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     

一个新的水稻花器官数目突变体fon(t)的鉴定及分析

水稻花器官数目突变体 fon(t)是在单倍体与二倍体的杂交 F2代发现的,经过多代种植,已稳定遗传。以 fon(t)为父本,以日本晴、93?11 和 R527 为母本配制杂交组合进行遗传分析,根据 F2代表型及χ2测验结果表明,该突变体的性状是由单隐性基因控制的。因为对花器官数目突变体曾有报道如 fon1、fon2 和 fon3,所以该突变体暂定名为 fon(t)。该突变体导致内外稃开裂,花器官外露;雄蕊和雌蕊的数目均增多,雄蕊一般 6~9 枚,雌蕊 1~2 枚;浆片同源转化为类内稃的结构;个别的花器官中还出现花丝上伸出类柱头的结构,浆片上部同源转化为类柱头或者类雄蕊的结构。研究结果表明,fon(t)基因可能影响水稻第三、四轮花器官的数目以及第二轮浆片的发育。     

水稻生长发育多效基因DDF1的遗传分析与基因定位

植物中存在许多多效性基因,它们在调控植物的营养生长与生殖发育过程中起着关键性作用。文章在籼稻育种材料中发现了一个植株显著矮化且花器官明显变异的突变体ddf1(dwarf and deformed flower 1)。遗传分析表明,该突变体由单基因隐性突变所致,这说明该基因是一个同时控制营养生长和生殖发育的多效性基因,暂命名为DDF1。为了定位该基因,将ddf1杂合体与热带粳稻品种DZ60杂交,建立了F2定位群体,利用水稻RM系列微卫星标记,通过混合分离分析(BSA)和小群体连锁分析,将DDF1初步定位在水稻第6号染色体RM588和RM587标记之间,与两标记的遗传距离分别为3.8 cM和2.4 cM。进一步利用已经公布的水稻基因组序列,在初步定位的区间内开发新的SSR标记,将DDF1定位在165 kb的区间内。该结果为克隆DDF1奠定了基础。     

一份新型水稻极度分蘖突变体的遗传分析及分子标记定位

在三系杂交水稻保持系绵香1B（M1B）和一个雄性不育材料GMS-1的杂交后代中发现一株极度分蘖突变体（命名为ext．M1B）,其分蘖数为121。对ext-M1B与5个正常分蘖水稻品种杂交F1和F2代的遗传分析表明,ext-M1B的极度分蘖特性受一对隐性核基因控制。以2480B／ext-M1B的F2代作定位群体,用分子标记将ext-M1B的突变基因定位于水稻第6染色体短臂,该基因与微卫星标记RM197、RM584和RM225的遗传距离分别为3．8cM、5．1cM和5．2cM,认为ext-M1B突变基因是一个新的水稻极度分蘖基因,暂命名为ext-M1B（t）。     

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.     

一个新的水稻花器官突变体的鉴定和基因定位

在水稻（Oryza sativa）品种台中65的组培后代中发现一个花器官发育异常突变体flower organ number6（fon6）,其主要表型为：双子房,多柱头,7-8枚雄蕊。遗传分析表明,该突变表型由一对隐性基因控制。以该突变体与籼稻3037杂交的F2代分离群体作为定位群体,利用STS标记将与突变性状相关的基因定位于第6染色体短臂上STS标记PL4和PL5之间约480kb的范围内。该研究结果为进一步的基因克隆及功能研究奠定了基础。     

水稻顶节间长度控制基因(EUI)的精细定位

通过对一水稻顶节间特异伸长突变体Mh-1进行经典遗传学和基因定位分析,认为该表型是一个核基因隐性突变所致。利用Mh-1与正常的T65-sd1杂交的F2群体对该位点定位研究分析,发现其与水稻第5条染色体长臂STS标记E30531和CAPS标记C903连锁,遗传距离分别为6．7cM和2．8cM。经进一步发展新的分子标记,将该基因精确定位在0．3cM的区域,为进一步克隆和研究该基因的分子机制奠定基础。     

水稻长穗颈基因eui紧密连锁SSR标记获得

02428h是从半矮秆材料02428体细胞培养后代中发现的隐性高秆突变体, 其株高性状由1对长穗颈基因eui和1对半矮秆基因sd-1共同控制。以02428h与半矮秆材料南京11杂交的F₂为作图群体, 利用Gramene公布的SSR标记和根据NCBI中的BAC序列自己新开发的SSR标记, 将eui基因定位在第5染色体上的RM3673和RM0012之间, 两侧遗传距离分别为0.3 cM和1.0 cM, 为该基因的分子标记辅助选择奠定了基础。     

矮泰引-3中半矮秆基因的分子定位

矮泰引-3的矮生性状受两对独立遗传的半矮秆基因控制,利用SSR标记将这两个矮秆基因分别定位到第1和第4染色体上。等位性测交的结果表明,位于第1染色体上的矮秆基因与sd1是等位的,所以仍然称其为sd1;而位于第4染色体上的矮秆基因是一个新基因,暂命名为sdt2。利用SSR标记将sd1定位于RM297、RM302和RM212的同一侧,而与OSR3共分离,它们之间的位置关系可能是RM297-RM302-RM212-OSR3-sd1,遗传距离分别为4．7cM、0cM、0．8cM和0cM,这与sd1在第1染色体长臂上的确切位置是基本一致的。利用已有的SSR标记和拓展的SSR标记将sdt2定位于SSR332、RM1305和RM5633、RM307、RM401之间,它们的排列位置可能是SSR332-RM1305-sdt2-RM5633-RM307-RM401,它们之间的遗传距离分别为11．6cM、3．8cM、0．4cM、0cM和0．4cM。     

水稻多分蘖突变体ht1的遗传分析和分子定位

在水稻品种新稻18中发现了一个多分蘖植株,经过多代自交获得了稳定的多分蘖突变株,突变体ht1在整个生育期最显著的特点就是分蘖数目多,是其野生型新稻18的3倍以上.遗传分析表明该基因受1对显性核基因控制,命名为HT1.利用微卫星标记将HT1初步定位于第10号染色体RM25435和RM25552之间,进一步利用极端个体定位法把HT1精细定位于标记RM25523和RM25532之间,HT1基因距它们的遗传距离均为0.05 cM,这两标记问的物理距离约为130kb.     

水稻小穗特征基因FZP的图位克隆

FZP是水稻中控制小穗分化的一个关键基因,先前已将它定位在第7染色体上。通过进一步对该基因进行精细定位和图位克隆,找到2个SSR标记NRM6和NRM8,将该基因锁定在一个遗传距离为1．2cM的范围内(两标记与目标基因的遗传距离分别为0．2cM和1．0cM),相应的物理距离为144kb。发现在预期的目标基因位置,存在一个具有类似AP2结构域的基因。已知AP2是一个控制植物花发育的重要基因。因此,这个基因应是FZP的一个候选基因。PCR扩增结果显示,突变体中该基因有一个大约4kb的插人片段,与向共分离。由此可以初步认为,该基因就是FZP。     

水稻白色中脉Oswm2的遗传分析与分子标记定位

从T-DNA突变体库中获得一份以中花11为遗传背景的白色中脉突变体。该突变体剑叶以下叶片的中下部中脉表现为白色, 白色中脉附近的叶色微黄, 并且伴随株高等农艺性状的改变, 暂时将其定名为Oswm2(Oryza sativa white midrib 2)。遗传分析表明该突变性状受一对隐性单基因控制, 以Oswm2和粳稻02428杂交的F2分离群体作为定位群体, 将OsWM2基因定位在水稻第7染色体的SSR标记RM21478和RM418之间, 遗传距离分别为8.7和15.9 cM。     

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。     

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。     

一个籼稻脆性突变体的生物学特性及基因定位研究

水稻脆性突变体是研究细胞壁组分结构形成机制的重要材料。通过离子束诱变籼稻9311获得1个茎秆、叶片均脆的突变体,命名为bc9311-1。bc9311-1突变体与野生型9311相比,分蘖数减少,结实率显著降低,其他农艺性状无明显差异。叶片和茎秆的细胞壁成分分析表明,与野生型相比,bc9311-1突变体茎秆中的纤维素和木质素含量明显降低,半纤维素和SiO2含量显著增加;叶片中的纤维素含量降低,半纤维素和木质素含量增加,SiO2含量无明显差异。遗传分析表明,该脆性突变体脆性性状受单隐性基因控制。以bc9311-1突变体与02428杂交的F2群体为基因定位群体,利用SSR标记将bc9311-1突变位点定位在水稻第1染色体上,位于SSR分子标记的RM1095和RM3632之间,遗传距离分别为0.6cM和3.4cM,与其中的标记RM1183表现共分离。这些结果为进一步克隆突变基因,揭示脆性性状的分子机制奠定坚实基础。     

一个新水稻温敏感叶色突变体的遗传分析及其基因分子定位

在粳稻品种嘉花1号（Oryza sativa L.ssp.japonica＇ Jiahua No.1＇）种子经60Coγ射线辐照处理的后代中,发现了1个低温敏感叶色突变体mr21。在较低温度（〈25.0°C）条件下,该突变体幼苗叶色呈黄色;随着温度逐渐升高,叶色由黄转绿,其临界温度约为27.5°C;在低温条件下,突变体幼苗总叶绿素含量以及叶绿素a、b的含量均较野生型嘉花1号明显下降,表明该突变体的叶色性状具有明显的温敏感性。遗传分析表明,该突变体叶色性状受1对隐性核基因控制,暂将该突变基因命名为thermo-sensitive leaf-color1（tsl-1）。以该突变体与籼稻9311（Oryza sativa L.ssp.indica＇ 9311＇）杂交的F2代分离群体作为定位群体,利用SSR分子标记将tsl-1基因初步定位在水稻（Oryza sativa）第1号染色体短臂上的MM1799与RM8132分子标记之间,其遗传距离分别为2.4cM和3.0cM;然后,进一步利用扩大F2代群体及新发展的分子标记将tsl-1基因定位在分子标记InDel2与InDel4之间的198kb内。研究结果为今后对该基因的克隆和功能分析奠定了基础。     

一个新水稻温敏感叶色突变体的遗传分析及其基因分子定位

在粳稻品种嘉花1号(Oryza sativa L. ssp. japonica ‘Jiahua No.1’)种子经⁶⁰Co γ射线辐照处理的后代中, 发现了1个低温敏感叶色突变体mr21。在较低温度(<25.0°C)条件下, 该突变体幼苗叶色呈黄色; 随着温度逐渐升高, 叶色由黄转绿,其临界温度约为27.5°C; 在低温条件下, 突变体幼苗总叶绿素含量以及叶绿素a、b的含量均较野生型嘉花1号明显下降, 表明该突变体的叶色性状具有明显的温敏感性。遗传分析表明, 该突变体叶色性状受1对隐性核基因控制, 暂将该突变基因命名为thermo-sensitive leaf-color 1(tsl-1)。以该突变体与籼稻9311(Oryza sativa L. ssp. indica ‘9311’)杂交的F₂代分离群体作为定位群体, 利用SSR分子标记将tsl-1基因初步定位在水稻(Oryza sativa)第1号染色体短臂上的MM1799与RM8132分子标记之间, 其遗传距离分别为2.4 cM和3.0 cM; 然后, 进一步利用扩大F₂代群体及新发展的分子标记将tsl-1基因定位在分子标记InDel2与InDel4之间的198 kb内。研究结果为今后对该基因的克隆和功能分析奠定了基础。     

水稻（Oryza sativa L．）苗期低温白化突变体all2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0．5～1．1cM和4．9cM,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all2。     

一个水稻卷叶主效QTL的定位及其物理图谱的构建

以水稻平展叶品种奇妙香和中度卷叶品种91SP068组合的F2无性系群体为定位群体,利用微卫星标记(SSR)对卷叶基因进行定位。在第5染色体长臂上定位到1个卷叶主效QTLS(rl8),它来自亲本91SP068,两侧标记为RM6954和RM6841,标记间的遗传距离为3．8cM,rl8距RM6954 1．0cM。所估计的加性效应和显性效应两年间均有所不同,2002年和2003年通过复合区间作图法所估计的加性效应分别为9．61和6．23,显性效应分别为-1．19和-4．44,两年间对表型的贡献率变化在20％～33％。同时,构建了覆盖该QTL区间的物理图谱,两标记间的物理距离为542kb,遗传距离和物理距离之比为144kb／cM。     

水稻Dwarf1移码突变的新突变体鉴定

从一批水稻品种"中花11"组织培养苗里分离到一个矮化突变株"C6PS",它的T2代群体株高呈现3:1分离。利用该群体矮化单株与"珍汕97"、"牡丹江8"构建2个F2群体F2(CZ)、F2(CM),两个群体中高株与矮株均呈现3:1分离,证明该性状变异为单基因控制。"C6PS"表现型与已经报道的Dwarf1隐性突变体"d1"相似,以D1附近标记RM430检测F2(CZ)群体基因型,结果显示群体表型与RM430基因型呈极显著相关(P=0.0001),将该基因初步定位于Dwarf1附近。对"C6PS"及"中花11"进行D1序列分析显示,突变株中D1基因在其第九个外显子与第九个内含子的剪接位点上发生6个碱基的缺失,根据缺失两侧序列设计C6PS-D1L/R标记,在T2代群体该标记与表型呈现共分离,表明"C6PS"是一种新的Dwarf1突变体。cDNA测序显示突变体d1基因转录产物发生26个碱基的缺失,导致移码产生终止突变,从而无法翻译出有功能的Gα蛋白,因此,它是一个Gα功能缺失突变体。叶倾斜度检测显示"C6PS"对油菜素内酯响应比野生型"中花11"弱。