栽培稻F1花粉不育基因座S-b的PCR标记定位

栽培稻(Oryza sativa L.)杂种F1花粉不育性至少由6个基因座位所控制.为了定位其中的一个基因座位S-b,选用了158个微卫星标记对粳型品种"台中65"及其近等基因系TISL2之间的多态性进行了分析.结果发现第5染色体短臂上的RM13在亲本间存在多态性.连锁分析表明,RM13与S-b座位紧密连锁.根据微卫星标记分析的结果,在RGP(Rice Genome Research Program of Japan)发表的遗传图谱的相应位置上选取了11个RFLP标记,利用这些标记的末端序列设计特异PCR引物,进行ALP (amplicon length polymorphism)分析,结果11对引物均没有ALP.用6种四碱基识别位点的限制性内切酶进行PBR(PCR-based RFLP)分析,发现由R2213S和R830两克隆设计的STS (sequence-tagged site)标记在T65与TISL2之间存在酶切多态性.R830STS、RM13和R2213SSTS与S-b座位的遗传距离分别为3.3 cM (centiMorgan)、5.2 cM和5.5 cM.这些以PCR为基础的分子标记可以直接应用于分子标记辅助选择中,从而建立了基因定位与分子标记辅助选择一体化的技术体系,使S-b座位在育种中可以得到有效的利用.     

栽培稻F1花粉不育基因座S—a的分子定位

以栽培稻品种台中６５及其等基因Ｆ１不育系ＴＩＳＬ４为材料,用ＲＦＬＰ和ＲＡＰＤ等技术,对Ｆ１花粉不育基因座Ｓ－ａ定位。通过用ＲＦＬＰ和ＲＡＰＤ方法对亲本间进行多态性分析,发现亲本间的多态性很低,说明经多代回交后,在等基因系基因组中供体亲本的ＤＮＡ片段所占的比例很小。通过连锁分析,将Ｓ－ａ定位在第１染色体。Ｓ－ａ与分子标记ＣＤＯ５４８、Ｏ１１－１０００、ＲＧ１４６和Ｙ１３－５００之间的遗传距离分别为     

栽培稻F1花粉不育基因座S—b的PCR标记定位

栽培稻 (OryzasativaL .)杂种F1花粉不育性至少由 6个基因座位所控制。为了定位其中的一个基因座位S b ,选用了 15 8个微卫星标记对粳型品种“台中 6 5”及其近等基因系TISL2之间的多态性进行了分析。结果发现第 5染色体短臂上的RM13在亲本间存在多态性。连锁分析表明 ,RM13与S b座位紧密连锁。根据微卫星标记分析的结果 ,在RGP(RiceGenomeResearchProgramofJapan)发表的遗传图谱的相应位置上选取了 11个RFLP标记 ,利用这些标记的末端序列设计特异PCR引物 ,进行ALP (ampliconlengthpolymorphism)分析 ,结果 11对引物均没有ALP。用6种四碱基识别位点的限制性内切酶进行PBR(PCR_basedRFLP)分析 ,发现由R2 2 13S和R830两克隆设计的STS(sequence_taggedsite)标记在T6 5与TISL2之间存在酶切多态性。R830STS、RM13和R2 2 13SSTS与S b座位的遗传距离分别为 3.3cM (centiMorgan)、5 .2cM和 5 .5cM。这些以PCR为基础的分子标记可以直接应用于分子标记辅助选择中 ,从而建立了基因定位与分子标记辅助选择一体化的技术体系 ,使S b座位在育种中可以得到有效的利用     

栽培稻F_1花粉不育基因座S-α的分子定位

以栽培稻品种台中65及其等基因已不育系TISL4为材料,用RFLP和RAPD等技术,对F_1花粉不育基因座S－a定位。通过用RFLP和RAPD方法对亲本间进行多态性分析,发现亲本间的多态性很低,说明经多代回交后,在等基因系基因组中供体亲本的DNA片段所占的比例很小。通过连锁分析,将S－a定位在第1染色体上。S－a与分子标记CDO548、O11—1000、RG146和Y13－500之间的遗传距离分别为6.4cM、6.8cM、7.2cM和11.3cM。S－a基因座上S－a~i／S-a~j等位基因互作使携带S-a~j基因的花粉败育是寻致该F_2群体产生偏态分离的主要原因。     

栽培稻杂种不育性的遗传研究：Ⅱ。F1花粉不育性的基因模式

Oka建立了台中65等基因F_1不育系,并把该试验的结果作为支持重复配子致死模式的证据。本研究利用台中65及其3个等基因F_1不育系分析了花粉育性的分离方式。试验结果符合单基因座孢子体-配子体互作模式,而不符合重复配子致死模式。假设在S-E2、S-E3和S-E5基因座上,台中65的基因型为,等基因F_1不育系E2的基因型为,等基因F_1不育系E4的基因型为,等基因F_1不育系E5的基因型为。在杂合株中,等位基因互作导致携带s~f基因的雄配子不完全败育。对采用与Oka不同的基因模式作了讨论。     

栽培稻（Oryza sativa）杂种不育性的遗传研究 Ⅳ.F1花粉不育性的基因型

栽培稻（Ｏ．ｓａｔｉｖａ）品种间杂种的不育性是由Ｆ１花粉不育基因座的等位基因互作引起的。前文报道了Ｓ－Ｅ３、Ｓ－Ｅ２和Ｓ－Ｅ５３个花粉不育基因座,本文把这３个基因座分别重新命名为Ｓ－ａ、Ｓ－ｂ和Ｓ－ｃ。本研究发现了另外３个花粉不育基因座,分别命名为Ｓ－ｄ、Ｓ－ｅ和Ｓ－ｆ。分析了１１个品种在这６个花粉不育基因座的基因型。所有被测品种在Ｓ－ａ上均带Ｓ＾ｊ／Ｓ＾ｊ。在其余５个花粉不育基因座上,籼型品种广     

油菜单显性核不育及其不育基因的RAPD标记

以陕西省杂交油菜研究中心选育的单显性核不育油菜分离群体为材料,对单显性核不育油菜的育性特征、花器形态进行了多代跟踪调查;对其遗传规律进行了探讨,确定该不育性状受一对显性核基因控制;利用集群分离法(BSA)对该油菜单显性核不育基因进行了RAPD分析。在所选用的300个随机引物中,获得引物S243(5’CTATGCCGAC 3’)在可育集团与不育集团问扩增出多态性产物S-2431500。通过对该分离群体及其姐妹系分离群体进行单株验证,均获得相同的扩增结果,表明S-2431500与单显性核不育基因相连锁。     

用荧光标记MVR-PCR方法研究中国汉族人群DYF155S1基因座多态性

建立简便、实用的DYF155S1基因座基因分型的银染和荧光标记半自动分析方法,对中国汉族155个无关男性个体血样本DNA进行分型,两种方法分型结果一致。155人共检出66种等位基因,有38个等位基因仅出现1次。根据图谱中第一条DNA片段及DNA条带数从小至大命名,频率最高的为18和22号等位基因,其第一条DNA片段大小为180bp,DNA条带数为连续的16和17个,频率均为0.065。这一位点的基因多样性（h）为0.9789。155人中有25人表现为连续DNA谱带中有1个或2个DNA条带的丢失（mull repeat）,序列分析证明丢失的DNA条带位置对应于3型核心序列。结果表明,本文建立的分析方法能很好地揭示DYF155S1基因座5′端多态性,是目前仅作1次PCR能获得个体Y染色体多态信息较高的技术。用本方法建立的中国汉族人群DYF155S1基因座等位基因频率资料,为群体遗传学研究及法医学应用提供了基础资料。     

栽培稻杂种不育性的遗传研究——Ⅲ.不同类型品种F_1花粉不育性的等位基因分化

以台中65等基因F_1不育系为遗传测验种,测定了栽培稻(O.sativa)45个品种在3个F_1不育基因座的基因型和等位基因的分化度。在S-E3基因座上,除Dular带有S_i/S_i基因型外,其余被测品种均带有S_i/S_i基因型。在S-E2和S-E5基因座上,籼型品种带有高频率的S_i基因,而粳型品种带有高频率的S_i基因。S_i和S_i均具有不同的分化度。籼型品种携带的S_i基因和粳型品种携带的S_i基因具有较高的分化度。中间型品种和广亲和品种的等位基因分化在S-E2基因座上与粳型品种相似,而在S-E5基因座上与籼型品种相似。此外,分析了各类型品种相互杂交F_1杂种在S-E2和S-E5基因座的杂合率、杂合度和杂合性。与籼/粳杂种相比,中间型品种(包括广亲和品种)与籼型和粳型品种杂交,F_1杂种均具有较低的平均杂合性,从而表现出较高的亲和性。因此,无论是杂种不育性还是杂种亲和性均由花粉不育基因控制。花粉不育基因也称为特异亲和基因。     

花药培养过程栽培稻花粉不育杂种F1与亲本台中65的细胞学研究

利用活体压片、半薄及超薄切片技术,对栽培稻(Oryza sativa L.)花粉不育杂种F1及育性正常的亲本台中65离体培养前后的小孢子及花药壁进行细胞学研究.结果表明:与台中65相比,杂种F1的花粉小孢子在发育至单核中-晚期,出现比例较高的胞质凝聚小孢子和少量星型小孢子,正常小孢子和淀粉化小孢子比例降低.在离体条件下,胞质凝聚小孢子、星型小孢子、正常小孢子、液泡化小孢子、淀粉化小孢子的发育主要沿着胞质凝聚败育过程、孢子体发育过程、配子体发育过程、液泡化过程和淀粉化过程进行;药壁组织在离体条件下,杂种F1比台中65的绒毡层降解速度快,中层膨大程度高.杂种F1与台中65在离体培养下小孢子发育及药壁细胞学的差异主要是受到S-a座位内等位基因互作及离体培养环境的影响.     

水稻籼粳亚种间杂种低温花粉不育的QTL分析

为探明籼粳杂种低温花粉不育的遗传基础,以籼稻品种3037和粳型广亲和品种02428的F2分离群体进行了低温花粉不育的遗传分析。推迟播种后,F2群体各单株孕穗期的日平均温度为21～23℃,调查了F2群体各单株的花粉育性。利用108对SSR引物构建了包含157个F2单株,覆盖12条染色体的分子标记连锁图谱。该连锁图的总长度为1857．8cM,标记间平均距离为16．26cM,标记较均匀地分布在12条染色体上。采用区间作图法对F2群体花粉不育进行QTL分析,共检测到2个低温花粉不育QTLS,即qLTSPS2和qLTSPS5,分别位于第2、5染色体,其加性效应分别为0．021、0．045,显性效应分别为-0．246、-0．251,显性度分别为11．7和4．8,具有超显性效应．超显性是QTL作用的主要方式,这2个位点杂合基因型在低温环境下具有降低花粉育性的作用,分别解释表型变异的15．6％、11．9％。另外,两因素的方差分析表明这两个QTL之间不存在互作。     

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。     

水稻红莲型CMS育性恢复QTL分析

红莲型CMS是在我国杂交水稻生产中被广泛利用的雄性不育细胞质之一。为了同时定位红莲型CMS育性恢复主效和微效QTL,利用红莲型CMS不育系粤泰A(YTA)与“Lemont／特青”RIL群体测交,结合1张含有198个DNA分子标记的高密度遗传图谱,对测交F1群体的小穗育性和花粉育性进行复合区间作图。在对YTA的育性恢复性方面,该。RIL群体的2个亲本之间具有明显差异,特青的恢复性较强,其测交F1的小穗育性和花粉育性分别为72％和51％;而Lemont测交F1的小穗育性和花粉育性分别为32％和9％。复合区间作图定位到4个育性恢复QTL,分别位于水稻第1、2和10号染色体上,单个QTL的贡献率在5％～24％之间。其中,除1个QTL的增效基因来源于Lemont外,其余3个QTL的增效基因均来源于特青。效应最大的QTL为qRF-10-1,该QTL位于10号染色体RM258-C16标记区间,对小穗育性表型变异的贡献率为24％,对花粉育性的贡献率为17％,且该QTL被检测到的LOD值显著较高,因此是1个主效QTL,其增效基因来源于特青。除了主效QTLqRF-10-1外,其它3个QTL对性状的贡献率均在10％以下(5％～8％)。由此表明,该RIL群体对红莲型CMS的育性恢复由1个主效QTL控制,并受其它几个微效QTL的影响。该QTL定位结果与小穗育性在测交F1群体中呈连续的双峰分布的结果相一致。与主效QTL qRF-10-1紧密连锁的SSR标记为RM258,该主效QTL可作为分子标记辅助育种的操作目标之一,用于杂交稻分子育种中培育红莲型CMS的强恢复系。     

基于CSSLs群体定位和图位克隆水稻长芒基因GAD1-2

水稻是世界上最早驯化的重要粮食作物之一。水稻芒可以保护水稻种子不被鸟琢食,是水稻重要的驯化性状之一。芒在野生稻中普遍存在,对野生稻的生存和传播至关重要,然而在驯化和人工选择过程中该性状逐渐被淘汰。定位和克隆水稻长芒相关基因是研究水稻芒驯化遗传机制的基础。本研究以籼稻恢复系东南恢810为受体、漳浦野生稻为供体构建的146个染色体片段置换系(chromosome segment substitution lines, CSSLs)为研究材料,调查了146个CSSLs株系和双亲的芒长,结果表明在4个置换系中检测到1个控制水稻芒长主效基因GAD1-2,位于水稻第8号染色体;利用重叠代换作图法,将GAD1-2定位在Ind8-10和RM4936标记之间,遗传距离约为4.75 Mb。选择分离群体中的显性单株,利用开发的标记,最终将GAD1-2 基因定位在两个 Indel 标记之间,两者间的物理距离约为27 kb,该区域内只有两个候选基因Os08g0485500和Os08g0485400。经测序和分析表明,Os08g0485500是GAD1-2的候选基因,GAD1-2在保守的ORF区域存在6个碱基缺失,导致丝氨酸和半胱氨酸这两个氨基酸缺失,从而表现长芒的性状;在Os08g0485500基因位点已克隆了1个控制水稻芒长的GAD1基因,推测GAD1-2与GAD1为等位基因。本研究为进一步理解水稻起源演化和水稻芒长发育基因的遗传机制奠定了基础。     

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.     

由RTS-barnase嵌合基因的表达导致的雄性不育水稻植株

用PCR方法从水稻品种IR36的总DNA中扩增了RTS基因 5’调控区 (- 12 2 8～ 2 5 )顺序并与从解淀粉芽孢杆菌 (Bacillusamyloliquefaciens)染色体DNA中克隆的RNase(barnase)基因编码区构建了嵌合基因 ,通过根癌农杆菌介导转化水稻品种ZH11,所获得转基因植株的主要性状与供体亲本无显著差异 ,但开花后药壁不开裂 ,并且大多数植株的花粉不被I KI染色 ;自交条件下结实率为零 ,表现为完全不育 ;而用空载体转化所得到的植株及未转化的对照植株则是可育的。转基因不育株经人工授以正常的花粉 ,可以获得杂交种子。F1代的遗传分析结果表明 ,以单拷贝整合于不育植株基因组中的RTS barnase嵌合基因可以通过杂交遗传并且雄性不育性状与其存在直接相关     

水稻分蘖角度的QTL定位和主效基因的遗传分析

利用水稻籼粳亚种间组合Asominori×IR24重组自交系(RIL)群体71个株系和相应的全基因组染色体片段置换系(Chromosomesegmentsubstitutionline,CSSL)群体65个株系,在2种环境下对分蘖角度性状进行了数量性状基因座(QTL)定位和上位性效应的遗传分析。在两种群体中都出现了分蘖角度的超亲分离。在RIL群体中发现了5个主效QTLs和3对上位性双位点互作标记基因座,控制水稻分蘖角度。其中在第9染色体上位于XNpb108~C506RFLP分子标记区间的qTA-9基因座在2种环境中同时出现,其贡献率平均为28·6%,增加分蘖角度的等位基因来自籼稻品种IR24。利用CSSL群体图示基因型分析,证实在第9染色体上含有RFLP标记C609和C506约15cM的染色体区段,存在增加分蘖角度的基因,来源于染色体片段供体亲本IR24,在Asominori的遗传背景中能增加分蘖角度约15°,该基因的位置与RIL群体在第9染色体上定位的QTL相同,证实了qTA-9的存在。F1表型测定及F2代遗传分析表明,来自IR24的等位基因是一个不完全显性基因。除一对上位性位点存在显著的环境互作效应外,未发现其他位点存在与环境的互作效应。不同基因的加性效应和双位点的上位性效应的共同作用可能是造成水稻分蘖角度超亲分离的主要原因。