李璨[1]2004年在《水稻基因组第4号染色体简单重复序列的遗传分析及比较基因组学研究》文中认为利用 Perl,C++语言编写了鉴定和分析简单重复序列的一系列程序,在水稻粳稻日本晴第 4 号染色体上鉴定了 1844 个简单重复序列(SSRs)(≥20 bp),其重复单位长度为 1-6 bp。简单重复序列在第 4 号染色体上的发生频率为平均18.8kb 有 1 个简单重复序列,在长臂和短臂上分别是平均 23.8kb 和 16kb 有 1个简单重复序列,在着丝粒的核心区域却没有发现简单重复序列。虽然(AT)n 简单重复序列是最多和长度变化最大的,但是却没有在外显子中发现。富含 GC的 3 碱基简单重复序列在编码序列中是最多的,占编码序列中全部简单重复序列的 71.69%。224 个简单重复序列被鉴定与其它的重复序列相关,其中大多数是(AT)n 简单重复序列。通过比较亚洲栽培稻的亚种籼稻和粳稻之间简单重复序列的变化,我们发现简单重复序列可以用来鉴定籼稻和粳稻的遗传差异,并为研究相近物种的进化提供了大量信息。亚种染色体水平上简单重复序列的比较信息也可以用来发现新的分子标记。 在拟南芥全基因组中共鉴定了 5652 个简单重复序列,发生频率为平均20.6kb 有 1 个简单重复序列,各染色体之间简单重复序列的密度基本一致。拟南芥的 27480 条编码序列中,只有 677 条编码序列含有 725 个简单重复序列,其中的 3 碱基简单重复序列大多对应的是小的亲水性的氨基酸。在拟南芥和水稻第 4 号染色体对应的高度保守的基因中,简单重复序列却并不保守。水稻全基因组共发现 23080 个简单重复序列,发生频率为平均 15.52kb 有 1 个简单重复序列。水稻基因组序列中 0.21%来自简单重复序列,而拟南芥中只有 0.13%。水稻的全基因组和基因中简单重复序列的密度都比拟南芥大,这可能是水稻基因组序列比拟南芥大的原因之一。通过比较拟南芥和水稻之间简单重复序列的 3
薛飞[2]2012年在《小麦抗白粉病基因的分子作图及其与白粉菌互作的表达谱分析》文中指出小麦白粉病是由Blumeria graminis (DC.) E. O. Speer f. sp. tritici引起的世界性小麦主要病害，在我国各小麦主产区常年发生。培育和推广抗病品种是减少白粉病损失最经济、有效的方法。发掘和利用小麦农家品种及其近缘种属中的抗病基因，可以丰富小麦的抗病基因资源；建立与其紧密连锁的分子标记，有助于抗病基因的转移、累加及抗病品种的选育；研究其抗病分子机理是实现作物抗病性改良的理论基础，对实现小麦持久抗病性具有重要的理论意义和实践价值。本论文以携带抗白粉病基因mlbhl的普通小麦农家品种白葫芦及携带来源于野生二粒小麦抗白粉病基因PmAS846的普通小麦新种质N9134和N9738为研究对象，开展抗谱分析、抗病基因定位、分子标记分析和比较基因组学研究；并利用小麦基因芯片，从转录组水平上分析N9134在白粉菌胁迫下的表达谱，筛选和克隆抗病相关基因，主要研究结果如下：1.白葫芦和感白粉病材料陕优225杂交组合的F2代301个单株及其F3家系的遗传分析表明，白葫芦对E09的抗性由一对显性基因控制。构建了抗白粉病基因mlbhl的分子标记连锁图谱，包含11个共显性SSR标记，其中标记Xgwm603(Xgwm789)和Xbarc229位于mlbhl两侧，遗传距离分别为1.5和1.0cM。基因两翼标记的缺失系定位将mlbhl定位在1DS染色体bin0.59-1.00物理区段。基因mlbhl与小麦农家品种齿牙糙携带的抗白粉病基因Pm24位于相同的染色体区段。抗谱分析显示白葫芦与齿牙糙对6个白粉菌生理小种的反应型不同；等位性测验表明，mlbhl与Pm24是等位或非常紧密连锁的一个新基因，已被正式命名为抗白粉病基因Pm24b。2.抗谱分析表明，N9134对来自我国不同生态区的21个已知毒性的白粉菌小种均表现免疫或高抗。N9738及其亲本N9134苗期和成株期对陕西关中地区流行白粉菌系同样表现高抗或免疫。N9738与感白粉病品种辉县红杂交组合以及N9134与陕优225杂交组合的F2代和F3家系的遗传分析证实N9134和N9738苗期抗性由1对显性抗白粉病基因控制，即来自于野生二粒小麦As846的白粉病抗性基因PmAS846。单(缺)体分析将该基因定位在小麦5B染色体上。构建了包含16个SSR标记在内的PmAS846基因的分子标记连锁图谱，其中Xgpw3191和XFCP1位于PmAS846基因的侧翼，用5B染色体缺失系将该基因定位于5BL14-0.75-0.76区域。3. PmAS846基因所在小麦染色体区域与水稻第9染色体及短柄草第4染色体有着良好的共线性关系。为进一步加密PmAS846基因的遗传连锁图谱，本研究利用比较基因组学开发并筛选到26个与PmAS846基因紧密连锁或共分离的基于EST序列的各种标记。利用这些连锁标记和比较基因组学信息，构建了PmAS846基因的高密度比较连锁图谱。标记BG904722和CJ840011为PmAS846的侧翼标记，遗传距离分别为0.5cM和0.3cM，标记BJ261635、AL819406、CJ694617、CJ540214和RG-37900与PmAS846共分离。标记BJ261635和CJ840011将PmAS846基因所在染色体区间分别缩小到短柄草第4染色体197kb (Bradi4g37680-Bradi4g37960)和水稻第9染色体112kb(Os09g38520-Os09g38755)的基因组区域内。与PmAS846基因紧密连锁或共分离的标记用于扩增该基因的载体材料、含有其他抗白粉病基因的材料及不含抗白粉病基因的材料，发现标记RG-36976、BJ261635、AL819406、RG-37900、FCP1和BI955376都能将含有PmAS846基因的载体材料与其他材料区分开，说明这6个标记都能够用于PmAS846基因的分子标记辅助选择。4.结合组织侵染学观察，利用Affymetrix小麦基因芯片分析小麦新种质N9134在白粉菌生理小种E09胁迫下的表达谱。共筛选出2,408个差异表达基因，在接种后24h、48h和72h分别筛选到1,771、995和575个，上调表达的基因数分别为1,271、762和537个，其余为下调表达基因。选取其中的21个基因进行qRT-PCR分析，证实了基因芯片筛选结果的可靠性。2,408个差异表达基因的SOM聚类分析表明，这些基因随时间共有9种变化趋势。差异表达基因的GO分类表明，除参与代谢过程和细胞过程外，具有响应外界刺激的探针数占到10%。差异表达基因主要涉及过氧化物酶、β-1-3-葡聚糖酶、细胞色素P450、病程相关蛋白、葡糖苷酶、丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶、几丁质酶、奇异果甜蛋白、苯丙氨酸解氨酶、蛋白酶抑制剂以及抗病蛋白等，这些基因是参与抗白粉病代谢调控网络中的重要基因。5.利用小麦5B染色体上已定位的EST和比较基因组学，定位了部分差异表达的抗病相关基因。利用RACE技术克隆了一个定位于5BL14-0.75-0.76内的探针Ta.25929.1.A1_at，基因Ta.25929(RGA-36976)的cDNA全长为2543bp，编码721个氨基酸，具有NB-ARC和LRR抗病基因结构域，属抗病蛋白家族。DNA序列分析发现该基因包含两个外显子，利用该基因5’端内含子在抗感材料中的长短不同设计InDel引物RG-36976，发现该基因与PmAS846紧密连锁，但不是其候选基因。
陈少游[3]2008年在《一个水稻生殖发育突变体的遗传分析及基因定位》文中研究指明水稻生殖发育突变体的获得和研究,在揭示生殖发育过程中基因的作用及其相互关系,探明水稻的生殖发育,特别是花发育的奥秘起了十分重要的作用。研究水稻生殖发育机制具有重要的理论意义和实际应用价值。本课题组从明恢86的组培材料T2群体中发现了可以稳定遗传的水稻生殖发育突变体frol(functionof reproductive organ 1),其基因拟名为frol(t)。本研究主要从遗传学以及分子标记基因定位两个方面对frol进行研究,为今后基因表达和克隆等奠定基础。主要的研究结果如下:frol突变体形态表现为内外稃闭合,抽穗但不开花;4轮器官结构及数目近正常,但内外稃片抱合扭曲成辣椒状,雌雄蕊发育不完全,呈透明色,雌雄蕊均不育。以frol突变体为父本,明恢86,R527、93-11和中花16为母本配制杂交组合进行性状遗传分析。所有组合F_1代植株均表现为正常亲本的表型,根据F2代表型及X“测验结果表明,正常株与突变株的比例符合1对基因控制的分离比3:1,即该突变性状是受一对隐性基因控制的。以frol和中花16杂交构建F2为定位群体,采用微卫星标记技术,应用BSA分析方法,并最终将frol(t)定位在第8号染色体inDe10802和RM23432之间。其中RM23432与frol(t)的遗传距离为1.3cM,inDe10802与frol(t)的遗传距离为0.58cM。
刘凤楼[4]2010年在《大麦成株叶锈病抗性基因的发掘、分子标记及遗传研究》文中研究说明锈病是麦类作物的重要病害。培育具有持久抗病性的品种是控制锈病危害的重要策略。抗性品种的慢锈性由于一般没有小种专化性、抗性持久等特点越来越受到育种家的重视。一般具有成株抗性(Adult plant resistance, APR)的品种在生理上表现出侵染率低,产孢量少,孢子堆小的慢锈性特点,在小麦和大麦中均被认为是一种重要的持久抗源。大麦叶锈病是由大麦叶锈菌(Puccinia hordei Otth)引起的真菌病害。该病害被认为是当前栽培大麦最重要的病害。在生产中,具有小种专化抗性Rph(Resistance to Puccinia hordei)基因的大麦叶锈病抗性品种易被新的病原物侵入而丧失原有的抗病能力。目前发现的大麦Rph基因大部分是苗期叶锈病抗性基因。与Rph基因相比,控制大麦成株叶锈病抗性的Rphq(Quantitative resistance to Puccinia hordei)基因则被认为具有控制持久抗性的潜在优势。发掘、利用提供持久抗性的成株叶锈病抗性基因,选育持久抗病品种是控制大麦叶锈病经济、有效且对环境有利的重要途径。为此,本研究以来源不同的澳洲成株叶锈病抗性品种Pompadour,WI3407作为研究对象,以Pompadour×Stirling杂交产生的292 DH群体和WI3407×Baudin杂交产生的164 DH群体为材料,利用比较基因组学的方法展开大麦-水稻,大麦-小麦及大麦-二穗短柄草的比对分析寻找相应的共线性区域,结合测序与SSCP分析发掘新的大麦成株叶锈病抗性基因和分子标记,精细定位Pompadour 5H染色体短臂(5HS)的成株叶锈病抗性基因,探索WI3407 5HS染色体中存在的成株叶锈病抗性基因的性质,为两个优良成株叶锈病抗性品种的利用提供理论依据。研究结果如下:1.大麦5HS染色体Bin1,Bin2区域与小麦EST数据库比对结果显示该区段在小麦基因组中的共线性区域分布在小麦第五染色体群5AS, 5BS和5DS。推断大麦5HS染色体Bin1,Bin2在小麦基因组中的共线性区域可能位于5AS3-0.75-0.98,5BS6-0.81-1.00和5DS2-0.78-1.00区段。2.确定大麦5HS染色体Bin1,Bin2的共线性区域位于二穗短柄草第四染色体Bd4。根据Bin2区域54%的有效比对序列结果对应的二穗短柄草序列集中在Bd4:725573至779015区段,推断大麦5HS染色体Bin2在二穗短柄草基因组中的共线性区域可能位于Bd4:725573...779015。3.利用Pompadour×Stirling杂交产生的292 DH群体,运用防卫基因同源物(Defence gene homologous, DGH)策略,结合测序及SSCP分析精细定位Pompadour 5HS染色体成株叶锈病抗性基因。在本研究分析的115对引物中共有17个标记定位到Pompadour成株叶锈病抗性基因区域,涵盖了36.3 cM的染色体区段,平均每两个标记间的遗传距离为2.1 cM。定位在这一区段的标记包含8个SNP标记,4个插入缺失标记,4个显性标记和1个SSR标记。定位的4个防卫基因同源物(DGH)标记:BM134523,BE490728,BE498794及BE403373均源自小麦第五染色体群5AS3-0.75-0.98区段,其中BE490728是一个多拷贝EST。Pompadour 5HS染色体成株叶锈病抗性基因(LR-APR)解释82%的表型变异,以显性标记EBmag0833和bPb-0837为旁侧标记,分别定位在距离LR-APR基因1.3cM和0.7cM处。以WABAR~2482×Pompadour杂交的457个F_2后代为材料,根据F_2代表型鉴定结果,初步验证Pompadour 5HS成株叶锈病抗性基因的遗传方式。结果显示,457株F_2分离群体抗感分明,其中328株被归类为抗病植株,129株为感病植株,卡方检验符合3:1的分离比例。推断Pompadour中发现的5HS染色体成株叶锈病抗性基因为主效显性基因。4.将本研究中5HS染色体区段新定位的4个小麦DGH(BM134523,BE490728,BE498794,BE403373)及大麦标记bPb-2872,Mact426,K08520,K02762重新整合到2009年最新的大麦Integrated-5H图谱中构建新的5HS染色体Bin1,Bin2,Bin3整合图谱。运用该整合图谱,比较分析Pompadour 5HS染色体成株叶锈病抗性基因与该区域已定位的Rphq4(Vada),初步推断在大麦染色体5HS定位的Vada与Pompadour中的成株叶锈病抗性基因是两个不同的基因。5.通过分析成株叶锈病抗性品种WI3407与感病品种Baudin杂交产生的164 DH群体的表型鉴定数据,确定该群体中含有一个控制成株叶锈病抗性的主效基因。利用本研究中分析的115对引物对WI3407的成株叶锈病抗性基因进行探索分析表明:10个标记在该群体中有多态性;区间作图结果显示WI3407的成株叶锈病抗性基因位于5HS染色体Mact426和GBS0412标记间,该基因解释97%的表型变异,距离最近的标记Mact426 3.7cM(LOD值为37.9),加性效应为38.9。回归分析表明Mact426能够解释88%的表型变异(P<0.0001)。初步推断WI3407中的成株叶锈病抗性基因是位于5HS染色体Bin2区域的新基因。6.为发掘现有标记中能够应用于Pompadour F_2后代初步检测分析的分子标记,展开了标记与F_2后代叶锈病抗性的相关分析。结果表明:在所筛选的标记中,仅有共显性EST-SNP标记K08520对WABAR~2482×Pompadour杂交的F_2代材料有效。该标记共检测出了109株抗性亲本纯合体;115株感病亲本纯合体;233株杂合子。利用F_2代表型分离结果对标记K08520进行验证分析发现,该标记与Pompadour成株叶锈病抗性高度相关(R~2=0.82)。结果表明共显性EST-SNP标记K08520可以运用于Pompadour 5HS染色体成株叶锈病抗性基因后代杂合体、纯合体及田间抗病材料的初步筛选。此外,本研究发展了2000株WABAR~2482×Pompadour杂交的F_3代植株为构建Pompadour 5HS染色体LR-APR基因的重组自交系、图位克隆该基因奠定了基础。7.结合来源不同的叶锈病抗性材料Vada,Pompadour及WI3407的成株叶锈病抗性基因及DGH的定位分析结果,推测大麦5HS染色体Bin1,Bin2,Bin3可能是一个抗性基因和DGH的富集区域。
佘朝文[5]2005年在《几种植物与模式植物基因组的分子细胞遗传学比较分析》文中指出本研究主要采用荧光原位杂交技术,从多个方面对几种双子叶和单子叶植物与模式植物拟南芥和水稻基因组进行了比较分析,主要结果如下: 1.采用生物素标记的拟南芥和水稻基因组DNA探针对几种双子叶和单子叶植物进行了比较基因组荧光原位杂交(comparative genomic in situ hybridization,cGISH)分析。与单或低拷贝DNA的杂交不同,cGISH的信号未经级联放大,其结果表现为探针物种基因组DNA的重复序列与靶物种染色体上的同源序列的杂交。 拟南芥基因组DNA探针在双子叶植物甘蓝、番茄、蚕豆和单子叶植物水稻、玉米、大麦的所有染色体上都产生了杂交信号。杂交信号基本上为散在分布,并呈现基因组越大,杂交信号越多,分布越分散的趋势。所有供试物种的NOR都显示了明显强于其他区域的信号,表明拟南芥基因组DNA探针可用于不同植物的NOR物理定位。在番茄,染色体末端的信号明显是端粒重复序列杂交的结果。在所有的靶物种,信号主要分布在染色体的臂中间区和末端,在着丝粒或近着丝粒区也有少数信号分布。在DAPI亮染的蚕豆邻近着丝粒的异染色质区和玉米的染色纽没有信号分布,表明这些显着的异染色质区的重复顺序在种属间不保守。对大麦的详细分析显示,各染色体具有与C-和N-带不同的独特的GISH信号带型,据此可以识别各染色体,表明拟南芥基因组DNA探针对不同植物的GISH分析也是一种有效的植物染色体显带技术。 水稻基因组DNA与番茄、蚕豆、玉米、大麦、高粱、黑麦、谷子的染色体杂交后都显示了丰富的散在分布于所有染色体上的杂交信号。多数靶物种的NOR显示了杂交信号,但信号的强度较拟南芥基因组DNA探针的弱。番茄的信号明显地呈不均匀分布,臂中间区的信号较多,一些染色体的末端、近着丝粒区、着丝粒区或近端区也有信号。蚕豆的信号多而密集,较均匀地分布于染色体全长,但在DAPI亮染的邻近着丝粒的异染色质区没有或少有信号分布。五种禾本科植物的染色体都有大量的杂交点,其中黑麦的信号最为丰富和密集,玉米和大麦次之,高粱和谷子的信号相对较稀疏,表明这些物种的基因组中与水稻基因组共享的保守重复DNA的量不同。玉米、大麦和黑麦的信号基本上呈较均匀分布,而高粱和谷子的信号分布不均匀。禾本科物种的大多数着丝粒或近着丝粒区都显示了强度不一的信号。玉米的染色纽、高粱的近端异染色质区、黑麦的亚端部异染色质区
张婷[6]2013年在《长雄野生稻地下茎及耐冷性状功能基因组学及比较转录组学分析》文中认为野生稻为改良栽培稻重要农艺性状提供了宝贵遗传资源。长雄野生稻具有和亚洲栽培稻相同的AA基因组,其地下茎无性繁殖特性是多年生性的理想供体。同时,长雄野生稻对低温等非生物胁迫的抗性也为采用遗传工程手段培育抗逆水稻新品种提供了基因资源。本研究论文以具地下茎的长雄野生稻和拟高粱、耐冷及冷敏感水稻品种丽江新团黑谷和IR29为材料,采用基因芯片及转录组测序等技术平台,对地下茎发育及耐冷性进行系统的功能基因组学和比较转录组学分析,发掘地下茎发生发育相关功能候选基因及解析水稻耐冷胁迫调控的分子遗传机制,为进一步克隆地下茎发育及耐冷基因打下基础。具体研究结果如下：1)构建了长雄野生稻地下茎茎尖均一化cDNA文库,并随机挑选10,283个克隆进行测序分析,获得原始ESTs序列10,136条,经高质量ESTs拼接得到4,419条非重复序列。在≥80%序列一致性情况下,分别有4,285(96.97%)和4,151(93.94%)条非重复序列定位到日本晴和9311基因组上。41条非重复序列表现为特异的可变剪接形式,516条非重复序列中共检测到666个简单序列重复(SSR).地下茎茎尖中表达的178条非重复序列共定位到10个地下茎相关QTLs区间。此外,还对OLRR1在五个组织中进行实时荧光定量PCR分析,组织原位杂交进一步验证其在地下茎茎尖的顶端分生组织中高表达。2)采用异源芯片杂交策略,利用Agilent水稻寡核苷酸长探针芯片对拟高粱五个组织进行全基因组表达谱比较分析,总共检测到548个组织高水平表达基因,其中有31和114个基因在地下茎茎尖和节间中高水平表达。在地下茎茎尖特异高表达基因中发现叁个顺式调控元件可能在地下茎发生发育过程中起重要作用,即ABA响应的RY重复序列CATGCA.蔗糖抑制蛋白相关元件TTATCC和GA响应元件TAACAA.对比分析前人报道的长雄野生稻和拟高粱地下茎特异表达基因,发现包括脱落酸、生长素、赤霉素和水杨酸等植物激素在地下茎发生发育中起重要调控作用。3)鉴于异源芯片表达谱分析的局限性,本研究采用新一代RNA测序技术对拟高粱地下茎和地上茎表达谱进行比较分析。结果显示拟高粱基因组中超过70%的基因在地上茎和地下茎中检测到表达,同时发现1,963和599个基因在地上茎和地下茎特异或高表达,其中分别包括122和55个转录因子,功能聚类分析表明它们在地上或地下茎组织生长发育过程中起重要作用。进一步分析发现ACGT box、GCCAC、GATC和TGACG box等顺式调控元件在地上茎特异表达基因中显着富集；而MYB和ROOTMOTIFTAPOX1顺式元件、10-promoter element TATTCT及响应细胞分裂素元件TATTAG在地下茎特异表达基因中显着富集,表明组织特异及复杂的分子调控网络参与调控地上茎和地下茎的生长发育。此外,27.9%的拟高粱基因检测到可变剪接,其中60%的可变剪接具有组织特异性,表明可变剪接可能在组织特异细胞功能决定中起重要作用。对本研究中鉴定的地下茎高水平表达基因和已报道的地下茎高水平表达基因进行比较分析,共鉴定了111个基因在至少两个不同平台中的地下茎高水平表达。这些在至少两个不同平台中尤其是在叁个不同平台中都是地下茎高水平表达的基因,不仅验证了其表达水平的可靠性,还表明这些基因在拟高粱和长雄野生稻中的功能可能是保守的,为地下茎发生发育相关基因克隆奠定基础。4)采用Affymetrix水稻全基因组芯片对水稻耐冷品种丽江新团黑谷(LTH)和冷敏感品种IR29进行冷胁迫转录组比较分析。结果表明,部分胁迫反应及信号传导相关基因的组成性高表达与LTH耐冷性相关：同时LTH和IR29在连续时间冷胁迫条件下,基因表达水平呈现基本相同的早期反应和品种特异的后期反应,早期反应主要表现为转录因子和信号传导相关基因上调表达；而在冷胁迫处理后期,不同品种由于对持续冷胁迫的功能性适应而表现为不同的差异表达,包括ROS相关基因在LTH特异高表达,而在IR29中抑制表达。在冷胁迫终止后的恢复过程中,LTH冷胁迫差异表达基因大部分都迅速而有效地回复到正常水平,而IR29冷胁迫差异表达基因则恢复缓慢或不能恢复。进一步分析表明包括CBF和MYBS3调控元在内的许多调控途径参与冷胁迫反应。5)采用RNA-seq分析长雄野生稻地上茎及地下茎冷胁迫全基因组表达谱。总测序数据量25gigabases (Gb),约覆盖长野基因组58倍。约10%的转录本不能定位于已测序水稻基因组或基因区域,暗示长雄野生稻与水稻基因组序列间存在差异。冷胁迫共导致913和884个基因在地上茎和地下茎中差异表达,包括共同上调表达的33个转录因子。在两组织中发现大量冷胁迫特异可变剪接事件,且这些可变剪接基因广泛参与信号转导、生物学调控、定位和细胞组分生物合成途径,表明可变剪接在冷胁迫信号转导与基因调控网络中起重要作用。此外,在地上茎和地下茎冷处理及对照中共鉴定8,005个新转录本和3,916个融合基因。进一步对长雄野生稻、LTH和IR29冷胁迫全基因组表达谱进行比较分析,鉴定了154个叁个基因型共同冷胁迫诱导上调基因,其中包括34个转录因子,功能注释揭示这些转录因子在栽培稻和野生稻冷胁迫应答中的功能是保守的。另外56个基因(占总数36.4%)的启动子区域至少含有一个CRT/DRE核心元件A/GCCGAC,表明这些COR基因在栽培稻和野生稻中共同参与冷胁迫分子调控网络。
杨海元[7]2004年在《两个野生稻来源的抗褐飞虱基因的遗传分析和分子标记定位》文中指出褐飞虱(Nilaparvata lugens Stal.)是亚洲水稻种植地区分布最广、为害最严重的害虫之一。种植含抗褐飞虱基因的水稻品种可以有效地抑制褐飞虱的爆发与危害。定位与克隆抗褐飞虱基因,可以为分子育种提供有利基因,同时也有助于深入了解水稻抗褐飞虱机理的生物学基础。 野生稻种蕴藏有抗病虫害和耐受不良环境等有潜在利用价值的重要基因。通过野生稻和栽培稻广泛的杂交,本实验室已经发展了一系列的、新的抗褐飞虱水稻育种材料。其中,两个水稻品系B14和B5分别由宽叶野生稻(Oryza latifolia)和药用野生稻(Oryza officinalis.Wall cx Watt)转育而来,均对褐飞虱表现为高抗。 为了研究B14携带的抗褐飞虱基因的遗传特性,以B14与感褐飞虱的品种台中1号为亲本配制杂交组合,随机选取该组合的184个F_2单株、209个F_7代重组自交系株系进行遗传分析。分别采用分蘖鉴定法和标准苗期集团法对F_2单株、重组自交系株系进行了抗性鉴定。抗性鉴定结果表明TN1/B14的F_2群体的抗、感单株分布符合3:1的分离比,重组自交系群体的抗、感株系分离比符合1:1,这些结果暗示了B14中有一个显性的抗褐飞虱基因。 为了定位B14携带的抗褐飞虱基因,根据重组自交系株系抗性鉴定结果,选择极端抗虫的20个株系和极端感虫的20株系组成两个集团,以覆盖水稻12条染色体的305个SSR标记对这两个集团作多态性分析。第4染色体SSR标记RM261、RM335和RM185在集团之间有多态性。这表明该抗褐飞虱基因位于水稻第4号染色体。以第4号染色体上的RFLP标记对重组自交系群体作标记分析,进一步确证了该褐飞虱基因的位置。根据植物基因的命名规则,将这个基因命名为Bph12(t)。 我们前期的工作在B5中鉴定了的2个显性的抗褐飞虱基因Bph14和Bph15(早先命名为QbP1和Qbp2)。Bph14定位到第叁染色体长臂的R1925-G1318之间,8ph15定位于第四染色体短臂的C820-S11182之间。遗传分析表明Bph15
姜树坤[8]2007年在《粳型超级稻稻瘟病抗性遗传分析及基因定位研究》文中研究表明水稻是世界上最重要的粮食作物之一，在整个生育期中遭到各种病虫害的侵害，其中由子囊菌Magnaporthe grisea(hebert)barr[无性世代：Pyricularia grisea(cook)Sacc]引起的稻瘟病是最严重的病害之一。防治稻瘟病最经济有效的措施是培育抗性品种，然而生产实践表明应用常规方法进行稻瘟病持久抗性育种十分困难，分子标记辅助选择育种为加快抗病育种过程提供了可能。对于抗病育种而言，抗源的发掘和利用、抗病基因的遗传分析和定位是其重要的理论基础。沈农606是沈阳农业大学稻作研究所选育成的粳型超级稻品种，目前已在北方大面积推广种植，其田间表现对稻瘟病菌株具有很好的抗性。本研究对沈农606的抗稻瘟性进行了遗传研究，并对稻瘟病抗性基因进行了分子标记定位，结果如下：1．本研究选用抗稻瘟病品种沈农606与感病品种丽江新团黑谷配制组合，对F_2群体(828株)接种稻瘟病菌ZA41生理小种，鉴定结果表明F_2群体中抗病和感病的分离比为632∶196，经卡方检验表明，粳型超级稻沈农606对ZA41小种的抗病性表现为由一对核基因控制的显性遗传，并将该基因暂命名为Pi-SN606。2．相关序列扩增多态性(sequence-related amplified polymorphism，SRAP)是一种新型的基于PCR技术的分子标记，该标记可对基因的编码区域进行特异性扩增。因而在基因定位、基因克隆、遗传图谱构建、比较基因组学等诸多研究领域有着独特的优势，本研究在国内首先建立了SRAP标记在水稻上应用的稳定反应体系，在15μL体系中加入25ng左右的DNA模板；200m mol·L~(-1) dNTP；1 U Taq DNA聚合酶；0.3μmol·L~(-1)的引物；2.5m mol·L~(-1)的Mg~(2+)。3．筛选出两个与沈农606中抗稻瘟病基因Pi-SN606相连锁的SRAP引物m5e1-500和m2e5-600，遗传距离分别为2.8和7.7cM。4．利用84个SSR(simple sequence repeat，SSR)标记对该抗稻瘟病基因的染色体位置进行锚定，最终将该基因定位在8号染色体上，与SSR标记RM25的遗传距离为9.8cM。5．对与抗稻瘟病基因Pi-SN606连锁的SRAP m5e1-500片段进行测序后，与NCBI和RGP的数据库比对后发现序列位于8号染色体末端。这与SSR标记的定位结果一致，证明可以利用SRAP片段的序列进行染色体锚定。综上，通过本研究明确了沈农606中的抗性是由一对核基因控制的显性性状，筛选到了与抗病基因连锁的1个SSR标记和2个SRAP，并将该基因初步定位到8号染色体，为下一步的基因克隆和辅助育种实用化奠定基础；同时首次在水稻上建立了新型分子标记SRAP的稳定反应体系，将SRAP标记利于基因克隆、便于基因定位的特点引入水稻相关研究中。
谭光轩[9]2003年在《药用野生稻重要基因的转移与定位》文中研究表明稻属(Oryza L.)中由2个栽培稻种和20多个野生稻种组成，广泛分布于全球热带与亚热带地区。具有AA基因组的2个二倍体(2n=24)栽培稻种是亚洲栽培稻种(O. sativa L.)和非洲栽培稻种(O. glaberrima Steud)。野生稻种有二倍体(2n=24)和四倍体(2n=48)2种，目前，已阐明了AA、BB、CC、BBCC、CCDD、EE、FF、GG、HHJJ和HHKK共10个基因组代表所有已确定的野生稻种。野生稻种蕴藏有抗病虫害和耐受不良环境等有潜在利用价值的重要基因。尽管AA基因组的野生稻能够与栽培稻进行杂交，在水稻育种上得到应用，但是丰富的野生稻遗传多样性这一宝贵财富仍然未能得到很好的发掘和利用。药用野生稻是最具研究和利用价值的我国3种野生稻资源之一，为了把药用野生稻的优异基因渗入到栽培稻中，并为克隆抗稻飞虱和抗白叶枯病基因奠定基础，本文进行了如下研究： 1．利用RFLP和GISH分析建立完整的一套药用野生稻异源单体附加系 本研究通过粳稻品种(Oryza sativa L. ssp. Japonica)(AA基因组，2n=24)H-1493和来自中国的一个编号药用野生稻(O. officinalis)(CC基因组，2n=24)进行种间杂交，然后，杂种后代再与轮回亲本H-1493进行连续回交，通过幼胚拯救技术获得杂种及其回交后代植株。后代F_1和BC_1植株是完全雄性不育的，基因组原位杂交(GISH)分析显示，F_1植株为24条染色体，其中12染色体显示绿色杂交信号，为药用野生稻的染色体，另外12条着有红色染料的是栽培稻染色体，所以，F;植株为AC基因组:BC，植株有36条染色体，其中来自药用野生稻的12条染色体被“喷涂”成绿色，另外24条显示红色的染色体则来自栽培稻H一1493，故BC:植株为AAC基因组。在获得的84个BCZ植株中，植株染色体数目从2n到2n+1l分布。应用均匀分布在水稻12染色体上192个RFLP探针对BC:后代进行Southem分析，根据禾本科植物之间广泛的同线性关系，确定了非整倍体植株中附加的外源药用野生稻染色体与相应栽培稻染色体的同线群关系。鉴于应用这种比较方法的局限，我们并不能确定分布在药用野生稻染色体上RfLP标记的顺序。除了药用野生稻第1和3染色体在回交过程中分别发生了断裂和错接之外，2个物种的RFLP遗传图显示出很好的同线性关系。通过RfLP和GISH分析，25个异源单体附加系(MAALs)(2n二25，AA+C)被分为12个同线群。在所有确定的12个异源单体附加系中，MAA工1、2、3、5、7和10各有1个植株;MAALS、n和12各有2个植株;MAAL6和9各有4个植株;MAAL4有5个植株。除了M人ALS和7，一些外源染色体片段的易位、重复和丢失导致的外源染色体的重排，也在不同的异源单体附加系中被检测到。同时，本研究也对所有BCZ后代中51个非整倍体植株进行Southem分析，发现它们附加了不同的药用野生稻C组染色体。在BC:后代群体中，12不同的C染色体出现在所有非整倍体中的频率为4.2一16.1%。所以，外源药用野生稻的染色体并不是以均等的机会从异源叁倍体后代(AAC)传递到BCZ后代群体中。 综上所述，本研究建立这样一套完整的药用野生稻异源单体附加系，为发掘利用药用野生稻基因组和实施遗传学研究提供了一个新的操作平台。同时，我们的结果也暗示着比较RFLP遗传图和 GISH分析是跟踪栽培稻和野生稻杂种后代外源染色体渗入的行之有效的方法。2.整倍体后代RFLP的分析 利用174个多态性的侧几P探针对整倍体后代进行了Southem分析，发现来自不同染色体上的R250、C597、Rll64、C488和G1465总共5个犯几P标记，检测到亲本药用野生稻特异的带型。在全部29个整倍体后代中有14 II个表现出了亲本药用野生稻特异的渗入片段(48.3%)。每个渗入系后代中检测到1一3个不相同的野生稻渗入片段。同时还发现很多渗入系中检测出的渗入发生区域是相同的。其中，位于第5染色体短臂端部的标记C597在13个植株中检测到药用野生稻特异的带型，是检测到的5个渗入探针标记中最高的，这可能意味着该渗入位点是渗入重组的“热点”区域。渗入位点大多发生在染色体的端部、近端部或染色体臂的中部，着丝粒附近发生的渗入极少，暗示着着丝粒附近染色体的交换经常受到抑制。而且在整倍体后代中也检测到不同于双亲的新的杂交带型。3.药用野生稻转育后代一个抗白叶枯病新基因的定位 从药用野生稻渗入后代选育的水稻株系BS，表现为高抗褐飞虱、白背飞虱和白叶枯病。对BS与釉稻品种明恢63杂交组合的187个重组自交系(R几s)进行了抗白叶枯病接种鉴定，采用分离集团分析法，在第1染色体上筛选到与水稻抗白叶枯病基因相连锁RFLP分子标记。利用RILs抗病性表现型鉴定资料和构建的分子标记连锁图谱，将抗白叶枯病基因定位在第l染色体短臂的C904和R596之间，这2个分子标记之间的遗传距离为1.3一cM。该基因对R几s群体抗病性变异的贡献率为52.%%，是一效应值较大的主效基因。这一抗白叶枯病基因不同于已报道的抗白叶枯病基因的位点，因此，我们将其命名为xa29(t)。野生稻来源的抗白叶枯病新位点的发现和分子标记定位，为水稻分子标记辅助育种和抗白叶枯病?
郭瑞星[10]2005年在《小麦新型光温敏不育系337S的遗传特性及不育基因的定位研究》文中研究表明植物雄性不育现象的发现和利用给作物遗传育种带来了深刻影响，质核互作雄性不育“叁系”、光温敏隐性核不育“两系”的成功利用使水稻杂种优势育种出现了两次飞跃。继杂交水稻之后，油菜、玉米、棉花等作物杂种优势利用也相继取得重大突破而大面积用于生产。作为重要粮食作物的小麦虽然在杂种优势利用研究上有所进展但仍未能大面积推广应用。自1951年Kihara利用种属间核置换方法获得具卵形山羊草(Aegilops ovata)细胞质小麦雄性不育系以来，已先后育成和发现了T型、K型、V型、D型、A型、P型、单型等多种CMS不育系，但均不同程度的存在异源细胞质负效应、育性恢复困难等严重缺陷。小麦光温敏雄性不育系是小麦“两系法”杂种优势利用途径的基础，国内外对此都很重视，已先后选育出了长日光敏不育、长日高温敏感不育、短日低温敏感以及温度敏感不育等多种类型的小麦光温敏雄性不育系，然大多存在育性不稳定，且对温、光生态环境要求严格，难以在广大冬麦区安全制种之问题。337S是迄今为止所发现的唯一对短日低温、长日高温均敏感不育的新型光温敏小麦雄性不育系，该不育系选自地理远缘普通小麦杂种后代，育性较稳定，制种区域广，大多数品种(系)均能恢复其育性，2001年5月通过了湖北省科学技术厅的现场鉴定。本研究对337S的育性表现特点、育性遗传控制机制、杂种优势潜力进行了分析，对其长日高温不育基因进行了定位，主要结果如下： 1、337S的育性表现特点 4年18个播期的分期播种试验结果表明，武汉地区9月30日之前播种、11月29日后播种均表现高度不育，不育度达到国家规定之标准；相比其它小麦光温敏不育系，337S有两个可供选择的制种时区，制种空间相对较大；在10月下旬至11月上中旬播种表现部分可育，基本达到不育系自繁之标准，相比其它小麦光温敏不育系，不育系自繁空间小些。 2、337S的不育性的遗传 2001-2003年通过试验分析337S与7个普通小麦品种组配的7个正反交F_1代以及7个正交组合的F_1、F_2代分别在短日低温、长日高温两种温光环境下的单株主穗套袋自交的育性表现，已经初步明确了337S的短日低温不育性和长日高温不育性的遗传控制机制。337S的不育性由核内隐性主效基因控制，一般普通小麦品种均能恢复其育性并正常结实；在两种温光条件下337S具有完全不同的遗传调控机制，在长日高温条件下，正反交F_1代均表现育性正常，而F_2代则出现15:1的育性分离；短
参考文献：
[1]. 水稻基因组第4号染色体简单重复序列的遗传分析及比较基因组学研究[D]. 李璨. 中国科学院研究生院（上海生命科学研究院）. 2004
[2]. 小麦抗白粉病基因的分子作图及其与白粉菌互作的表达谱分析[D]. 薛飞. 西北农林科技大学. 2012
[3]. 一个水稻生殖发育突变体的遗传分析及基因定位[D]. 陈少游. 福建农林大学. 2008
[4]. 大麦成株叶锈病抗性基因的发掘、分子标记及遗传研究[D]. 刘凤楼. 西北农林科技大学. 2010
[5]. 几种植物与模式植物基因组的分子细胞遗传学比较分析[D]. 佘朝文. 武汉大学. 2005
[6]. 长雄野生稻地下茎及耐冷性状功能基因组学及比较转录组学分析[D]. 张婷. 武汉大学. 2013
[7]. 两个野生稻来源的抗褐飞虱基因的遗传分析和分子标记定位[D]. 杨海元. 武汉大学. 2004
[8]. 粳型超级稻稻瘟病抗性遗传分析及基因定位研究[D]. 姜树坤. 沈阳农业大学. 2007
[9]. 药用野生稻重要基因的转移与定位[D]. 谭光轩. 武汉大学. 2003
[10]. 小麦新型光温敏不育系337S的遗传特性及不育基因的定位研究[D]. 郭瑞星. 华中农业大学. 2005
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