控制水稻RIL群体化感作用的QTL定位研究

此研究以“莱蒙”（弱化感）和“多拉”（强化感）水稻杂交产生的重组自交系（recombinant inbred lines,RILs）及其亲本为供体植物,并以稻田主要杂草稗草为受体植物,采用迟播共培法测定与各家系及亲本共培稗草的根长,并转化成抑制率来表征化感作用。结果表明群体及亲本根长抑制率基本呈正态分布,且用它来表征化感作用是适合的。运用分子标记技术构建了该群体的遗传图谱,共97个分子标记,覆盖水稻12条连锁群。QTL定位检测到控制水稻化感作用的5个QTL,分别位于1、1、5、9、9号连锁群,解释了23.97%、15.21%、13.89%、18.63%、6.64%的遗传变异。进一步证实水稻化感作用存在主效QTL,同时为分子育种提供依据。     

马鹿粪便样品微卫星基因型的可靠性评价

[目的]评价马鹿粪便DNA的微卫星基因型可靠性,为后续保护遗传学方面的研究提供参考。[方法]选择7个多态性较高的微卫星位点,扩增167份马鹿粪便DNA,通过3～4次的重复扩增统计等位基因丢失率和假等位基因出现率。[结果]7个位点的等位基因丢失率平均为0.034,假等位基因出现率平均为0.023。[结论]对于杂合体,3～4次的重复扩增可以满足基因型后续分析要求,而纯合体需要7次以上的重复扩增。     

Dissection of QTLs for Hull Silicon Content on the Short Arm of Rice Chromosome 6

The QTL qHUS6 for hull silicon content in rice was previously located on the short arm of rice chromosome 6.By using an F2:3 population segregating in the RM587-RM19784 region harboring qHUS6 in an isogenic background,two QTLs for hull silicon content were detected,of which qHUS6-1 was located in the distal region and qHUS6-2 in the region proximal to the centromere.Three rice plants carrying small heterozygous segments in the target region were selected,of which two covered the qHUS6-1 region and the other...     

稻米品质性状基因的克隆与功能研究进展

水稻是中国重要的粮食作物之一,高产与优质一直是品种改良的主要目标。目前,中国稻米品质表现总体偏低,在一定程度上影响了其市场竞争力。稻米品质属综合性状,是指稻米或稻米相关产品满足消费者或生产加工需求的各种特性,主要涉及稻米的物理和化学特性,包括精米率、米粒形状、透明度、蒸煮时间、米饭质地与香味、冷饭质地以及营养成分等指标。通常用碾磨品质、外观品质、蒸煮与食味品质和营养品质4个方面来评价稻米品质。近10年来,在上述稻米品质性状相关基因的克隆与功能研究领域已取得了长足的进展。水稻粒形不仅是重要的产量性状也是碾磨和外观品质的重要决定因素,目前已克隆了多个粒形相关的QTL和基因。根据粒形相关基因的表型效应可将其分为3类,即伴随植株矮化的小粒控制基因(第一类,包括D1、D2、D11、D61和SMG1等)、粒形特异基因(第二类,如GS3、GL3.1、GW7、GW2、GW5、GS5、GS6、TGW6、GW8、BG2、GW6a和GS2等)和小圆粒基因(第三类,即SRS),其中只有第二类基因具有较好的育种利用价值。垩白是决定稻米外观品质的首要性状,同时也会影响碾磨品质。目前尽管已经鉴定了大量QTL,但只有少数QTL被精细定位和克隆,如Chalk5、cyPPDK、G1F1、OsRab5a、FLOURYENDOSPERM2、PDIL1-1和SSG4等主要通过调控胚乳灌浆和储藏物积累而影响稻米外观表现。淀粉占精米胚乳干重的90%以上,其组成与结构是决定稻米外观和蒸煮与食味品质的最重要因素。淀粉的合成是由多基因参与的复杂调控网络,直接参与淀粉合成的淀粉合成酶类基因的功能已经比较清楚;此外,参与胚乳淀粉代谢的一些转录因子如Dull、OsEBP89、OsEBP5、OsRSR1和OsbZIP58等也已被陆续鉴定和克隆。蛋白质是稻米的第二大成分,目前已克隆了众多的贮藏蛋白编码基因,并且已鉴定克隆了多个与蛋白质转运调控有关的基因如OsSar、OsRab5a、OsAPP6、RISBZ1、RPBF、OsVPS9A、OsGPA3和GEF2等。赖氨酸是稻米中的第一限制必须氨基酸,通过过量表达富含赖氨酸蛋白(如RLRH1和RLRH2)或调控游离赖氨酸代谢等途径,均可显著提高稻米中的赖氨酸含量。稻米香味主要由2-AP决定,目前,已克隆了BADH2和OsP5CS等参与2-AP合成调控的基因。在与稻米贮藏有关的脂质代谢方面,已克隆了脂肪酸氧化酶基因LOX-1、LOX-2和LOX-3以及脂质转运基因OsLTP36。此外,在稻米维生素、花青素和矿物质等合成调控方面也已鉴定克隆了多个重要基因。综上,稻米各品质性状都是由多基因控制,并且各性状间彼此交叉,其遗传调控非常复杂。本文重点就近年来控制稻米粒形与垩白、蒸煮与食味品质、储藏蛋白、脂类、维生素与矿质元素等合成与调控相关基因的克隆、等位变异和功能研究进行了综述,并对重要品质相关基因的育种利用进行了展望,期望为水稻优质育种提供参考。     

烟草脉清病毒完整基因组上微卫星分布特性研究

借助MATLAB软件和最优完全子图算法,提取并展示NCBI数据库中烟草脉清病毒完整基因组（NC-003 378.1）上微卫星分布特性。结果表明,计算出了各种1碱-基组~6-碱基组在完整基因组序列上重复出现次数和出现位置,并展示它们的分布规律（指数函数）。烟草脉清病毒完整基因组上各种N-碱基组最大的重复出现次数,随N按指数函数数减少;各种N-碱基组重复出现次数由少到多排序的结果,重复出现次数随序号增加。该研究方法可以系统地运用到其他病毒完整基因组序列微卫星分布特性的提取和展示,从而为有效利用微卫星分布特性研究完整基因组的结构和功能、遗传和变异规律提供依据。     

稻米糊化温度的遗传与分子机理研究进展

糊化温度(gelatinization temperature, GT)是衡量稻米蒸煮品质和口感的重要参数之一。低GT稻米比高GT稻米蒸煮时需要较少的能量投入。支链淀粉的结构,特别是其分支链分布与GT密切相关,短链的含量越高,淀粉的GT越低。数量性状基因定位已经将GT相关基因定位在第6染色体的编码淀粉合酶IIa(SSⅡa)的alk基因位点。SSⅡa基因的若干功能性单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphisms, SNPs)与GT和支链淀粉结构有关。这些SNPs已经用于标记辅助育种来改良稻米品质。提出了通过SSⅡa控制高或低GT的分子机理。     

小麦骨干亲本碧蚂4号的基因组特异位点及其在衍生后代中的传递

为探讨小麦骨干亲本碧蚂4号的遗传构成及其特异位点在衍生后代中的传递特点,利用覆盖小麦全基因组的1239个SSR、EST-SSR和STS标记对碧蚂4号子一代衍生品种(系)的4个亲本进行标记筛选,获得33个特异标记可用于76份碧蚂4号衍生材料的分析。在子一代和子二代材料中,除标记Xgwm577外的32个标记均能扩增出碧蚂4号特异带,且分别有8个和10个标记位点的传递频率大于50%;在子三代和子四代材料中能扩增出碧蚂4号特异带的标记分别有29个和20个,传递频率大于50%的标记位点分别有8个和4个;Xgwm261、Xedm80、SWES222和CFE223在4个世代中的传递频率都保持在50%以上;有18个标记位点对衍生品种(系)的遗传贡献率大于25%;推测这些基因组位点及其附近的染色体区域可能是被育种家强烈选择的部分,碧蚂4号含有一些特殊的与重要农艺性状相关的基因组位点/区段,可能是其成为骨干亲本的遗传基础。     

双列杂交设计的主-微位点组遗传分析方法研究

数量性状遗传研究通常以双亲本杂交后代为对象,而作物育种中常涉及多个具有优良性状的亲本作为有利基因的供体,因此有必要研究多个材料间的遗传关系,以便从中选择最佳亲本组合,这对杂种品种选育尤其重要。本研究在以往位点组分析方法的基础上,将其扩展为主基因＋多基因遗传模型框架下双列杂交设计的主－微位点组遗传分析方法,将微位点组从原来的剩余部分中分离出来。该方法针对双列杂交设计的主位点组和微位点组及其与环境互作的统计遗传模型提出了主位点组检测与效应估计和微位点组效应估计的逐步选入回归法;因模拟实验发现逐步选入回归法的F测验有偏,提出了F测验的调整方法。利用模拟方法评估了遗传率、主位点组个数、增效基因型频率、主位点组间相似性和微基因效应等因素与方法功效的关系。然后通过模拟实验数据和油菜实际试验数据的分析验证了所提方法的应用效果。本研究建立的双列杂交设计的主－微位点组遗传分析方法为杂种品种的亲本选配提供了方法和理论依据。     

碱胁迫下粳稻幼苗前期耐碱性的数量性状基因座检测

以粳粳交“高产106/长白9号”F_2:3代200个家系为作图群体, 在0.15% Na₂CO₃溶液的碱性胁迫下, 进行了水稻耐碱性鉴定, 并以SSR标记构建的分子连锁图谱为基础, 对水稻幼苗前期的根数、根长和苗高及其相对碱害率进行了数量性状基因座(QTLs)的检测。结果表明, 上述性状在F₃家系群中均表现为具有1~2个峰的连续分布, 认为由主效基因和微效基因共同控制的数量性状。共检测到与碱胁迫下幼苗前期根数、根长和苗高及其相对碱害率相关的QTL 26个, 分布于第1、5、6、7、8、9和11染色体上。其中, 碱胁迫下与根数相关的QTL 4个, qRN6-1和qRN11对表型变异的解释率较大, 分别为29.91%和13.42%;与根数相对碱害率相关的QTL 5个, qRRN11-2对表型变异的解释率较大, 为23.86%;与根长相关的QTL 6个, qRRL11-2对表型变异的解释率较大, 为21.06%;与根长相对碱害率相关的QTL 2个, 但对表型变异的解释率均较低;与苗高相关的QTL 5个, qSH1和qSH11-2对表型变异的解释率较大, 分别为15.81%和16.53%;与苗高相对碱害率相关的QTL 4个, qRSH5和qRSH6-2对表型变异的解释率分别为29.89%和34.63%。而这些解释率较大的QTL所处的标记区间距离, 除qRN6-1相对较小(19.0 cM)外, 其余QTL的标记区间距离均大于26.3 cM, 需作进一步的精细定位。在所检测到的QTL中, 13个QTL的增效等位基因均来自耐碱亲本长白9号, 而其余QTL的增效等位基因来自敏碱亲本高产106;基因的主要作用方式为超显性或部分显性。     

水分胁迫下水稻叶片相关生理性状的QTL定位

利用籼稻品种IR64和粳稻品种Azucena杂交产生的包含96个加倍单倍体株系的群体．在分蘖期用10％PEG一6000模拟水分胁迫处理7d,测定了叶片叶绿素含量、气孔阻力、叶温和含水量,利用285个分子标记构建的遗传连锁图谱,共检测到与抗旱性相关的4个生理指标的6个加性QTL和6对上位性QTL。