一份玉米显性矮杆突变体的遗传分析

在玉米自交系Mo17的杂交后代中,发现了一份玉米矮杆突变材料,该突变材料表现为节间缩短、植株严重矮化、簇生、花器官发育异常.该突变株与不同核背景玉米自交系(Mo17、B73、B77和W22)杂交衍生的后代群体中,出现了矮杆株与株高正常株两种类型,矮杆株数与株高正常株数的比例为1∶ 1.分离群体中株高正常的植株自交,后代株高均正常.鉴于突变表型是在F1出现,同时结合多年多点田间表型调查的数据,初步推断该矮杆性状是由显性单基因控制.利用SSR分子标记,将该基因定位于玉米第2染色体上,为该基因的克隆工作奠定了基础.     

水稻多蘖矮杆突变体htd7(t)的遗传分析与基因定位

分蘖是水稻最重要的农艺性状之一,其决定水稻的最终产量。多蘖矮杆突变体htd7(t)是粳稻品种‘日本晴’经350 Gy 的60Co-γ射线辐射处理后产生的突变体。为了克隆HTD7(t)基因,将htd7(t)与‘9311’配制正反杂交组合进行遗传分析发现,htd7(t)多蘖矮杆性状是受1 对隐性核基因控制。利用SSR分子标记将HTD7(t)初步定位在第11 染色体分子标记RM21 与RM254 之间,遗传距离分别为5.6 cM和3.2 cM。利用已经公布的水稻基因组数据,在该基因附近新发展了13 对InDel 标记,对HTD7(t)进行精细定位。根据定位结果构建覆盖HTD7(t)基因的BAC 重叠群,最终将HTD7(t)定位在InDel11-3 和InDel11-5之间的64.8 kb的物理距离内。     

两个水稻生殖器官突变体的形态特征和遗传分析

我们在转基因水稻后代中发现了两个生殖器官发育相关的隐性突变体,暂命名为function of reproductive organ J(from)和pistilloid-stamen(ps-2).frol突变体内外稃闭合,抽穗但不开花;4轮器官结构及数目近正常,但内外稃片抱合扭曲成辣椒状,雌雄蕊发育不完全,无花粉形成,雌蕊不育.ps-2突变体类似Luo等(2006)报道的ps突变体:颖花开裂,内外颖片变窄、变硬,外颖弯曲,但ps只有1～5枚雄蕊转化成雌蕊,而ps-2有5～6枚雄蕊转化成雌蕊,仅有极少数突变颖花留有1枚未转变的雄蕊,突变体雌蕊状结构10个以上,不能结实.通过对突变体frol和ps-2分别与野生型明恢86正反杂交,与R527、93-11和中花16的杂交后代表型分离规律分析表明:突变体frol和ps-2是分别由一对隐性基因控制的突变体,其中frol的F2后代表型分离比均符合3:1,大部分ps-2的F2后代表型分离比偏离3:1.进一步分析frol和ps-2双突变体的遗传和表型发现:frol和ps-2基因不等位,是两个独立遗传的基因.植株生活力受纯合ps-2基因的影响,但不受纯合frol基因的影响.双突变体的内外稃片结构及开裂特征似ps-2,而内外稃包合状与frol近似,雄蕊仍表现雌化,但数目明显减少.frol和ps-2双突变体的表型特征暗示了ps-2和frol间存在一定的互作.     

水稻早衰突变体esl2的遗传分析和基因定位

利用EMS诱变水稻籼型恢复系缙恢10号, 从其后代中鉴定出一个早衰突变体esl2, 苗期正常, 孕穗期开始叶尖和叶缘黄化衰老。与野生型相比, 孕穗期和抽穗期光合色素含量均显著下降, 抽穗期倒一叶的超氧化酶歧化酶(SOD)活性、可溶性蛋白(SP)含量降低, 活性氧(ROS)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、丙二醛(MDA)和脯氨酸(PRO)含量或活性增加。超微结构观察表明, esl2衰老部位的细胞多中空且形状不规则, 伴随细胞裂解、细胞质溶解等特征; 同时, 叶绿体结构异常, 叶绿体膜溶解、基粒模糊, 基质片层疏松, 类囊体发育异常。遗传分析表明, 该突变体受一对隐性核基因调控。利用1 005株西农1A/esl2的F₂隐性定位群体, 最终将Esl2定位在第4染色体SSR标记RM17122和swu4-13之间, 物理距离约244 kb, 这为Esl2基因的克隆和功能研究奠定了基础。     

水稻早衰突变体esl2的遗传分析及基因定位

利用EMS诱变水稻籼型恢复系缙恢10号,从其后代中鉴定出一个早衰突变体esl2,苗期正常,孕穗期开始叶尖和叶缘黄化衰老。与野生型相比,孕穗期和抽穗期光合色素含量均显著下降,抽穗期倒一叶的超氧化酶歧化酶(SOD)活性、可溶性蛋白(SP)含量降低,活性氧(ROS)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、丙二醛(MDA)和脯氨酸(PRO)含量或活性增加。超微结构观察表明,esl2衰老部位的细胞多中空且形状不规则,伴随细胞裂解、细胞质溶解等特征;同时,叶绿体结构异常,叶绿体膜溶解、基粒模糊,基质片层疏松,类囊体发育异常。遗传分析表明,该突变体受1对隐性核基因调控。利用1005株西农1A/esl2的F2隐性定位群体,最终将Esl2定位在第4染色体SSR标记RM17122和swu4-13之间,物理距离约244kb,这为Esl2基因的克隆和功能研究奠定了基础。     

水稻航天衰老突变体基因psl2的表型和遗传分析

叶片是植物最主要的光合作用器官,是水稻的源器官。其生长、发育和衰老的分子机理的研究对水稻经济产量和生物产量具有重要的意义。2006年我单位在参加农业部实践8号卫星航天育种工程的空间辐射诱变籼稻(Oryza sativa L.indica)泸恢H103中得到一叶片早衰突变体。初步研究结果表明,该早衰叶突变体表现的特点是:抽穗期前心叶抽出时,先前抽出的倒4叶片就开始变黄衰老,抽穗初期时先前抽出的倒3叶表现衰老,抽穗后期先前抽出的倒2叶表现衰老,灌浆期剑叶表现衰老,完全成熟时剑叶完全衰老死亡。利用该突变体分别与其野生型泸恢H103、R527、R602杂交,获得F1及其衍生的F2群体,对早衰叶突变体进行遗传分析。遗传分析表明由一隐性核基因psl2控制。本研究为最终定位和克隆目标基因奠定了基础。     

水稻早衰叶突变体PLS2的遗传分析与基因定位

叶片早衰引起叶绿素和其他大分子被降解, 叶片光合能力降低。这个过程常伴随着活性氧(ROS)的积累, 以及细胞中抗氧化酶(SOD、CAT和APX)活性的降低, 衰老相关基因(SAG)表达量上调, 最终导致整个植株过早成熟, 产量降低。因此, 研究水稻早衰遗传机制和基因功能对于水稻的遗传改良具有重要的作用和意义。PLS2是通过航天育种工程经空间辐射诱变得来的突变体, 在孕穗期表现早衰。与野生型相比, PLS2的光合能力降低, 株高变矮, 节间和穗长缩短, 分蘖数和有效分蘖数减少, 穗粒数和结实率明显下降, 千粒重降低, 穗发育不良, 灌浆不充分; 叶片的CAT活性显著降低、H₂O₂积累、死亡细胞增加, 叶绿体结构变差, 叶绿体中淀粉和嗜锇颗粒增多。黑暗处理加速突变体叶片衰老, 叶绿体超微结构球状化。利用PLS2/蜀恢527和PLS2/02428的隐性定位群体, 将pls2定位在第3染色体标记RM14704 (8674283 bp)与SL-I-5 (8758394 bp)之间, 物理距离84.11 kb, 区间内包括14个基因, 测序发现在LOC_Os03g15840第9个外显子第41位的C被替换为T, 导致精氨酸(R)替换为半胱氨酸(C), LOC_Os3g15840编码水稻中的一个糖基转移酶(glycosyltransferases, GTs), 可能是pls2的候选基因。为下一步调控基因的克隆和功能研究奠定了基础。     

水稻几个披垂叶突变体的表型研究及其遗传分析

随着水稻功能基因组学的发展,水稻突变体已成为研究相关基因功能与表达的良好实验材料。同时,水稻突变体还可以为当今水稻常规育种和分子育种提供新的种质资源。本文主要阐述了几个水稻披垂叶突变体在株型、株高、穗粒数、结实率、千粒重等方面的特征特性,并分析了它们在与正常植株杂交后F1、F2群体表现。研究表明,突变体与野生型正常植株杂交的F1代在经济学性状和生物学性状上均表现出超亲优势,而在F2群体中表现出有规则的分离,3个突变体中披垂叶性状均为隐性基因控制。在突变体材料MR304中,控制披垂性状的为2对隐性基因,其中1对为主效基因。在突变体材料MR168和MR312中,控制披垂性状的均为单隐性基因。     

陆地棉两个纤维突变体的遗传分析

用新乡小吉无絮与TM-1和徐州142无絮杂交,用新乡小吉无绒有絮突变体与新乡小吉无絮、徐州142无絮以及隐性光子n2杂交,共配制5个F2组合和2个F2∶3家系来分析这两个棉纤维突变体的遗传.遗传分析表明:新乡小吉无絮与TM-1在纤维和短绒发育方面存在至少2个位点的差异;新乡小吉无绒有絮突变体是新乡小吉无絮控制纤维发育基因发生显性突变造成的,两者在棉纤维发育上仅有1个位点的差异.等位性测验表明,控制新乡小吉无絮纤维和短绒发育的基因与控制徐州142无絮基因等位;控制新乡小吉无绒有絮突变体纤维和短绒发育的基因与隐性光子n2等位.不论采用那种分析方法,新乡小吉无绒有絮突变体与新乡小吉无絮都仅存在一个纤维发育基因的差异.     

水稻包穗突变体sui2的遗传分析和基因精细定位

水稻穗下倒一节间的伸长和发育对株型的形成起着重要作用,在水稻不育系中常见的包穗现象是由于穗下倒一节间的伸长和发育受阻造成的,深入研究水稻包穗分子机制能为水稻不育系株型的改良提供一定的理论意义。我们在粳稻Kitaake的组织培养后代中获得了1个包穗突变体sui2,其穗部被剑叶叶鞘包裹程度处于半包裹和全包裹之间,倒一节间严重缩短细胞学形态分析表明,倒一节间的缩短是由于节间薄壁细胞的伸长生长不足造成的。通过对sui2与IRAT129杂交后代分析表明, sui2为单基因显性突变。对该组合F2的608个正常单株遗传定位分析结果表明,候选基因SUI2被精细定位在4号染色体长臂端,由InDel标记S4-14.1和S4-14.2界定的110kb的区域内。该区间内的编码基因在基因组序列水平上无差异,而基因LOC_Os04g39430表达量在突变体中升高了264倍,该基因编码1个参与油菜素内酯(brassinolide,BR)合成的细胞色素P450蛋白,是D11的等位基因。qRT-PCR分析结果表明,突变体中BR信号途径的基因表达量增高,预示着BR信号途径的基因可能参与了穗下倒一节间的...     

矮秆小麦亲本材料茎叶特性遗传分析

以5个矮秆小麦材料为母本,6个高产小麦为父本,采用不完全双列杂交设计,对小麦9个茎叶性状和6个穗部性状进行遗传分析。结果表明:9个茎叶性状的表现都是由加性和非加性基因共同决定的。各性状中遗传力均较高,除叶宽和结实小穗两性状外,其余性状的G.C.V均较大,表明对其选择和改良的潜力较大。大多数亲本的自身表现与一般配合力密切相关,绵阳01821、郑矮4号、绵阳04854具有很强的致矮力,是很好的致矮亲本。本文还探讨了各茎叶性状与穗部性状一般配合力的相关关系,指出小麦高产育种应注意协调好提高结实小穗、穗长、每穗粒数与提高穗下节长及穗颈节长间的关系。     

两个新的水稻Dwarf18基因强等位突变体的表型分析及分子鉴定

通过EMS诱变日本晴获得了s2-9和s1-146a两个矮秆突变体,其植株矮小,成熟期株高分别为日本晴的26.3%和19.2%;苗期叶片较宽,叶色深绿;穗型仍为散穗但穗长变短,粒型未发生改变。对水稻胚乳的α-淀粉酶诱导实验表明,这两个矮秆突变体与GA的信号传导途径无关,外源活性GA₃对水稻幼苗株高的促进实验显示它们应与赤霉素的生物合成有关。利用突变体与籼稻品种Dular分别杂交构建了F₂群体,精细定位表明这2个突变体的表型与水稻Dwarf18 (D18)基因紧密连锁。序列分析发现这两个矮秆突变体的D18基因均发生了突变：在s2-9突变体中D18基因的内含子3'' 拼接点发生单碱基突变,s1-146a中D18基因编码区的单碱基突变导致提前终止密码子的出现。RT-PCR结果显示,在s1-146a中D18基因表达明显增强,但在s2-9中未检测到D18基因的表达。     

小麦穗型突变体(库)的创制、鉴定及其遗传分析

穗型是构成小麦穗部的重要性状,与小麦产量和品质密切相关.本研究利用甲基磺酸乙酯(EMS)处理小麦新品系河科大527(KD 527),通过多年农艺性状鉴定,从KD 527的EMS处理后代中选育出的一系列穗型突变体,对其穗型进行遗传分析及其效应评价.结果显示,1)构建出了包含15种(类)不同穗型的突变体(库),综合农艺学鉴...     

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。     

云南地方老品种水稻中恢复基因位点遗传差异分析

目前生产上使用的水稻恢复系之间的遗传基础过于狭窄,应积极开发水稻新恢复系的选育工作。云南地理气候条件特殊,地方老品种资源丰富,是筛选新恢复系的理想材料。以61份云南地方老品种水稻资源为父本,通过测交筛选到6份可以恢复野败型不育系的品种。再利用5对特异引物,对这6份恢复材料和7份恢复系的恢复基因位点遗传差异进行分析。结果表明：5对特异引物对6份恢复材料的扩增结果各不一样,而与对照恢复系仅有2.8 kb的一条扩增带型一致。说明云南地方老品种水稻中蕴藏的恢复基因与目前生产上应用的恢复基因的亲缘关系较远。从云南地方老品种水稻中发掘利用新型恢复基因和资源,是突破水稻恢复基因遗传基础狭窄、筛选新质源恢复系的一种有效策略。     

两个水稻D2基因等位突变体的表型分析及分子鉴定

通过EMS诱变粳稻品种日本晴,筛选到2个矮秆突变体s1-46和s1-96。突变体主要表现为株高降低,分别为野生型的44.7%和55.9%,且叶片直立,穗粒数减少,籽粒变短。暗处理时,野生型的中胚轴伸长,但突变体的不伸长,说明突变性状与油菜素内酯(BR)相关。外源活性BR处理后,突变体与野生型的叶夹角均变大,根长均变短,表明突变基因与BR的生物合成相关。遗传分析表明,该突变性状由1对隐性基因控制。通过与籼稻品种Dular杂交构建F₂群体,将该基因定位在第1染色体40.9 kb范围内。测序表明,该基因与参与BR生物合成的D2基因等位,其中s1-46第305位的氨基酸由脯氨酸突变成亮氨酸,而s1-96第370位的甘氨酸突变成谷氨酸。     

水稻黑条矮缩病毒的研究进展

水稻黑条矮缩病毒(Rice black streaked dwarf virus,RBSDV)属于呼肠孤病毒科斐济病毒属第二组成员,其引起的水稻黑条矮缩病在中国稻区造成巨大的经济损失。文章简述了水稻黑条矮缩病的危害情况及病毒特性、病毒各个编码蛋白的研究现状、应用基因工程控制病害等方面的研究进展,为今后对水稻黑条矮缩病的研究提供参考。     

毒氟磷防治南方水稻黑条矮缩病药效研究

为明确自主创制新抗病毒药剂--30%毒氟磷WP对南方水稻黑条矮缩病的防控效果以及探讨防治该病的理想药剂组合,采用喷雾施药法对30%毒氟磷WP、25%吡蚜?噻虫嗪SC、10%醚菊脂MG、8%宁南霉素AS的单用或混用处理。结果表明,在大田分蘖初期,以25%吡蚜?噻虫嗪SC 375 mL/hm2和30%毒氟磷WP 990 g/hm2的药剂组合的防治效果最好,防效为66.67%,25%吡蚜?噻虫嗪SC、10%醚菊脂MG、30%毒氟磷WP和8%宁南霉素AS的防效分别为50.51%、33.33%、33.33%、17.12%;在收割期,以25%吡蚜?噻虫嗪SC 375 mL/hm2和30%毒氟磷WP 990 g/hm2的药剂组合的防治效果最好,防效为73.24%,25%吡蚜?噻虫嗪SC 375 mL/hm2、10%醚菊脂MG 450 g/hm2、30%毒氟磷WP 990 g/hm2和8%宁南霉素AS 750 mL/hm2处理组的防效依次是46.48%、45.07%、43.66%、42.25%。同时,测产试验结果表明：与CK相比,增产效果最明显的是25%吡蚜?噻虫嗪SC 375 mL/hm2和30%毒氟磷WP 990 g/hm2组合,增产值为292.35%,而25%吡蚜?噻虫嗪SC、10%醚菊脂MG、30%毒氟磷WP和8%宁南霉素AS的增产值为249.75%、230.7%、208.65%、104.7%。因此,为有效防治南方水稻黑条矮缩病,可采用本研究中的杀虫剂和抗病毒剂的联合处理。     

水稻极度分蘖突变体的分离和遗传初步研究

通过EMS诱变处理栽培稻粳灿89(Oryza sative L.indica JX89）种子，从M2代植株中筛选得到一株突变体，其植株形态表现为叶细、色淡、植株矮化和极度分蘖。在将近一年的营养生长过程中，分蘖总数达到2000多个，命名为极度分蘖突变体（Excessive tillering mutant）ext37.ext 37自交所得M3和M4代植株表现同一表型。突变体自交及其与JX89和丰矮占5号（FAZ-5）发杂交F1、F2代结果表明该突变为显性遗传方式，可能涉及两对等位基因。为了观察突变基因对下游基因表达影响的程度，取生长期44天的亲本JX89和突变体ext37的节间分生组织提纯细胞总RNA，进行基因表达谱差异显示分析。结果表明突变体与亲本的基因表达模式有明显的差异，说明可能是处在上游调控基因的突变影响了下游许多基因的表达。目前有关分子生物学的进一步研究正在进行中。