水稻籼粳交F2、F6群体遗传连锁图谱的比较分析

以部分基因组和全基因组测序水稻籼稻(O sativa L. indica)品种“培矮64S”(Pei’ai 64S♀)和粳稻(O sativa L. japonica)品种“日本晴”(Nipponbare♂)为构图亲本, 选取F2代180个株系为作图群体, 构建含138个微卫星位点的水稻遗传连锁图谱, 覆盖基因组2 046.2 cM, 平均图距17.1 cM, 即F2 图谱; 采用单粒传法获得F2:6 代330个株系, 用相同的多态性标记分析F6群体, 构建含92个标记连锁图谱, 覆盖基因组2 563.5 cM, 平均图距27.86 cM, 即F6图谱; F2、F6图谱在连锁群数、定位标记数、标记的位置顺序、遗传图距、平均图距等方面发生了较大变化, 并对产生这些差异的原因进行了初步分析。     

水稻籽粒γ-氨基丁酸含量的QTL定位分析

本研究以低含量γ-氨基丁酸的宁农黑粳为母本,高含量γ-氨基丁酸的高粱稻-1为父本,构建F2群体,获得了216个F2单株。利用130个SSR标记构建了一张F2群体的SSR标记连锁图谱,覆盖基因组长度为2406.9 cM,连锁群长度在129.5～360.7 cM之间,标记间的平均距离为18.5 cM,并进一步开展控制水稻γ-氨基丁酸含量的QTL定位研究。结果表明:共检测到7个QTL位点,分别位于第8号和第9号染色体上,其中qGABA8-2、qGABA8-3、qGABA9-1的贡献率依次为10%、11%和9%。对3个贡献率大的QTL位点进行复合区间作图,当LRS为25.6时,在RM342～RM515处可能存在较为可靠的QTL,初步将qGABA8定位在标记RM342与RM515之间的326 kb区间内。利用InDel标记对目标区间加密,将该区间进一步缩小到183 kb区间内,位于标记RM342和G121之间。本研究结果可进一步通过构建次级群体对该基因进行精细定位及图位克隆,同时,研究中筛选出的SSR标记和设计的InDel标记可快速筛选水稻育种材料中富γ-氨基丁酸的基因型,加快育种进程。     

用AFLP标记快速构建遗传连锁图谱并定位一个新基因tms5

报导了一个分子标记连锁图的快速构建方法.通过对水稻(Oryza sativa L.)"安农S-1"和"南京11"的F2分离群体的AFLP分析找到了142个AFLP标记,用这142个AFLP标记以及已定位的25个SSR标记和5个RFLP标记构建了水稻12个染色体的分子标记连锁图,该图覆盖水稻基因组的1 537.4 cM,相邻标记间的平均间距为9.0 cM,这是在国内建立的第一张AFLP标记连锁图.在建立连锁图谱的同时把一个新基因tms5 (水稻温敏核不育基因)定位在第2染色体上.     

水稻ILP标记遗传图谱的构建

内含子长度多态性(ILP)是一种基于PCR的新型分子标记, 具有许多突出的优点。我们先前利用已公布的籼稻品种93-11和粳稻品种日本晴的基因组序列数据, 已开发了172个水稻ILP标记。为了检验这些ILP标记的可靠性及其在遗传作图中的可用性, 利用一个BC1F1(日本晴/93-11//日本晴)群体, 构建了一张含172个ILP标记座位和13个SSR标记座位的水稻遗传图谱, 总长度为1 905.7 cM。比较显示, 图谱上所有标记的顺序与其物理顺序完全一致, 证明了利用ILP标记进行遗传作图的可行性和有效性。文中还对标记偏分离现象进行了分析, 发现在第6号染色体短臂上存在一个严重偏分离的区域。     

用AFLP标记快速构建遗传连锁图谱并定位一个新基因tms5

报导了一个分子标记连锁图的快速构建方法。通过对水稻(Oryza sativa L．)“安农S-1”和“南京11”的F2分离群体的AFLP分析找到了142个AFLP标记,用这142个AFLP标记以及已定位的25个SSR标记和5个RFIP标记构建了水稻12个染色体的分子标记连锁图,该图覆盖水稻基因组的1537．4cM,相邻标记间的平均间距为9．0cM,这是在国内建立的第一张AFLP标记连锁图。在建立连锁图谱的同时把一个新基因tms5(水稻温敏核不育基因)定位在第2染色体上。     

70个水稻微卫星标记染色体位置的更正

微卫星标记(SSR)因其操作简单和稳定可靠的特点而成为一种重要的分子标记,被广泛应用于遗传作图和种质鉴定等方面。但其在染色体上位置的正确性将直接影响到基因定位的正确性和后续研究的方向。利用美国国家生物信息技术中心(NCBI)网站的Blast程序,将2740个SSR标记的前后引物序列与水稻粳稻品种日本晴基因组进行比对,共发现70个标记位于另一条染色体,对这70个标记重新锚定的染色体进行了更正。这将有助于今后水稻分子标记遗传连锁图的正确构建。     

一个水稻卷叶主效QTL的定位及其物理图谱的构建

以水稻平展叶品种奇妙香和中度卷叶品种91SP068组合的F2无性系群体为定位群体,利用微卫星标记(SSR)对卷叶基因进行定位。在第5染色体长臂上定位到1个卷叶主效QTLS(rl8),它来自亲本91SP068,两侧标记为RM6954和RM6841,标记间的遗传距离为3．8cM,rl8距RM6954 1．0cM。所估计的加性效应和显性效应两年间均有所不同,2002年和2003年通过复合区间作图法所估计的加性效应分别为9．61和6．23,显性效应分别为-1．19和-4．44,两年间对表型的贡献率变化在20％～33％。同时,构建了覆盖该QTL区间的物理图谱,两标记间的物理距离为542kb,遗传距离和物理距离之比为144kb／cM。     

一个水稻显性高秆突变体的遗传分析和基因定位

从水稻(Oryza sativa L.)的两个半矮秆籼稻品种6442S-7和蜀恢881杂交F2代群体中发现一个高秆突变体D111,其株高和秆长分别比亲本蜀恢881增加63.0%和87.0%。用205个微卫星标记分析D111及其原始亲本6442S-7和蜀恢881之间的基因组DNA多态性,结果未发现D111具有2个原始亲本都没有的新带型,证明D111的确是6442S-7和蜀恢881的杂交后代发生基因突变产生的。将D111分别与蜀恢881、蜀恢527、明恢63、9311、IR68、G46B等6个半矮秆品种和高秆对照品种南京6号杂交,分析F1和F2代株高的遗传行为,结果表明D111的高秆性状由一对显性基因控制,且该基因与南京6号的高秆基因紧密连锁或等位。以蜀恢527/D111 F2群体为定位群体,运用微卫星标记将D111显性高秆突变基因定位于水稻第一染色体长臂,与RM212、RM302和RM472的遗传距离分别是27.7 cM、25.5 cM和6.0 cM,该基因暂命名为LC(t)。认为D111是首例从半矮秆品种自然突变产生的水稻显性高秆突变体,LC(t)为首次定位的水稻显性高秆突变基因。此外,将上述基因定位结果与Causse等(1994)和Temnykh等(2000; 2001)发表的水稻分子连锁图谱进行比较,发现LC(t)基因恰巧位于与水稻“绿色革命基因”sd1相同或十分相近的染色体区域,因此,还就LC(t)基因与sd1基因之间的可能关系进行了讨论。     

水稻抗白叶枯病基因Xa12区间连锁图的构建

利用SSR标记对143株Java14/珍珠矮F₂随机群体进行分析,构建了水稻第4染色体上抗白叶枯病基因Xa12高饱和度的SSR标记区间连锁图。该分子图谱整合了SSR标记RM349、RM348、RM255、MRG4611,为进一步利用SSR标记在Java14/珍珠矮F₂群体中精细定位Xa12以及克隆该基因奠定了基础。     

水稻子粒硒含量的遗传及QTL检测

富硒功能水稻具有富硒、优质、保健、防病、安全等特点,已成为当前研究的热点。子粒硒含量的QTL定位对研究富硒功能水稻的遗传育种具有重要的意义。以籼稻亲本奉新红米和明恢100杂交的145个株系的F2群体构建遗传连锁图谱,图谱拟合92个SSR标记位点,覆盖水稻基因组2187.5 cM,标记间平均遗传距离为23.7 cM,占水稻全基因组的49.2%。采用复合区间作图法,对水稻子粒硒含量进行QTL分析,在第5染色体上共检测到2个新的水稻子粒硒的QTL,对表型变异的贡献率分别为6.39%、8.01%。     

Construction of a Microsatellite Linkage Map with Two Sequenced Rice Varieties

Based on the successful development of new microsatellite markers from the data of two whole-sequenced rice varieties, japonica variety Nipponbare and indica variety 9311, an F₂ population of 90 lines, which was derived from a single cross between Nipponbare and 9311, was applied to construct a genetic linkage framework map. The map covered 2 455.7 cM of total genomic length, and consisted of 152 simple sequence repeats (SSRs) loci including 46 pairs of new SSR primers developed by our research institute. The average genetic distance between two markers was 16.16 cM. In addition, markers RM345 and RM494, which have not been mapped on the Temnykh's map et al. (2001) were anchored on the sixth chromosome of this map. We compared this research with maps of Temnykh et al.(2001) and LAN et al. (2003) regarding the aspects of type and size of population, type and quantity of markers, and the marker arrangement order on chromosome, etc. Results indicated that the similarity of marker linear alignment was 93.81% between this map and T-map, Finally, the important significance of using sequenced rice varieties to construct linkage map was also discussed.     

基于CSSL的水稻抽穗期QTL定位及遗传分析

抽穗期是水稻（Oryza sativa）品种的重要农艺性状之一,适宜的抽穗期是获得理想产量的前提。鉴定和定位水稻抽穗期基因/QTL,分析其遗传效应对改良水稻抽穗期至关重要。以籼稻品种9311（Oryzasativa ssp.indica‘Yangdao 6’）为受体,粳稻品种日本晴（Oryza sativa ssp.japonica‘Nipponbare’）为供体构建的94个染色体片段置换系群体为材料,以P≤0.01为阈值,对置换片段上的抽穗期QTL进行了鉴定。采用代换作图法共定位了4个控制水稻抽穗期的QTL,分别位于第3、第4、第5和第8染色体;QTL的加性效应值变化范围为–6.4––2.7,加性效应百分率变化范围为–6.4%––2.7%;qHD-3和qHD-8加性效应值较大,表现主效基因特征。为了进一步定位qHD-3和qHD-8,在目标区域加密16对SSR引物,qHD-3和qHD-8分别被界定在第3染色体RM3166–RM16206之间及第8染色体RM4085–RM8271之间,其遗传距离分别为13.9cM和6.4cM。研究结果为利用分子标记辅助选择改良水稻抽穗期奠定了基础。     

基于CSSL的水稻抽穗期QTL定位及遗传分析

抽穗期是水稻(Oryza sativa)品种的重要农艺性状之一, 适宜的抽穗期是获得理想产量的前提。鉴定和定位水稻抽穗期基因/QTL, 分析其遗传效应对改良水稻抽穗期至关重要。以籼稻品种9311(Oryza sativa ssp. indica ‘Yangdao 6’)为受体,粳稻品种日本晴(Oryza sativa ssp. japonica ‘Nipponbare’)为供体构建的94个染色体片段置换系群体为材料, 以P≤0.01为阈值, 对置换片段上的抽穗期QTL进行了鉴定。采用代换作图法共定位了4个控制水稻抽穗期的QTL, 分别位于第3、第4、第5和第8染色体; QTL的加性效应值变化范围为–6.4 – –2.7, 加性效应百分率变化范围为–6.4%– –2.7%; qHD-3和qHD-8加性效应值较大, 表现主效基因特征。为了进一步定位qHD-3和qHD-8, 在目标区域加密16对SSR引物, qHD-3和qHD-8分别被界定在第3染色体RM3166–RM16206之间及第8染色体RM4085-RM8271之间, 其遗传距离分别为13.9 cM和6.4 cM。研究结果为利用分子标记辅助选择改良水稻抽穗期奠定了基础。     

基于CSSL的高密度物理图谱定位水稻分蘖角度QTL

对以籼稻9311为遗传背景携带粳稻日本晴基因组的染色体片段置换系（CSSL）的遗传图谱进行分子标记加密,构建了含250个多态标记的高密度物理图谱。以119个CSSLs为材料,P≤0.001为阈值,筛选到分蘖角度与受体亲本9311差异极显著的10个系。结合物理图谱和代换作图方法,共鉴定出5个分蘖角度QTL,其中qTA11的加性效应表现为增效作用,来源于9311的等位基因;其余4个QTL的加性效应为减效作用,均来源于日本晴的等位基因。qTA6-1和qTA6-2分别被定位于第6染色体RM253–RM527之间的3.55Mb区段和RM3139–RM494的1.65Mb区间;qTA9被定位于第9染色体RM257–RM189之间的3.40Mb区段;qTA10被定位在第10染色体RM222–S10-1之间的2.10Mb区段;qTA11被定位于第11染色体RM1761–RM4504之间的3.30Mb区间。以上研究结果为水稻分蘖角度QTL的精细定位和株型育种提供了依据。     

萍乡显性核不育水稻育性相关基因的定位和遗传分析

萍乡显性核不育水稻(Pingxiang Dominant Genic Male Sterile Rice,PDGMSR)是在水稻中首次发现的显性核不育材料,其育性由两对显性基因互作控制,一对是萍乡显性核不育基因Ms-p,另一对是显性上位恢复基因(dominant epistatic fertility restorer gene,Rfe)。两者共同存在时显性上位恢复基因能抑制不育基因的表达,从而使育性表现可育。本实验用一个对萍乡显性核不育水稻有恢复能力的水稻品种E823与萍乡显性核不育水稻配制杂交组合,将(萍乡核不育水稻/E823)F2作为定位群体,根据F3株系的育性分离,选择育性分离株系对应F2单株(基因型为Ms-pMs-pRefrfe和Ms-pms-pRferfe)构建可育池,用对应F2株系中的不育单株(基因型为Ms-pMs-prferfe或Ms-pms-prferfe)构建不育池,将显性上位恢复基因Rfe定位在水稻10染色体RM311和RM3152一侧,遗传距离分别为7.9cM和3.6cM。根据已有的Ms-p的定位结果,合成10染色体部分微卫星引物,对不育单株进行分析,发现RM171和RM6745位于Ms-p的两侧,距离分别为0.3cM和3.0cM。根据10染色体的测序结果,将Ms-p界定在约730kb的范围内,并构建了Ms-p的电子重叠群。植物显性核不育的育性恢复机理存在“复等位基因”和“显性上位互作”两种假说,贺浩华等用经典的遗传学方法证明了萍乡显性核不育水稻育性恢复的遗传机理属于“显性上位互作”。理论上认为,确定其遗传机理最为有效的方法是基因定位,如果不育基因和恢复基因位于同一位点,则其遗传机理属于“复等位基因”,否则为“显性上位互作”。本实验将不育基因和恢复基因定位在水稻10染色体不同的位点,用基因定位的方法证实了萍乡显性核不育水稻育性恢复的遗传机理属于“显性上位互作”。     

利用染色体片段置换系定位水稻落粒性主效QTL

水稻落粒性是与其生产密切相关的重要性状之一。以7个染色体片段置换系为材料, 采用重叠群代换作图法对控制落粒性的2个主效QTL进行定位。结果表明, 104个SSR标记在亲本间具有多态性, 多态率为68.0%; 4个置换系的落粒性与亲本日本晴的落粒性相似, 表现难落粒。3个置换系与亲本93-11的落粒性相似, 表现易落粒; 7个染色体片段置换系在第1和第6染色体上检出7个置换片段, 其长度分别为23.6、16.5、 6.6、 9.9、 10.4、 20.2和7.1 cM; qSH-1-1被定位在第1染色体RM472－RM1387之间, 遗传距离约为6.6 cM。qSH-6-1为新发现的落粒性主效QTL, 被定位在第6染色体RM6782－RM3430之间,遗传距离约为4.2 cM。利用染色体片段置换系能准确地定位水稻落粒性QTL, qSH-1-1与qSH-6-1的鉴定和初步定位为其进一步的精细定位、图位克隆及分子标记辅助选择奠定了基础。     

利用染色体片段置换系定位水稻落粒性主效QTL

水稻落粒性是与其生产密切相关的重要性状之一。以7个染色体片段置换系为材料,采用重叠群代换作图法对控制落粒性的2个主效QTL进行定位。结果表明,104个SSR标记在亲本间具有多态性,多态率为68.0%;4个置换系的落粒性与亲本日本晴的落粒性相似,表现难落粒。3个置换系与亲本93-11的落粒性相似,表现易落粒;7个染色体片段置换系在第1和第6染色体上检出7个置换片段,其长度分别为23.6、16.5、6.6、9.9、10.4、20.2和7.1 cM;qSH-1-1被定位在第1染色体RM472-RM1387之间,遗传距离约为6.6 cM。qSH-6-1为新发现的落粒性主效QTL,被定位在第6染色体RM6782-RM3430之间,遗传距离约为4.2 cM。利用染色体片段置换系能准确地定位水稻落粒性QTL,qSH-1-1与qSH-6-1的鉴定和初步定位为其进一步的精细定位、图位克隆及分子标记辅助选择奠定了基础。