水稻垩白是衡量水稻外观品质优劣的重要指标之一,降低稻米的垩白是培育优质水稻品种的前提。Chalk5是一个能显著降低稻米垩白从而提高稻米外观品质的主效基因。为提高垩白基因Chalk5在育种中的选择效率,在前人克隆的基础上,根据其启动子区域存在的2个功能突变位点,分别设计等位基因特异PCR(ARMS-PCR)引物,最终筛选出2对Chalk5基因的功能标记Chalk12、NChalk12和Chalk22、NChalk22,通过PCR产物测序的方法对这2对标记的检查结果进行了验证,说明Chalk12、NChalk

【目的】白叶枯病是水稻主要病害之一,经常会引起水稻严重减产。利用寄主自身对白叶枯病的抗性,不仅能提高水稻产量,还能减少因大量施用农药造成的环境污染。研究表明Xa23对白叶枯病有较好抗性并已成功用于水稻抗白叶枯病抗性育种中。已有的Xa23分子标记均位于基因外侧。为了提高分子标记的准确性,并简化分子标记辅助选择步骤,本研究拟开发一个位于Xa23基因内部的分子标记以利于水稻抗白叶枯病育种实践。【方法】抗白叶枯病材料CBB23与感病材料JG30、日本晴、MDJ8等在Xa23基因启动子区存在序列差异和缺失,通过测序确认该差异序列存在于待改良材料川恢907、川航恢908、川恢991、川恢992中,针对差异序列设计引物开发分子标记,该引物以Xa23基因供体CBB23的DNA为模板能扩增出特异PCR产物,其他则不能扩增到特异PCR产物。利用该分子标记对部分水稻重要种质资源的Xa23基因型进行了鉴定。【结果】本研究开发了一个位于Xa23基因启动子区的分子内标记,该分子标记为显性标记,以阳性或杂合体对照DNA为模板均扩增到一条198 bp左右的亮带,阴性对照中则无对应的条带。利用该标记对354个引自不同稻区的水稻亲本进行Xa23基因背景鉴定,发现5个材料包括华航G528、R418、R419、R433、R440含有Xa23基因,其他亲本不含有Xa23基因。【结论】本研究开发了一个位于Xa23基因内部的分子标记,这不仅提高了分子标记辅助育种的准确性,还通过简化检测步骤提升了检测效率。本标记的开发可为Xa23的高效利用提供技术参考。

【目的】稻瘟病是世界上最严重的水稻病害之一。通过功能标记的开发,为加快广谱持久抗稻瘟病基因PigmR在水稻育种中的应用提供依据。【方法】利用Snapgene 2.3.2软件分析PigmR的碱基变异特征,用Oligo7设计特异功能标记。为了避免因PCR扩增失败引起的假阴性,设计扩增内参基因Actin1的引物作为参照,对功能标记进行优化。用功能标记对水稻亲本材料、丽江新团黑谷的单基因系材料、育种中间材料和南粳53045/谷梅4号BC1F3群体株系进行鉴定。稻瘟病鉴定的供试菌株为江苏省稻瘟病代表菌株(2018-4、2018-65、2018~(-1)02、2018-222和2018-241)的混合菌。将供试菌株移植RCA培养基上,25℃培养7 d,用黑光灯照射72 h,待稻瘟病菌产生孢子后,再用无菌水洗下,配成10×10倍显微镜下每视野30—40个孢子的悬浮液。于水稻抽穗前3—4 d注射混合菌株,每穗注射1 mL菌液,做好标记。在水稻灌浆饱满后进行抗性调查。【结果】根据PigmR与PigmS、Pigm-R4序列比对及差异分析,设计了8对分子标记引物。通过分子检测,筛选获得的PigmR功能标记GMR-3,能特异扩增来源于谷梅4号的PigmR,获得98 bp产物,而不携带PigmR扩增不出产物。以不同浓度配比优化GMR-3与内参基因Actin1检测引物Actin1~(-1),发现以0.4μmol·L~(-1) GMR-3与0.1μmol·L~(-1) Actin1~(-1)组合浓度扩增出PigmR和Actin1特征条带的效率相当,效果最优,将该标记命名为GMRA。用该标记扩增水稻样品,携带PigmR的样品能扩增出146和98 bp条带,不携带PigmR的样品仅能扩增出146 bp条带。利用GMRA标记检测229份水稻材料,只有谷梅4号能扩增出146和98 bp条带,其他籼稻和粳稻均只能扩增出146 bp条带。进一步对29份丽江新团黑谷的单基因系材料进行检测发现,GMRA标记能有效区分PigmR与Pi9、Piz、Piz-t等同源性较高的基因,有很好的特异性。利用GMRA标记,从240份育种中间材料中筛选到3份携带PigmR的材料,可作为该基因的供体材料。利用该标记进行分子标记辅助选择,将PigmR通过回交转育到优质食味粳稻南粳53045。对南粳53045/谷梅4号BC1F3群体单株进行分子标记检测及稻瘟病人工接种鉴定,发现携带PigmR的单株均表现为抗或中抗,不携带PigmR的单株均表现为高感,表明导入PigmR能显著改良南粳53045的穗颈瘟抗性。【结论】PigmR的功能标记能有效用于抗稻瘟病遗传改良和资源筛选。

【目的】单叶蔷薇是蔷薇属唯一的单叶物种，目前已被列为国家二级濒危保护植物，开发高效的分子标记可以为单叶蔷薇居群遗传多样性分析、克隆生长格局等研究提供重要的数据支撑，为其居群遗传资源的保育提供理论指导。【方法】利用Krait v1.3软件对单叶蔷薇全基因组序列中1～6核苷酸重复的SSR位点进行搜索并分析其序列特征，进而采用Primer Premier3.0软件设计引物。选取16个单叶蔷薇样本通过琼脂糖凝胶电泳和毛细管电泳检验引物的有效性和多态性。最后用POPGENE32软件和PowerMarker3.25软件对高多态性引物扩增产物数据进行遗传参数分析，利用软件NTSYS-pc2.10对16个单叶蔷薇样本进行聚类分析。【结果】单叶蔷薇基因组序列上共识别出142 083个SSR位点，其中二核苷酸重复类型数目最多，占比46.95%。单核苷酸至六核苷酸重复型中占比最高的基序类型分别为A/T、AT/AT、AAG/CTT、AAAT/ATTT、AAAAT/ATTTT和AAAAAG/CTTTTT，充分表明A/T为优势碱基。单叶蔷薇基因组SSR序列长度变化范围为12～1 026 bp，不同的核苷酸重复类型均呈现长度越长数量越少的规律，区间长度为10～15 bp的SSR位点数量最多，占比47.42%。合成的140对引物中112对可以获得清晰的目的条带，引物有效率为80%；最后筛选出多态性高、稳定性好的14对引物在16份单叶蔷薇样本中检测到等位基因58个，PIC值在0.314 3～0.675 9之间，等位基因数（Na）、有效等位基因数（Ne）、Shannon信息指数（I）及PIC值平均分别为4.142 9、2.576 9、1.080 8和0.529 2。Pearson相关分析结果表明所筛选引物的PIC值与SSR长度间并无显著相关性。通过聚类分析发现，筛选出的14对引物能够将基于不同居群的单叶蔷薇进行较好地区分，遗传相似系数在0.45～0.86之间。【结论】利用单叶蔷薇全基因组大规模开发的SSR标记数量丰富且类型多样，筛选出的高多态性SSR位点将为后续单叶蔷薇居群遗传多样性研究发挥重要作用。

稻米的直链淀粉含量主要受Wx位点控制。该基因座位的多样性及与直链淀粉含量的显著相关性已被众多研究者证实。本文报道Wx基因内的一个新微卫星标记RA19。分析表明,利用该引物进行PCR扩增的产率和效率都明显高于微卫星标记"484/485"。进一步以本课题组育成的具有中等直链淀粉含量、抗穗发芽特性的保持系K81为优质基因供体,以籼型保持系川香29B、IR58025B、博ⅢB等为受体品种杂交、回交并自交,借助微卫星标记RA19辅助选择Wx基因型,改良了受体保持系的直链淀粉含量。

将人工合成的来自Escherichia coli的dsdA基因与来自Schizosaccharomyces pombe的dao1 基因，通过农杆菌侵染方式转化到水稻中花11中。对转化植株进行分子生物学检测表明，目的基因整合到了水稻核基因组中，其中获得转化dsdA的单拷贝植株7个，转化dao1的单拷贝植株6个。通过对单拷贝转基因家系表达量检测及T0代种子萌发测验发现，dao1基因在2个（编号6,7）转基因家系中表达量显著，T0代种子在含D-Ala的培养基上，具有明显抗性。dsdA基因在所有的转基因家系中表达量相对偏低，在含D-Ser的培养基上，T0代种子有一定抗性。

利用 16对水稻功能基因的SSR引物研究了 2 3份世界 5个国家不同来源的水稻种质资源的遗传多样性 ,共检测出 78个等位基因变异 ,每对引物可检测 2～ 10个等位基因变异 ,平均为 5 .2个 ,品种间遗传相似系数在0 .13～ 0 .6 4之间。UPGMA聚类分析表明 ,在相似系数 0 .13处可以将材料分为 2大类 ,来自巴西、日本和中国的粳稻全部聚为第Ⅰ类 ,巴西陆稻和原产科特迪瓦的陆稻聚在第Ⅰ类的第三小群 ;第Ⅱ类全为籼稻 ,来源于巴基斯坦的籼稻和 1个来源于韩国的籼稻分布在第Ⅱ类 ,说明水稻功能基因在不同亚种、不同产地来源和不同生态类型的水稻之间存在差异 ,也进一步证实水稻功能...

研究利用Ｐｉ１基因与其等位基因Ｐｉｋｍ同感病基因序列的差异，开发出Ｐｉ１基因的特异性分子标记ｍ－Ｐｉ１。并以７２个水稻品种及含抗稻瘟病基因Ｐｉ１的品种ｉＲＢＬ１－ＣＬ与感病品种ＬＴＨ杂交的Ｆ２代分离群体为材料，结合抗病表型和标记检测结果，分析了ｍ－Ｐｉ１的特异性和选择的准确性。实验结果表明：标记ｍ－Ｐｉ１在抗病品种ｉＲＢＬ１－ＣＬ中扩增出４６０ ＢＰ的特异性条带，在其他７１个水稻材料中无产物；３８４株Ｆ２分离群体中，２９３株表现抗病，９１株表现感病，与标记ｍ－Ｐｉ１检测的Ｆ２群体的基因型完全一致，说明标记ｍ－Ｐｉ１特异性强，能准确用于抗病基因Ｐｉ１的辅助选择。

【目的】揭示种植方式对籽粒灌浆及垩白的影响。【方法】连续2年以中旱3号(陆稻)和武香粳99-8(水稻)为供试材料,设置覆膜旱种和裸地旱种2种旱种方式,以水层湿润灌溉为对照进行对比试验。【结果】与水种(对照)相比,陆稻覆膜旱种的产量显著低于对照,而水稻覆膜旱种的产量与对照无显著差异,裸地旱种的产量均较对照显著降低。陆稻旱种(覆膜旱种和裸地旱种)后强、弱势粒的相对起始灌浆势(R0/W)、最大灌浆速率(Gmax)、平均灌浆速率(G)均大于对照,活跃灌浆时间(D)小于对照,粒重均高于对照,垩白粒率显著低于对照。水稻旱种后强、弱势粒的R0/W、Tmax和粒重与陆稻旱种的结果相反。水稻覆膜旱种的垩白粒率与...

为了利用基因标记对大白菜-结球甘蓝易位系进行鉴定,针对大白菜和结球甘蓝共线性基因序列差异位点设计引物,以大白菜85-1和结球甘蓝11-1为试材,进行了多态性标记的筛选,并在大白菜-结球甘蓝易位系、易位系自交后代及大白菜和结球甘蓝不同商品种间进行了可利用性鉴定。结果表明,根据大白菜和结球甘蓝263个共线性基因共设计特异引物171对,66对引物在大白菜和结球甘蓝间表现出多态性扩增,所占比例为38.60%。66个基因标记中,基于大白菜基因序列获得的2个和基于结球甘蓝基因序列获得的48个,可作为结球甘蓝相对大白菜特异的基因标记,并成功用于大白菜-结球甘蓝易位系AT1-41和AT1-47及AT1-47自交后代的鉴定。进一步利用这66个基因标记在4个大白菜和4个结球甘蓝商品种中进行了PCR扩增,有52个标记能将供试的大白菜品种和结球甘蓝品种完全鉴定出来,有11个标记在部分品种中表现出多态性。结果为深入研究大白菜-结球甘蓝易位系外源基因的表达、调控、互作和标记辅助育种奠定了基础。

【目的】开发出小麦籽粒PPO活性的分子标记,并对新标记的应用进行研究,为面制食品外观品质的改良提供参考。【方法】根据一条由小麦2D染色体上PPO基因编码的mRNA序列(GenBank:AY515506)设计引物,对7个高PPO活性和7个低PPO活性小麦品种进行PCR扩增,筛选出有差异的引物,对130份小麦品种资源进行检测,验证不同带型与PPO活性的相关性,并利用一套中国春缺体、四体及双端体对STS标记进行染色体定位。在此基础上,结合一个位于小麦2A染色体上的PPO基因分子标记(PPO18),对新开发的标记在小麦低PPO活性分子标记辅助选择中的作用进行评价。【结果】在AY515506的不同位置共...

【目的】开发水稻粒宽调控基因GW8的荧光分子标记,为快速、准确鉴定其基因型提供技术支持。【方法】通过与宽粒亲本GW8基因序列进行比对可知,窄粒杂交稻亲本美B的GW8基因序列在第二内含子有2个碱基缺失差异的特性之一,据此结合五引物扩增受阻突变体系技术,建立GW8基因荧光分子标记PM-GW8。【结果】利用荧光分子标记PM-GW8对42份籼稻亲本材料进行鉴定,仅在美B中检测到有2个碱基缺失的荧光信号。对亲本材料的谷粒宽度进行测量,其中美B的粒宽相对其他品种较窄,验证了该分子标记检测GW8的基因型与粒宽表型相符合。【结论】GW8荧光分子标记PM-GW8能快速检测水稻是否存在2个碱基缺失的GW8基因,为利用分子标记辅助选择改良水稻粒宽提供高效、可靠的基因分型技术。

【目的】阐明水稻铵转运蛋白基因OsAMT1;4和OsAMT5的编码蛋白特征、功能和表达。【方法】采用生物信息学技术,揭示目的基因的编码蛋白特征;通过铵离子吸收缺陷的酵母突变体功能互补技术,鉴定上述基因编码蛋白的功能;采用RT-PCR技术,研究基因的表达特征。【结果】OsAMT1;4和OsAMT5的编码阅读框为1497bp和1377bp,分别编码498和458个氨基酸残基。OsAMT1;4和OsAMT5均具有11个跨膜域,分别归属与AMT1和AMT2亚家族。OsAMT1;4和OsAMT5均具有使NH4+吸收缺陷的酵母突变体重新恢复吸收NH4+的能力。OsAMT5在叶中特异表达,随NH4+浓度增加...

pTA2 48是与抗白叶枯病基因Xa2 1紧密连锁的 1个PCR标记 ,采用多个Xa2 1基因供体和受体水稻亲本以及抗 (Xa2 1)×感组合的F1 、F2 、F3 群体 ,对利用pTA2 48标记辅助选择进行水稻抗白叶枯病育种的有关问题 ,包括抗感亲本间的遗传多态性、pTA2 48标记与Xa2 1位点的连锁关系 ,以及pTA2 48标记选择的准确性等作了探讨。结果表明 ,pTA2 48标记在亲本间具有良好的多态性 ,与Xa2 1基因位点紧密连锁 ,二者间重组率为 0 %～1.3% ,根据该标记的多态性表现可对抗 (Xa2 1)×感组合后代材料中Xa2 1基因的基因型和表现型做出较为准确的选择...