同源四倍体水稻糯性基因的遗传分析

许多学者研究了二倍体水稻糯性胚乳的遗传。他们指出糯性胚乳是单基因隐性遗传的。二倍体杂种Wxwx的自交后代有3种基因型,显隐性比例为3:1。同源四倍体糯稻在wx位点上有4个等位基因,它与非糯稻的杂种后代的基因型种类和表现型比例要比二倍体复杂得     

外源基因在一个转基因水稻四倍体变异株系中的遗传行为

在基因枪介导转化的转基因水稻植株中发现1个四倍体变异株系XIP-4N．该变异株系T₀代植株中转基因的整合模式与二倍体转基因株系XIP-2N相同,并且二者来自同一转化体系,推测XIP-4N株系是转化后的水稻愈伤组织在细胞有丝分裂过程中发生染色体加倍产生的．对外源筛选标记基因bar和非筛选基因cecropinB在转基因株系XIP-4N和XIP-2N中的遗传行为进行了比较研究．在二倍体转基因株系XIP-2N中,bar和cecropinB基因的Southern整合模式从T₀到T₂代遗传稳定,单位点整合的bar基因按孟德尔单基因显性方式向后代传递．四倍体转基因株系XIP-4N中外源基因遗传行为复杂,单位点整合的bar基因（Basta抗性）T₁代按15∶1分离,T₂和T₃代中分离行为复杂,而且bar和cecropinB基因的整合模式遗传不稳定．同源四倍体水稻植株减数分裂过程中染色体结构变异、转基因相关位点DNA片段的遗传重组与修饰,以及由此导致配子的育性降低,可能是导致外源基因遗传行为复杂的主要原因．转基因四倍体水稻变异株系XIP-4N携带易于检测的bar基因,为研究同源四倍体水稻的遗传和生殖机理提供了好材料．     

植物同源四倍体生殖特性及DNA遗传结构的变异

由于染色体加倍过程中的加倍因素和非加倍因素的影响, 同源四倍体的DNA遗传结构较其起源二倍体产生了变异, 进而导致其表现型发生相应的变异。和其起源二倍体相比, 同源四倍体的表现型变异表现在以下几个方面: 雌雄配子育性降低; 花粉(2n)的体积明显增大; 部分胚囊内卵细胞、助细胞及反足细胞数目有所增减; 自交繁殖过程中, 花粉的萌发及生长速度较慢、花粉管的形态部分畸形、部分极核受精过程及受精细胞(与精核结合的极核或卵)的进一步发育状况异常; 大多数育性或结实率会有不同程度的降低, 但降低的程度有因自交繁殖世代的推移而逐渐减小的趋势; 就一些植物种类而言, 同源四倍体有较好的远缘杂交亲和性。     

低能氮离子注入同源四倍体水稻的生物学效应

以低能氮离子束为诱变源,对同源四倍体水稻进行注入处理后,对其生物学效应进行了研究。研究结果表明,同源四倍体水稻比二倍体水稻对低能氮离子束注入处理更敏感。在注入离子剂量为3×1017N+/cm2时,同源四倍体水稻所受到的损伤比二倍体水稻所受到的损伤更严重。4份同源四倍体水稻(即IR36(4)、IR28(4)、紫血稻(4)、明恢63(4))的成苗率分别是2.0%、3.5%、3.0%和4.0%,致死率非常高。在同样条件下,4份相应的二倍体水稻(即IR36(2)、IR28(2)、紫血稻(2)、明恢63(2))的成苗率分别是33.0%、31.5%、29.0%和24.5%,致死率也比较高。在经过注入处理后的当代群体内,4份同源四倍体水稻的平均变异频率为32.5%,而4份相应的二倍体水稻的平均变异频率为9.5%。在同源四倍体水稻IR36(4)和IR28(4)的变异群体内分别发现22株和14株结实率均达到75.0%以上的单株,其中在IR36(4)群体内有1单株的结实率高达91.89%;在紫血稻(4)的变异群体内发现2株具有双胚苗性状的单株;在二倍体水稻明恢63(2)的变异群体内发现1株具有红心米性状的单株。在第二代群体中,除了叶鞘变异和米质变异这两个变异性状能稳定遗传之外,其它变异性状在群体内都发生了明显的性状分离现象。同源四倍体水稻的高结实率特性和双胚苗特性表现出一定的可遗传性。     

不同倍性水稻胚乳蛋白的差异表达研究

以4份同源四倍体水稻和4份相应的二倍体水稻为研究材料, 对其种子内清、球蛋白(清蛋白和球蛋白)、醇溶蛋白和谷蛋白的含量进行了测定, 利用聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)技术分析了其特异性。结果表明: 同源四倍体水稻胚乳蛋白各组分含量与相应的二倍体相比, 大部分呈增加趋势; 同源四倍体水稻胚乳蛋白的亚基类型与相应的二倍体水稻基本一致, 仅在全蛋白电泳和清、球蛋白电泳中各发现1条差异条带。研究结果认为: 二倍体水稻经过染色体组加倍之后, 同源四倍体水稻重复基因组在蛋白质水平上的表达结果趋于“二倍化”, 即与二倍体水稻表现出相似的特点, 但在蛋白质表达量上前者往往高于后者。基因组多倍化对同源四倍体水稻重复基因组进化最主要的影响并不是体现在蛋白质结构上的差异, 而是体现在蛋白质表达量上的差异。     

水稻谷蛋白突变体的筛选及遗传分析

通过对国内外水稻品种种子的全蛋白分析,筛选到3个谷蛋白突变材料。其中编号W3660种子中37～39kDa与22～23kDa谷蛋白亚基的含量较普通水稻明显降低,而13kDa醇溶蛋白多肽含量则大幅升高;W204和W379种子中37～39kDa与22～23kDa谷蛋白亚基的含量介于普通品种与W3660之间,W379还具超大含量的57kDa多肽,实验证明此多肽属谷蛋白成分。用W3660和普通水稻栽培品种惊人糯(Otorokimochi)构建了杂交群体。后代种子总蛋白SDS-PAGE分析显示,低谷蛋白和高醇溶蛋白性状总是相伴出现;F1种子全部呈现低谷蛋白含量和高醇溶蛋白含量特性;F2种子中呈现低谷蛋白和正常蛋白性状的比例约为3：1;从F3种子分析推断出的F2植株基因型,其低谷蛋白纯合型,杂合型和正常型的分离比例符合1：2：1。表明,W3660的低谷蛋白和高醇溶蛋白性状是由单显性基因控制,而且能稳定地遗传给后代。     

每期10题

1.用四倍体水稻的花粉通过人工离体培养育成的植株是( )。 A.八倍体;B.四倍体, C.二倍体;D.单倍体。 2.碗豆种子的黄色为显性,绿色为隐性。碗豆豆荚的绿色为显性,黄色为隐性(控制以上两对相对性状的基因分别位于两对同源染色体上)。用双隐性碗豆做母本,用双显性的纯种碗豆进行人工授粉,所得到的豆荚和豆粒的颜色是( )。     

基于小孢子培养创制的青梗菜四倍体鉴定与利用

以通过小孢子培养获得的青梗菜小孢子植株自交后代群体为试材,利用形态学鉴定、流式细胞仪鉴定和根尖染色体计数法筛选四倍体,选择优良的四倍体株系配制杂交组合,通过品种比较试验、营养品质和耐抽薹性分析筛选优良杂交组合。结果表明:(1)从232株青梗菜小孢子植株自交后代群体中共鉴定出76个四倍体纯系,四倍体比率达到32.76%,并以"自交系间杂种"的四倍体频率最高;这些四倍体品系表现出生长健壮、主茎变粗、花器官变大、自交结实率降低等特征。(2)利用11个自交结实率较高、园艺学性状优良的四倍体株系配制15个杂交组合,大部分杂交组合具有显著的杂种优势。(3)四倍体青梗菜植株的可溶性糖、可溶性蛋白含量均比二倍体显著增加,而有机酸、粗纤维含量则明显降低,且大部分有较强的耐抽薹性。(4)四倍体杂交组合‘T11×T10’园艺学性状优良、杂种优势强、营养成分含量高、耐抽薹,产量分别显著高于二倍体对照‘青梗菜5号’和‘青梗菜9号’40.93%和32.37%,是一个商品性状优异的四倍体青梗菜杂交组合。     

胚乳性状的世代遗传方差

本文论述由两个纯系杂交而衍生的各种世代群体的胚乳性状的遗传方差分量。根据有关世代胚乳的遗传组成和加性-显性模型下的基因效应,导出了它们的总的、株间的和自交世代的遗传方差,并分别列于表1—3。     

胚乳性状数量基因的定位方法

将三倍体胚乳性状的数量遗传模型和二倍体性状数量基因（QTL）图构建方法相结合,导出双侧标记基因型下有关胚乳性状QTL的遗传组成、平均数和遗传方差分量,据之提出以某一区间双侧标记基因型胚乳性状的平均值为依变数,以该区间内任一点假定存在的QTL的加性效应d、显性效应h1和／或h2的系数为自变数,进行有重复观察值的多元线性回归分析,根据多元线性回归的显著性测验该点是否存在QTL,并估计出QTL的遗传效应。给定区间内任一点,皆可以此进行分析,从而可在整条染色体上作图,并以之确定QTL的数目和最可能位置,同时,在检测某一区间时,利用多元线性回归方法将该区间外可能存在的QTL的干扰进行统计控制,以提高QTL检测的精度。此外,还讨论了如何将之推广应用于其他类型的DNA不对应资料以及具复杂遗传模型的胚乳性状资料。     

玉米籽粒性状的遗传模型研究

用１０个遗传上和籽粒形态性状上具有差异的玉米自交系,依多种可能的交配方法获得亲本Ｐ１、Ｐ２、Ｆ１（Ｐ１× Ｐ２）、Ｆ２、Ｂ１（Ｆ１×Ｐ１）、Ｂ２（Ｆ１× Ｐ２）及其相应反交ＲＦ１、ＲＦ２、ＲＢ１、ＲＢ２共１０个种子世代。种植２年。依广义遗传模型建立包括种子胚乳加性、胚乳显性、母体加性、母体显性和细胞质效应的遗传模型,运用种子数量性状的精细鉴别法［１］和混合模型分析法［２,３］,对粒长、粒宽、粒长宽比、粒厚及百粒重作了性状表达遗传机制的鉴别与探讨。单个组合的遗传模型精细测验表明,５个籽粒性状的遗传主要受母体显性和胚乳基因型（包括加性和灵性）的控制,一个组合的粒宽、粒厚和百粒重上还检测到细胞质效应。对２５对 Ｆ１正反交组合世代均值依ＭＩＮＱＵＥ法分析的结果表明,５个籽粒性状的遗传方差中,母体遗传方差占６０％以上,胚乳基因型方差低于４０％,粒长和百粒重还有细胞质效应,约占１０％～３０％。可见,籽粒性状的遗传特点是受多套遗传系统控制,其中以母体基因型的作用最大。     

通过异倍性水稻间杂交获得同源三倍体植株

以３个二倍体水稻（ＯｒｙｚａｓａｔｉｖａＬ．）（２ｎ＝２ｘ＝２４）和３个同源四倍体水稻（２ｎ＝４ｘ＝４８）为杂交亲本配制６个自交组合和３０个杂交组合,试验结果表明,同源四倍体组合的结实率比较低（１０．０１％－２１．７８％）这可能与其花药内民包含的正常花粉粒比例小而异常花粉粒比例大有关,异倍性杂交组合的结实率更低（０．２０％－１．６４％）但在两种配组方式之间却存在着明显差异,即以同源四倍体水稻为杂交     

一个新的小麦黄化突变体的遗传研究

摘要: 通过对冬小麦“西农1718” 自然黄化突变体多年连续自交、与突变亲本回交以及与其他基因型进行正反交, 研究突变性状的遗传规律。观察统计发现, 突变体中金黄株发育至抽穗－开花期前后死亡, 黄-绿株自交后代表现为1金黄株︰2黄-绿株︰1绿株, 绿株自交后代不再分离; 黄-绿株与突变亲本回交及与其他基因型正反交, 后代均表现为1黄-绿株︰1绿株。遗传分析表明, 该小麦黄化突变体是由一对核基因控制的不完全显性遗传, 其中, 金黄株是纯合体(au/au), 表现为致死, 黄-绿株为杂合体(Au/au), 绿株为纯合体(Au/Au)。     

一种桔小实蝇蛹白化突变体的遗传分析

在实验室饲养野生型桔小实蝇Bactrocera dorsalis(Hendel)过程中发现了一种蛹色为白色的桔小实蝇突变品系。根据孟德尔遗传规律,设计野生型与突变型杂交(正交和反交)、F_1代与突变型回交、F_1代自交以及F_2代突变型自交等实验,对蛹白化突变性状的遗传规律进行研究。结果显示野生型与突变型杂交F_1代蛹色全部为野生型;F_2代野生型和突变型的性状分离比为2.98∶1,回交实验野生型与突变型性状分离比为1.19∶1;而突变体自交后代(F_3代)全部为突变体。结果表明桔小实蝇蛹色白化突变品系的遗传规律符合孟德尔遗传规律,属于常染色体上单基因控制的隐性遗传性状。     

籼稻糙米厚度的发育遗传研究

应用包括３套遗传体系基因效应的数量性状发育遗传模型,分析了１２个籼稻亲本在４个不同稻米发育时期的糙米厚性状。结果表明,三倍体胚乳、二倍体母体植株基因的加性和显性效应以及细胞质效应均可以明显影响各个稻米发育时期的糙米厚度,其中灌浆始期以二倍体母体植株效应为主,灌浆中后期以三倍体胚乳效应为主,成熟期则以细胞质效应为主。在４个不同发育时期中,控制糙米厚的基因加性效应和显性效应交替为主。胚乳显性方差和母体     

苎麻疫霉有性生殖导致菌落形态和生长速率在无性后代持续变异的研究

研究了苎麻疫霉（PhytophthoraboehmeriaeSawada）菌株JS-5自交S1代单卵孢株的菌落形态和生长速率在其单游动孢子无性系后代的遗传与变异。结果表明,亲本菌株JS-5的菌落形态和生长速率在连续4代单游动孢子无性系后代稳定遗传,而该菌株的自交S1代的约2／3单卵孢株的上述性状在其单拘无性后代中发生分离,且上述性状的分离在无性单孢后代中至少可连续保持3～4代。本研究结果提示,苎麻疫霉有性生殖导致上述性状的变异,除有性生殖过程中的基因重组外,有性生殖还诱导产生了一种新的机制参与上述性状遗传与变异的调控。本研究还观察到供试菌株及其后代所产生的游动孢子绝大多数细胞内只含有1个细胞核,表明上述机制与异核现象无关。有性生殖导致生物学性状在随后的无性后代中发生持续变异可能是苎麻疫霉生物学性状遗传多样性的重要机制之一。     

紧穗野生稻（O．eichingeriA．Peter）控制红色果皮基因的定位

将绿色果皮的紧穗野生稻与白色果皮的栽培稻(Oryza sativa L.)中花九号杂交,在以中花九号为轮回亲本的回交后代中分离出具有红色果皮的种子,自交后获得BC4F3分离群体,经卡平方测验,红、白子粒单株比例符合3∶1分离比例,初步确定该红色果皮性状来自于紧穗野生稻的单片段代换系且受一对显性基因控制.利用123对SSR引物对其中1个分离群体的115个隐性单株进行基因定位,将该基因初步定位于第7染色体短臂上的RM1253和RM8262标记之间,其遗传距离分别是2.61cM和3.48cM,初步命名为Rf.     

隐性遗传与禁止近亲结婚

人类遗传病分单基因、染色体和多基因遗传病三大类。单基因遗传病又分常染色体显性、隐性和伴性遗传三种方式,其中伴性遗传也有显、隐性之分。伴性遗传依基因位于哪条性染色体上,分X和Y连锁遗传。由于Y染色体过短小,上面只有少数基因,这类遗传病故很少见。     

杂合体自交后代中显性纯合体百分含量的计算

基因是控制生物性状的基本单位 ,基因有显、隐性之分 ,在杂交育种中 ,如果人们所期望的优良性状是受隐性基因控制的 ,则性状一出现便是纯合体 ,且能稳定遗传 ,如果所期望的优良性状是受显性基因所控 ,则难以确定个体的基因型 ,要经多次自交 ,达到一定纯度后才可在生产中应用 ,否则会出现性状分离 ,影响产量和质量。那么该自交多少次才算提纯 ?在现行教科书中没有现成的答案 ,这在教学中使师生感到模糊 ,在实际育种工作中也不便操作。笔者在总结多年教学教研经验的基础上 ,将生物学知识与数学原理有机结合起来 ,推导出了计算式( 2 ｎ-12 ｎ 1…     

亚洲棉光籽种质资源的遗传学分析

利用56份亚洲棉(Gossypium arboreum L.)短绒突变体材料作为母本与同一父本材料石系亚1号分别进行杂交,获得56个F1群体,并进行光籽性状显隐性遗传分析,然后选择其中15个F1进行自交,获得相应F2群体进一步分析光籽性状的分离规律。本研究结果表明:(1)光籽性状的遗传机制非常复杂,37.5%的光籽材料呈显性遗传,62.5%的光籽材料为隐性遗传;GA0149和横峰铁籽材料光籽性状受显性单基因控制,常紫1号光籽性状受隐性单基因控制,大部分材料的光籽性状均由2对基因控制,并且存在基因互作和显性上位作用,其中8个材料控制光籽性状的基因具有显性抑制作用,4个材料控制光籽性状的基因具有互补效应;(2)数量性状间的相关性分析表明光籽性状与叶茸毛呈显著负相关,部分组合光籽与衣分呈负相关性,在一些杂交组合中光籽性状与叶面积呈正相关,与棉酚数呈负相关;(3)对亚洲棉群体表型性状遗传多样性分析表明:亚洲棉不同群体间花的颜色、叶片形状、花基斑的有无和茎的颜色性状上差异显著,遗传多样性较好。