分子标记技术及其在分离和克隆水稻基因中的应用

分子标记是近些年来发展起来的一种分子生物学技术,利用各种分子标记可以构建水稻高密度的分子遗传图谱,并进行基因定位和克隆。本文概述了几种常用的分子标记及其在研究水稻基因中应用进展。     

分子标记技术在玉米基因定位上的研究进展

该文概述几种分子标记的特点,论述了DNA分子标记在玉米品质性状基因、产量性状基因、生育期和主要植株性状基因、抗性基因、育性基因等基因定位方面的研究进展,并提出了今后的应用前景与发展方向。     

水稻抗性基因定位及相关分子标记研究进展

水稻是一种重要的粮食作物。而选育高抗性良种是有效防治病虫的危害,增加水稻单位面积产量的一项关键措施。了解水稻本身抗性的遗传信息是进行抗性育种的基础。现代生物技术的发展为抗性育种提供了新途径。本文较系统地概述了水稻对稻瘟病、白叶枯病、稻飞虱、稻叶暗抗性基因定位及相关分子标记研究的最新发展,为利用分子标记进行了水稻抗性育种及抗性基因克隆提供参考文献。     

水稻抗性基因定位及相关分子标记研究进展

水稻是一种重要的粮食作物。而选育高抗性良种是有效防治病虫的危害,增加水稻单位面积产量的一项关键措施。了解水稻本身抗性的遗传信息是进行抗性育种的基础。现代生物技术的发展为抗性育种提供了新途径。本文较系统地概述了水稻对稻瘟病、白叶枯病、稻飞虱、稻叶蝉抗性基因定位及相关分子标记研究的最新发展,为利用分子标记进行水稻抗性育种及抗性基因克隆提供参考文献。     

水稻优良性状控制基因的定位进展及其在染色体上的分布

利用分子标记可以寻找并且定位目的基因, 分子标记辅助育种技术则能够快速、高效地筛选出携带目的基因的优良品种。文章总结了近年来水稻中已被定位的优良性状控制基因及与其连锁的分子标记, 其中包括抗病虫害、抗寒、抗旱、不育、育性恢复等194个基因, 这些基因中已有14个被克隆测序。在此基础上探讨了这些基因在染色体上的分布趋势。     

DNA分子标记和基因定位

总结了现代分子生物学所发展出来的各类分子标记,并对分子标记应用的一个重要方面－－基因定位进行了详细阐述。     

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。     

水稻香味基因分子标记的开发及应用

根据香稻材料在Badh2基因(甜菜碱醛脱氢酶基因)第7外显子的突变位点,设计了分子标记YY5-YY8用来区分这种突变类型的香稻材料。同时结合已报道的针对Badh2在第2、4、5外显子处突变设计的功能标记InDel-E2和FMbadh2-E4-5,对80份不同生态区香稻材料进行了标记检测。结果表明,26份材料属于第7外显子突变类型,37份材料属于第2外显子突变类型,无第4、5外显子突变类型材料。该研究构建了针对Badh2突变的新的分子标记YY5-YY8,并且鉴定了上述香稻材料的突变类型,为优质香稻分子育种奠定基础。     

一个新的水稻小粒矮秆基因的分子标记定位及效应分析

从水稻(Oryza safjva L．)半矮秆品种蜀恢I62中发现一份小粒矮秆突变体“I62d”。对I62d与4个半矮秆品种杂交F1和F2代的遗传分析表明,I62d的矮生性由一对隐性基因控制。以II-32B／162d F2代作定位群体,用分子标记将I62d突变基凶定位丁水稻第3染色体短臂,该基因与微卫星标记RM218和RMI57之间的遗传距离分别为3．5cM和10．0cM。同时,利用近等基因系分析了该基因的表型效应,结果表明它可使株高降为正常高度的1／4左右,籽粒降为正常大小的1／4左右,并使叶片显著缩短、加宽,结实率显著降低。我们认为162d突变基因是一个新的水稻小粒矮秆某因,暂命名为dI62(t）。     

Molecular Mapping of Rice Blast Resistance Gene Pi-k h in the Rice Variety Tetep

We have used rice line Tetep as a resistant donor with the aim of mapping a durable blast resistance gene Pi-k ^h using RAPD and AFLP techniques in conjunction with bulk segregant analysis. An F₂ mapping population consisting of 205 plants was generated by crossing Tetep with HP2216, a highly susceptible cultivar. Inoculation with specific isolate (PLP-1) of Magnaporthe grisea at seeding stage showed that the Pi-k ^h gene inherited as a single dominant gene in F2 population. RAPD analysis was performed with 240 primers to detect polymorphism between resistant and susceptible parents. Of these, 48 primers produced polymorphic banding pattern between resistant and susceptible parents. Bulk segregant analysis was performed with 48 primers of which 5 showed polymorphism between resistant and susceptible bulks. A 700 bp DNA band was obtained in resistant F2 plants with primer 5-129 indicating its linkage to the resistance gene. Out of 64 AFLP primer combinations used for polymorphism survey between HP 2216 and Tetep, 11 AFLP primer combinations were able to distinguish the resistant and susceptible bulks. An AFLP band of 75 bp obtained with primer combination, E-TAlM-CTC co-segregated with the resistance gene. The RAPD marker 5-129₇₀₀ and AFLP₇₅ were placed on the linkage map at a distance of 2.1 eM and 15.1 eM flanking to Pi-k ^hgene, respectively. The RAPD band closely linked to Pi-k ^h gene was sequenced and used for the development of CAPs markers which also co-segregated with resistant phenotype in the mapping population. On sequence analysis and homology search of RAPD fragment with whole rice genome sequence database and the information available on physical, genetic and sequence maps of rice, the co-segregating CAPs marker was placed at long arm of rice chromosome 11. CAPs marker developed in this study showed polymorphism in different rice cultivars grown in North-Western Himalayan region and is being used for the pyramiding of Pi-k ^h gene along with other blast resistance genes using marker-assisted selection.     

安全标记基因在转基因植物中的应用

转基因植物的抗性标记一直是转基因生物安全性争论的焦点,是限制转基因植物应用的瓶颈之一。筛选安全标记基因替代抗生素标记基因已成为解决转基因植物安全性和促进转基因植物应用的重要策略。综述了生物安全标记基因的产生背景、系统分类、筛选原理及不同起源的标记基因在植物基因工程中的应用和存在问题。选用植物内源标记基因已成为转基因植物安全标记基因研究的重要方向。     

水稻抗白叶枯病基因Xa-25的分子定位

Xa-25是从体细胞突变体HX-3中鉴定出的水稻抗白叶枯病基因。通过花药培养构建了02428(粳稻)和HX-3(籼稻)的双单倍体(DH)群体,该群体包含了129个稳定株系,以我国长江流域水稻白叶枯病的代表菌株浙173对DH群体进行抗病性鉴定,抗病株系数和感病株系数分别为62和67。共选用覆盖水稻12条染色体的300对SSR引物对02428和HX-3进行多态性分析,有74对引物在双亲之间表现差异。利用这些差异引物对DH群体进行连锁分析,从而将抗白叶枯病基因Xa-25定位到第4染色体长臂末端的两个SSR标记RM6748和RM1153之间,连锁距离分别为9．3cM和3．0cM。     

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.     

分子标记技术在烟草遗传育种中的应用

本文综述了几种分子标记技术（RFLP、RAPD、AFLP、SRAP和SSR）在烟草遗传育种中的应用,包括分子标记在烟草种质资源、抗病育种等方面的研究进展。最后,分析了分子标记技术在烟草遗传育种研究中存在的问题及今后发展的方向。     

Marker Based Estimation of Gene Flow in Tropical Rice Fields and Its Ecological Consequences

Pollen mediated gene flow is the most widely debated biosafety issue in case of genetically modified crop plants and is a primary determining factor for permitting their field release, particularly major food crops like rice. The alleged consequences of gene escape into wild/weedy relatives that coexist together with cultivated forms in rice fields in several countries is perceived to be a major concern. In an effort to estimate the gene flow in rice in a tropical environment, rice varieties stacked with three bacterial blight (BB) resistance alleles and a cytoplasmic male sterile (CMS) line were used as donors and receiver of pollen respectively and the pollen flow was tracked with molecular markers that are closely linked to BB resistance genes. The study could detect gene flow up to 20?m distance with environmental factors like temperature and humidity influencing it. The gene flow observed at longer distances than the 10?m distance suggested earlier advocate caution and suggests that all the relevant biosafety issues need to be addressed prior to release of GM rice in tropical countries where sympatric association of wild relatives with cultivated rice with frequent crop-weedy gene flow both ways is quite common.     

不同作图群体对显隐性分子标记位点的作图效率

根据位点组合和位点的有效性,发展了一种对使用３种不同的作用图群体作图显隐性分子标记的作图效率评价方法,应用该方法所评价的结果是,双单倍体（ＤＨ）群体的作图效率最高,自交群体（Ｆ２群体）与回交群体的作图效率相同,因此使用双单倍体群体作图不仅所用费用低,而且作图速度快,但只有在极少数植物中能获得双单倍体群体,对于那些不能获得双单倍体的动植物物种而言,可使用自交群体或回交群体作图。如果作高密度的分子标记     

分子标记在绿豆遗传连锁图谱构建和基因定位研究中的应用

绿豆(Vigna radiata(L.)Wilczek)作为一种医食两用作物,不仅是重要的食物资源,在改善土壤环境、提高农民收入等方面也发挥着重要作用。然而,相对于大宗作物而言,绿豆基础研究薄弱,基因组研究更是落后。近年来,分子标记技术迅速发展,在绿豆基因组学研究中发挥了重要的作用。国内外利用分子标记技术已构建了超过20张绿豆遗传连锁图谱。一些优良基因尤其是与抗性相关的基因被鉴定或精细定位,为绿豆分子标记辅助选择打下基础,加快了抗性新品种的培育进程。本研究通过对分子标记技术在绿豆遗传连锁图谱构建、重要功能基因的定位等方面的应用进行综述,以期为绿豆遗传育种研究及功能基因组学分析提供参考。     

RSAP分子标记技术在园艺植物研究中的应用

限制性位点扩增多态性(RSAP)是一种基于PCR的新型植物分子标记技术,具有操作简便、结果稳定、效率较高的特点。该技术以植物基因组上广泛分布的限制性位点位为靶标,通过独特的引物设计和PCR扩增程序,无需限制性酶切环节,只要一个简单的PCR,即可产生基于植物限制性位点的多态性标记。阐述了RSAP的原理与流程,对该技术的优势和应用情况做了总结,并对其前景进行了展望。     

分子标记技术在灵长类繁殖行为研究中的应用——应用

分子标记(Molecular Marker)技术在这一领域中的应用主要集中于动物的性选择策略、交配策略、繁殖成功度等方面的研究.作为自然选择进化论的中心机理,种内的繁殖竞争一直是行为生物学最为关注的焦点之一[1～2].近年来关于灵长类繁殖行为一个引人入胜的主题就是优势等级(Dominance Rank)与繁殖成功率(Reproductive Success)相关性的探讨.