育株367株,半不育株339株,分离比为1∶1.2. 利用前人筛选的多态性标记R2159、R1928和本研究新获得的多态性标记GR2、GR1、AR1、D2.3M、D1.5S、F12M1,用706株F2群体对S-a进行了的精细定位.结果表明S-a与分子标记R2159、GR2、GR1、AR1、R1928、F12M1、D1.5S和D2.3M之间的遗传距离分别为2.07cM,1.21cM,0.65cM,0.42cM,0.42cM,0.45cM,0.14cM和0cM.与S-a紧密连锁的5个分子标记(<0.5cM)分布在S-a两侧,其中D2.3M为S-a的0cM标记.依据该区域物理距离对遗传距离的平均换算值200kb/cM,将基因定位在约30kb范围内.3. 构建了籼稻广陆矮4(含S-aj)、粳稻台中65(含S-aj)和S-ai近等基因系(E4)的基因组TAC文库,各文库分别包含12万、10万和11万平均大小为43kb的克隆,各文库覆盖率平均约达10倍水稻基因组大小.依据定位结果,用覆盖S-a的100kb范围内所设计的单/低拷贝片段为探针,筛选粳稻台中65、籼稻广陆矮4和不育近等基因系E4的TAC基因组文库,构建了基于TAC克隆的S-a座位的物理图.4. 根据基因序列分析,在与S-a座位完全连锁的标记D2.3M两旁30kb范围内发现了3个开放读码框,其中一个是具有bHLH结构域的转录因子,一个是N端有DENN结构C端有8WD40重复的转录因子,另一个是丝氨酸/苏氨酸型的蛋白激酶.本研究将其定为S-a的候选基因,分别进行基因序列及其表达的分析.5. 用特异引物进行RT-PCR,从台中65和E4小穗RNA中扩增出HLH转录因子的cDNA片段.测序分析表明该片段与预测的外显子结构一致.利用RT-PCR和Southern杂交证明该bHLH在E4和T65的幼穗部表达,但表达量很低.同时进行的RT-PCR也证明WD40重复的转录因子在E4的幼穗中表达.8WD40重复的转录因子和蛋白激酶基因的进一步测序和基因表达分析工作正在进行中.     

水稻雄性不育及其育性恢复表达载体的构建

将ＰＣＲ扩增获得的水稻花药绒毡层特异表达基因Ｏｓｇ６Ｂ启动子（简写成６Ｂ）与来自质粒ｐＲＯＫⅡ上的ＮＯＳ终止子相连,产生了ｐＧＥＭ７Ｚ－６ＢＮＯＳ。然后将来自解淀粉芽孢杆菌中的Ｂａｒｎａｓｅ和Ｂａｒｓｔａｒ基因（简写成ＢＮ和ＢＳ）分别插入到ｐＧＥＭ７Ｚ－６ＢＮＯＳ上的ＢａｍＨ１和ＮｃｏＩ位点上,再用ＳａｌＩ和ＸｈｏＩ切下２．３ｋｂ的６ＢＢＮＮＯＳ和２．２ｋｂ的６ＢＢＳＮＯＳ片段,并分别将其插入到ｐ     

水稻新质源(CMS-FA)雄性不育恢复基因的遗传研究

发掘水稻新型雄性不育细胞质源CMS-FA,育成系列优质米不育系和系列新质源恢复系,组配成强优势杂交稻组合的基础上研究新质源雄性不育恢复系的恢复基因遗传。采用新质源(CMS-FA)不育系金农1A与恢复系金恢3号杂交获得杂交F₁代种子,种植F₁代,收获自交F₂代种子。用F₁分别与不育系或保持系回交,获得(不育系//不育系/恢复系和不育系/恢复系//保持系)2个测交群体。同时种植P₁、P₂、F₁、F₂、B₁F₁和B₂F₁等群体,考察花粉染色率、套袋结实率和自然结实率,卡平方测验遗传分离适合度。结果表明,不育系与恢复系杂交F₁代正常可育,育性恢复(可育)基因为显性遗传。F₂代分离出可育︰不育适合3︰1,育性恢复(可育)基因为1对显性基因控制。B₁F₁和B₂F₁代2个测交群体的可育︰不育都适合1︰1分离规律,验证了F₂代育性恢复(可育)单基因的遗传模式。暂时确定新质源(CMS-FA)核质互作三系的基因型为不育系S(SS)、保持系F(SS)和恢复系S(FF)。     

Rl(t)卷叶基因在杂交水稻中的遗传表达及效应研究

以Rl(t)卷叶基因的一对近等基因系卷叶珍汕97B、珍汕97B为母本, 分别与明恢63、盐恢559杂交, 研究Rl(t)卷叶基因在杂交稻中的遗传表达及效应. 结果表明: (1) 开花期, 相同叶位间, Rl(t)卷叶组合的叶片卷曲度极显著大于其对应组合; 不同叶位间, 卷曲度均以倒1叶最大, 倒2叶次之, 倒3叶最小. 相同叶位的叶基角, 卷叶组合小于对