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。

【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...

微卫星又叫简单重复序列,是指以少数几个核苷酸(多数为2~4个)为重复单位组成的串联重复序列,微卫星的两侧为保守的单拷贝序列.不同品种间微卫星基序重复次数的不同而形成了多态性,这种多态性可以通过设计PCR引物扩增检测出来,此即为简单序列长度多态性.微卫星标记具有共显性、高多态性、实验操作简单、快捷和检测结果稳定可靠等优点,是一种理想的分子标记.微卫星标记在水稻基因组中非常丰富,且分布均匀,水稻微卫星标记已发展了2 740多个.微卫星标记在水稻分子标记连锁图的构建、基因(QTL)定位、系谱分析和分子标记辅助选择、遗传多样性研究和种质鉴定等许多方面得到了广泛应用.

对水稻多样性群体(RDP–I)中的216份种质接种白叶枯生理小种P2并进行抗性鉴定，发现温带粳稻亚群平均抗性水平最高，其平均病斑长度最短；奥斯稻亚群平均抗性水平最低，平均病斑长度最长。通过全基因组关联作图鉴定了分布在水稻第1、2、4、6、7、8、9、10、11、12号染色体上的59个QTL，这些位点包含5个已知的抗白叶枯病基因。从较高阈值SNP位点以及附近2Mb区段进行候选基因的预测，筛选出40个抗白叶枯病相关基因，并最终鉴定出16个抗性较好的水稻种质资源。

对水稻多样性群体(RDP–I)中的216份种质接种白叶枯生理小种P2并进行抗性鉴定，发现温带粳稻亚群平均抗性水平最高，其平均病斑长度最短；奥斯稻亚群平均抗性水平最低，平均病斑长度最长。通过全基因组关联作图鉴定了分布在水稻第1、2、4、6、7、8、9、10、11、12号染色体上的59个QTL，这些位点包含5个已知的抗白叶枯病基因。从较高阈值SNP位点以及附近2Mb区段进行候选基因的预测，筛选出40个抗白叶枯病相关基因，并最终鉴定出16个抗性较好的水稻种质资源。

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

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...

为了挖掘水稻苗期耐冷基因,基于比较转录组分析,参考公共数据库中的基因序列信息设计靶位点,对冷胁迫条件下东乡野生稻苗期下调表达耐冷相关基因BGIOSGA032296进行TALEN基因组编辑技术构建,克隆酶切鉴定和序列比对结果表明,BGIOSGA032296 TALEN敲除植物表达载体1301TALEN-032296构建成功,利用农杆菌介导法将TALEN敲除植物表达载体1301TALEN-032296转入水稻受体品种TP309,获得了17株转基因水稻植株,经潮霉素抗性标记基因和Fok I基因特异引物PCR检测

【背景】耐淹成苗率低是限制直播稻产量的重要因素,挖掘高种子活力、低氧萌发能力强的水稻材料是提高耐淹成苗率的关键,但控制耐淹成苗率的遗传位点的挖掘仍然比较有限。【目的】利用来源广泛的自然种质,分析影响耐淹成苗率的关键表型性状,挖掘相关的遗传位点和候选基因,为直播稻耐淹成苗机理研究提供一定的理论和材料基础。【方法】以200份来源广泛的水稻种质为材料,在有氧环境下进行发芽试验,测量种子发芽率、发芽指数和活力指数;在低氧条件下测量芽鞘长和芽鞘直径;进行耐淹成苗试验,水深10 cm,20 d后测量耐淹成苗率。分析各性状间的相关性,挖掘影响耐淹成苗率的关键性状;利用简化基因组测序对以上6个表型进行全基因组关联分析,鉴定与性状显著关联的SNP位点,并在关联区间内筛选候选基因;对02428和YZX 2份材料进行有氧、无氧以及氧气含量转换条件下的转录组检测,结合全基因组关联分析结果,分析候选基因的表达模式差异。【结果】种子活力、芽鞘表型和耐淹成苗率在200份材料间存在广泛的遗传变异,其中,芽鞘长和活力指数的变异系数最大;相关分析结果表明,芽鞘长、活力指数与耐淹成苗率呈极显著正相关;通过全基因组关联分析,共鉴定出8个与活力指数显著关联的位点,15个与芽鞘长显著关联的位点;结合基因组注释,在关联区间筛选出6个与活力指数相关的候选基因,7个与芽鞘长度相关的候选基因;进一步比较13个基因在有氧、无氧及氧气转换条件下的表达模式以及表达量的变化,发现Os02g0657000、Os03g0592500、Os08g0380100表达量变化显著,表现出对氧气处理的敏感性。【结论】种子活力、芽鞘长与耐淹成苗率密切相关,可作为筛选高耐淹成苗水稻材料的重要性状。全基因组关联分析、转录组分析与基因表达模式比较的联合应用可提高候选基因的筛选效率。水稻耐淹成苗过程可能受到与逆境胁迫、光合作用相关基因的调控。

【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。

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。

【目的】探究云南省新育成水稻品系控制重要农艺性状的基因，为下一步精准利用这些基因做好准备。【方法】选用云南省农业科学院育成的124份水稻新品系为试验材料，利用全基因组关联分析技术对水稻剑叶长、剑叶宽、株高、有效穗数、穗长、每穗粒数、结实率、千粒重8个重要农艺性状进行相关位点的挖掘。【结果】通过表型性状分析，从124份水稻新品系中共鉴定出了33份大穗材料，8份大粒材料；通过聚类分析，参试群体被分成群体I、群体II、群体III 3个群体；通过全基因组关联分析，8个重要农艺性状共检测到204个相关位点(P≤0.001)，阈值超过1.0×10~(-5)的位点有39个，其中与剑长显著关联的SNP位点5个，与剑叶宽显著关联的SNP位点1个，与株高显著关联的SNP位点4个，与有效穗数显著关联的SNP位点3个，与穗长显著关联的SNP位点4个，与每穗粒数显著关联的SNP位点6个，与结实率显著关联的SNP位点2个，与千粒重显著关联的SNP位点14个，其中qFLW1、qPH6.1、qTGW3.1、qTGW3.2、qTGW3.3、qTGW3.4、qTGW7 7个位点与前人研究一致，其余位点为新位点；8份大粒材料位点分析结果显示，有7份材料在8号染色体的3个位点上集中出现，有5份材料在11号染色体的1个位点上集中出现，其余位点上均未筛选到相关材料。【结论】研究发掘了水稻控制重要农艺性状的基因，为下一步分子标记辅助选择育种提供有用的信息。

将航天诱变突变体和野生型水稻材料进行全基因组测定,以已经完成全基因组测定的籼型水稻9311基因组序列为对照,利用SOAPsnp、SOAPindel和SOAPsv软件对序列进行SNP、InDel和SV等分析。结果发现野生型中出现SNPs 348966个,插入缺失片段(1~5 bp)62 298个,结构变异9962个;突变体材料中出现SNPs 452173个,插入缺失片段(1~5 bp)66 977个,结构变异10336个。分析表明航天诱变因子对水稻基因组的诱变作用基本上平均分布,它与各对染色体的大小呈正相关。突变体中发生的诱变类型是SNPs>InDel>SV,表明航天诱变因子对水稻基因组中单碱基...