玉米隐性核不育突变体ms14的遗传分析与基因定位

玉米雄性不育材料是一种宝贵的种质资源,不育基因的遗传分析与定位研究对玉米分子育种和杂种优势利用具有重要价值。通过对从美国引进的玉米雄性不育突变体材料ms14进行雄花育性鉴定和花药I₂-KI染色,表明该突变体是无花粉型雄性不育;通过不育突变体ms14与正常自交系郑58、昌7-2杂交获得F₁,然后自交构建两个F₂遗传分离群体（ms14×郑58和ms14×昌7-2）,并进行雄花育性调查、数据统计和遗传分析,发现可育株数与不育株数的分离比是3∶1,表明该突变体由隐性单基因控制;通过SSR等分子标记与不育位点的连锁分析,将ms14基因定位在玉米第1染色体的SSR标记umc2025和umc1676之间,遗传距离分别是2.2cM和0.3cM。对玉米不育基因ms14的遗传分析和初步定位,为该基因的精细定位和克隆、不育机理的解析及其产业化应用奠定了基础。     

天宫二号航天蚕后代小茧突变体sc的发现与基因定位

【目的】从2016年天宫二号空间实验室经历33 d后返回的1头成活“秋丰×白玉”杂交后代雌蚕Bombyx mori与地面“白玉”雄蚕交配的后代个体中,发现有结小茧突变体,进而分离并建立了飞天蚕(space silkworm)正常茧品系TG和小茧突变体品系sc。本研究通过对sc进行遗传分析和基因定位,旨在揭示产生小茧突变体的基因。【方法】对TG和sc进行表型分析;以sc, TG和正常大茧品系0223V1为试验材料,组配(sc♀×0223V1♂)F₁及回交群体BC₁F——(sc♀×0223V1♂)F₁♀×sc♂和BC₁M——sc♀×(sc♀×0223V1♂)F₁♂。以sc, 0223V1和F₁基因组DNA为模板,每个连锁群随机选10个SSR引物进行PCR扩增,筛选多态性SSR标记。利用雌性家蚕减数分裂染色体不交换的特点,用BC₁F确定sc基因所属连锁群;再根据家蚕SSR分子标记连锁图谱,用BC1M进行基因定位。【结果】表型分析表明sc幼虫体型小于TG幼虫的,蚕茧重约为TG的1/2。遗传分析表明突变受一对隐性基因sc控制;基因定位结果表明该基因位于家蚕基因组第3连锁群S2930-363和S2930-289 SSR标记之间,物理距离为684 kb,包含33个候选基因。【结论】飞天蚕小茧突变受位于家蚕基因组第3连锁群的一对隐性基因sc控制。     

拟南芥网状突变体E-210基因精细定位

通过甲基磺酸乙酯(EMS)诱变与遗传分析,从拟南芥(Arabidopsis thaliana)中筛选到一株隐性单基因控制的网状突变体E-210。该突变体植株生长缓慢,叶脉呈绿色,叶肉呈黄色。通过透射电镜观察,发现野生型植株和突变植株在叶绿体结构上差异不大,猜测该突变体E-210基因与叶绿体的发育可能没有直接关系,而很可能同叶绿素或叶绿体的生物合成有关。通过图位克隆的方法,将该突变体的突变基因定位在第5条染色体上的MRB17和MBG8-5的分子标记之间,精确到87.130kb。对MRB17和MBG8-5的分子标记之间的22个基因进行了分析,预测突变体E-210基因可能是At5g54770,编码THI1,即噻唑合成酶。     

家蚕Bm Tpi基因Z染色体定位

采用实时定量PCR技术,以家蚕Bombyx mori第11号染色体上的DH-PBAN基因为参照基因,检测家蚕不同个体间Bm Tpi基因与常染色体上DH-PBAN基因的拷贝数之比,雄体Bm Tpi∶DH-PBAN=1.0,雌体Bm Tpi∶DH-PBAN=0.5;并用已经定位于Z染色体上的Bm Kettin基因为参照,检测Bm Tpi基因的拷贝数与Bm Kettin基因的拷贝数之比,雄体Bm Tpi∶Bm Kettin=1.0,雌体Bm Tpi∶Bm Kettin=1.0,证明Bm Tpi基因在家蚕基因组中的拷贝数与Bm Kettin基因相同,说明Bm Tpi基因位于Z染色体上。     

家蚕高密度AFLP连锁图谱的构建

为了进行家蚕Bombyx mori数量性状的QTL定位研究,以白色茧系品种C₁₀₀ (♀)和近交系大造(P50)(♂)杂交得到F₁,用F₁(♂)与双隐性标记的C₁₀₀ (♀)回交,得到回交一代(BC₁),用改进的AFLP分子标记方法,经96组选择性扩增引物扩增,获得分离比为1∶1(P≤0.05)的1 744个AFLP位点。用Map Manager QTXb19（Version 0.29）连锁图谱构建软件,构建了具有814个标记,36个连锁群的家蚕高密度AFLP分子标记连锁图谱。该连锁图谱覆盖的家蚕基因组长度为13 005 cM,连锁群长度变化范围为109.0～1 573.7 cM,连锁群的平均长度为361.25 cM,其标记间平均图距15.98 cM,最小图距2.3 cM,最大图距47.7 cM,标记间大于30 cM的gap共有39个。该连锁图平均每个连锁群23个标记,最多一个连锁群有92个标记,最少8个标记。该连锁图谱确定了与经典实验遗传图谱第15连锁群和W染色体连锁群相对应的两个连锁群。     

拟南芥雄性不育突变体fne的遗传与定位分析

在T-DNA插入突变体Salk_118481株系的群体中,筛选到一株雄性不育突变体,用T-DNA序列上的一对引物进行PCR鉴定表明其基因组中没有T DNA插入。通过背景纯化与遗传分析发现该雄性不育突变体是由单个隐性基因控制的,引起不育的主要原因是在花药发育的第13~14期,花丝不能伸长以完成授粉,故该突变体命名为fne （filament no elongation）。利用图位克隆的方法对FNE基因进行了定位,结果表明FNE基因位于第五条染色体上分子标记MBD2和MMG4之间的97kb区间内。目前该区间内尚未见到控制花丝伸长基因的报道,因此,FNE基因是一个控制花丝伸长的新基因。     

一个新的水稻卷叶突变体的遗传分析与基因定位

水稻叶片发育异常的突变体是研究水稻叶片发育分子机理的重要材料．本研究在IR64的EMS突变体库中发现了一个新的卷叶突变体材料w32,在整个生育期过程叶片都表现高度卷曲．突变体w32与IR24、培矮64杂交构建F2群体进行遗传分析,结果表明,卷叶性状受一个隐性基因控制,选用w32/PA64F2群体中的1846个卷叶单株进行基因定位,在卷叶和正常叶的DNA池中筛选到两个多态性标记RM6697和RM20781,并确定该卷叶基因位于第7染色体短臂上,是一个尚未报道过的基因,暂命名为r111（t）．利用新发展的11个SSR标记和19个InDel标记,最终将r111（t）基因定位在一个约52kb的区段上,为最终克隆该卷叶基因奠定了基础。     

利用放射杂交克隆板进行猪FMR1等5个基因间的连锁分析

放射杂交技术在人类图谱（包括ESTs、STSs和微卫星）的构建中已证明是一种非常有效的方法。根据人类基因组X染色体上FMR1、IDS、FATE、BGN、F8A等5个基因的信息资源,用已构建的猪/仓鼠96个放射杂交细胞系分析猪染色体该5个基因间的连锁关系。结果显示：当LOD值为4时,FMR1、IDS、FATE、BGN、F8A都处于同一个连锁群内;当LOD值为5时,FMR1、IDS处于同一个连锁群,FATE和BGN在同一个连锁群内,而F8A单独处于一个连锁群中。     

家蚕核型多角体病毒egt基因的分子进化分析

过PCR方法获得家蚕核型多角体病毒（Bombyx mori nuclearpolyhedrosis virus,BmNPV）的蜕皮甾体尿苷二磷酸葡萄糖基转移酶基因（egt）片段,序列分析表明该片段带有EGT的完整ORF,推测的多肽可形成EGT结构域的高级结构。为了研究egt的起源,利用家蚕基因组数据库,电子克隆了多个家蚕尿苷二磷酸葡萄糖醛酸转移酶（UGT）基因,在此基础上进行了进化分析,表明BmNPV的EGT为antennal-enriched型UGT;推测核型多角体病毒（nucleopolyhedrivirus,NPV）和颗粒体病毒（granulovirus,GV）的egt基因在进化上来源于昆虫的UGT基因,但GV的egt基因在进化上的起源可能要早于NPV的egt基因;可能在昆虫祖先种进化形成不同昆虫目的某一时期,杆状病毒的祖先种从昆虫中获得了antennal-enriched型UGT基因,并进化为egt基因。家蚕的部分UGT基因与转座子元件连锁的基因组结构特点反映了杆状病毒的egt基因可能通过转座子的传递而获得。     

水稻早熟多子房突变体fon5的遗传分析和基因定位

摘要: 在水稻中花11的后代中筛选到1例花器官数目突变体, 突变体主要表现为多雄蕊、多子房和早开花。遗传分析表明, 该突变表型受1对隐性核基因控制。因为对花器官数目突变体曾有报道, 如fon1、fon2、fon3 和fon4, 所以该突变体暂定名为fon5。利用fon5与籼稻品种华粳籼74构建的F2群体对fon5进行基因定位, 发现其与第6染色体上的标记RM400和RM412连锁, 遗传距离分别为10.5 cM 和1.6 cM。通过在两标记间发展6个新的Indel标记, 将该基因定位于116 kb区间     

对家蚕第18连锁群隐性基因elp、ch-2和mln测交系的分子定位分析

家蚕长形卵(elp)、第二隐性赤蚁(ch-2)、暗化型(mln)均为第18染色体上的隐性突变, 在经典连锁图谱上的顺序和遗传距离已经排定。文章采用正常卵、正常黑蚁及正常白蛾品种P50与包含此3个隐性突变的三隐性测交系W18组配正反交群体, F1回交W18后获得回交群体(P50×W18)♀×W18♂ 和W18♀×(P50×W18)♂, 分别记作BC1F和BC1M, 利用已构建的家蚕SSR分子连锁图谱和根据家蚕基因组精细图设计的STS标记, 对这3个突变基因elp、ch-2、mln进行了分子定位研究, 并根据家蚕基因组精细图, 将第18连锁群的经典遗传图、分子连锁图和基因组物理图进行了对应。整合后的图谱遗传距离为94.2 cM, 突变基因和分子标记的排列顺序分别与形态标记连锁图和基因组精细图相一致, 研究结果对家蚕第18 染色体上其他突变的定位与克隆有重要的借鉴作用。     

家蚕hsp20.4启动子克隆及其驱动表达产物EGT对家蚕蛹体发育的影响

为验证家蚕Bombyx mori热休克蛋白基因hsp20.4启动子的活性以及家蚕核多角体病毒egt的表达产物对家蚕发育的影响, 本实验通过PCR扩增分别得到hsp20.4启动子片段和egt片段。利用hsp20.4的启动子和红色荧光蛋白报告基因DsRed构建重组载体, 在家蚕BmN细胞以及家蚕组织中得到了瞬时表达, 表明所克隆的hsp20.4启动子序列具有热休克蛋白基因的启动子活性。又利用hsp20.4启动子和家蚕核多角体病毒的egt构建重组载体, 通过注射到蚕蛹中进行瞬时表达, 以检测egt表达产物对家蚕发育的影响, 经42℃ 1 h热诱导后, hsp20.4启动子控制的egt表达产物可以延迟家蚕发育。     

New Gene Crt(Curly Roots) Controlling Pea (Pisum sativum L.) Root Development

Using ethyl methane sulfonate (EMS) treatment of the seeds ofline SGE, a new mutant of pea (Pisum sativum L.) with alterationsin root development was obtained. The mutant phenotype dependson the density of the growth substrate: on sand (a high densitysubstrate) the mutant forms a small compact curly root systemwhereas on vermiculite (a low density substrate) differencesbetween the root systems of the mutant and wild type plantsare less pronounced. Genetic analysis revealed that the mutantcarries a mutation in a new pea gene designedcrt (curly roots).Gene crt has been localized in pea linkage group V. The mutantline named SGEcrt showed increased sensitivity to exogenousauxin and an increased concentration of endogenous indole-3-aceticacid (IAA) in comparison with the wild type line SGE. Copyright2000 Annals of Botany Company Pisum sativum L., root development, garden pea mutant, curly roots, auxin, environmental stimulus response     

Mutant dn Influences Dry Matter Distribution, Assimilate Partitioning and Flowering in Lathyrus odoratus L.

The flowering mutant dn in sweet pea was used as a tool to study¹⁴C-assimilate and dry matter partitioning with respect to nutrientdiversion theories on the control of flower initiation. Wildtype plants (Dn^h) are photoperiodic and exhibit late floweringand profuse basal branching in short days while mutant plants(dn) are day neutral, early flowering and devoid of basal laterals.In short days, dn plants exported a significantly greater proportionof assimilate acropetally than (Dn^h) plants and the upper portionof dn plants had a greater dry weight. These differences werereduced dramatically when basal laterals were excised regularlyfrom the (Dn^h) plants although the difference in flowering remained.However, the effect of dn on resource allocation within theapical region may be more important in regard to flowering thanthe effect on acropetal versus basipetal movement. In shortdays, the dn plants partitioned significantly more resourcesinto their internodes and petioles, and less into their leaflets,than Dn^h plants as shown by dry weight and ¹⁴C-assimilate measurements.These differences were apparent from as early as node 7 up tothe node of flower initiation in dn plants (node 30) and theywere not eliminated by removal of basal laterals from Dn^h plants.Differences between dn and Dn^h plants in partitioning and floweringwere largely eliminated under long days. The fact that in thisspecies a single gene influences both resource allocation andflower initiation lends further support to nutrient diversionhypotheses on the control of flowering. Key words: Assimilate partitioning, branching, flowering, mutant, sweet pea     

Mutation of a vitelline membrane protein, BmEP80, is responsible for the silkworm “Ming” lethal egg mutant

The egg stage is an important stage in the silkworm (Bombyx mori) life cycle. Normal silkworm eggs are usually short, elliptical, and laterally flattened, with a sometimes hollowed surface on the lateral side. However, the eggs laid by homozygous recessive “Ming” lethal egg mutants (l-e^m) lose water and become concaved around 1 h, ultimately exhibiting a triangular shape on the egg surfaces. We performed positional cloning, and narrowed down the region containing the gene responsible for the l-e^m mutant to 360 kb on chromosome 10 using 2287 F₂ individuals. Using expression analysis and RNA interference, the best l-e^m candidate gene was shown to be BmEP80. The results of the inverse polymerase chain reaction showed that an ~ 1.9 kb region from the 3′ untranslated region of BmVMP23 to the forepart of BmEP80 was replaced by a > 100 kb DNA fragment in the l-e^m mutant. Several eggs laid by the normal moths injected with BmEP80 small interfering RNAs were evidently depressed and exhibited a triangular shape on the surface. The phenotype exhibited was consistent with the eggs laid by the l-e^m mutant. Moreover, two-dimensional gel electrophoresis showed that the BmEP80 protein was expressed in the ovary from the 9th day of the pupa stage to eclosion in the wild-type silkworm, but was absent in the l-e^m mutant. These results indicate that BmEP80 is responsible for the l-e^m mutation.     

SSR based linkage and mapping analysis of C,a yellow cocoon gene in the silkworm,Bombyx mori

The yellow color of the cocoon of the silkworm Bombyx mori is controlled by three genes, Y (Yellow haemolymph), I (Yellow inhibitor) and C (Outer‐layer yellow cocoon), which are located on linkage groups 2, 9 and 12, respectively. Taking advantage of a lack of crossing over in females, reciprocal backcrossed F₁ (BC₁) progeny were used for linkage analysis and mapping of the C gene using silkworm strains C108 and KY, which spin white and yellow cocoons, respectively. DNA was extracted from individual pupae and analyzed for simple sequence repeat (SSR) markers. The C gene was found to be linked to seven SSR markers. All the yellow cocoon individuals from a female heterozygous backcross (BC₁ F) showed a heterozygous profile for SSR markers on linkage group 12, whereas individuals with light yellow cocoons showed the homozygous profile of the strain C108. Using a reciprocal heterozygous male backcross (BC₁ M), we constructed a linkage map of 36.4 cM with the C gene located at the distal end, and the closest SSR marker at a distance of 13.9 cM.     

pH对红褐斑腿蝗中肠主要蛋白酶活性的影响

为评价pH对红褐斑腿蝗Catantops pinguis (Stål)中肠蛋白酶活性的影响, 本文用3种专性底物测定了不同pH环境下蝗虫中肠类胰蛋白酶和类胰凝乳蛋白酶的活性。结果表明: 雄性红褐斑腿蝗中肠肠液的pH值为6.92±0.043, 雌性为7.03±0.054, 两性间差异不显著（P>0.05）。并且发现3种蛋白酶的最适pH值各不相同, 其中雌雄虫的强碱性类胰蛋白酶（以BAPNA为底物）最适pH分别为8.5和10.5; 雌雄虫的弱碱性类胰蛋白酶（以TAME为底物）最适pH分别为9.0和9.5; 而雌雄虫的类胰凝乳蛋白酶（以BTEE为底物）最适pH雌性为8.5, 雄性为8.0。统计结果显示, pH对红褐斑腿蝗中肠蛋白酶活性影响显著（P<0.01）, 两性间蛋白酶活性差异显著（P<0.01）。在最适pH情况下, 雌性的类胰蛋白酶活性高于雄性, 而类胰凝乳蛋白酶活性则是雄性高于雌性。在中肠pH范围内雌性比雄性具有更高的消化蛋白酶活性, 显示雌性具有较强的食物处理能力以摄取更多的营养物质为繁殖活动（孕卵）作准备, 而该种蝗虫最适pH范围较宽, 可能与其取食植物范围较宽有关。