一个新的水稻矮秆突变体的遗传分析和基因定位

新的水稻矮秆基因的发掘,对深入研究植物株高的调控途径及株型育种有非常重要的作用。我们报道了从日本特早熟粳稻品种Kitaake的组织培养后代获得的一个矮秆突变体dm,该突变体植株细小,紧凑,机械强度降低,结实率下降,籽粒变窄,千粒重降低等。利用分离群体中的矮秆株,最终将目标基因定位在第4染色体长臂末端InDel标记EL-72和L-1之间,物理距离为168 Kb的区间内,该区间内无已报道的水稻矮秆基因,该基因可能是一个尚未被克隆的新的株高决定基因。     

水稻无内稃突变体的遗传分析和基因定位

花器官发育异常的突变体是研究植物花发育分子遗传机制的良好实验材料,以水稻无内稃突变体为父本,生47、N625和CDR22为母本配制杂交组合进行性状遗传分析,根据F2代表型及X^2测验结果表明,突变性状是由单隐性基因控制的,选用突变体为父本,生47为母本杂交的F2群体作定位群体,利用SSLP标记的和RFLP标记将与突变性状相关的基因定位在第6染色体短臂上RFLP标记C498和RZ450之间,暂定名为npa-1。为进一步的基因克隆及功能研究奠定了基础。     

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.     

水稻短根突变体Osksr6的遗传分析和基因定位

该研究对从甲基磺酸乙酯(EMS)诱变的水稻突变体库中筛选到的一个短根突变体Osksr6(Oryza sativa kasalath short root 6)进行了表型鉴定、遗传分析与基因定位。结果表明:(1)生长7d的突变体Osksr6与野生型相比,株高与不定根数量差异不明显,但主根变短61.98%、不定根变短46.42%,侧根的发生与根毛的伸长也受不同程度抑制;成熟期的Osksr6分蘖数明显减少,总穗长与结实率均较野生型差。(2)遗传分析结果显示,突变体Osksr6的短根性状受1对隐性基因控制。(3)利用图位克隆技术,将突变基因OsKSR6定位于3号染色体InDel标记28420k和28880k之间,物理距离约460kb,该区间没有已报道的与根系发育相关的基因。该研究为进一步研究水稻根系生长的分子机理奠定了基础。     

水稻散状穗突变体sp的遗传分析及基因初定位

水稻(Oryza sativa)是我国最主要的粮食作物之一, 其穗部形态直接影响着水稻产量和稻米品质。在秋光和七山占构建的重组自交系群体中发现了1个散穗突变体材料sp (spreading panicle), 田间表现为穗部一次枝梗向外延伸, 与穗轴夹角增大, 且向四周散开, 故暂命名为散穗突变体sp。与野生型相比, 突变体sp穗重、每穗粒重、千粒重、粒宽以及粒厚均极显著减少, 推测SP可能是1个参与调控穗部形态建成和颖花发育的基因。遗传分析表明, 该性状受1个显性核基因控制。利用sp与02428构建的F₂群体进行基因定位, 将该基因定位在4号染色体长臂端, 位于E3和RM17578之间的62.9 kb区域内。该结果将为SP基因的图位克隆和揭示其作用机理奠定基础。     

一个玉米矮秆突变体K123d的遗传鉴定

矮秆已被广泛用于改良作物的抗倒伏性状,培育理想株型,从而提高作物产量。玉米矮秆突变体K123d由自交系K123自然突变产生。本研究比较该突变体与野生型主要农艺性状差异及其对赤霉素的敏感性;用K123d与株高不同的3个自交系分别构建F1、BC和F2群体,分析矮秆性状的遗传模式;以K169/K123d-F2为定位群体,采用集团分离分析法(BSA),运用SSR标记定位矮秆基因d123;参照br-2序列信息分段设计特异引物,同源克隆d123。结果表明,与野生型相比K123d株高降低35.59%,穗位高降低、节间缩短、叶片较直立,但结实率差,对赤霉素敏感;在F2群体和BC1群体中,正常植株与矮秆植株分离比例分别符合3∶1和1∶1,说明矮秆性状受1对隐性基因控制;其矮秆基因d123定位于第一条染色体上SSR标记umc1278和bnlg1564之间,遗传距离分别为12.8 c M和7.3 c M;同源克隆显示d123与br-2存在12个碱基替换,其中第4个外显子编码的一个谷氨酸被替换为赖氨酸。由此可见,矮秆突变体K123d为br-2的一个突变类型,对矮化育种具有进一步研究利用价值。     

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）。     

水稻超短根突变体ssr1的遗传分析和基因定位

该研究从甲基磺酸乙酯(EMS)诱变的籼稻‘Kasalath’突变体库中筛选到1个根系超短的突变体,命名为ssr1(super short root 1),8d苗龄突变体的主根和不定根长度分别只有野生型的8.89%和2.29%,其不定根发生正常,但侧根的发生和伸长都受到严重抑制,且根毛也非常短。此外,ssr1植株整体矮小,株高不到野生型的一半。遗传分析结果表明,该突变性状由1对隐性核基因控制。利用图位克隆技术将SSR1基因定位在第9染色体的STS(sequence tagged site)分子标记9g7047K和9g7290K之间,物理距离约为243kb,在定位区间共发现39个预测基因,经分析其中没有已克隆的根系发育基因。对SSR1的定位为进一步克隆该基因和阐明水稻根构型的分子机理奠定了基础。     

水稻短根毛突变体Ossrh2的表型分析与基因定位

在粳稻品种中花11为遗传背景的T-DNA突变体库中筛选获得一个遗传稳定的水稻（Oryzasativa）短根毛突变体Ossrh2（Oryza sativa short root hair2）。突变体在苗期表现为根毛数量减少,为野生型的61.4%,根毛长度明显变短,只有野生型的22.8%,同时根毛增粗,根毛形态也发生了变异,局部扭曲膨胀和分叉,除此之外突变体的地上部和根部生长情况与野生型相比没有显著差异。遗传分析表明,该突变性状受1对隐性单基因控制。通过对突变体T2和F2代的分子检测发现,该突变体表型非T-DNA插入引起。利用Ossrh2纯合体和籼稻品种Kasalath杂交构建的F2群体对OsSRH2进行基因定位,发现其与第10号染色体短臂上的SSR（simple sequence repeat）标记RM6370和RM474连锁,遗传距离分别为1.1cM和3.0cM。通过在两标记间发展3个新的STS（sequence-taggedsite）标记,将OsSRH2基因定位于标记S1227和S1531之间,物理距离约为304kb,为进一步克隆OsSRH2打下了基础。     

一份水稻矮杆小粒突变体的形态特征和基因定位

从水稻T-DNA插入突变体库中鉴定出一个矮杆小粒突变体t129,该突变体与野生型植株相比,植株明显矮化,籽粒粒长明显缩短,千粒重下降。遗传分析表明,t129的突变性状由一对隐性核基因控制,该基因(T129)经图位克隆定位于水稻第5染色体长臂上,引物InDel43和InDel57之间,物理距离为430 kb,并与标记InDel51共分离。本研究明确了该矮杆小粒突变体的表型特征及遗传规律,为进一步研究调控水稻株高和粒型基因奠定基础。     

Genetic Analysis and Mapping of the Dominant Dwarfing Gene D-53 in Rice

The dwarfing gene D-53 Is one of a few dominant genes for dwarfing In rice （Oryza satlva L.）. In the present study, our genetic analysis confirmed that mutant characteristics including dwarfing, profuse tlllerlng, thin stems and small panicles are all controlled by the dominant D-53 gene. We measured the length of each Internode of KL908, a D-53-carrylng line, and classified the dwarfism of KL908 Into the dn-type. In addition, we measured elongation of the second sheath and a-amylase activity In the endosperm, and we characterized KL908 as a dwarf mutant that was neither glbberelllc acid-deficient nor glbberelllc acid-Insensitive. Using a large F2 population obtained by crossing KL908 with a wild-type variety, NJ6, the D-53 gene was mapped to the terminal region of the short arm of chromosome 11, with one simple sequence repeat marker, Ds3, co-segregating, and the other, K81114, located 0.6 cM away.     

一个水稻半矮化和花发育异常突变体的遗传分析和分子定位

从粳稻品种‘日本晴’经~(60)Co诱变的M_2代材料中发现一个半矮化并且花发育异常突变体sd-df3,其表现为植株半矮化,分蘖增加,半包茎穗,雄蕊发育不良,无花粉。遗传分析显示,该突变体表型受1对隐性核基因控制。以杂合型突变体为母本,与广亲和品种Dular杂交,构建F_2分离群体,将该基因定位在水稻第3号染色体,In/Del标记333591与333818之间的物理距离约为227kb的范围,目前该范围内没有矮化相关基因报道。     

水稻叶状颖壳突变体Oslh的遗传分析和OsLH基因的定位

通过γ射线诱变,从粳稻品种9522的M2代中筛选出一株具有叶状颖壳的突变体,定名Oslh(1h=leafy hull).Oslh突变体的开花时间要比野生型晚15 d左右,内外稃和浆片发育成了叶片状器官.Oslh突变体与粳稻品种9522回交结果表明Oslh突变性状可能由单核基因隐性突变造成.以Oslh突变体与籼稻品种广陆矮4号杂交的F2代群体为基因定位群体,利用SSR和InDel分子标记将Oslh突变位点定位在3号染色体上的SSR标记RM5475和InDel标记GY305之间,遗传距离分别为2.5 cM和1.9 cM.这些结果为克隆OsLH基因和研究花器官发育的调控机理奠定了基础.     

一个新的水稻叶形突变体(tll1)的遗传分析与精细定位

利用甲基磺酸乙酯(ethylmethane sulphonate, EMS)诱变粳稻品种日本晴获得了一个遗传稳定的叶形突变体 thread-like leaf 1 (tll1)。该突变体在杭州表现为矮化、窄叶, 极端时仅剩主脉, 呈细丝状。将该突变体分别与籼稻品种南京6号、浙辐802和9311进行正反交配组, 遗传分析表明该突变体性状由1对隐性单基因控制。通过SSR和STS分子标记对F₂代分离群体进行遗传定位, 将该基因初步定位在第12染色体SSR标记RM247和RM101之间。随后利用已公布的粳稻品种日本晴和籼稻品种9311的基因组序列, 发展了7对有多态的STS标记, 最终将该基因定位在FL13和FL14之间约94.3 kb的区间内, 为进一步克隆TLL1基因奠定了基础。     

Genetic Analysis and Molecular Mapping of a Rolling Leaf Mutation Gene in Rice

A rice mutant with rolling leaf, namely γ-rl, was obtained from M2 progenies of a native indica rice stable strain Qinghuazhan （QHZ） from mutagenesis of dry seeds by γ-rays. Genetic analysis using the F2 population from a cross between this mutant and QHZ indicated the mutation was controlled by a single recessive gene. In order to map the locus for this mutation, another F2 population with 601 rolling leaf plants was constructed from a cross between y-rl and a japonica cultivar 02428. After primary mapping with SSR （simple sequence repeats） markers, the mutated locus was located at the short arm of chromosome 3, flanked by RM6829 and RM3126. A number of SSR, InDel （insertion/deletion） and SNP （single nucleotide polymorphism） markers within this region were further developed for fine mapping. Finally, two markers, SNP121679 and InDe1422395, were identified to be flanked to this locus with genetic distances of 0.08 cM and 0.17 cM respectively, and two SNP markers, SNP75346 and SNPl10263, were found to be co-segregated with this locus. These results suggested that this locus was distinguished from all loci for the rolling leaf mutation in rice reported so far, and thus renamed rl10（t）. By searching the rice genome database with closely linked markers using BLAST programs, an e-physical map covering rl10（t） locus spanning about a 50 kb region was constructed. Expression analysis of the genes predicted in this region showed that a gene encoding putative flavin-containing monooxygenase （FMO） was silenced in γ-rl, thus this is the most likely candidate responsible for the rolling leaf mutation.     

一个新的水稻叶形突变体（tll1）的遗传分析与精细定位

利用甲基磺酸乙酯（ethylmethane sulphonate,EMS）诱变粳稻品种日本晴获得了一个遗传稳定的叶形突变体thread-like leaf1（tll1）。该突变体在杭州表现为矮化、窄叶,极端时仅剩主脉,呈细丝状。将该突变体分别与籼稻品种南京6号、浙辐802和9311进行正反交配组,遗传分析表明该突变体性状由1对隐性单基因控制。通过SSR和STS分子标记对F2代分离群体进行遗传定位,将该基因初步定位在第12染色体SSR标记RM247和RM101之间。随后利用已公布的粳稻品种日本晴和籼稻品种9311的基因组序列,发展了7对有多态的STS标记,最终将该基因定位在FL13和FL14之间约94.3kb的区间内,为进一步克隆TLL1基因奠定了基础。