水稻新型卷叶突变体rl12(t)的遗传分析和基因定位

叶片是水稻光合作用的重要器官,适度卷曲有利于改善群体光照、提高光能利用率,卷叶基因是培育理想株型的重要资源。本研究利用EMS诱变优良恢复系缙恢10号,获得了一个水稻新型卷叶突变体,该性状受一对显性基因控制,表现为新叶不卷,老叶全卷,而成熟叶片叶上部约1/3卷曲、中下部正常,叶绿素含量极显著高于对照,暂被命名为rl12(t)。利用SSR标记将该基因定位于第10染色体SWU-1和SWU-2之间,遗传距离分别是1.5cM和0.2cM。目前,类似于rl12(t)卷叶突变体表型未见报道,RL12(t)是唯一一个在第10染色体被分子定位的显性卷叶主基因。研究结果为该卷叶基因的克隆和功能分析奠定了基础,对于揭示卷叶机理及应用于株型改良具有重要的意义。

水稻黄绿叶基因YGL4的遗传分析和分子定位

通过EMS诱变恢复系缙恢10号，获得了一个稳定遗传的全生育期黄绿化叶色突变体。其叶绿素总含量稳定在2.01~2.28 mg g-1之间，仅有对照的38.2%~50.5%。与对照相比，黄绿叶突变体的有效穗和株高显著下降，而主穗长、一次枝梗数、主穗实粒数、结实率、千粒重则无明显差异。遗传分析表明该性状受一对隐性核基因控制，命名为YGL4。利用微卫星标记将YGL4定位于第10染色体微卫星标记RM3123和RM590之间，分别距其7.6 cM和7.8 cM。在两标记间进一步设计SSR引物，将该黄绿叶基因定位于RM1162和RM7093之间，分别距其1.8 cM和4.0 cM。为该YGL4基因的分子标记辅助选择育种和图位克隆奠定了基础。

水稻条斑花叶突变体st(t)的鉴定与遗传定位

利用EMS诱变育成优良籼型恢复系缙恢10号,从其后代中鉴定出一个白色条斑花叶突变体st(t),在三叶期开始表现白斑,拔节期白斑变为不规则线状,一直保持到成熟。突变体叶绿素含量明显下降,类胡萝卜素含量显著升高。透射电镜观察表明,突变体的绿色叶片部位与野生型相比,在细胞结构上无明显差异,叶绿体发育正常;突变体的白化部位细胞结构异常,质体内多含有积聚在一起的嗜锇小球,不能发育出正常叶绿体所具有的类囊体和基质片层结构。遗传分析表明该性状受一对隐性核基因调控,利用1500株西农1A/st(t)的F2隐性定位群体,最终把St(t)基因定位在第6染色体SSR标记RM19745和RM19762之间,遗传距离分别为0.07cM和0.27cM,根据9311基因组序列推测,两标记之间的物理距离约为345kb。这为St(t)基因的图位克隆和分子标记辅助育种奠定了基础。

分子标记遗传效应预测杂交水稻产量性状

选用13个水稻不育系和19个恢复系按NCII设计配制两套不完全双列杂交组合151个，2005年分别在重庆和泸州种植，结合AFLP和SSR标记位点的遗传效应，预测7个产量性状值。用两套组合F1，产量性状对标记多态性位点进行筛选，获得阳性位点和增效位点及其加性和（或）显性效应值，通过逐步回归构建分子标记遗传效应预测产量性状模型，并对不同亲本组合（套间预测）及固定亲本组合产量性状进行了预测。结果表明：（1）阳性和增效位点进行套间预测的效果，绝大多数不理想（预测值与实际值的相关系数为一0．55～0．45），且预测效果不稳定；（2）阳性和增效位点对第二套固定亲本组合的预测效果相近，均优于套间预测，其中对固定恢复系组合的预测好于对固定不育系；（3）对固定亲本组合大部分产量性状的预测达到较理想水平，其中增效位点对固定不育系组合结实率、固定恢复系组合有效穗数、阳性位点对固定恢复系组合穗着粒数、单穗重的预测在0．6以上。用分子标记遗传效应预测产量性状，只需少数标记，应用方便，特别是对水稻育种亲本选配具有重要指导意义。

日本晴与5个优良恢复系的多态性标记筛选及遗传差异分析

遗传基因的分离需要供、受体亲本间较大的遗传差异.该文利用均匀分布于水稻12条染色体的429个SSR标记,分析了日本晴与5个自育优良恢复系之间的多态性标记及分布密度,进而评价它们间的遗传差异性.结果显示,日本晴与西恢18号、缙恢35、R225、R232和R250之间的多态性标记数分别为263,253,253,255和240个;多态率分别为61.31%,58.97%,58.97%,59.44%和55.94%;每个标记间的平均物理距离分别为1.59,1.61,1.62,1.62和1.72 Mb.每个SSR位点可检测到的等位基因数目为2~5个,平均每对SSR引物检测到2.35个等位基因.各亲本之间的遗传距离在0.121 7~0.896 7之间,日本晴与5个恢复系间的平均遗传距离为0.857 6.聚类分析也将日本晴与5个恢复系分为两大亚类,表明它们之间存在极大的遗传差异.这些材料和结果对水稻遗传基因的分离具有重要意义.

不同遗传背景下杂交籼稻功能叶与产量构成因素的相关性

为明确水稻功能叶与产量构成因素间的相关性,以不同遗传背景下籼稻的10个不育系和16个恢复系为亲本,按照NC II设计配制两套双列杂交组合,对水稻12个功能叶性状与8个产量性状构成因素进行了相关分析,结果表明:3片功能叶叶长与叶面积、剑叶宽、倒2叶宽等性状之间均存在极显著正相关,功能叶夹角之间也存在极显著正相关,但不同遗传背景对夹角性状与9个形态性状之间的相关性则存在明显差异,在第1套组合中,其相关系数均为负值,且相关均不显著;而第2套组合则相反。8个产量构成因素中,单株穗数与平均穗长、着粒密度、穗实粒数以及穗着粒数之间存在极显著负相关,平均穗长与穗着粒数、结实率与单株产量呈显著或极显著正相关,遗传背景对产量组成上有较大影响,在第1套组合中单株产量主要由结实率、单株穗数以及穗实粒数等性状决定,而在第2套中则主要由穗实粒数和结实率等性状决定。在功能叶与产量构成因素的相关中,叶长、叶面积、剑叶宽、倒2叶宽与着粒密度、穗实粒数以及穗着粒数等3个性状之间存在显著或极显著正相关。12个水稻功能叶性状与8个产量构成因素之间的主成分分析表明,在不同的遗传背景下,产量构成因素均主要受叶面积和叶夹角影响,两种不同遗传背景中其累积贡献率分别为69.8%和84.0%。

携带空心莲子草DNA片段的水稻导入系耐旱生理评价

以8个导入了空心莲子草DNA的水稻导入系和2个对照品种(原受体6527和巴西陆稻)为材料,采用裂区试验设计,在干旱胁迫条件下测定其剑叶的超氧化物歧化酶、丙二醛、电导率、脯氨酸、叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量等生理指标,并进行主成分分析和逐步回归分析。结果表明,导入系H8的产量、综合评价值和耐旱指数明显大于对照,其耐旱性强。主成分分析和最优回归方程分析均表明丙二醛、脯氨酸、叶绿素和电导率等对水稻耐旱性有显著影响,可作为水稻耐旱性生理评价的重要参考指标。

空心莲子草DNA溶液浸胚处理水稻的变异系分子检测及耐旱性评价

通过SSR标记检测了以空心莲子草DNA溶液浸胚处理获得的10个农艺性状稳定遗传的水稻变异系,结果表明,10个水稻变异系均整合了供体空心莲子草DNA的部分片段。在此基础上,以8个水稻变异系及2个对照为试验材料,采用二因素裂区设计,并以主成分分析、逐步回归分析等多种统计方法分析了变异系的耐旱性。结果表明,以综合评价指标与耐旱指数相结合的复合评价体系,可增强水稻耐旱评价的可靠性。导入系H8最耐旱,H6和H7较耐旱,均优于巴西陆稻。本研究结果对水稻的耐旱性评价与耐旱品种选育具有重要意义。