水稻单片段代换系群体的构建

为构建研究水稻数量性状遗传机制的材料平台,同时对优良水稻品种华粳籼74进行进一步遗传改良,以华粳籼74为受体,以来源广泛的11个水稻品种为供体,通过高代回交和SSR标记辅助选择相结合的方法,构建了水稻的一个单片段代换系群体。该群体由59个单片段代换系组成,每个单片段代换系只含有来自一个供体的一个染色体代换片段,而遗传背景与华粳籼74相同。这些单片段代换系的代换片段分布在除12号染色体之外的其他11条染色体上,59个代换片段的长度在0.4~58.5cM,大多数代换片段的长度为0.4~30cM。     

玉米第8染色体单片段代换系的构建与灰斑病抗性材料筛选

以贵州省常用玉米自交系T32为供体,J51为受体,通过连续多代回交并结合分子标记辅助选择,获得了23个玉米第8染色体单片段代换系。采用自然接种法对该群体进行灰斑病抗性鉴定,并选用在两亲本间均具明显多态性差异的65对SSR标记进行代换系的跟踪检测,通过第8染色体上的29个SSR标记对代换系供体片段进行遗传结构分析。结果表明,23个染色体单片段代换系中供体代换的位点不同,代换片段长度为10.40~129.70 cM,平均长度为36.99 cM,导入片段总长850.67 cM,对第8染色体的覆盖率为80.80%。自然接种灰斑病菌后产生了抗、中抗、感、高感4种表型,其中H3系和H17系发病程度较低,2年的病级均值分别为2.85、2.90,表现为抗病。研究筛选出的2个抗性株系可作为后续研究材料,为玉米灰斑病抗性基因挖掘与抗病育种创建基础。     

玉米自交系许178背景的综3染色体单片段代换系的构建

以优良自交系综3为供体亲本、许178为受体亲本,通过杂交、回交、自交,结合SSR分子标记辅助选择的方法,构建了一套许178遗传背景的综3染色体单片段代换系(Single segment substitution lines,SSSLs).该群体包含100个含有不同染色体片段的SSSLs,分布在玉米的10条染色体上,片段长度为2.25～186.03 cM,平均长度为53.15 cM,导入染色体片段总长为5 314.80 cM,覆盖率为47.85％.     

利用染色体片段置换系定位水稻粒型QTL

水稻粒型是衡量稻米外观品质的重要指标之一,鉴定和定位水稻粒型QTL对开展水稻粒型分子育种具有重要意义.本研究以8个染色体片段置换系为材料,选用分布水稻12条染色体上的153个SSR标记检测染色体片段置换系的置换片段,采用代换作图法对控制水稻粒型的3个主效QTL进行定位.结果表明:153个SSR标记中有104个标记在亲本间具有多态性,多态率为68.0%;8个染色体片段置换系在第3和第5染色体分别有6个和2个置换片段,置换片段长度分别为14.8 cM、16.6 cM、 15.5 cM、18.9 cM、29.1 cM、35.0 cM、17.9 cM 和17.0 cM,平均长度为20.6 cM;8个置换片段上共鉴定出3个粒型QTL,控制粒长的qGL-3-1 和qGL-3-2分别被界定在水稻第3染色体RM5551与RM6832及RM6832与RM3513之间,遗传距离分别为14.8 cM和5.3 cM的范围内,控制粒宽的qGW-5被界定在水稻第5染色体RM267与RM169之间遗传距离约11.7 cM的范围内.利用染色体片段置换系能准确地定位水稻粒型QTL,qGL-3-1、qGL-3-2和qGW-5的鉴定和初步定位为其进一步精细定位及分子标记辅助选择奠定了基础.     

水稻染色体片段代换系的构建及株高QTL的鉴定

构建一套以日本晴为轮回亲本、广陆矮4号为供体亲本的水稻染色体片段代换系群体,代换片段总长度334.3 Mb,覆盖整个基因组的89.8%。利用此代换系群体,在3个环境中共鉴定出11个株高QTL,分别位于水稻第1、3、5、6、7和9染色体上。这些研究结果为株型性状的分子改良奠定了基础。     

利用染色体片段置换系定位水稻酚反应基因

水稻谷粒苯酚染色反应是鉴别籼粳稻亚种的指标之一。本研究以9311和日本晴构建的8个染色体片段置换系为材料,采用代换作图法对控制水稻谷粒酚反应的3个QTL进行了定位。结果表明,4个染色体片段置换系材料酚反应级别为4,其余的在0到1级。8个置换系均含有来源于日本晴的1个置换片段,其中3个置换系在第2染色体、2个置换系在第4染色体和3个置换系在第7染色体上分别有1个置换片段,其长度分别为24．9cM、37．8cM、9．7cM、9．5cM、22．7cM、16．7cM、22．2cM和13．0cM,平均长度为19．6cM。3个控制水稻苯酚反应的基因qPH4-1、qPH2和qPH7被界定在第2染色体RM406和RM240、第4染色体RM280和RM5709及第7染色体RM11和RM6574之间,遗传距离分别为12．9cM、9．5cM和16．0cM。qPH4-1、qPH2和qPH7的鉴定和初步定位为其进一步的精细定位和图位克隆奠定了基础。     

旱稻渗入系的构建与分析

以优良水稻品种沈农265为轮回亲本,以农家旱稻品种毫格劳为供体亲本,通过多代回交和连续自交的方法,构建了一套包含180个家系的旱稻渗入系.用GGT2.0绘制了旱稻渗入系的图示基因型,获得了2个亲本在渗入系中的比例和长度.该套渗入系覆盖了整个旱稻毫格劳基因组,标记间平均距离为8.37 cM,覆盖水稻基因组1566cM,90.5%的渗入片段长度集中在10～20 cM之间,单个最小渗入片段长度为1 cM,渗入片段平均长度为13 cM.说明该渗入系的构建非常有利于目标性状的定位.     

黄瓜染色体片段导入系的构建与遗传评价

以综合性状优良的栽培黄瓜(Cucumis sativus L.,2n=14)北京截头为受体亲本,以携带有多种抗性性状的黄瓜珍稀野生种酸黄瓜(Cucumis hystrix Chakr.,2n=24)为供体亲本,在本实验室前期获得种间杂交异源四倍体的基础上,通过多代回交和自交,结合SSR标记辅助选择构建了以北京截头为遗传背景的黄瓜野生种染色体片段导入系,并对其导入片段的数目、分布、大小和覆盖率等进行了评价。结果表明:该导入系群体携带的38个供体片段不均匀地分布于黄瓜7条染色体上,其长度介于1.1~14.9 cM,平均长度为5.3 cM,总长度为201.9 cM,在黄瓜基因组上的覆盖率为23.5%。     

六张水稻遗传连锁图谱的比较分析

利用4个水稻品种培矮64S、9311、广陆矮4号和日本晴（Nipponbare）进行杂交组合，获得6个F2群体（PA64S／9311、PA64S／Nipponbare、PA64S／GLA、9311／GLA、Nipponbare／GLA和Nipponbare／9311）。除PA64S／Nipponbare群体为180个单株外，其余5个群体均为90个单株。在成功开发出新SSR标记的基础上，合成756对SSR引物对4个亲本进行了多态性检测，并随机选用一些具有多态性的标记对F2群体进行了多态性分析，采用MAPMAKER／EXP3．0软件构建了6张微卫星连锁图谱。覆盖全基因组的长度为825．6～2455．2cM，定位的标记位点数为54～152个，标记间的平均遗传距离为11．81～16．15cM。比较分析结果表明，6张图谱间及与Temnykh等绘制的图谱在标记的染色体分布和线性排列上具有较高的一致性。选用测序品种作为构图亲本有助于解析水稻基因组遗传信息，而开展水稻亚种间比较作图研究则可以促进整个禾本科植物比较基因组研究的发展。     

基于广西普通野生稻染色体片段代换系的落粒性QTL鉴定及相关主效QTL定位

[目的]挖掘广西普通野生稻(Oryza rufipogon Griff.)蕴藏的落粒性基因,为广西普通野生稻进化及栽培稻起源等研究提供参考依据.[方法]通过杂交、回交和分子标记辅助选择(MAS)等方法构建广西普通野生稻DP30和DP15的染色体单片段代换系(CSSLs)群体(DP30-CSSLs和DP15-CSSLs),对CSSLs群体进行落粒性鉴定和数量性状位点(QTL)分析;并以筛选出的强落粒性代换系Y99(CSSL-Y99)与受体亲本93-11杂交构建次级F2群体,对落粒性相关QTL进行定位.[结果]构建出由144个CSSLs组成的DP30-CSSLs群体和由59个CSSLs组成的DP15-CSSLs群体.DP30-CSSLs群体代换片段累计全长737.5 Mb,对DP30全基因组的覆盖率约为94.71%;DP15-CSSLs群体代换片段累计全长337.36 Mb,对DP15全基因组的覆盖率约为73.11%.从2个广西普通野生稻CSSLs群体中鉴定出12个落粒性CSSLs(CSSL-Y104、CSSL-Y68、CSSL-Y83、CSSL-Y328、CSSL-Y235、CSSL-Y64、CSSL-Y63-2、CSSL-Y303、CSSL-Y99、CSSL-Y106-3、CSSL-Z37和CSSL-Z38),检测出6个落粒性QTLs(qSH2.1、qSH4.1、qSH5.1、qSH9.1、qSH11.1和qSH11.2).其中,qSH11.1的加性效应(-37.5)和表型贡献率(-23.4%)最高.利用在qSH11.1所在区间内开发的6对InDel分子标记(M1、M2、M3、M4、M5和M6)对从次级F2群体进行基因型分析,筛选出4个重组单株(43、167、128和136),并将落粒性主效QTL qSH11.1定位于第11染色体M5~M6间约1.5 Mb的范围内.[结论]从构建的广西普通野生稻核心种质资源(DP30和DP15)CSSLs群体中检测出6个落粒性QTLs,主效QTL qSH11.1定位于第11染色体M5~M6间约1.5 Mb的范围内,是新发现的落粒性QTL.     

水稻DH群体苗期耐低磷QTL分析

利用栽培稻优良品种＂特青＂与元江普通野生稻配制的DH群体139个家系构建连锁图谱,采用蛭石进行水稻幼苗培养,待第2片叶完全展开时进行低磷（1/5P）胁迫处理;处理15d后,以苗期株高、鲜重及干重的平均抑制率作为考察水稻苗期耐低磷胁迫指标,用于QTL定位分析。结果表明,共检测到7个与低磷胁迫相关的QTL,分别位于第8、第9、第11及第12染色体上,即RM339和RM210（Chr 8）、RM105和RM201（Chr 9）、RM202和RM260（Chr 11）、RM277（Chr 12）均来源于野生稻的等位基因QTL位点,表现为耐低磷胁迫,贡献率为8%～20%,加性效应为37.53%～78.23%;RM339及RM105附近的QTL,加性效应及贡献率均较大,可能是主效QTL。     

利用野生稻高代回交群体分析水稻农艺性状QTL

本研究用来源于马来西亚的普通野生稻(IRGC-105491)与珍汕97B杂交并回交构建148个株系的高代回交群体(BC_2F_4),用152个均匀分布的SSR标记构建了分子遗传连锁图,其图谱长为1 342.1 cM,相邻标记间距为8.8 cM.利用该群体检测定位到影响株高、生育期、穗数、穗长及千粒重、粒长、粒宽等农艺性状的27个QTL;在这些QTL中约有59%有利基因来源于野生稻.野生稻中有利基因的发掘和利用将为分子标记辅助培育水稻新品种奠定基础.     

广西邕宁普通野生稻(Oryza rufipogon Griff.)种群遗传多样性及核心种质构建研究

[目的]研究广西邕宁普通野生稻种群的遗传多样性和核心种质构建,为普通野生稻种群保护提供依据。[方法]从水稻12条染色体上均匀选取24对SSR标记对243份样本进行遗传多样性分析。[结果]结果表明,24对引物均表现出多态性,多态位点比率为100%;24个多态位点共检测出103个等位变异,平均等位基因数A为4.291 7,平均有效等位基因数E是2.511 2,平均期望杂合度He为0.573 2,平均多态信息含量PIC为0.572 0。根据聚类结果分析,从243份材料中筛选出31份核心种质,包含了24个SSR位点检测到的所有的遗传变异,其平均期望杂合度He是0.595 8,平均多态信息含量PIC是0.586 3,基本上可以代表广西邕宁普通野生稻种群的遗传多样性。[结论]广西邕宁普通野生稻资源具有丰富的遗传多样性,建议对该地区普通野生稻种群的遗传多样性进行重点保护和利用     

Identification of quantitative trait loci and candidate genes associated with ABA sensitivity in common wild rice(Oryza rufipogon Griff.)

Abscisic acid(ABA),as one of the foremost signaling molecules in plants,is an important hormone which plays versatile functions in regulating developmental process and adaptive stress process.A set of introgression lines were previously generated via a backcrossing program using an elite indica cultivar rice Teqing(O.sativa L.) as recipient and an accession of Yuanjiang common wild rice(O.rufipogon Griff.) as donor.In this study,the previously developed introgression lines were evaluated for ABA sensitivity.Here we reported that a total of 14 quantitative trait loci(QTLs) associated with ABA sensitivity were identified.An ABA sensitive introgression line,YIL53,was identified and characterized.Physiological characterization,including chlorophyll content,malondialdehyde content,soluble sugar content,and stomata movement,demonstrated that YIL53 exhibited the characteristics associated with ABA sensitivity.Genotypic analysis revealed that YIL53 harbored one QTL related to ABA sensitivity,q ASS1-2,which was located on chromosome 1 within one introgressed segment derived from the Yuanjiang common wild rice.Furthermore,the qASS1-2 was finally narrowed down to a 441-kb region between simple sequence repeats(SSR) marker RM212 and single nucleotide polymorphism(SNP) marker M3 using the segregation population derived from the cross between Teqing and YIL53,and three candidate genes associated with ABA sensitivity were identified using a strategy combined gene expression analysis with QTL mapping.Identification of the QTLs related to ABA sensitivity and characterization of the ABA sensitive line YIL53 would provide a helpful basis for isolating novel genes related to ABA sensitivity.     

菰(Zizania)DNA导入水稻引起的性状变异初报

本试验选用菰(Zizania)作供体,栽培水稻品种为受体,采用花粉管通道法进行DNA转移的研究。结果表明:受体水稻第二代在抽穗期、株高、穗长、千粒重、芒性、色素和子粒蛋白质含量等性状上产生了明显的变异,过氧化物酶同功酶的酶带数比对照增多,酶活性比对照增强,表明外源DNA已转入水稻起作用。     

利用SSR标记对高州野生稻遗传多样性的研究

利用24对SSR引物比较了来自我国广东高州、江西、福建、云南等地区及东南亚国家共计240份普通野生稻材料的遗传多样性。结果表明,24对引物中平均有17个位点表现出多态性,平均多态位点比率为69%;平均总等位基因数、平均每个位点的等位基因数、多态位点的平均等位基因数分别为51、2.04、2.43个,平均基因多样性为0.8447。指出高州野生稻5个居群间已经出现了较显著的分化,高州镇江镇朋山村普通野生稻的遗传多样性最高。     

稻瘟病抗性基因Pi-1连锁SSR标记的筛选和应用

根据稻瘟病抗性基因Pi 1在水稻物理图谱和水稻微卫星 (SSR)遗传图谱上的位置信息,获得在抗性供体亲本(LAC23)与受体亲本(珍汕 97B、金山B 1和金山S 1)间扩增产物表现出多态性的SSR标记MGR4766,它与Pi 1的遗传距离仅为 1. 3cM;分子标记辅助选择选择准确性验证表明:RM224对Pi 1选择的准确率可达 90%以上,而MRG4766对Pi 1选择的准确率为 98% -100%;同时利用RM224和MRG4766对Pi 1选择的准确率高达 100%.     

Combining QTL mapping and expression profile analysis to identify candidate genes of cold tolerance from Dongxiang common wild rice(Oryza rufipogon Griff.)

Rice(Oryza sativa L.), a tropical and subtropical crop, is susceptible to low temperature stress during seedling, booting, and flowering stages, which leads to lower grain quality levels and decreasing rice yields. Cold tolerance is affected by multiple genetic factors in rice, and the complex genetic mechanisms associated with chilling stress tolerance remain unclear. Here, we detected seven quantitative trait loci(QTLs) for cold tolerance at booting stage and identified one cold tolerant line, SIL157, in an introgression line population derived from a cross between the indica variety Guichao 2, as the recipient, and Dongxiang common wild rice, as the donor. When compared with Guichao 2, SIL157 showed a stronger cold tolerance during different growth stages. Through an integrated strategy that combined QTL-mapping with expression profile analysis, six candidate genes, which were up-regulated under chilling stress at the seedling and booting developmental stages, were studied. The results may help in understanding cold tolerance mechanisms and in using beneficial alleles from wild rice to improve the cold tolerance of rice cultivars through molecular marker-assisted selection.     

广西普通野生稻遗传多样性中心的确定与核心种质构建

【目的】确定广西普通野生稻Oryza rufipogon Griff.遗传多样性中心,构建普通野生稻核心种质资源,为广西普通野生稻资源保护利用提供参考资料。【方法】利用24对微卫星标记分析来自郁江流域、红水河流域、南流江流域和桂北山区的普通野生稻623份材料的遗传多样性;采用逐步聚类法构建10%和5%的广西普通野生稻核心种质。【结果】24个SSR位点总共检测到114个等位基因。平均等位基因数为4.75,平均有效等位基因数为3.000 1,Shannon信息指数为1.180 1,平均期望杂合度为0.638 8。9个居群遗传多样性指数为:邕宁居群临桂居群扶绥居群容县居群贵港居群平南居群古棚居群五里塘居群博白居群。4个区域的多样性指数为:郁江流域桂北山区南流江流域红水河流域。广西普通野生稻资源5%的核心样本共31份,其中邕宁居群有14份,扶绥居群有12份;邕宁居群和扶绥居群分别占本居群分析样本的5.76%和18.75%,是核心样本的主要来源。【结论】郁江流域是广西普通野生稻多样性中心;邕宁居群的普通野生稻地理分布广、种类丰富,而扶绥居群遗传多样性异常丰富,它们是核心样本的主要来源,也是值得特别关注和重点保护的重要区域。     

黑龙江省水稻主栽品种(系)抗瘟基因Pi15(t)的SSR检测

用SSR分子标记RM316对黑龙江省45个水稻主栽品种(系)的抗稻瘟病基因Pi15(t)进行检测。结果表明,检测到45个水稻主栽品种(系)有30个水稻品种(系)含有Pi15(t)抗瘟基因,明确了该基因在黑龙江省水稻主栽品种(系)中的分布情况,为抗稻瘟病品种的选育和利用提供了理论依据。