基于BSA-seq技术定位黄瓜黄绿叶色突变基因

为明确课题组从地方收集的黄瓜黄绿叶色突变体中黄绿叶色突变基因,本研究利用绿叶(野生型)与黄绿叶色(突变体)黄瓜材料为亲本,配制正反杂交一代及二代分离群体,在分析黄绿叶色突变基因遗传规律的基础上,利用BSA-seq技术对双亲及F 2代叶色极端混池进行测序,筛选黄瓜黄绿叶色突变性状的关联标记及候选基因。结果表明,绿叶色对黄绿叶色为完全显性,黄绿叶色突变基因为隐性基因。突变性状关联分析(SNP-index检测)得到1个与黄绿叶色突变相关的候选区域,位于黄瓜1号染色体上,总长度18484 bp。该候选区域共有118个与黄绿叶色突变相关的SNP位点;候选区域共注释到3个基因,其中CsaV3_1G032820基因为黄瓜黄绿叶色突变最可能相关基因。本研究结果可为黄瓜黄绿叶色突变基因克隆和分子标记辅助育种提供基础。

大麦黄绿叶色突变体ygl的农艺性状及其调控基因初步定位

叶色突变是植物界广泛存在的一种现象,突变株系是解析植物光合作用和光形态建成等过程的理想材料。大麦黄绿叶色突变体ygl是本课题组在鄂大麦934的EMS突变体库中筛选获得的,该突变体的叶色在整个生育期都较野生型浅,而且苗期呈现黄绿色,后期表现为浅绿色。与野生型相比,ygl株高和千粒重分别表现为极显著和显著降低,其它重要产量性状,如穗数、穗长和穗粒数等无显著变化。进一步分析发现,ygl苗期叶片中基粒类囊体严重线性化,叶绿体超微结构受损。以正常叶色大麦品种Harrington和黄绿叶色突变体ygl为亲本构建了F2分离群体,对F2群体及其衍生的F2:3家系进行分析发现,该性状由一个隐性核基因控制,命名为HvYGL(yellow green leaf)。利用上述F2群体,通过基于SSR的BSA法,将该基因初步定位在大麦3H染色体上12.7cM的区间内,其中Bmag0209、EBmac0871和Bmag603三个标记与黄绿叶色性状共分离。

带有黄绿叶色标记的香型籼稻不育系形态特征及开花习性

我们对3个含有黄绿叶色标记的香型籼稻不育系黄标1A、黄标2A、黄标3A和正常绿叶不育系Ⅱ-32A、G46A的形态特征及开花习性进行了调查分析。结果表明:黄标1A、黄标2A、黄标3A不育系同正常叶色不育系Ⅱ-32A、G46A的叶色差异显著,易肉眼识别,其外部形态特征为植株叶片及颖壳呈黄绿色,黄标A株系株高(41.5～56.5cm)比Ⅱ-32A(59.5cm)、G46A(60.4cm)要矮,以黄标3A的播始期85d比Ⅱ-32A短8d、比G46A长7d,穗长、穗平着粒与Ⅱ-32A、G46A相当,千粒重比Ⅱ-32A、G46A高出1.8g和1.47g,其中颖尖、叶鞘、叶耳及叶片边缘呈紫红色。黄标1A、黄标2A、黄标3A不育系的柱头外露率、张颖角度都高于Ⅱ-32A和G46A,柱头生活力供试不育系间存在着生理功能的差异。包颈长度Ⅱ-32A最长,黄标1A、黄标2A、黄标3A与G46A相当;半包颈长度黄标1A、黄标2A和黄标3A相当(3.0～3.5cm)、而Ⅱ-32A最长(5.0cm)、G46A次之(4.5cm)。黄标1A、黄标2A、黄标3A不育系的开花动态相似,曲线呈双峰型,开花高峰为开花后的第2～5天,与Ⅱ-32A的开花动态相似,但Ⅱ-32A有明显的低谷,而G46A曲线呈单峰型。不同不育系所开的颖花数并不一样,以开花第8天统计开花数以黄标2A最多,其次是黄标3A,黄标1A和对照Ⅱ-32A开花数相同,而G46A到第8天开花结束。黄标1A、黄标2A的开花盛期与Ⅱ-32A一致,为开花后第5天,而黄标3A与G46A一致,为4d。参试不育系每天上午10:00时初花、11:00～12:30时为开花盛期,只有G46A表现出迟花特性。

甜瓜黄绿叶色性状的遗传分析及其初步定位

为了研究叶色突变对甜瓜光合性能的影响并定位调控叶色的基因,对厚皮甜瓜黄绿叶色材料M68和叶色正常材料M465进行叶绿素荧光动力参数测定。结果显示,与M465相比,M68暗适应后的最小荧光值Fo、最大荧光值Fm及可变荧光值Fv均显著降低,而Fv/Fm比值显著升高,表明M68叶绿素含量下降导致PSII电子传递的最大潜力及光化学反应能力显著下降,同时PSII最大光量子效率增强。利用M68和M465构建BC1群体,对控制甜瓜黄绿叶色的基因进行遗传规律分析和基因定位研究。结果表明,甜瓜黄绿叶色性状是由1对隐性单基因控制的,命名为yellow-green leaf(ygl)基因。利用分离群体分组分析法(bulked segregate analysis,BSA)对BC1群体中的绿色与黄绿叶色2个混池进行简单重复序列(simple sequence repeats,SSR)标记筛选,初步将ygl基因定位在甜瓜第11染色体上。ygl基因与两侧最近的SSR标记分别相距0.6 cM(CmSSR25149)和0.3 cM(CmSSR25196),物理距离1180 kb。

具有黄绿叶标记的香型籼稻不育系选育研究

【目的】转育成携带有标记性状的实用香型籼稻三系不育系及保持系。【方法】利用常规杂交自然分离突变体黄绿色叶片、有香味植株,转育成带有标记性状和香味的实用型不育系。【结果】选育的黄绿叶片突变体不育系其叶色自苗期至成熟期均表现为黄绿色,与正常叶色极易区别,并且未发现黄色退化现象。采用热水法鉴别具有香味的株系转育成带黄绿叶标记的香型籼稻不育系,其株高在41.5—56.5cm,植株叶片及谷粒颖壳呈黄绿色,其中叶鞘、叶耳及叶片边缘呈紫红色,分蘖力中等;其中黄标3A的穗长24.9cm,穗子着粒数145.0粒,谷粒呈长粒梭状形;千粒重28g,播始期85d,其保持系基部结实好,充实饱满。柱头呈紫黑色,柱头较大、而外露好。与恢复系测交、常规杂交的正、反交,其F1代均表现为正常绿色;测交、常规正、反交F2代群体平均分离比例分别为:2.92﹕1、2.76﹕1和2.96﹕1,经卡方检测,F2代群体分离符合3﹕1比例,表明黄绿色叶片呈隐性遗传,受1对隐性基因控制。【结论】黄绿叶标记不育系带有香味,且叶色与正常叶色有显著差异,受1对隐性基因控制。黄绿色叶片这一标记性状遗传稳定。与不同恢复系配组,F1代表现一般配合力强,可恢复性好。

分子标记辅助构建甜瓜CmGLK近等基因系

黄绿叶色突变体是研究叶绿体发育和光合能力的重要材料,前期精细定位到一个控制叶色的CmGLK基因。为了更好地研究其功能,以黑皮甜瓜自交系HB42为轮回亲本,黄绿叶色突变体M68为供体亲本;利用与黄绿叶色共分离的cmglk-dCAPS1标记为前景选择标记,及163对在亲本间多态性好、染色体上分布相对均匀的SSR标记为背景选择标记,构建了HB42遗传背景下的cmglk近等基因系,并对其表型进行分析。结果显示,在回交两代后的入选群体平均背景回复率超过非选择条件下的理论值,BC1F1和BC2F1世代最高背景回复率单株分别为81.63%、93.98%。背景回复率最高的3个BC2F2代cmglk纯系植株的表型显示其叶色表型均为黄绿色,成熟期果实大小和含糖量与野生型相比也显著下降。