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.     

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。     

一个水稻矮秆突变体的遗传分析及基因定位

水稻（Oryza sativa）是我国重要的粮食作物之一。水稻矮秆材料的引入掀起了第1次＂绿色革命＂。但近年来,在水稻育种中矮生基因遗传单一的问题越来越突出,已经严重影响到水稻产量的持续提高。利用60Co-γ射线辐照籼稻亲本材料M804获得了一个性状能够稳定遗传的矮秆突变体MU101。对该矮秆突变体和台粳16号杂交获得的F2代的遗传分析表明,该矮秆性状受1对隐性单基因控制,并暂命名为ds1。利用已有的SSR分子标记将DS1基因定位在水稻第5号染色体上,通过扩大群体和开发新的Indel标记,进一步将DS1基因定位在2个Indel标记之间,两者间的物理距离大约为384kb。该研究为DS1基因的克隆及其在生产中的应用奠定了基础。     

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。     

水稻紫色柱头的遗传分析与基因定位

rdh是四川农业大学水稻研究所通过组织培养和连续自交得到的一个具有红色籽粒和紫色柱头,遗传上稳定的籼稻材料。抽穗期在rdh与3个无色柱头品种蜀恢527、蜀恢368和蜀恢168之间分别做正反交,结果显示F1群体在柱头颜色上正反交之间没有明显区别,全部是紫色的。F2群体发生分离成为两组,一组具有紫色柱头,另一组具有无色柱头。每一个F2群体的紫色柱头对无色柱头均适合3：1的比例,表明rdh紫色柱头性状的遗传是由一对显性核基因控制的。组合rdh／蜀恢527 F2分离群体中40个具有紫色柱头的显性单株和284个具有无色柱头的隐性单株构成定位群体。从两个亲本rdh和蜀恢527提取的基因组DNA,用涵盖水稻整个基因组的252对微卫星标记作引物扩增片段。结果发现有78对微卫星标记在两亲本之间具有多态性。然后用这78对标记作引物,扩增亲本、F1、F2显性单株和F2隐性单株、,结果显示位于水稻第6染色体的RM276、RM253以及RM111与rdh紫色柱头基因有连锁关系。再用RM276、RM253以及RM111作引物扩增剩余的全部具有无色柱头的隐性单株。结果表明：在RM276的扩增产物中,有20个单交换和2个双交换;在RM253中有2个单交换：在RM111中有3个单交换。因此,rdh紫色柱头基因被定位于水稻第6染色体。根据公式P=（h＋2b）／2n,计算得到微卫星标记RM276,RM253和RM111与rdh紫色柱头基因的遗传距离分别是4．2cM、0．35cM以及0．53cM。根据已经发表的RM276、RM253和RM111在第6染色体上的位置以及计算得到的rdh与RM276、RM253和RM111之间的遗传距离,构建了部分连锁图谱,并暂时将这个紫色柱头基因命名为Ps-4。     

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.     

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。     

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”。     

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.     

水稻短根突变体Osksr5的遗传分析和基因定位

水稻根系对其生长、发育及产量等起着至关重要的作用。该研究从甲基磺酸乙酯（ethyl methane sulfonate,EMS）诱变的籼稻Kasalath突变体库中筛选到1个根系变短的突变体,命名为Osksr5（Oryza sativa kasalath short root 5）,该突变体植株具体表现为主根、不定根和侧根都明显变短,不定根的数目相对减少,株高与野生型相比也明显矮小。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OsKSR5基因定位在第1染色体的STS（sequence tagged site）分子标记33027k和33471k,物理距离约为444 kb。对OsKSR5基因的定位为进一步克隆该基因和阐明水稻根系发育的分子机理奠定了基础。     

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。     

水稻核不育系6442S—7显性早熟性的遗传分析

研究了早籼核不育系6442S-7与明恢63等16个中迟熟品种杂交F1及其部分组成F2和B1F1的抽穗期遗传.结果表明,6442S-7具有完全显性早熟特性,主要受2对无连锁关系的显性早熟基因控制.同时,还对IR68,献国、9311和BG1639等其他4个迟熟品种与6442S－7杂交F1和F2代,以及三交F1代的抽穗期进行遗传分析,发现IR68、献国和BG1639等4个迟熟品种均含1对等位的不完全显性抑制基因,可部分抑制6442S－7显性早熟基因的表达。认为6442S－7携带的显性早熟基因对水稻遗传改良具有重要的应用价值。     

广东地方稻种暹罗占抗稻瘟病基因分析

广谱抗病基因的利用是控制稻瘟病最有效和最经济的方法。来源于华南的地方稻种暹罗占对稻瘟病菌表现出广谱抗性,以普感品种丽江新团黑谷为轮回亲本选育的暹罗占近等基因系NIL-XLZ对测试的44个不同来源稻瘟病菌的抗性频率为84.4%,其抗谱优于广谱抗瘟基因Pi2、Piz,与抗瘟基因Pi9和Pi50相近。为进一步了解暹罗占抗稻瘟病的遗传基础,以感病品种广恢290为母本、暹罗占为父本,构建了广恢290/暹罗占的F2遗传分离群体。选取致病谱较广的稻瘟病菌代表菌株GD08-T19对来源于广恢290/暹罗占的F1与F2个体进行了抗病遗传分析,结果显示F1个体全表现抗病,1760个F2个体的抗感分离比率为4.06∶1,表明暹罗占至少含有一个显性的抗稻瘟病基因。利用分布于Pi2、Pi1、Pita座位附近的44对SSR引物,对构建的抗/感基因池及遗传分离个体进行了分析,将暹罗占含有的一个抗瘟基因定位于水稻第6染色体Pi2/Pi9/Pi50基因家族区域247 kb的范围内。抗菌谱分析、基因特异性分子标记检测及测序分析结果表明:暹罗占含有广谱抗瘟基因Pi50。本研究结果为暹罗占在水稻抗病育种上的应用提供了重要依据。     

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.     

水稻窄卷叶突变体nrl7的鉴定与基因定位

叶片的形态是理想株型的重要性状, 叶片适度卷曲能提高水稻(Oryza sativa)群体的光能利用率, 研究控制水稻叶片形态的相关基因能够进一步丰富株型理论。该研究在粳稻品系C275的群体中发现了1株自然变异的窄卷叶突变体nrl7(narrow rolled leaf 7)。与野生型相比, 突变体的叶片变窄且向内卷曲; 该突变体叶片连接中脉的泡状细胞严重变形, 中脉与小叶脉之间的维管束数量均减少至1个。此外, 突变体nrl7的株高、实粒数和实粒重均降低或减少, 分别为野生型的88.46%、69.77%和68.98%, 差异达极显著水平。叶片卷曲导致单叶光合速率减弱, 与野生型相比, 突变体的光合速率降低了17%, 达极显著水平。突变体nrI7叶片的气孔导度、胞间CO₂浓度和蒸腾速率则与野生型相比无明显变化。利用图位克隆的方法将目的基因定位于水稻第3染色体短臂上的分子标记RM5444和MM1300之间, 物理距离约为185.14 kb。研究结果为该基因的克隆和进一步的功能分析奠定了基础。     

小麦穗部发育多效基因的遗传分析与基因定位

在小麦育种材料中首次发现一种穗部发育萎缩且花器官明显退化,但茎、叶等其他器官发育正常的突变体sda1(spike development atrophy 1)。用显微镜观察突变体sda1的花器官,用碘-碘化钾鉴定其小孢子育性;以‘陕麦94’为父本,突变材料sda1为母本构建F2群体,调查各主要农艺性状,灌浆期测定穗部及穗下茎可溶性糖含量、旗叶光合性能(净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度、蒸腾速率),对该突变体进行遗传分析;利用SSR微卫星标记,通过混合分离分析(BSA)和群体连锁分析进行基因定位,进一步探索该基因功能。结果表明:(1)小麦突变体sda1雄蕊发育畸形,雌蕊发育萎缩,小孢子几乎全部丧失育性。(2)对突变体sda1原株系中表型正常植株的后代分离统计分析结果证明,该突变性状由1对隐性核基因控制,并命名该基因为SDA1。(3)在F2群体中,突变株抽穗期较正常株延迟4d;穗部及穗下茎可溶性糖含量分别显著高于正常株30.6%和11.0%,但突变株与正常株的抽穗持续时间(均为8d)和光合性能无显著差异。(4)经基因定位分析初步确定SDA1位于小麦6B染色体WMC398和BARC136标记之间,与两标记的遗传距离分别为2.2cM和2.1cM。推测认为,SDA1是一个控制抽穗期与器官发育的多效基因,且该基因突变影响植株的糖分转化与利用。     

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。     

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。     

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。