基于GBS高密度遗传图谱初步定位西瓜种皮斑块基因

西瓜(Citrullus lanatus L.)种皮斑块是种皮覆纹类型之一,是西瓜种子的一个重要外观性状,为了深入研究种皮斑块的调控基因,本研究以种皮无斑块的西瓜自交系K2和种皮有斑块的西瓜自交系L1为亲本构建F₂代分离群体,选取F₂群体中的120株个体进行种皮斑块的遗传分析和GBS测序,测序获得所有个体的基因型,结合120株F₂群体的基因型与表型初步定位种皮斑块基因。遗传分析结果表明,F₁代种子全部为有斑块,F₂代种子出现有斑块和无斑块两种表型,且有斑块:无斑块接近于3:1,说明种皮斑块性状是由显性单基因调控。利用GBS技术所构建的西瓜高密度遗传图谱将种皮斑块基因初步定位到10号染色体物理距离为2.28 Mb[17876993~20156867(97103 V1.0)]的区间内。通过CAPS分子标记加密,将种皮斑块基因候选区段缩小到10号染色体[24581840~26210948(97103 V2.0)]区间内,其物理距离为1.63 Mb。本研究结果为后期精细定位种皮斑块基因打下了基础。     

西瓜减数分裂相关基因ClSPO11-1的互作蛋白筛选

减数分裂是有性生殖的关键过程。Ⅱ型拓扑异构酶SPO11是在植物减数分裂过程中起重要作用的一类酶,然而,该类酶在减数分裂过程中的具体分子作用机制目前尚有待鉴定。本研究以西瓜花蕾cDNA为模板,首次克隆获得西瓜拓扑异构酶基因ClSPO11-1的CDS全长1 095 bp,编码394个氨基酸。为了进一步研究ClSPO11-1基因的功能及作用机制,本研究运用酵母双杂交技术,以ClSPO11-1作为诱饵蛋白,筛选西瓜混合cDNA表达文库,初步获得2个与ClSPO11-1互作的候选蛋白,分别是激酶相互作用家族蛋白(Cla014788)和酪氨酸磷酸酶(Cla008661)。本研究结果为进一步阐明ClSPO11-1在西瓜减数分裂中的具体分子机理提供了重要线索及依据。     

烟草航天诱变突变体叶形遗传分析及基因定位

利用航天诱变方法获得烟草品种NC89的突变体NC89-M,与野生型相比,NC89-M叶形呈宽椭圆,叶面褶皱,叶缘呈锯齿状.为明确烟草航天诱变突变体NC89-M叶形突变机理,挖掘突变体叶形突变基因,利用NC89-M与烟草品系2014-168杂交获得F2群体,对F2群体遗传分析表明突变体叶形性状受1对显性主效基因控制.通过...     

水稻早衰突变体esl5的鉴定及其基因精细定位

叶片早衰直接影响作物产量和品质, 鉴定早衰突变体、图位克隆调控基因对于研究植物衰老机理具有重要的意义。以甲基磺酸乙酯诱变水稻籼型恢复系缙恢10号, 获得一个早衰突变体esl5 (early senescent leaf mutant 5), 本文对其进行了形态鉴定、细胞学观察、理化分析和基因定位等研究。结果表明, 与野生型相比, esl5的苗期叶片正常, 分蘖期呈黄绿色, 孕穗期开始叶片中上部逐渐黄化衰老; 衰老部位的细胞结构异常, 细胞膜降解, 叶绿体基质片层疏松、排列不规则, 光合色素含量和光合速率极显著下降。此外, esl5的·OH和H₂O₂含量极显著升高, SOD和CAT的活性则极显著降低。与野生型相比, esl5的生育期延长了20 d左右, 千粒重显著增加, 穗粒数、实粒数和结实率则显著降低。esl5受1对隐性核基因调控, 精细定位在第3染色体Indel标记Indel03-1和Indel03-2之间83.4 kb的物理范围内, 包含11个注释基因, 这为ESL5的克隆和功能研究奠定了基础, 也有利于水稻品种的遗传改良。     

欧李ChUFGT基因的克隆、生物信息学分析及亚细胞定位

为从分子水平上揭示欧李中3-O-类黄酮葡萄糖基转移酶(UFGT)基因的空间表达情况,以欧李叶片为试材,根据欧李的转录组序列设计特异性引物,通过PCR获得ChUFGT基因序列,并进行生物信息学分析及亚细胞定位分析。结果表明,ChUFGT基因DNA开放阅读框为1 425 bp(不含终止子),相对分子质量为51.63 kD,编码475个氨基酸,其对应的蛋白质是带正电荷的稳定疏水性蛋白。与近缘物种的蛋白质序列比对分析显示,欧李、李和樱桃李的UFGT氨基酸序列相似度达到97.22%和96.62%,整个系统发育树存在两个大分支,其中ChUFGT与同科植物的亲缘关系最近,其次是与白梨、西洋梨、荔枝等其他科植物相对较近,与葡萄、刺葡萄、石榴等植物的亲缘关系最远。ChUFGT的亚细胞定位结果分析显示,在洋葱内表皮细胞的细胞核和细胞质中都表达该基因。本研究结果为进一步阐明ChUFGT调控欧李细胞花色素苷的合成机制提供了理论基础。     

水稻早衰突变体esl3的鉴定与基因定位

叶片早衰直接降低作物的光合作用、产量和品质。因此,鉴定早衰突变体和研究其基因功能对于作物的遗传改良具有重要的作用。esl3来源于水稻籼型恢复系缙恢10号的EMS诱变库,苗期叶片中上部即呈现褐化枯萎,该特征一直持续到植株成熟。与野生型相比,突变体衰老部位叶绿素和光合速率极显著下降,绿色部位光合色素和光合速率则略有升高。农艺性状分析发现,结实率无显著变化,有效穗、穗长、穗粒数、千粒重、株高和干物质重则显著或极限著下降。遗传分析表明,esl3叶片早衰枯死性状受1对隐性核基因控制。利用391株日本晴/esl3的F₂突变型单株,最终把ESL3基因定位在第5染色体SSR标记RM19085和Indel标记Ind05-2之间,物理距离91 kb,包含14个注释基因,为下一步调控基因的克隆和功能研究奠定了基础。     

子预44中抗稻瘟病基因Pi-zy3(t)的定位

稻瘟病是影响水稻高产、稳产、优质的重要病害。广谱持久抗瘟品种的培育和利用是防治稻瘟病最经济有效的措施之一,但广谱持久抗性分子机制还不清楚。子预44是一具有广谱持久稻瘟病抗性的云南地方粳稻品种,对其抗瘟基因的鉴定将有助于揭示其抗瘟分子机制。本研究通过利用子预44和感病水稻江南香糯杂交构建F2遗传群体,稻瘟病菌株LP33苗期喷雾接种亲本预44、江南香糯及F2代单株,对其抗性进行评价和主效抗瘟基因定位。研究结果显示:子预44表现高抗,江南香糯高感;F2群体稻瘟病抗感分离符合3:1的分离比,即子预44对LP33的抗性为单显性基因控制的抗性遗传,并将该基因暂定名为Pi-zy3(t)。进一步利用SSR分子标记将Pi-zy3(t)定位在水稻第六号染色体RM276到RM3827之间,为进一步的基因克隆和抗病机分子制研究奠定了基础,同时也为利用子预44进行抗病分子育种提供了辅助选择的分子标记。     

巴西橡胶树HbAPXs基因家族6个成员的染色体物理定位

抗坏血酸过氧化物酶(ascorbate peroxidase,APX)是活性氧清除系统的重要成员之一,会对细胞的结构以及功能产生危害.为了揭示HbAPXs基因家族中的6个成员位于巴西橡胶树的细胞核染色体上的具体位置,展现HbAPXs家族基因6个成员之间的分布情况.本研究采用荧光原位杂交技术(fluorescence in situ hybridization,FISH),对HbAPXs基因家族6个成员(HbAPX1,HbAPX3,HbAPX4,HbAPX5,HbAPX6,HbAPX7)进行了物理定位分析.实验结果表明:HbAPX1定位于4号染色体的短臂,其信号的位点到染色体的着丝粒之间的百分比距离为12.51;而HbAPX3、HbAPX4、HbAPX5、HbAPX6和HbAPX7定位在7、1、2、9和3号染色体上,均为长臂,其基因信号的位点到相对应的染色体的着丝粒之间的百分比距离分别为80.27、24.72、87.19、13.69和57.63,并讨论了其与已完成定位基因之间的位置关系.HbAPXs基因家族中的6个成员互为独立的基因,均分布在不同的染色体上.本研究通过物理定位确定这些基因在染色体上的具体位置和相互关系,可为橡胶树育种及基因组学的研究提供细胞遗传学依据.     

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.     

小麦种质N9134抗白粉病基因的SSR标记和染色体初步定位

普通小麦种质N9134含有野生二粒小麦AS846的抗白粉病基因,该种质对陕西省关中地区白粉病流行小种关中四号表现高抗。用高感小麦白粉病的普通小麦品种陕160和陕优225与N9134杂交,F1代对白粉病表现高抗,F2代抗病和感病植株的比例符合3∶1, 表明N9134苗期白粉病抗性由1对完全显性基因控制,暂定名为PmAS846。采用66个小麦SSR     

用重组自交系构建西瓜分子遗传图谱

用可溶性固形物含量高、皮薄、感枯萎病的栽培西瓜自交系(Citrullus lanatus var. lanatus)97103和可溶性固形物含量低、皮厚、抗病的野生西瓜种质(Citrullus lanatus var. citroides)PI296341杂交所得重组自交系F8的117个单株为作图群体，构建西瓜分子遗传图谱。该图谱包含87个RAPD标记、13个ISSR标记和4个SCAR标记，分为15个连锁群，包括1个最大的含31个标记的连锁群(277．5cM)、6个大的含4—12个标记的连锁群(51.7cM—172．2cM)和8个小的含2—5个标记的连锁群(7．9cM—46．4cM)，覆盖基因组的1027．5cM。两个标记间的平均距离为11．54cM。该图谱为以后获得饱和的分子遗传图谱、重要农艺性状的QTL分析以及图谱克隆抗病基因奠定了坚实的基础。     

西瓜野生种质幼苗耐冷性的生理生化特性与遗传研究

西瓜野生耐冷材料PI482322幼苗在偏低温(12±1)℃、光流密度140 μE*m-2*s-1条件下表现出较强的耐冷性.在低温光照条件下,西瓜幼苗叶片内保护酶SOD,CAT的活性均下降,但野生耐冷材料PI482322较冷敏品种97103的下降幅度小,体内活性氧的积累少,是其表现出耐冷性的主要生理原因.野生耐冷材料PI482322的耐冷性由一个单显性基因所控制.     

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。     

水稻长芒基因LA1(Long Awn 1)的遗传分析与基因定位

为研究水稻芒的遗传调控机制,本研究在‘日本晴’/‘93-11’染色体片段代换系群体中筛选出一个长芒材料‘CSSL14’,研究了其主要农艺性状和长芒的遗传方式,并对长芒基因LA1进行了基因定位。结果表明‘CSSL14’的芒长、芒着生率、分蘖数和单株产量与‘93-11’存在极显著(p<0.01)或显著(p<0.05)差异,分别为‘93-11’的2.98倍、2.82倍、0.68倍和0.76倍。遗传分析表明‘CSSL14’的长芒表型受一对半显性基因LA1控制。通过图位克隆的方法,将LA1定位在第4染色体长臂标记M3和M4之间12.14 kb的范围内,该定位区间内只有1个预测的候选基因Os04g0518800,与已知的野生稻长芒基因An-2/LABA1等位。本研究结果为进一步研究LA1的功能提供了参考。     

水稻淡黄叶矮化突变体yld的遗传分析及基因定位

水稻叶色突变体是研究植物光合作用、叶绿素代谢和叶绿体发育的重要材料。本研究从籼稻品种蜀恢527经EMS(甲基磺酸乙酯)诱变处理后代中筛选出一个淡黄叶矮化突变体Yellow leaf and dwarf(yld)。与野生型蜀恢527相比,该突变体全生育期都表现出淡黄叶矮化性状,其剑叶的淡黄色表型最为明显,倒二叶次之,倒三叶最弱,其中剑叶的叶绿素及类胡萝卜素含量降低最为明显;并且伴随着穗粒数、千粒重、结实率、株高等主要农艺性状的显著降低,但有效穗显著增多。透射电镜观察结果显示,与野生型相比,该突变体多数叶绿体结构基本完整,但基粒模糊,基质片层大量减少且排列疏松。遗传分析表明,该突变性状受一对隐性核基因控制。在yld突变体与粳稻武运粳7号杂交的F2群体中分离出323个突变单株,最终将YLD基因定位在第11染色体的L5和L7两标记之间,物理距离为115.7 kb。本研究为YLD基因的克隆和功能分析奠定了基础。     

水稻短根相关基因OsKSR2的定位

根系是将植物固定于土壤及吸收利用水分和养分的重要器官。本研究从甲基磺酸乙酯(ethyl methane sulfonate,EMS)诱变的籼稻Kasalath突变体库中,筛选到一个水稻根系发育缺陷的突变体,命名为Osksr2 (Oryza sativa kasalath short root 2),该突变体植株整体矮小,主根、不定根和侧根的伸长都受到抑制。遗传分析表明该突变性状由1对隐性核基因控制,将该基因命名为OsKSR2。将Osksr2纯合体与粳稻日本晴杂交构建F₂群体,利用已经公布的水稻SSR标记和自行设计的STS标记进行基因定位,将OsKSR2定位在水稻第8染色体STS标记S27887与S27988之间约101 kb的范围内。通过水稻基因组注释系统共预测到17个开放阅读框(ORF),没有已知的与根系发育相关的基因。对OsKSR2的定位将为进一步克隆该基因和阐明水稻根系伸长的分子机理奠定基础。     

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。