特异性SSR标记对水稻籼粳交RIL群体的分类研究

以七山占(典型籼稻)×秋光(典型粳稻)F8重组自交系群体为试材,用形态指数法和分子标记法对该群体的籼粳分化进行研究。结果表明:重组自交系群体由籼到粳呈偏粳的连续变化,与形态指数法相比,分子标记法判断该重组自交系群体更加偏粳;两种分类方法的符合度仅在50%左右;籼粳交后代群体的非随机组合值较低,其平均值R2=0.019。

籼粳亚种间琼脂糖凝胶电泳多态性SSR标记筛选与评价

利用琼脂糖凝胶为电泳介质,籼稻9311和粳稻日本晴为模板,从756对SSR标记中筛选能够分辨多态性的标记用于籼粳亚种遗传研究。共筛选到176对SSR标记,其在籼粳亚种中的多态性能够肉眼分辨,平均覆盖的遗传距离为10.2cM,并挑选部分SSR标记评价籼粳交群体遗传背景,带型分辨的效果良好。该套标记将使SSR标记的应用更加广泛快捷。

SSR标记遗传距离与水稻籼粳衍生系杂种优势的相关性分析

【目的】探讨分子标记遗传距离与杂种优势的相关性。【方法】利用SSR标记分析8个水稻不育系和12个籼粳亚种间杂交衍生系的遗传多样性,按照不完全双列杂交(NCII)获得96个杂交组合,分析亲本间遗传距离与其主要产量性状杂种优势表现。【结果】(1)籼粳衍生系杂种后代株高、穗长和千粒重表现为正向优势,变异幅度较小;每穗实粒数和结实率虽表现相对不平衡,但均为较强正向优势;有效穗数表现较弱,为负向中亲优势。(2)籼粳衍生系杂种F1在SSR标记遗传距离0.2547~0.5660,穗长、株高、每穗实粒数、每穗总粒数、单株产量超亲优势与遗传距离极显著相关,与F1结实率、千粒重、有效穗数的杂种优势相关不显著。【结论】在一定遗传距离范围内,SSR标记亲本遗传距离与杂种优势之间有一定的相关性。

思茅地区核心稻种籼粳特异性标记的聚类分析

以云南思茅地区141份核心种质为材料进行程氏籼粳分类及其特异性标记聚类分析，结果表明：（1）用程氏籼粳分类法把141份核心种质划为籼（13．5％）、偏籼（26．2％）、偏粳（14．2％）和粳（46．1％）4种类型；以粳稻和中间型为主，籼型较少。（2）用SSR标记聚类法把141份核心种质划为热带粳（Ⅰ）、早粳（Ⅱ）、偏籼（Ⅲ）、籼-中间型（Ⅳ）和粳-中间型（Ⅴ）5大类；Ⅴ类又可划分为籼-中间型-粳（Ⅴ-1）、粳-中间型（Ⅴ-2）和偏籼型（Ⅴ-3）共3个亚类。（3）无论是程氏籼粳分类还是SSR标记聚类均表现为不仅类间存在连续性变异，而且亚类内也呈现复杂的连续性变异；验证了思茅是云南稻种籼粳亚种的分化中心和遗传多样化中心之一，明确了海拔是籼粳分化的驱动力。

利用InDel分子标记分析海南山栏稻品种籼粳特性

为明确海南山栏稻品种的籼粳分化特性与遗传变异规律,利用34个籼粳特异InDel分子标记和24个SSR分子标记对22个海南山栏稻品种的籼粳特性与遗传变异进行分析。InDel分子标记鉴定结果表明,供试品种粳型基因频率变幅在0.68~0.83,以粳型品种为主,占到总品种的63.6%,未发现籼型或偏籼型品种。海拔梯度分析表明,海南山栏稻中粳型品种分布范围更为广泛,具有更强的环境适应能力。遗传变异分析表明,在供试群体中共检测到191个等位基因,其中稀有等位基因(基因频率≤0.05)数为86个,占到总等位基因数的45.03%。在供试的3个地理来源中,琼中县的遗传多样性最为丰富。

籼粳亚种间核DNA特征性分子标记在美洲爪哇稻中的分布规律初步研究

对籼粳亚种间特征性SSR分子标记和ITS序列中特征性碱基在美洲爪哇稻中的分布特点进行了初步研究。结果表明,籼稻和粳稻特征性SSR分子标记在供试爪哇稻材料中都有分布,但不同爪哇稻品种所含籼稻或粳稻特征性分子标记的多少存在差异;通过对比ITS序列籼、粳特征性碱基,Lemont与籼稻一致,P002在4个位点与籼稻相同,2个位点与粳稻一致,另4个爪哇稻的ITS序列与粳稻完全一致。表明爪哇稻是介于籼、粳稻之间的中间类型,但不同爪哇稻品种偏籼或偏粳程度存在差异。

恢复系R6547系谱的籼粳分化与杂种优势关系的分析

利用程氏指数（Cheng’s index,CHI）法、SSR（simple sequence repeats）分子标记法分析杂交稻丰优香占的恢复系R6547系谱材料的籼粳分化。结果表明：亲本的程氏指数变化范围为6~18,偏粳系数（partial japonica coefficient,PJC）为0.13~0.67,2种方法对亲本的籼粳分类结果并不完全一致。相关分析表明,CHI、PJC与亲本及杂种F1的每穗总粒数、实粒数、产量呈正相关,说明亲本粳稻成分的适度增加是实现杂种F1高产的重要因素。在染色体片段水平上,染色体4、9上的粳稻成分有利于产量优势的形成,同一产量构成因素受多条染色体的粳稻遗传因子影响,同一染色体上的粳稻遗传因子作用于多个产量构成因素。因此,R6547中籼、粳遗传因子比例协调以及物理位置的合理分布是实现杂种优势的关键。

InDel指数法评价水稻籼粳成分的验证

传统的籼粳分类采用程式指数法,需要大田种植、鉴定,所需时间长。利用分子标记可以快速、准确鉴定籼粳成分。Lu等开发了1套34对InDel标记,用于快速鉴定籼粳的成分。为了进一步验证该方法的准确性,利用734对SSR标记和34对InDel标记分别对籼粳杂交后代材料进行籼粳成分鉴定,结果2套标记鉴定结果较为吻合,证明该套InDel标记完全可以用于水稻籼粳成分的快速准确鉴定。

水稻籼粳交后代的籼粳分化与杂种F_1结实率的相关分析

以珍汕97B/秀水13的22个F_7代株系为材料,在采用程氏指数法和SSR分子标记进行籼粳属性鉴定分析的基础上,分别与4个光温敏两系不育系配制88个杂种一代,剖析供试材料的籼粳遗传背景与其配组的F_1结实率的相关性。结果表明:22个后代品系籼粳分化明显,大多为籼型或偏籼型;程氏指数法与SSR分子标记对供试材料的籼粳分类结果基本相符。F_1的结实率与双亲遗传背景呈极显著负相关,逐步回归分析结果表明光温敏不育系的籼粳分化和双亲的粳稻成分指数差值是决定F_1结实率高低的重要因素,携有广亲和基因的育种群体在籼粳交杂种优势利用上具有重要应用价值。

系谱追踪等位变异法分析籼粳交亲本对衍生后代的遗传贡献

利用16个亲本及特异种质92gk729的39个衍生品系为材料,采用221对SSR标记和系谱追踪等位变异法分析祖先亲本在籼粳杂交各衍生世代的遗传贡献。结果表明:(1)在92gk729中有10对SSR引物位点上出现4个祖先亲本杂交重组的特异条带,有5个重组后的特异位点能稳定传递到衍生后代中,有1个重组后的特异位点在亲本及衍生品系中都没有出现;(2)ketan Nangka、嘉南粳、02428、明恢72对92gk729的遗传贡献率分别为15.09%、21.32%、22.78%和34.64%。4个亲本杂交染色体片段重组后能产生新的特异位点,其遗传贡献率是6.17%;(3)4个祖先亲本在每条染色体上对衍生后代遗传贡献的趋势都是随着衍生代数的递增,遗传贡献率逐渐下降。亲本对各世代衍生品系的遗传贡献率为明恢72>02428>嘉南粳>Kenta Nangka;(4)采用系谱追踪等位变异法进行数据分析,然后对数据进行聚类,发现同一杂交组合的品系、同一系谱分支存在衍生关系的大部分品系聚为一类,后代亲缘关系相近的高代材料聚为一类。说明该法能够较好地反映祖先亲本对后代的遗传贡献。

不同生长环境下水稻主要农艺性状的QTL分析

以籼粳交密阳23/吉冷1号200个F2:3家系作为作图群体,在北京(正常生长环境)、昆明(自然低温胁迫)、公主岭(冷水胁迫)、韩国春川(正常生长环境和冷水胁迫)等5种不同生长环境下进行了水稻秆长、穗长、穗粒数和穗抽出度等主要农艺性状的异地鉴定,并利用SSR标记进行了上述农艺性状的QTL分析。检测结果表明,5种不同环境下检测到与上述农艺性状相关的QTL共44个,分布于除第9染色体外的11条染色体上。qCL1a、qCL1b、qCL5a、qCL6b、qPL1a、qPL3a、qPL6b、qPL6c、qPL7b、qSP8b、qSP1c、qSP11a、qSP12和qPE1至少在2种不同生长环境下均检测到,受环境的影响较小,为较稳定的QTL。其中,qCL1a、qCL1b、qPL1a、qSP1c和qPE1对表型变异的解释率分别为24.2%～55.2%、22.7%～39.9%、12.5%～27.7%、14.4%～33.5%和26.6%～28.7%,为主效基因,主要表现为超显性。这些主效QTL在低温环境下对水稻秆长、穗长、穗粒数和穗抽出度有增效作用,与水稻耐冷性有一定的相关性。

利用DH群体动态检测水稻抗褐飞虱数量性状基因位点

利用籼粳交珍汕97/武育粳2号F1花培获得的190个双单倍体群体(doubled-haploid population,DH系)及其构建的179个SSR分子标记遗传图谱,通过对DH系群体苗期重复接虫试验和2个不同时期对褐飞虱危害程度进行动态调查,并应用Mapmaker/exp Version 3.0和Windows QTL Cartographer V 2.0对水稻抗褐飞虱数量性状基因位点(quantativetraitlocus,QTL)进行动态检测和遗传效应分析.结果表明,在苗期对褐飞虱抗性的检测中,共检测到6个抗性QTL,分别位于第2、3、4、8和10染色体上,各QTL的LOD值分别为2.22～4.64,贡献率为5.04%～13.73%,第3染色体和第4染色体上各有1个QTL的加性效应为正值,表明来自于亲本武育粳2号的这2个位点的等位基因可以提高水稻对褐飞虱的抗性,其余4个QTL的加性效应均为负值,表明来自于亲本珍汕97的这些位点的等位基因可以提高水稻对褐飞虱的抗性.

水稻特异亲和基因S-e的分子定位

水稻籼粳亚种间杂种具有强大的优势 ,但亚种间杂种的不育性限制了这一优势的利用。开展杂种不育基因的定位工作 ,对于进一步了解杂种不育性的遗传基础 ,克服亚种间杂种的不育性具有重要的意义。本研究选用粳型品种台中 6 5的近等基因系E4 7- 1和籼型品种广陆矮 4号为材料 ,利用 74个SSR标记对杂种F2 群体进行偏态分离标记的筛选 ,同时根据F2 和F3群体花粉育性和具有偏态分离的SSR标记之间的连锁关系 ,对特异亲和基因 (F1花粉不育基因 )S e座位进行了分子定位 ,取得了以下主要结果 :1、利用 116个均匀分布在水稻 12条染色体上的SSR标记对籼粳两亲本进行多态性筛选。结果有10 1个SSR标记在亲本间具有多态性 ,15个SSR标记在亲本间无多态性 ,SSR标记在亲本间的多态率高达 87 0 7%。2、选用 74个亲本间具有多态性的SSR标记对E4 7- 1/广陆矮 4号组合F2 群体的偏态分离进行了初步的筛选和分析。发现有 6个染色体区段的 9个SSR标记在F2 群体中存在偏态分离 ,它们分别位于第3、第 6、第 7、第 10、第 11和第 12染色体上 ,卡方值均达到显著或极显著水平。 6个染色体区段中有 2个严重偏态分离区段 ,分别位于第 6和第 12染色体。3、通过对F2 群体的花粉育性和偏态分离区段的SSR标记基因型的相关关系分析 。

云南陆稻品种籼粳分化与遗传变异

利用34个籼粳特异插入缺失(insertion/deletion,InDel)分子标记和24个SSR分子标记对云南113个陆稻品种的籼粳分化与遗传变异进行分析.InDel分子标记鉴定结果表明,云南陆稻以粳稻(粳型、偏粳型)品种为主,占总品种的83.2%.聚类结果显示,云南陆稻品种明显聚为4大类群(籼型、偏籼型、粳型、偏粳型),支持InDel分子标记鉴定结果.重新将云南陆稻品种的种植区域划分为2个:(1)海拔1250m以下为籼粳稻混合种植区;(2)海拔1250m以上为粳稻种植区.SSR遗传多样性分析结果表明,云南陆稻籼粳亚种间遗传多样性均很丰富,籼稻品种的遗传多样性高于粳稻品种且差异显著.分子方差分析显示,云南陆稻遗传变异主要来自亚种内(占总变异81%),亚种间遗传变异占19%.不同地区间陆稻种质资源遗传多样性比较分析表明,滇西南与滇南地区存在丰富的遗传变异,是云南陆稻品种遗传多样性的分布中心.半山云雾多湿区作为云南陆稻品种的传统种植区域,保留大量的遗传变异与稻种资源,是开展陆稻种质资源保护、利用的核心区域.

育成长粒杂交粳稻亲本的籼粳属性鉴别

以程氏指数法和SSR分子标记法对主要5份育成长粒粳稻亲本和其他辅助试验材料进行了籼粳属性鉴别。结果表明,程氏指数法中3份表现偏粳,2份表现粳性;而在SSR分子标记法中,5份均表现粳性。相比较而言,粒型作为程氏指数指标之一,影响了籼粳属性指数,分子标记方法相对准确。

水稻种质资源的籼粳分类及遗传多样性分析

采用程氏指数法鉴定了71份水稻种质资源的籼粳属性,将其分为籼、偏籼、偏粳、粳4类。同时选用15对SSR引物对供试材料进行了遗传多样性分析,结果共检测到80个等位基因,平均每对SSR引物检测到5.33个,平均多样性指数(I)为1.24,多态性信息含量(PIC)为0.59,供试材料中籼稻的遗传多样性大于粳稻。根据遗传相似系数进行聚类分析,将供试材料分为2大类(籼稻和粳稻),聚类结果与形态分类结果基本相符。