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。     

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D¨1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D1¨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D1¨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.     

水稻显性早熟材料D64B的发现、遗传分析和分子标记定位

D64B是从籼型杂交稻保持系D63B中发现的一个无色早熟突变株。用不育系、保持系、恢复系以及早稳型水稻品种与之杂交,F1的抽穗期多数与早熟亲本D64B相同或相近,部分偏向早熟亲本。这些结果表明D64B具有显性早熟特性。将D64B在海南陵水短日照和温江长日照下分期种植,观察到两地点因生长发育期间温度变化引起的抽穗期的变化的程度是一致的,并且在一定范围内随着生长发育期间温度升高,D64B抽穗缩短,可知D64B不感光,感温性中等。种植D64B与蜀恢527的正反交F2和回交一代BC1,三者的抽穗期均呈双峰分布,并且峰谷处于同一位置,以峰谷值103d为转折点进行分组,早熟与迟熟植株的分离比经x^2检验分别符合3：1和1：1,表明D64B的早熟特性主要受一对显性早熟核基因控制。用356对微卫星引物对亲本D64B和蜀恢527进行多态性分析,并用多态性引物扩增蜀恢527／D64B的F2早熟和迟熟近等基因池,找到多态引物RM279,进一步用RM279附近的微卫星引物扩增F2早熟和迟熟近等基因池、迟熟植株,筛到多态性引物RM71。用MAPMAKER／EXP3．0软件分析,将该早熟基因定位于第2染色体的短臂端,位于RM179和RM71之间,遗传距离分别为12．6cM和13．3cM,该基因拟名EF-3(t)。在育种实践中用D64B育成早熟不育系D64A。     

水稻苗期低温失绿的遗传分析及基因定位

在早季低温条件下, 籼稻品种Dular的幼苗表现出白化失绿, 而粳稻品种Lemont幼苗表现正常绿色。以Lemont和Dular作亲本构建一个F2群体,通过该群体在早季低温条件下性状的表现,发现Lemont和Dular苗期耐冷性的差异受单个主基因控制,低温下白化失绿等位基因为隐性。将该基因暂时命名为cisc(t)。利用该F2群体,采用集团分离分析(BSA)法将cisc(t)定位在9号染色体上。经过对F2群体中100个典型的白化单株的简单序列长度多态性分析,将该基因定位在5.5 cM的区间内,分别与微卫星标记RM257和RM242相距3.9 cM和1.6 cM。     

一个控制水稻籽粒长度主效基因--Lk-4(t)的BC2F2群体定位及其遗传效应分析

水稻籽粒大小和形状是影响稻米外观品质和产量的重要影响因素,对控制这些性状基因的定位和克隆有助于弄清籽粒大小基因的表达模式和相应的代谢系统,最终实现该性状的自由调控。运用SSR和CAPs标记对来源于蜀恢527//蜀恢527／小粒回交组合BC2F2群体800隐性长粒单株进行分析,定位了一个控制水稻籽粒长短的基因,Lk-4（t）。对F2和BC2F2群体籽粒大小形状和千粒重的遗传分析表明,回交能将大部分对目的基因效应具有干扰修饰作用的微效基因多态性除去,从而有利于对目的基因型的准确鉴定;在F2和BC2F2群体中只发现两类籽粒长短表现型,即短粒和长粒,并且二者分离比例符合3：1的典型一对等位基因分离比例。这说明群体中籽粒长短变异是受一对基因控制。通过对BC2F2群体中隐性（长粒）单株进行分子标记分析,将这个控制籽粒长短的主效基因定位在3个CAPs标记,P1-EcoRV,P2-SacⅠ和P3-MboⅠ附近。连锁分析表明,Lk-4（t）位于水稻第3染色体着丝粒附近,离标记P1-EcoRⅤ和P2-SacⅠ分别有0．90cM和0．50cM的距离。     

水稻红米的遗传分析与组织学研究

用来源于倍加单倍体的红米水稻（rdh）与无色米水稻做正反交,结果表明：杂种F1种子颜色由其所着生的母体植株基因型决定.当rdh作母本时,所结下的F1种子全是红色,当蜀恢527,蜀恢168,蜀恢368三个具有无色颖果皮（简称无色米）水稻作母本时,所结下的F1种子全是无色的.而且不管母本有没有颜色,所产生的F2种子都是红色,F3代产生红色种子与无色种子的单株分离,而且红色种子的单株对无色种子的单株是3：1（1%水平达极显著）,根据杂种F1、F2和F3代种子颜色和植株分离比例,rdh种子红色表现型是由单显性基因控制的,并受母性影响.组织学研究发现rdh颖果皮有3个基本的结构层：果皮、种皮和糊粉层.果皮是类黄酮色素累积的部位,红色色素就在果皮层累积.在未成熟的种子中,种皮是累积叶绿素的部位,在成熟种子中叶绿素消失.在未成熟的种子中,糊粉层白色.显微镜分析灌浆期的rdh种子不显红色,而显绿色,绿色来自于种皮,果皮无色透明.风干期的rdh种子显示：红色色素在果皮层累积,同期种皮的绿色清晰可见.rdh成熟种子红色色素急剧增加,同期绿色渐渐消失,最后肉眼观测不到.组织切片显示种子外皮中,果皮是最厚的一层,糊粉层次之,种皮最薄.果皮外层由4列较小的长方形细胞构成,里层由5～8列不规则的细胞构成.种皮由3列薄壁细胞构成.糊粉层由5～8列椭圆形细胞构成.色素累积的发育时间实验显示红色的沉积是从种子风干期开始到完全成熟期为止.在蜀恢527无色种子中,绿色色素从受精后开始积累,到风干期达到最深;然后绿色开始变浅,成熟种子中没有绿色.比较而言,rdh种子在发育早期,从灌浆到风干期呈现的颜色与蜀恢527相同,均是绿色;但从风干期开始,较多的红色色素开始累积,到种子接近成熟,红色仍在加深,这时种皮的绿色还隐约可见;直到种子完全成熟,红色达到最深,同时绿色渐渐消失.     

两系杂交小麦恢复系MR168抗条锈病基因遗传分析及分子标记定位

小麦条锈病是影响杂交小麦普及推广的重要因素。文章利用基因推导法和SSR分子标记技术,研究了温光型两系杂交小麦恢复系MR168的抗条锈性遗传规律及其控制基因染色体位置。结果表明,MR168对CY29、CY31、CY32、CY33等条锈菌生理小种表现高抗至免疫;对SY95-71/MR168杂交组合的正反交F1、BC1、F2和F3群体分单株接种鉴定显示,MR168对CY32号小种的抗性受1对显性核基因控制,该抗病基因来源于春小麦品种辽春10号。利用集群分离分析法(Bulked segregant analysis,BSA)和简单重复序列(Simple sequence repeat,SSR)分子标记分析抗病亲本MR168、感病亲本SY95-71及183个F2代单株,发现了与MR168抗条锈病基因连锁的5个微卫星标记Xgwm273、Xgwm18、Xbarc187、Xwmc269、Xwmc406,并将该基因初步定位在1BS着丝粒附近,暂命名为YrMR168;构建了包含YrMR168的SSR标记遗传图谱,距离YrMR168最近的两个微卫星位点是Xgwm18和Xbarc187,遗传距离分别为1.9 cM和2.4 cM,这两个微卫星标记可用于杂交小麦抗条锈病分子标记辅助育种。     

一个新的水稻小粒矮秆基因的分子标记定位及效应分析

从水稻(Oryza safjva L．)半矮秆品种蜀恢I62中发现一份小粒矮秆突变体“I62d”。对I62d与4个半矮秆品种杂交F1和F2代的遗传分析表明,I62d的矮生性由一对隐性基因控制。以II-32B／162d F2代作定位群体,用分子标记将I62d突变基凶定位丁水稻第3染色体短臂,该基因与微卫星标记RM218和RMI57之间的遗传距离分别为3．5cM和10．0cM。同时,利用近等基因系分析了该基因的表型效应,结果表明它可使株高降为正常高度的1／4左右,籽粒降为正常大小的1／4左右,并使叶片显著缩短、加宽,结实率显著降低。我们认为162d突变基因是一个新的水稻小粒矮秆某因,暂命名为dI62(t）。     

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。     

黄瓜霜霉病抗病基因的RAPD及SCAR标记

以感霜霉病黄瓜L18-10-2和抗霜霉病黄瓜129为亲本构建F2代分离群体,以F3代植株霜霉病抗性鉴定表示F2代各单株抗病性并得以区分各单株杂合或纯合感病性,采用RAPD技术和转SCAR的方法筛选黄瓜抗霜霉病基因分子标记.结果显示,在318条RAPD引物中有18条引物表现出两亲本间多态性,其中引物P18的SB-SP18561扩增片段与霜霉病抗病基因之间紧密连锁,根据交换率和Kosambi函数公式计算其遗传距离为7.85 cM.回收SBSP18561片段并克隆和测序,其准确长度为561 bp.将该RAPD标记转换为SCAR标记,长度为494 bp,命名为SSBSP18494.     

Genetic Analysis and Gene Mapping of Purple Stigma in Rice

A new double-haploid (rdh) rice plant with purple stigma and red seeds was discovered by tissue culture. Genetic analysis suggested that the trait of rdh purple stigma was controlled by a pair of dominant gene. Polymorphic analysis of microsatellite markers demonstrated that the purple stigma gene of rdh was located on rice chromosome 6 at 4.2 cM, 0.35 cM and 0.53 cM from microsatellite markers RM276, RM253 and RM111, respectively. It was believed that the purple stigma gene of rdh was the first mapped purple stigma gene on rice chromosome 6. This purple stigma gene was designated tentatively as Ps-4.     

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”。     

Molecular mapping of two semidwarf genes in an indica rice variety Aitaiyin3 (Oryza sativa L.)

Genetic analysis established that Aitaiyin3,a dwarf rice variety derived from a semidwarf cultivar Taiyin1,carries two recessive semidwarf genes.By using simple sequence repeat(SSR)markers,we mapped the two semidwarf genes,sd-1 and sd-t2 on chromosomes 1 and 4,respectively.Sd-t2 was thus named because the semidrawf gene sd-t has already been identified from Aitaiyin 2 whose origin could be traced back to Taivin1.The result of the molecular mappingof sd-1 gene revealed it is linked to four SSR markers found on chromosome 1.These markers are:RM297,RM302,RM212,and OSR3 spaced at 4.7 cM,0 cM,0.8cM and 0 cM,respectively.Sd-t2 was found to be located on chromosome 4 using five SSR markers:two markers,SSR332 and RM1305 located proximal to sd-t2 are spaced 11.6 cM,3.8 cM,respectively,while the three distally located primers,RM5633,RM307,and RM401 are separated by distances of 0.4 cM,0.0 cM,and 0.4 cM,respectively.     

Molecular mapping of the ge s gene controlling the super-giant embryo character in rice (Oryza sativa L.)

The giant-embryo character is useful for quality improvement in rice. Three alleles controlling embryo size have been reported at the ge locus. Based on trisomic analysis, this locus is known to reside on chromosome 7. The objective of the present study was to identify linkage between molecular markers and the ge ^s gene using an existing molecular map of rice and an F₂ population derived from Hwacheongbyeo-ge ^s (super-giant embryo)/Milyang 23. The bulked-segregant method was used to screen 38 RFLPs and two microsatellite markers from rice chromosome 7. RZ395 and CDO497 flanked the ge ^s gene, at 2.4 cM and 3.4 cM, respectively. The two microsatellite markers, RM18 and RM10, were linked with ge ^s at 7.7 cM and 9.6 cM, respectively. The availability of molecular markers will facilitate selection of this grain character in a breeding program and provide the foundation for map-based gene isolation.     

水稻(Oryza sativa L.)苗期低温白化突变体al12的超微结构与基因定位

水稻苗期低温白化突变是水稻在发育早期对低温胁迫的一种适应性,是一种受发育和温度控制的条件表达,它与其他水稻白化突变有本质的不同.本研究利用便携式叶绿素测量仪测定了白化时期植株的叶绿素含量和用透射电镜观察了叶绿体的结构变化.结果发现叶绿素平均含量仅为1.2(SPAD),而叶绿体也不能正常发育仅有囊泡状结构.通过与9311的正反交实验及子代的分离表现证明该性状受一个隐性核基因的控制.另外利用SSR分子标记技术将该基因定位在第8染色体上,两侧最近的SSR标记RM5068和RM3702分别距基因0.5～1.1 cM和4.9 cM,基因被定位在约6个cM的区间内.我们将该基因暂时命名为al12.     

Ultrastructure and Gene Mapping of the Albino Mutant al12 in Rice (Oryza sativa L.)

Seedling albino mutation resistant to low temperature is an adaptability of rice (Oryza sativa L.) to cold. The mutant, a conditional expression controlled by development and temperature, differs from other albino mutants. The chlorophyll content of the mutant was measured using a portable chlorophyll meter, and the ultrastructure of the chloroplast was observed using a transmission electron microscope. Chlorophyll content was 1.2 SPAD, and the chloroplast did not develop, with only small vesicle-like structures. A segregation analysis of the reciprocal crosses between the albino mutation line with the rice line 9311 demonstrated that the albino trait was controlled by a single recessive gene, which was flanked by SSR markers RM5068 and RM3702 on the short arm of chromosome 8 with a distance of 0.5-1.1 cM and 4.9 cM, respectively. This gene was mapped within a 6 cM interval region and was tentatively referred to as al12.     

Molecular mapping of two semidwarf genes in an indica rice variety Aitaiyin3 (Oryza sativa L.)

Genetic analysis established that Aitaiyin3, a dwarf rice variety derived from a semidwarf cultivar Taiyin1, carries two recessive semidwarf genes. By using simple sequence repeat (SSR) markers, we mapped the two semidwarf genes, sd-1 and sd-t2 on chromosomes 1 and 4, respectively. Sd-t2 was thus named because the semidrawf gene sd-t has already been identified from Aitaiyin 2 whose origin could be traced back to Taiyin1. The result of the molecular mapping of sd-1 gene revealed it is linked to four SSR markers found on chromosome 1. These markers are: RM297, RM302, RM212, and OSR3 spaced at 4.7 cM, 0 cM, 0.8cM and 0 cM, respectively. Sd-t2 was found to be located on chromosome 4 using five SSR markers: two markers, SSR332 and RM1305 located proximal to sd-t2 are spaced 11.6 cM, 3.8 cM, respectively, while the three distally located primers, RM5633, RM307, and RM401 are separated by distances of 0.4 cM, 0.0 cM, and 0.4 cM, respectively. __________ Translated from Acta Genetica Sinica, 2005, 32 (2) [译自: 遗传学报, 2005,32(2)]