云南元江普通野生稻稻瘟病菌无毒基因鉴定与分析

为了明确分离自云南元江普通野生稻4个自然居群稻瘟病菌无毒基因的组成。以分离自元江普通野生稻上的52个单孢菌株和24个以丽江新团黑谷为背景的稻瘟病抗性单基因系为试材,用苗期喷雾接种的方法,对供试菌株进行无毒基因构成鉴定。结果显示,52个稻瘟病菌菌株组成的群体中,中等、弱和无致病力的菌株占比分别为34.69%、65.39%和1.92%,以弱致病力菌株占优势;52个菌株仅对含有Pi19、Pii、Pi3、Pib和Pish等5个抗性单基因系具有强或中等毒性,对持有其余19个抗性基因的单基因系具有弱致病性或无致病性;根据供试菌株对24个水稻抗性单基因系的致病性分析,无毒基因的组成可分为10种类型。研究结论认为云南元江普通野生稻稻瘟病菌对24个水稻单基因系的致病性普遍偏弱,但仍存在致病性分化的现象。

元江普通野生稻叶片cDNA文库的构建及部分基因片段分析

首次利用SMARTTM技术构建了中国普通野生稻中最原始类型——元江普通野生稻生长旺盛时期叶片的cDNA文库。该cDNA文库未扩增和扩增后的滴度分别为1.1×106pfu/mL和3.98×107pfu/mL,重组率为91%,插入片段大小为500～2000bp。测定的部分cDNA序列进行BLAST比较,发现这些cDNA片段与日本晴栽培稻同源性很高,达到98%以上。本研究为进一步分析这些cDNA片段的结构、功能和探讨元江普通野生稻在栽培稻演化中的地位奠定了基础。

云南元江普通野生稻中Pi-ta和Pib同源基因的克隆和分析

用高保真PCR技术从云南元江普通野生稻中克隆了抗稻瘟病Pi-ta同源基因的编码区及Pib基因的部分同源序列。Pi-ta同源基因的编码区序列与报道的栽培稻有99.7%的同源性。根据前人的结果,从元江普通野生稻的Pi-ta基因推导的氨基酸序列中918位点为丝氨酸,属于Pi-ta^-等位基因,不能对含有AVRPita基因的稻瘟病菌产生抗性。与Pi-ta基因相比,元江普通野生稻中的Pib同源基因第一外显子与栽培稻的相应序列间存在较大差异,其中有一段87 bp的DNA序列缺失,而且不能按正常的Pib基因序列的阅读框进行翻译。因此认为,元江普通野生稻不具有基于Pi-ta和Pib基因的抗稻瘟病遗传基础。

程式指数法和InDel分子指数法对云南元江稻属资源籼粳分化的比较研究

【目的】研究云南元江普通野生稻及其后代的籼粳属性及籼粳分化程度,为探索普通野生稻的起源演化、遗传分化及育种利用等提供理论依据。【方法】利用程式指数法和InDel分子指数法从表型到分子水平对云南元江普通野生稻(Oryza rufipogon)、栽培稻合系35号及354份渗入系后代进行粳籼属性分析。【结果】程式指数法分析结果表明:普通野生稻总分11分,为偏籼型;合系35号总分24分,为粳型;354份渗入系中有籼型材料179份、偏籼型76份、粳型25份和偏粳型74份;经InDel分子指数法鉴定发现:普通野生稻和合系35号的籼型基因频率分别为0.32和0.04,分别属于偏粳型和典型粳稻;在354份渗入系中有典型籼稻113份、籼稻84份、偏籼36份、中间类型29份、偏粳21份、粳稻24份和典型粳稻47份。综合程式指数法和InDel分子指数法分析结果表明:2种方法的拟合度高达92.42%,仅普通野生稻及26份渗入系的籼粳类型划分结果存在偏差。【结论】程式指数法和InDel分子指数法鉴定稻属资源籼粳属性的结果基本一致,2种方法结合应用可有效分析普通野生稻及其渗入系后代的籼粳属性;普通野生稻籼粳属性在表型和分子水平上存在一定差异,可能与普通野生稻籼粳分化不彻底有关。云南元江普通野生稻渗入系后代的籼粳类型丰富、分化明显,是重要的育种材料,也是研究普通野生稻起源、进化及分类的宝贵资源。

云南元江普通野生稻cDNA文库注释

从元江普通野生稻cDNA扩增文库中随机挑取500个噬菌斑,通过载体环化,选择115个菌样进行测序,获得的序列,分别采用Blast、ORFfinder、UniGene和EntrezGene系统等生物信息分析软件对这些序列进行分析,结果为:与栽培稻(Oryza sativa(japonica cultivar-group))序列比较匹配碱基数>400bp的占48.45%;确定可阅读框(>100bp,具有起始和终止密码子)的占70%;与拟南芥的功能基因比较,相似性大于60%的有38个;确定功能、代谢过程和编码蛋白部位的cDNA片段分别有17个、16个和24个。

水稻抽穗扬花期耐热性QTL(qHTH10)的鉴定及遗传效应分析

为了深入挖掘和利用元江野生稻(Oryza rufipogon Griff.)的优异等位基因,构建了一个元江普通野生稻‘荷花塘4号’为供体,籼稻‘天丰B’(O. sativa subsp. indica)为受体的BC5F3群体,以抽穗扬花期耐热性为目标表型性状进行考察。在利用SSR标记分析检测后,结合单标记相关分析的方法,在10号染色体上发现标记RM25216与抽穗扬花期耐热性相关极显著。为进一步分析目标片段,将含有元江野生稻目标渐渗片段的近等基因系YJ01-201 (BC5F3)与轮回亲本‘天丰B’回交,构建了BC6F2和BC6F3次级分离群体,通过连续2年的大田高温胁迫及人工气候室模拟高温胁迫试验,证实了目的 QTL存在于目标片段上。同时,在BC6F2、BC6F3世代群体中,通过QTL分析发现目标QTL (qHTH10)在标记区间(RM25216～RM25228)遗传效应稳定,物理图距为277.1 kb,两个世代分别解释的表型变异值为7.4%和15.2%,增效作用来自元江普通野生稻。本研究为水稻耐热育种提供了新资源,也为进一步精细定位和克隆q HTH10提供了科学依据。