【目的】水稻顶部小穗退化减少了单穗的总枝梗数和总粒数,严重影响单株产量,是水稻生产上的一个不利性状。因其遗传基础复杂,受环境影响较大,控制顶部小穗退化的相关基因克隆研究报道极少,该不利性状发生的分子机制及其遗传网络还不得而知。对顶部小穗退化基因进行精细定位,可为穗顶部基因的克隆奠定基础;开发的紧密连锁分子标记,也可以运用于分子育种实践,对这一不利性状进行早期识别和淘汰。【方法】首先对小穗突变体sp进行精细定位。用sp分别与粳稻品种ITA182和籼稻品种J160杂交构建2个遗传定位群体。为了研究不同穗退化突变体之间的关系,再以小穗突变体sp和穗顶部退化材料05261杂交,获得农艺性状稳定的拟双突...

[目的]本研究旨在发掘水稻产量相关基因,为水稻产量性状改良提供新的种质资源,为水稻穗发育遗传研究提供分子证据。[方法]利用表型差异明显的粳稻‘茭白稻’和籼稻‘Saber’构建F_2群体,对其株高及穗部性状进行QTL检测。根据F_2结果,构建F_(2∶3)分离群体,对效应值较高的穗长QTL qPL9进行验证、精细定位和候选基因预测,并对候选基因进行克隆、测序和序列比对分析。[结果]在F_2群体中检测到株高、穗长、每穗颖花数、二次枝梗数、粒长和粒宽共6个性状的16个QTL。其中效应最高的qPL9解释了32.8%的穗长变异,位于SSR标记RM1189和L171之间,LOD值为8.27。对qPL9所在位点进行验证后进行精细定位,最终将其定位在InDel标记L174与L171之间,物理距离为90.47 kb,含有9个开放阅读框(ORF)。分析候选基因序列,发现LOC_Os09g28300、LOC_Os09g28310和LOC_Os09g28320的编码序列在‘茭白稻’和‘Saber’间有差异,且导致氨基酸序列差异。[结论]qPL9是新位点,其候选基因可能为LOC_Os09g28300、LOC_Os09g28310和LOC_Os09g28320。

【目的】对水稻穗退化突变体ｓｐｄ１１进行遗传分析及候选基因鉴定，以便了解水稻穗发育的调控机制。【方法】用化学诱变剂甲基磺酸乙酯（ＥＭｓ）处理粳稻品种中花１１的直立密穗突变体ｄＥｐ２，从突变体库中筛选到一份穗退化突变体ｓｐｄ１１。观察该突变体表型，并调查其主要农艺性状。由于突变体不能结实，将可分离出ｓｐｄ１１突变植株的株系分单株收种、种植，并对后代株系的分离情况进行调查统计，分析该突变性状的遗传行为。将ｓｐｄ１１杂合植株与冈４６Ｂ杂交的Ｆ２后代作为定位群体，对ｓｐｄ１１突变体进行基因定位，遴选候选基因并进行ｄＮＡ测序验证；同时，对不同物种中ｓｐｄ１１候选基因的同源基因所编码蛋白进行进化树和序列比．．．

利用穗粒数和穗长差异较大的2个粳稻品种日本晴与大穗型粳稻种质B0801组配群体,对水稻穗粒数、穗长和着粒密度等穗部性状进行数量基因位点检测,共检测到11个QTL,分布于第1,2,5,7以及9号染色体上,QTL的贡献率范围为0.21%～68.20%。其中,4个控制穗粒数的QTL分别位于第1,2,7,9号染色体,其贡献率为0.21%～25.06%。第9号染色体RM1328～RM3533标记区间的控制穗粒数性状的qGNP9-1位点,为主效QTL;控制穗长的QTL 4个,4个QTL分别位于第1,2,5,9号染色体。其贡献率范围为0.28%～61.19%,其中qPL9-1的LOD值为31.88,对表型变...

在水稻粳稻品种中花11T-DNA插入突变体库中鉴定了3个穗形态突变体,它们均表现为植株半矮、叶夹角变小、一次枝梗轮生、复粒、粒长变短、粒宽变宽等突变表型。基因双突变杂交F1表型考查证明这3个突变体为等位突变体,T-DNA标签共分离检测表明这3个突变体的表型与T-DNA插入无关。通过与籼稻品种珍汕97配置3个杂交组合,由经典的孟德尔遗传分离比显示,突变性状受1对隐性基因(panicle morphological mutant 1,PMM1)控制。采用基因图位克隆的方法,已将基因PMM1定位在第4染色体长臂上的RM3866-1和X4(InDel)标记之间,其两侧物理图距为147kb左右。

【目的】通过对一个水稻短穗小粒突变体的鉴定与基因精细定位,为水稻等禾本科作物的籽粒发育及分子改良奠定基础。【方法】在水稻EMS诱变体库中鉴定到一个短穗小粒突变体,暂命名为sps1(shorten panicle and seed 1)。成熟期观察野生型和sps1的形态变化,考察株高、节间长、穗实粒数、结实率和千粒重等农艺性状;对野生型和sps1籽粒外稃内外表皮中部进行扫描电镜观察,并利用石蜡切片进一步分析野生型和sps1籽粒的形态变化;配制缙恢10号/sps1杂交组合进行遗传分析,并利用其F2群体进行基因精细定位;对野生型和sps1两叶一心期的叶鞘进行油菜素内酯(brassinolide,BR)敏感性试验;抽穗期分析SPS1在水稻根、茎、叶、鞘和穗中的表达,并对籽粒发育相关基因和BR相关基因进行q PCR分析。【结果】sps1穗和倒1、2、3的节间长度均极显著短于野生型,导致株高半矮化;此外,sps1穗枝梗数、结实率和千粒重也显著降低;扫描电镜观察发现sps1外稃中部内外表皮细胞长度极显著小于野生型,宽度则极显著变大,石蜡切片观察进一步证实了sps1籽粒宽短是由细胞变短、变宽造成的;籽粒发育相关基因q PCR分析发现,部分通过调控细胞分裂和扩展进而影响水稻籽粒发育的基因表达量发生了显著变化,在sps1中,AFD1、SLG、HGW和GS3的表达量显著上调,GW7和GID1显著下调;选取符合3﹕1分离比例的F2代分离群体中的突变单株进行基因定位,最终将调控基因精细定位在第7染色体上标记sps1-3和sps1-2之间134 kb的物理范围内,包含19个注释基因;经测序,与野生型相比,发现sps1中的Os07g0616000在编码区有一个A-T的碱基替换,致使编码的赖氨酸变成了终止密码子,导致蛋白翻译提前终止,初步确定为候选基因。q PCR分析发现SPS1在水稻的根、茎、叶、鞘和穗中均有表达,且在茎秆中的表达量最高;生物信息学分析发现,SPS1是DEP2的一个新等位基因。sps1对外源BR的敏感性降低,BR钝感基因D1的表达极显著下调;推测SPS1/DEP2可能通过BR信号传导途径调控水稻籽粒和株型的发育。【结论】sps1是一个水稻短穗小粒突变体,SPS1编码一个表达蛋白,是DEP2的新等位基因,通过BR信号传导途径调控水稻籽粒和株型的发育。

为探明BWMK1介导的信号传导途径,采用酵母双杂交系统,构建水稻稻瘟病菌诱导后的cDNA文库,以BWMK1为诱饵,对文库进行筛选,通过验证、测序和基因编码分析,获得了7个BWMK1互作基因BWIP1~BWIP7,分别位于水稻基因组第12、2、3、10、6、4、5染色体上;7个互作基因中,除BWIP2和BWIP7未找到同源编码蛋白外,其余5个基因BWIP1编码硫甲基转运酶,BWIP3编码磷酸肌醇合成酶,BWIP4编码磷转运蛋白,BWIP5编码WD-40重复包含蛋白,BWIP6编码N-乙酰谷氨酸激酶。

穗长是影响水稻产量的重要因子之一,是典型的数量性状,遗传基础复杂,且易受环境等因素的影响。染色体单片段代换系(Chromosome single segment substitution lines,CSSSLs)减少了个体间遗传背景的干扰,是鉴定复杂性状QTL的新型遗传材料。本研究以广陆矮4号为受体、日本晴为供体的85个染色体单片段代换系群体为试验材料,通过单因素方差分析和Dunnett's多重比较测验单片段代换系与受体亲本广陆矮4号之间穗长的差异,对代换片段上穗长QTL进行了鉴定。以P<0.001为阈值,共检测到22个穗长QTLs,分布于除第10染色体以外的11条染色体上,其加性效应值的变...

利用穗部性状存在明显差异的粳稻TD70和籼稻品种Kasalath杂交,经单粒传法获得的240个重组自交系(RIL)为作图群体,分别于2010和2011年对穗长、每穗总粒数和着粒密度进行鉴定,用完备区间作图法,以均匀分布于12条染色体的141个SSR标记对粒型性状进行QTL检测。结果表明,共检测到3个性状的QTL 23个,其中控制穗长的5个QTL、每穗总粒数的8个QTL、着粒密度的10个QTL,分布在第2、3、4、6、7、8、9和10染色体上,LOD值范围为2.5~9.3,单个QTL的贡献率介于4.0%~20.8%之间。第2染色体的RM5699-RM424、第3染色体的RM489-RM1278、...

[目的]本文旨在探究水稻抽穗期基因OsFKF1感受蓝光并调控抽穗期的分子机制。[方法]以‘宁粳2号’及其晚抽穗突变体lhn2，lhn3为材料，分析野生型和突变体的农艺性状。利用MutMap的方法定位并克隆导致lhn2、lhn3突变的基因。为研究候选基因OsFKF1的功能，观察水稻原生质体中OsFKF1的亚细胞定位。利用不同波长的光源处理检测OsFKF1对Ehd1表达的影响。通过酵母文库筛选实验寻找与OsFKF1互作的蛋白，并利用荧光素酶互补等实验进行验证。[结果]在南京自然长日照条件下lhn2、lhn3突变体抽穗期较野生型均延迟26 d左右，株高、粒长、粒宽、千粒重均显著下降。MutMap分析结果表明导致lhn2、lhn3突变的基因均为水稻抽穗期基因OsFKF1。亚细胞定位结果显示OsFKF1在水稻原生质体中定位于细胞质和细胞核内。OsFKF1仅在蓝光下诱导Ehd1表达，且蓝光处理3 h达到峰值。利用酵母文库筛选实验筛到与OsFKF1互作的一个含有泛素结合相关结构域的蛋白HGW，并利用荧光素酶互补等实验证实了OsFKF1与HGW的互作。[结论]蓝光诱导Ehd1的表达部分依赖于OsFKF1。推测OsFKF1和HGW可能形成复合体通过泛素化降解蛋白途径调控水稻抽穗。

[目的]本文旨在探究水稻抽穗期基因OsFKF1感受蓝光并调控抽穗期的分子机制。[方法]以‘宁粳2号’及其晚抽穗突变体lhn2，lhn3为材料，分析野生型和突变体的农艺性状。利用MutMap的方法定位并克隆导致lhn2、lhn3突变的基因。为研究候选基因OsFKF1的功能，观察水稻原生质体中OsFKF1的亚细胞定位。利用不同波长的光源处理检测OsFKF1对Ehd1表达的影响。通过酵母文库筛选实验寻找与OsFKF1互作的蛋白，并利用荧光素酶互补等实验进行验证。[结果]在南京自然长日照条件下lhn2、lhn3突变体抽穗期较野生型均延迟26 d左右，株高、粒长、粒宽、千粒重均显著下降。MutMap分析结果表明导致lhn2、lhn3突变的基因均为水稻抽穗期基因OsFKF1。亚细胞定位结果显示OsFKF1在水稻原生质体中定位于细胞质和细胞核内。OsFKF1仅在蓝光下诱导Ehd1表达，且蓝光处理3 h达到峰值。利用酵母文库筛选实验筛到与OsFKF1互作的一个含有泛素结合相关结构域的蛋白HGW，并利用荧光素酶互补等实验证实了OsFKF1与HGW的互作。[结论]蓝光诱导Ehd1的表达部分依赖于OsFKF1。推测OsFKF1和HGW可能形成复合体通过泛素化降解蛋白途径调控水稻抽穗。

为研究不同时期低温对水稻穗部性状影响程度,以千重浪2号和润宇1号为试材,在盆栽条件下研究孕穗期和灌浆期低温对穗部性状的影响。结果表明,孕穗期低温使参试品种的穗长、一次枝梗长、一、二次枝梗数、穗粒数、着粒密度和结实率都有不同程度的下降,其中叶龄余数为1.0时的低温处理对上述穗部性状的影响最大。孕穗期低温主要降低了穗中部和穗下部的二次枝梗数、粒数和结实率,对一次枝梗的影响相对较小。灌浆期低温则使结实率明显下降,穗粒重降低。

【目的】了解大气CO_2浓度升高对水稻穗部性状遗传表达的影响,为今后合理筛选育种材料提供依据。【方法】以粳稻Asominori与籼稻IR24所衍生的染色体片段置换系(CSSLs)为材料,在已构建的染色体置换系遗传图谱的基础上,对比分析水稻穗部性状在FACE(约570μmolCO_2·mol-1)和正常大气CO_2浓度(约370μmolCO_2·mol-1)下的变化及其LOD≥3.0时的数量性状位点(QTL)。【结果】FACE下,Asominori和IR24的穗长、一次枝梗数、每穗总粒数、瘪粒数、结实率和着粒密度的表型值均高于对照;而Asominori和IR24所衍生的CSSLs的穗部性状对CO...

【目的】穗发芽是种子在收获前遇到阴雨潮湿环境时,在田间母体植株上发芽的现象,是水稻生产中的一个重要限制因素。水稻穗发芽的表现性状和玉米种子特异的viviparous1(vp1)突变体表型非常相似。VP1是种子成熟和休眠所必须的脱落酸信号转导途径中的重要转录因子,因此利用转基因技术研究水稻同源基因OsVP1的生物学功能对有效控制杂交水稻穗发芽的发生和危害具有重要意义。【方法】将水稻OsVP1片段导入到植物表达载体pHB,构建OsVP1的RNA干涉植物表达载体pHB-OsVP1RNAi;通过根癌农杆菌介导转入水稻品种日本晴,并获得阳性植株。【结果】半定量RT-PCR分析显示,转基因植株胚中的OsV...

水稻长芒是从野生稻保留下来的性状,通过人工选择培育的现代品种一般都是无芒类型。到目前为止,还没有关于控制芒的基因精细定位和克隆的报道。本实验利用国家种质资源库中有芒的亲本SLG与无芒亲本日本晴构建回交近等基因系(NILs)群体,从BC4F2回交分离群体中,选择出有芒和无芒呈3∶1分离的群体,从中选择杂合BC4F2单株构建BC4F3定位大群体。利用分离群体分组混合分析法(BSA法),筛选均匀分布水稻染色体组上1 512对SSR标记,将芒基因定位在第3染色体RM6283和RM5685之间,命名为AWN3-1。通过设计和筛选多态性标记,进一步将AWN3-1定位在Y5和Y9标记之间,遗传距离分别为0....