目的研究中高度重复序列在稻属不同物种基因组进化中的作用。方法用栽培稻C0t-1DNA和基因组DNA(gDNA)作为探针,分别对栽培稻、药用野生稻和疣粒野生稻进行荧光原位杂交(FISH)和比较基因组杂交(CGH)。结果C0t-1DNA覆盖栽培稻、药用野生稻和疣粒野生稻基因组比例(%)和大小(Mb)分别为47.10±0.16,38.61±0.13,44.38±0.13和212.33±1.21,269.42±0.89以及532.56±1.68。栽培稻gDNA在药用野生稻和疣粒野生稻基因组中的覆盖率约为91.0%和93.6%,含量分别约为634Mb和1123Mb,各有365Mb和591Mb不属于源自栽...

为了探索栽培稻与药用野生稻种间杂种体内异源基因组重组引起的DNA甲基化变异规律,及其生物学效应,利用甲基化敏感扩增多态性(MSAP)技术对辽粳944、药用野生稻及其杂种F_1不同发育时期的叶片和小穗基因组DNA甲基化水平和模式的遗传变异特点进行了分析。结果表明,辽粳944、药用野生稻及其杂种F_1的叶片和小穗DNA的甲基化水平表现出相同的变化趋势,即随着生长发育的进行,DNA甲基化水平呈下降趋势,各组织的全甲基化率均显著高于半甲基化率(P=0.000);杂种在分蘖期、减数分裂期及开花期叶片DNA平均总甲基

为探究转座子(Transposable elements, TEs)在谷子、水稻驯化过程中的变异，选取谷子(Setaria italica)、狗尾草(Setaria viridis)、栽培稻(Oryza sativa japonica,Oryza sativa indica)、野生稻(Oryza rufipogon,Oryza nivara)的基因组进行转座子注释，统计分析各类转座子在基因组中的插入数及位置，对调控落粒、分蘖、抽穗期和株高等驯化相关基因进行相似性比对。结果表明：在‘晋谷21’突变体(xiaomi)基因组中插入的转座子数目比狗尾草中多4 865个，‘豫谷1号’基因组中插入的转座子数目比狗尾草中少6 286个，而水稻栽培种基因组中转座子数目及所占比例仅为野生种的1/2。在落粒、米色等驯化相关基因中转座子插入在数目及位置上都存在差异，在谷子落粒基因中，谷子基因存在转座子插入，而狗尾草基因中不存在；在谷子米色相关基因中，狗尾草基因中存在转座子插入，谷子基因中不存在。转座子介导驯化相关基因功能变异，历经较长时间的农业生产将适合栽培的农艺性状稳定了下来。

对植物细胞质雄性不育分子机理的探索促进了水稻线粒体基因组的研究。线粒体基因组的物理和遗传图谱已经构建。线粒体基因组在不同水稻品种组间存在广泛的多样性。发现线粒体基因组中含有经重排了的叶绿体ＤＮＡ序列；也在核基因组中发现线粒体类质粒ＤＮＡ的同源序列，并且这些同源序列在核基因组中分布于有限的染色体区域。核背景的变换不仅会引起线粒体基因组的结构变异，也会造成线粒体基因的表达差异

本研究综合了国内外抗虫研究相关文献，主要介绍了野生稻在抗褐飞虱、白背飞虱与灰飞虱抗虫基因的遗传定位与克隆，以及在常规育种、单个抗虫基因分子标记辅助育种、多个抗性基因聚合育种上的研究进展，并讨论了野生稻优异抗虫基因在水稻遗传育种上存在的问题和发展建议。

一些低丰度的m iRNA和组织特异性m iRNA往往很难发现,利用生物信息学方法,根据已知水稻m iRNA的各种属性,设计m iRNA前体预测程序——P reM iRF ind,从全基因组范围中预测出1 375条m iRNA前体,然后利用已知拟南芥的m iRNA对这1 375条前体进行同源检索,找出166条m iRNA前体,再用水稻已知的m iRNA对这166条序列进行检索,发现其中153条与已知的水稻m icroRNA完全相同,对剩余的13条m iRNA前体预测序列用m Fo ld作进一步结构分析,最后得到10条新的候选m iRNA基因序列。

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...

介绍了一种适合PCR的水稻基因组DNA的简易制备方法。将少量(1~20 mg)水稻叶片置于1.5 mL离心管中,用转速为3 500~4 000 r/min的电钻快速(约10 s)研磨后,加提取液50~100μL,经100℃水浴10~15 min,短暂离心后即可直接取上清液作DNA模板进行PCR分析。该方法具有水浴时间短、可不加液氮研磨、对植株生育期要求不严、成本低、操作简便等优点,每人每天可完成400份以上DNA样品的简易制备,适合幼苗期大规模DNA分子标记辅助选择的PCR检测。

以地高辛标记的栽培稻基因组(基因组为AA)DNA为探针,对非洲野生稻(基因组为BBCC)的体细胞染色体进行荧光原位杂交分析,研究AA染色体组和BBCC染色体组之间的关系,同时对杂交后的染色体进行同源染色体配对。结果表明:栽培稻A基因组和非洲野生稻基因组有较高的同源性,其中高度重复DNA序列在栽培稻和非洲野生稻间具有保守性。

根据水稻基因组文库日本晴的基因组VDAC基因的序列,设计引物分别扩增6种不同基因组的野生稻(BB、CC、BBCC及CCDD)和2种栽培稻(AA)的基因组DNA的VDAC基因片段。所有分别代表8个VDAC基因的8对引物中,除引物VDAC3外,其它7对引物均能扩增出预期大小的特异条带,其中一些片段是所有试验材料共有的,而另一些则具有明显的基因组或种的特异性。AA、BB、CC基因组均具有VDAC1、VDAC4、VDAC7和VDAC8引物的扩增位点,而DD基因组则不能确定。VDAC6的引物位点是AA基因组所特有。VDAC2引物的扩增位点存在于基因组AA、BB、DD,而CC基因组中则无此位点。而VDAC...

【目的】易落粒既不利于稻谷收获,也不适宜于水稻机械化生产。利用现阶段前沿的分子育种手段——CRISPR/Cas9技术对水稻落粒性主效基因qSH1进行定点编辑,并调查分析易落粒性状的改良效果,为创制稳产和适合机械化生产的水稻新种质奠定材料基础和探索新途径。【方法】以qSH1为靶标基因,根据CRISPR/Cas9技术原理设计靶标位点。将所设计的靶点序列在水稻参考基因组中比对分析以排除非特异性靶位点,最终筛选出qSH1-T1和qSH1-T5靶标位点。化学合成靶位点寡核苷酸序列,退火后分别与pYLg RNA-U3、pYLg RNA-U6a载体连接构建U3-qSH1T5-g RNA、U6a-qSH1T1-g RNA表达盒,最后将2个g RNA表达盒同时连接至pYLCRISPR/Cas9表达载体中,构建pYLCRISPR/Cas9-qSH1-T51表达载体。利用农杆菌介导转化易落粒的籼稻品种HR1128,以潮霉素抗性为筛选标记筛选获得T0代转基因阳性植株。利用靶位点扩增测序法判断T0代转基因植株在预期靶标位点是否发生突变,并进一步分析突变类型及基因型。将靶点序列在水稻参考基因组中比对,选择与靶点序列匹配度大于或等于15 bp且3′端具有NGG的位点作为潜在脱靶位点进行脱靶效应评估。利用潮霉素基因及靶点检测进一步筛选无T-DNA成分的qsh1突变植株并进一步构建qsh1突变系,并分析qsh1突变系的落粒性、qSH1的表达量及预测编码氨基酸序列。【结果】pYLCRISPR/Cas9-qSH1-T51载体成功地实现了对qSH1靶标位点的定点编辑。在T0代转基因阳性植株中获得7个突变单株,其中qSH1-T1和qSH1-T5靶点的突变频率分别为54.55%和63.64%,突变基因型包括纯合突变、杂合突变、双等位突变和嵌合突变,突变类型包括碱基插入、碱基缺失及碱基突变。通过对T1代植株进行潮霉素基因筛选、靶位点扩增测序,结果表明,在T1代植株中Cas9载体骨架和qSH1突变位点都发生了分离,获得2种不含T-DNA成分的qsh1纯合突变株,并以此构建2个T2代qsh1纯合突变系群体(17SZ01和17SZ02)。对46株转基因阳性植株进行脱靶效应分析,发现3个潜在脱靶位点均未发生突变,表明所设计的靶标位点具有较高的特异性。通过落粒性测定分析表明,与野生型对照相比,2个qsh1纯合突变系的落粒性显著降低。进一步分析发现,2个突变系氨基酸翻译均发生改变并提前终止,同时17SZ01突变系qSH1的表达量显著降低。【结论】利用CRISPR/Cas9技术对水稻基因组进行定点编辑定向改良水稻品种落粒性,是一条高效、安全的分子改良育种策略。

【目的】明确陕西省主要水稻种质资源中香味基因的存在状况,为香型水稻育种提供依据。【方法】利用针对香味基因fgr开发的四引物扩增受阻突变体系PCR技术,对陕西省164份水稻种质资源的香味基因fgr进行检测。【结果】在164份供试水稻材料中,127份为非香材料,2份为香型纯合体,35份为杂合体。【结论】本试验检测结果真实可靠,所用四引物扩增变阻突变体系PCR可以作为香型水稻检测认定的有效方法;陕西省水稻种质资源中香味基因占有一定比例。

【目的】了解正选择压力和基因转换对水稻全基因组中NBS-LRR抗病基因家族进化的影响及二者之间的相互关系。【方法】对水稻全基因组中的NBS-LRR基因进行鉴别与分类,利用PAML和GENECONV程序分别进行正选择替代和基因转换分析。【结果】在19个组(包含89个NBS-LRR基因)中检测出了显著的正选择替换位点,且约有60%正选择位点位于LRR区域;56个基因至少参与了1次基因转换事件。同时,基因转换、正选择以及基因簇之间存在明显的相关性。在84%的参与基因转换的基因中都能检测出正选择位点,且至少有84%的发生基因转换或正选择的基因都位于基因簇中。【结论】水稻基因组中的NBS-LRR基因之间...

采用苗期喷雾接种鉴定方法并结合10个主效抗性基因的特异性分子标记检测,分析544份水稻种质资源的稻瘟病抗性水平及其携带的抗性基因分布情况。结果表明:稻瘟病抗性水平达高抗、抗、中抗、中感、感及高感的材料分别为25、50、78、152、156和83份;10个分子标记对应的抗病基因在供试材料中均被检测到,含有2和3个抗性基因的材料分别为4和17份(占0.7%和3.1%),476份材料含有4~6个抗性基因(占87.5%),47份材料含有7个抗性基因(占8.6%);品种抗病反应与其抗病基因种类密切相关,Pi5、Pita、Pi9、Pib等4个基因对6个强致病鉴定小种抗性表现较好。隆粳968、秀水134、嘉58、津稻263、淮稻20号、盐稻10号、谷梅4号等品种含有多个主效抗病基因,连续多年达到高抗水平。利用分子标记辅助选择将不同来源的主效抗病基因聚合到同一品种中,是控制该病害最经济有效的途径。