水稻短根突变体ksr1的遗传分析和基因定位

从甲基磺酸乙酯诱变的Kasalath突变体库中,在苗期筛选到一个水稻短根突变体 ksr1,6 d苗龄时该突变体的根长只有野生型的20%左右,遗传分析表明该突变性状由一对隐性核基因控制.利用突变体与粳稻日本晴杂交发展的F2群体对突变基因进行了定位分析,初步定位结果显示目的基因 KSR1 与第4染色体上SSR标记RM1223连锁.在该标记附近进一步发展了8对SSR标记和2对InDel标记,将突变基因定位于InDel标记4-24725K和SSR标记RM17182之间,该区段物理距离为155 kb.     

水稻抽穗期主效QTL qHd8.1的精细定位

 从广陆矮4号/日本晴染色体片段代换系群体中筛选到1个株系C23011。该株系除第8染色体短臂上的一个片段来自广陆矮4号外,背景均与日本晴相同。该株系在自然长日照条件下比轮回亲本日本晴提早抽穗约14.1 d,但在短日照条件下,两者抽穗期无显著差异。利用BC4F2世代中筛选到的一个目标区段杂合但背景基本纯合的单株自交一代后得到的BC4F3分离群体进行遗传分析。在该群体中单株抽穗期呈不连续的双峰分布,迟抽穗和早抽穗单株比例符合3∶1的分离比,表明抽穗期受1 个主效QTL qHd8.1控制。利用BC4F3群体中共1628株早抽穗的单株将qHd8.1精细定位在BAC克隆AP005164上标记S8111和S849之间,物理距离约为59.94 kb,该区间共有7个预测基因。     

一个新的玉米叶色突变体的遗传分析及基因定位

在玉米自交系81647中发现了一个叶色突变体,该突变体在苗期叶片表现出黄绿色,随后叶片上出现坏死斑,短时间内植株萎蔫死亡。遗传分析表明,该突变性状由1对隐性基因控制,命名为nec-t(necrotic-temporary)。以玉米自交系B73与nec-t突变体的F2分离群体作为定位群体,利用SSR标记将该基因定位在第2条染色体的K2和K14之间(SSR标记),其物理距离约为2.52 Mb。     

水稻矮秆多分蘖突变体htd(t)的遗传分析与基因定位

在粳稻品种中花11的组培苗中发现1份可以稳定遗传的矮秆多分蘖突变体,相比野生型,突变体株高明显下降、分蘖能力明显增强。为定位控制该性状的基因,以该突变体和野生型杂交构建遗传群体,与籼稻黄华占构建定位群体,再利用SSR和In Del分子标记定位该基因。遗传分析表明,矮秆多分蘖突变体受1对隐性核基因控制,暂命名为htd(t)。利用F2代定位群体将突变基因定位于第4号染色体标记RM1345和ZM4-12之间,遗传距离分别为3.9和2.6 c M。序列分析表明,htd(t)可能为HTD1的等位基因。     

水稻短根突变体ksr1的遗传分析和基因定位

 从甲基磺酸乙酯诱变的Kasalath突变体库中,在苗期筛选到一个水稻短根突变体 ksr1, 6 d苗龄时该突变体的根长只有野生型的20%左右,遗传分析表明该突变性状由一对隐性核基因控制。利用突变体与粳稻日本晴杂交发展的F2群体对突变基因进行了定位分析,初步定位结果显示目的基因 KSR1 与第4染色体上SSR标记RM1223连锁。在该标记附近进一步发展了8对SSR标记和2对InDel标记,将突变基因定位于InDel标记4 24725K和SSR标记RM17182之间,该区段物理距离为155 kb。     

水稻白条纹叶突变体st11的遗传分析与基因定位

白条纹叶突变体st11是从粳稻品种Kitaake组培过程中获得的。该突变体在分蘖前叶色表现为正常,从分蘖期开始新生叶表现为白条纹直至成熟期。与野生型相比,该突变体的分蘖、株高、结实率和千粒重等农艺性状没有发生明显变化。遗传分析表明该突变体白条纹叶性状受一对隐性核基因控制。利用该突变体分别与水稻02428、Jodan杂交构建了两个F2群体用于基因定位。通过集群分离分析(bulked segregant analysis)发现该基因位于第1染色体端粒附近,并与分子标记RM151和RM10080连锁。进一步利用更多分子标记分析F2群体,我们将该基因定位于I10和I26两个标记之间大约270kb的区间内。     

水稻矮秆多分蘖突变体mz3的遗传分析和基因定位

通过EMS诱变粳稻品种中花11获得一个稳定遗传的矮秆多分蘖突变体mz3。遗传分析表明该突变性状受一对隐性基因控制,并利用mz3与籼稻品种南京11杂交建立的F2群体,将该基因定位在水稻第6染色体长臂上的SSR标记RM19353与RM510之间约747kb范围内。由于该区间包含控制水稻株高和分蘖的D3基因,结合表型分析,推测突变基因与D3可能为一对等位基因。设计7对引物分别对中花11与突变体mz3的基因进行测序,结果显示,与中花11相比,D3基因在mz3中第636位核苷酸由G突变为A,使得编码色氨酸的密码子TGG突变为终止密码子TGA,导致翻译提前终止。进一步对定位群体中10个隐性极端个体测序,结果显示所有极端个体都带有该突变位点。亚细胞定位结果表明,突变体编码的D3蛋白与野生型一样定位在细胞核中,荧光双分子互补试验结果表明,突变体D3蛋白不能与D14蛋白发生互作,推测突变体编码的D3截短蛋白缺少了与D14互作的氨基酸序列,从而阻碍了独脚金内酯信号传递。因此,mz3表型很可能由D3基因突变引起。     

水稻短根毛突变体ksrh1的遗传分析和基因定位

从EMS诱变的籼稻品种Kasalath突变体库中筛选获得了一个短根毛突变体,命名为ksrh1。该突变体在苗期表现为根毛变短,除此之外其表型与野生型没有显著差异。遗传分析表明,该突变性状受1个隐性单基因控制。将突变体ksrh1与粳稻品种日本晴杂交构建F2定位群体,利用已公布的水稻SSR标记和自行设计的STS标记对突变位点进行基因定位,最终将KSRH1定位在水稻第1染色体长臂上的S3578和S3584之间,物理距离约为67kb。     

水稻光温敏雄性不育突变体tms3650的鉴定和基因定位

【目的】雄性不育是水稻杂种优势利用的基础。为进一步解析其调控机制,对一个雄性不育突变体进行了鉴定。【方法】利用⁶⁰Co-γ对籼稻品种93-11进行辐射诱变,从其后代中鉴定到一个雄性不育突变体tms3650。将籼稻明恢63作父本同突变体tms3650杂交构建F₂和F₃群体,采用图位克隆的方法对目的基因进行精细定位。【结果】tms3650突变体其他农艺性状与野生型一致,但花药白绿且瘦小,花粉不能被1%碘-碘化钾溶液染成蓝黑色,穗子包颈,抽穗期延迟。遗传分析表明该突变体表型受一对隐性核基因控制。精细定位结果表明基因位于第3染色体长臂SSR标记RM15927和RM15934之间135.25 kb距离内,且与RM15931标记共分离。陵水冬季南繁鉴定发现,该突变体育性受光温环境影响,说明tms3650突变体的雄性育性在短日低温条件下发生了转育,是一个光温敏雄性不育突变体。【结论】通过将定位位点与已报道的雄性不育基因比较,发现tms3650是一个新的基因位点,暂命名为TMS3650。     

小麦品系XN6426抽穗期相关基因的检测与定位

为定位小麦品系XN6426抽穗期相关基因,在可控温室(温度16~25℃,日光照≥16h)和田间分别种植XN6426×京411F2代群体、早抽穗亲本XN6426和晚抽穗亲本京411,分析F2群体抽穗期表型,得出该表型由两对基因控制。构建温室条件下F2群体的极端早抽穗和极端晚抽穗期DNA池(BSA法),采用小麦90KSNP芯片分析得出早晚抽穗期池间差异SNP位点在不同染色体上的分布频率和相应密集区域;在5A染色体上筛选出双亲和早晚抽穗期池间有多态性且分布在差异SNP位点密集区域附近的SSR标记Xbarc151和Xwmc327,这两对标记检测群体的基因型与其抽穗期表型之间极显著负相关。检测Xbarc151、Xwmc327以及亲本间有多态性的标记Xgwm186和Xwmc96在F2群体内的基因型,并结合群体相应抽穗期表型,利用复合区间作图法,在5A染色体标记Xbarc151和Xwmc327之间检测到了1个抽穗期相关QTL位点qHD-5A-1,距离两标记的遗传距离分别为1.00cM和11.49cM,LOD值为3.68,贡献率为8.07%,结合前人结果初步确定该位点与Vrn-A1位点不同,可能为已知抽穗期相关基因的未知等位变异或新基因位点。     

水稻条纹叶和白穗基因SLWP的定位及变异分析

【目的】对叶绿体发育相关基因进行克隆和功能分析,为解析叶绿体功能奠定分子基础。【方法】用甲基磺酸乙酯(EMS)处理籼稻9311获得一个条纹叶和白穗突变体slwp,通过色素分析和农艺性状观察分析该突变体的表型,通过图位克隆方法分离该基因,进一步利用定量PCR分析相关基因的表达情况。【结果】突变体slwp从2叶期开始至抽穗期表现出条纹叶表型,抽穗后幼穗白化,光合色素含量明显低于野生型;株高降低、抽穗延迟、产量降低等表型。该突变性状为单隐性核基因控制,该基因定位于水稻第6染色体短臂C6-4和N14标记之间0.91 Mb区间内。基因组测序表明核糖核苷二磷酸还原酶小亚基基因(RNRS1)编码区第776位点发生单碱基替换,导致甘氨酸突变为天冬氨酸;该基因与已报导的水稻基因St1、Gws和St-wp为等位基因。通过对这4个等位基因的突变位点和表型进行分析,总结了该基因不同位点突变对植株表型的影响以及籼粳之间的差异。表达分析显示与叶绿素合成有关的基因受到不同程度调控,叶绿体发育第一和第二阶段基因上调表达,光合作用相关基因均下调表达。【结论】本研究分析了SLWP(RNRS1)基因不同位点的变异对水稻表型的影响,相关结果加深了对RNRS1基因功能的认识,有助于阐明叶绿体发育的分子机制。     

Identification and Fine Mapping of Heading Date Related Mutant Gene in Rice

A rice heading-date-related mutant was isolated from a 60 Co-γ-ray-induced mutation pool of Zhejing 22,a conventional japonica cultivar in Zhejiang Province,China.The mutant was characterized by a delayed heading date of almost 20 d longer than the wild type plant.Genetic analysis revealed that the mutation was controlled by a single nuclear-encoded recessive gene that was designed as HD(t)(heading date tentatively).To isolate the HD(t) gene,a map-based cloning approach was employed using 479 F 2 mutant individual plants derived from the cross between the hd(t) mutant(japonica) × Zhenshan 97(indica).Finally,the HD(t) gene was mapped to an approximate 53 kb region between the insertion and deletion(InDel) markers of 10-61W and 10-66W on chromosome 10.According to the genome sequence of Nipponbare,the target region contains 11 annotated genes.It is helpful for future cloning of HD(t) gene based on this fine mapping results.     

一个大麦矮秆突变体m1062的表型鉴定和遗传分析

为发掘应用新的大麦矮秆突变体,以大麦品种秀麦3号辐照诱变的矮秆突变体m1062为材料,分析该矮秆突变体的株高、穗长、穗粒数、单株穗数、抽穗期、百粒质量和单株产量等重要农艺性状,以明确其矮化效应及应用价值。结果表明,该突变体株高降低26.77~28.11 cm,各茎节长和穗长都有不同程度降低;穗粒数和单株穗数增加,抽穗期推迟,百粒质量降低,但对单株产量没有负面影响。色素含量测定结果表明,突变体m1062叶绿素和类胡萝卜素含量都明显增加。遗传分析表明,该突变体受隐性单基因控制。本结果可为矮秆突变体m1062的育种应用、基因克隆和功能研究奠定基础。     

一个水稻类树稻突变体(leafy head 3)基因的精细定位

 从常规粳稻常优94后代中筛选到一份自然突变的抽穗期延迟的类树稻突变体lhd3（leafy head 3）。在短日照条件下,与野生型比较,lhd3突变体在生长后期,上部节间会继续长出叶片（一般为3片）和高位分蘖,类似于树的侧枝生长,抽穗期延迟,但基部分蘖数不受影响。经典遗传分析表明,lhd3与籼稻南京6号的F2群体中,正常植株与类树稻植株的分离比符合3∶1,说明此性状受单隐性基因控制。利用该群体进行图位克隆,将LHD3基因定位在水稻第1染色体短臂的两个新发展的STS标记wpla3和wpla25之间。再利用5个新发展的STS和CAPS标记,最终将该基因精细定位在WX6和CAPS1两个标记之间,物理距离约为60 kb。通过水稻基因组注释系统共预测到10个开放阅读框（ORF）。对该基因的进一步克隆将有助于阐明水稻生育期和叶原基发育调控机理。     

水稻淡褐斑叶突变体lbsl1的遗传分析与基因定位

 通过EMS诱变籼稻品种IR64获得一个稳定遗传的淡褐色斑点叶突变体lbsl1（light brown spotted leaf 1）。在自然条件下,突变体播种后10~14 d,叶片上出现淡褐色斑点,随后逐渐扩散至全叶,第1叶至剑叶上均有淡褐色斑,为全生育期性状。斑点性状的表达对株高、生育期、结实率和千粒重等农艺性状具有显著的影响。遗传分析结果表明,该淡褐色斑点叶性状受一个隐性核基因控制。将突变体lbsl1与正常叶色水稻Morobereken杂交构建F2定位群体,利用SSR标记,最终将该淡褐叶基因lbsl1(t)定位在第6染色体短臂上一个约130 kb的区段上。定位的结果和发展的群体为该基因的进一步精细定位和克隆奠定了基础。     

Quantitative Trait Loci for Yield Traits Located Between Hd3a and Hd1 on the Short Arm of Chromosome 6 in Rice

QTLs for heading date located in the region between Hd3a and Hd1 were detected using an F2:3 population developed from a residual heterozygous line (RHL) identified from the recombinant inbred lines of the indica rice cross Zhenshan 97B/Milyang 46. Linkage in coupling phase between the heading date QTLs and QTLs for yield traits detected in a previous study was found. Four more F2:3 populations were each developed from an RHL, which were homozygous at Hd3a and Hd1 but heterozygous in a portion of the intervals flanked by Hd3a and Hd1. QTLs for grain yield per plant, number of panicles per plant, number of grains per panicle and 1000-grain weight were detected in the heterozygous region. Five sets of near-isogenic lines (NILs) with overlapping heterogenous segments covering the interval RM6119-RM6779 were developed and used to validate and delimitate the QTLs. A QTL having a consistent effect for the number of grains per panicle was located within the interval RM19615-RM19652 that corresponded to a 514.4 kb region on chromosome 6. The same region might have pleiotropic effects on the other three yield traits analyzed, but the effects varied greatly among different populations and across different environments. This study suggests that it is possible to develop a population with little variation on heading date and to identify QTLs for yield traits that might not be associated with heading date by using information of the physical positions of DNA markers and cloned genes.     

水稻花器官发育基因DPS2的鉴定和精细定位

【目的】鉴定和克隆花器官发育相关基因,为进一步研究水稻花发育的分子机制奠定基础。【方法】在大田常规种植条件下比较了突变体dps2 (Defective pistil and stamens 2)和野生型春江06的主要农艺性状及花器官形态特征差异;扫描电镜及石蜡切片观察花药结构并用染色法观察花粉和胚囊的育性;利用图位克隆方法进行基因精细定位;qRT-PCR分析了花发育相关基因在野生型和突变体中的表达水平。【结果】dps2突变体抽穗期变长,不能正常扬花,雄蕊和雌蕊皱缩且花药和柱头数目增多;进一步研究发现,dps2突变体花药腔室塌陷,内无可见小孢子,即使部分花药形成腔室,花粉粒也无淀粉积累呈干瘪状。此外,突变体胚囊育性也受到影响;遗传分析表明该突变性状受一对隐性核基因控制,该基因位于第4染色体短臂上91.2 kb的区间内,区间内未见花器官发育相关基因的报道。qRT-PCR检测发现,水稻ABCDE模型中的B类、C类和E类基因的表达在突变体中显著升高。【结论】dps2突变体的雄蕊及雌蕊均发育异常,最终导致完全不育,推测DPS2可能在水稻第3轮雄蕊发育和第4轮雌蕊发育调控中发挥重要作用。