一个水稻雄性不育突变体的遗传分析和基因定位

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高考生物专项复习《探究不同对基因在常染色体上的位置》

典例突破
若子代未出现bbdd个体，说明雄果蝇减数分裂未产生bd的配子，减数分裂过程中未发生互换，产生的精细胞种类及比例是Bd∶bD＝1∶1，子代中基因型为Bbdd的个体占1/12×1/2＝1/24，C、D正确。
典例突破
2.如图表示某一两性花植物花色形成的遗传机理，该植物的花瓣有白色、紫色、红色、粉红色四种，图中字母表示控制对应过程所需的基因，基因A对a完全显性，基因B能降低色素的含量。
典例突破
3.甲虫体色由位于2号染色体上的一对等位基因A(红色)/a(棕色)控制，且AA致
死；另一对等位基因B/b也影响甲虫的体色，只有B存在时，上述体色才表现，否则为黑色。红色甲虫甲与黑色甲虫乙杂交，F1红色∶棕色＝2∶1。为判断 B/b基因是否位于2号染色体上，取F1中一只红色雄性甲虫与F1中多只棕色雌性甲虫交配，统计F2的表型及比例(不考虑染色体互换)。下列叙述错误的是 A.亲本的基因型甲为AaBB、乙为Aabb B.若F2表型及比例为红色∶棕色∶黑色＝3∶3∶2，则B/b基因不在2号染色体上
专题突破7
探究不同对基因在常染色体上的位置
课标要求
阐明有性生殖中基因的自由组合使得子代的基因型和表型有多种可能，并可由此预测子代的遗传性状。
考情分析
1.基因连锁与交换定律 2.判断多对基因的位置
2022·湖南·T9 2021·山东·T22 2023·山东·T23
类型一连锁和互换的分析判断
基本模型
B和b基因位于6号染色体上，若该M基因插入到非6号染色体上，遵循自由组合定律，亲代产生的雌配子为BM∶BO∶bM∶bO＝1∶1∶1∶1，雄配子为bO，后代基因型为BbMO(褐色雄性不育)∶BbOO(褐色雄性可育)∶bbMO(黄色雄性不育)∶bbOO(黄色雄性可育)＝1∶1∶1∶1。

水稻的雄性不育性及其在杂种优势中的利用

水稻是我国主要的粮食作物,我国三分之二以上的人口以水稻为主食。

在过去的40多年里,水稻杂种优势利用为我国的粮食安全作出了重要贡献。

水稻是自花授粉作物,其颖花多且小,无法通过人工去雄的方法生产杂交种。

水稻利用杂种优势唯一可行的途径就是利用雄性不育系做母本与恢复系杂交生产杂交种。

利用雄性不育系可以省去繁杂的人工去雄程序,提高杂交制种的效率和杂交种子的产量。

雄性不育(male sterility)是指植物在有性繁殖过程中雄蕊发育不正常,不能产生正常可育的花粉,正常情况下不能自交受精结实;而雌蕊发育正常,能接受正常可育花粉并受精结实;雄性不育现象在植物中普遍存在,自1763年德国植物学家约瑟夫戈特利布克(JosephDOI:10.16605/ki.1007-7847.2021.08.0202水稻的雄性不育性及其在杂种优势中的利用梁满中,王锋,殷小林,肖翡翠,张聪枝,高琴梅,刘伟浩,胡舒畅,陈良碧*(湖南师范大学生命科学学院作物不育资源创新与利用湖南省重点实验室,中国湖南长沙410081)摘要:雄性不育性是植物界存在的普遍现象,雄性不育系在水稻杂种优势利用中起着重要作用。

我国水稻杂种优势的利用经历了“三系法”“两系法”和“第三代”杂交水稻的发展历程,该历程的实质就是水稻雄性不育系种子生产技术体系的发展。

本文综述了细胞质雄性不育系、两用核不育系和隐性核不育系在我国水稻杂种优势利用中的研究进展,展望了水稻雄性不育系在水稻杂种优势利用的发展前景,以期为我国杂交水稻的创新发展提供参考。

关键词:水稻;雄性不育;细胞质雄性不育;两用核不育;育性;杂种优势中图分类号:Q955文献标识码:A文章编号:1007-7847(2021)05-0377-09Male Sterility of Rice and Its Utilization in HeterosisLIANG Man-zhong,WANG Feng,YIN Xiao-lin,XIAO Fei-cui,ZHANG Cong-zhi,GAO Qin-mei,LIU Wei-hao,HU Shu-chang,CHEN Liang-bi *(Hunan Province Key Laboratory of Crop Sterile Germplasm Resource Innovation and Application ,College of Life Sciences ,Hunan Normal University ,Changsha 410081,Hunan ,China )Abstract:Male sterility is a common phenomenon in plants.Male sterile lines play an important role in the utilization of heterosis in rice.The utilization of rice heterosis in China has experienced the development process of “three-line method ”,“two-line method ”and “third generation ”hybrid rice.The essence of this process is the development of rice male sterile lines seed production technology.This paper reviewed the re-search progress of cytoplasmic male sterile lines,dual-purpose genic male sterile lines and recessive genic male sterile lines in the utilization of heterosis in rice in China.It also described the prospect of male sterile lines in hope of providing a reference for innovative development of hybrid rice in China.Key words:Rice (Oryza sativa L.);male sterility;cytoplasmic male sterile;dual purpose genic male sterile;fertility;heterosis（Life Science Research ，2021，25（5）：377~385）收稿日期:2021-08-23;修回日期:2021-10-06基金项目:湖南省重点研发计划项目(2016JC2023);国家科技重大专项资助项目(2016yFD0101107)作者简介:梁满中(1962—),男,湖南溆浦人,湖南师范大学教授,博士,主要从事水稻杂种优势利用研究;*陈良碧(1955—),男,湖南沅陵人,湖南师范大学教授,博士生导师,主要从事植物发育研究与分子生物学研究,E-mail:*******************。

作物雄性不育性在育种中的应用概评

作物雄性不育性在育种中的应用概评秦太辰【摘要】概述总结了作物雄性不育性的类别与遗传特点。

雄性不育性的遗传机理涉及细胞质遗传的现象,目前已初步探明玉米C群不育系的胞质基因可能是atp6-c,芝麻不育胞质基因拟为atpA。

雄性不育化杂交种在实践中主要应用于玉米、水稻和蔬菜中。

尽管现有近交理论、DNA甲基化效用、水稻胞质与核不育系遗传等理论提出,雄性不育化育种的基本理论尚需进一步探讨。

在雄性不育化育种技术上,要逐步解决难点作物,如小麦、荞麦、菜豆等的不育化育种问题。

%This paper summarized the type and genetic characteristics of male sterility. The mechanism of male sterility is involved in cytoplasmic heredity. It has been initially proved that atp6 c and aptA are the cytoplasmic genes of maize sterile line C group and namie male sterile line, respectively. Male sterility hybrids are extensively applied in corp production, shuch as maize, rice and vegetables. Despite some theories were proposed, such as inbreeding theory, DNA methlation and genetics of rice cytoplasm male sterile line, the basic theories of male sterile breeding requests further study. This paper suggested to gradually resolve the difficulties of crop male sterile hybridization breeding in wheat, buckwheat and navy beans.【期刊名称】《生物技术进展》【年(卷),期】2011(001)002【总页数】6页(P84-89)【关键词】雄性不育化;细胞质遗传;不育化制种;DNA甲基化;杂种优势【作者】秦太辰【作者单位】扬州大学农学院杂种优势研究与应用实验室,江苏扬州225009【正文语种】中文【中图分类】S512.1自1902年发现植物雄性不育现象[1],迄今已百余年,直到20世纪20～30年代才应用于生产。

水稻倒一节间生长发育调控基因OEUI的精细定位

水稻倒一节间生长发育调控基因OEUI的精细定位方雪【摘要】水稻节间生长发育有着特定的时空模式,有多个基因参与调控.OEUI基因是水稻中控制倒一节伸长发育的一个关键基因,先前已将它定位在第1染色体上.采用集团分离分析法:提取水稻叶片基因组DNA,通过构建DNA池,依靠PCR技术,进行全基因组扫描,寻找到1号染色体短臂上的SSR标记RM3252与Oeui基因连锁.在RM3252附近发展新的标记,把水稻Oeui基因精细定位在RM3148和RSL0152/0153标记之间,相应的物理距离为876kb.【期刊名称】《合肥师范学院学报》【年(卷),期】2013(031)003【总页数】4页(P33-36)【关键词】水稻;OEUI;精细定位;分子标记【作者】方雪【作者单位】合肥师范学院生命科学系,安徽合肥230601【正文语种】中文【中图分类】Q943.2水稻是世界主要粮食作物之一，占世界粮食作物产量的40%［1］。

近年来，水稻基因组研究进展迅速，随着水稻全基因组序列的测序的的完成，水稻分子生物学研究进入功能基因组时代［2－3］。

水稻节间生长发育有着特定的时空模式，有多个基因参与调控水稻节间发育［4，5］。

Takeda曾将水稻矮杆突变体依据其对节间排布模式的影响而分为五类：dn、dm、d6、sh、nl。

其中dn型水稻突变体中每个节间均匀缩短，其伸长形式跟野生型相似；dm型突变表现为第二节间特异缩短；sh和d6型突变体则是倒一节或是倒二节缩短［6］。

随着近年来水稻功能基因组研究的迅猛发展，许多与这五类突变相关的基因已被鉴别和克隆。

已克隆出的基因OSH15、OSBRI1的突变可以造成d6表型［7］；本研究中克隆的OEUI的突变可以造成sh表型。

多个EUI基因则特异调控倒一节的伸长模式。

对这些基因的克隆以及相关的生物学研究将极大地促进人们理解水稻节间模式形成的分子机理［8，9］。

经典的植物学研究早已表明植物激素赤霉素对于节间的伸长是必须的，EUI基因还与赤霉素的合成代谢以及信号转导有关，许多与赤霉素合成、代谢、信号转导有关的突变体都表现出节间伸长的缺陷［10］。

水稻细胞质雄性不育分子生物学研究进展

核基因组（ｕｌｒＮ，ＤＡ与其可能有一定的关ＮｃａＤＡｎＮ）ｅ系。本文就有关水稻细胞质雄性不育与有关基因组分子生物学研究进展作一综述，并对水稻细胞质雄性不育分子机理和分子生物学研究进行了展望。
在明显的差异，而且叶绿体蛋白质、叶绿体超微结构之间均存在差异，因此认为高等植物的细胞质雄性不育与ｃＮ叶绿体蛋白质及其超微结构之间存在某些ｔＡ、Ｄ
术的发展，国内外的学者对ｃＮｍｔＮｐＤＡ和ｔＡ、ＤＡ、ｄＮＤ
体育成的不育系及相应的保持系、恢复系、不育系／恢复系Ｆ、保持系／恢复系Ｆ等１２份水稻材料的剑叶叶肉细胞中的叶绿体超微结构，结果表明，两种类型的质供体育成的不育系都表现出部分叶绿体不同基粒间的片层排列方向不一致，呈现一定程度的杂乱，说明叶绿体超微结构与细胞质雄性不育存在某些相关性；当不育系与恢复系杂交后，叶绿体全部从不育系的异Ｆ代常恢复正常，而且叶绿体基粒片层数少的质供体野败与叶绿体基粒片层数多的核供体珍汕９７Ｂ两者的质、核共处了２３代之久，不育系的片层数仍与质供体野败相近，但与恢复系杂交后，Ｆ的片层数却大大增加，说明育性恢复因子的导入，使后代育性恢复的同时，叶绿体结构的异常现象也得到了改善。侯磊等用３２对
联系。郑兢贵等用电镜观察了雄性败育的野生稻与雄性育性正常的栽培稻Ｇｍｉａ和以它们为质供ａｂｋａ
１水稻ＣＭＳ的分子基础
由于植物细胞质遗传物质主要包括叶绿体基因组（ｔＮ、粒体基因组（ｔＮ、粒基因组ｃＡ）线ＤｍＤＡ）质（ｄＮ）ｐＤＡ和核基因组（ＤＡ，ｎＮ）人们自然就将ＣＳＭ与这些遗传物质联系起来。近年来，随着分子生物学技

四川农业大学《遗传学》2022-2023学年期末试卷

四川农业大学2022～2023学年春季学期遗传学课程期末考试试题题号一二三四五六七八总分得分一、判断题（10分，你认为正确的，在题号前写“√”，认为错误的写“×”）1、玉米从雌雄同株转变为雌雄异株，是由于性染色体分离异常的结果。

2、已知基因a和b相距20个图距单位，AAbb×aaBB所产生的F1再与双隐性个体测交，测得重组值为19％，推测这两对基因间发生了双交换，双交换值为1%。

3、自由组合定律中所涉及的基因重组和染色体的自由组合具有平行性，所以基因重组是发生在减数分裂的后期Ⅱ。

4、狭义的染色体重塑过程可以理解为一段染色体在常染色体和异染色体结构之间相互切换。

5、在真核生物细胞中，LINE转座子和SINE转座子都是DNA型转座子。

6、与DNA转座子不同，逆转录型转座子通过转录复制自己，不需要转座酶。

7、小RNA一般抑制基因表达，lncRNA一般激活基因表达。

8、真核基因由一个结构基因与相关的调控区组成，转录产物为多顺反子；原核生物DNA序列中功能相关的RNA和蛋白质基因，往往丛集在基因组的一个或几个特定部位，形成功能单位或转录单位，它们可被一起转录为含有多个mRNA的分子，为单顺反子。

9、RI（重组自交系）群体为暂时性分离群体。

10、同义突变是指位点突变后编码的氨基酸发生了改变。

二、选择题（10分）1、拉布拉多猎犬毛色分为黑色、巧克力色和米色。

将纯合黑色犬与白色犬杂交，F1均为黑色犬，将F 1黑色犬相互交配，F2犬毛色及比例为黑色：巧克力色：米白色=9：3：4。

下列有关分析，正确的是A．米白色相对于黑色为显性B．F2米白色犬有3种基因型C．F2中的巧克力犬相互交配，后代的米白色犬比例为1/16D．F2中米白色犬相互交配，后代可能出现性状分离考生诚信承诺1．本人清楚学校关于考试管理、考场规则、考试作弊处理的规定，并严格遵照执行。

2．本人承诺在考试过程中没有作弊行为，所做试卷的内容真实可信。

水稻显性核不育基因的研究进展

发现绒毡层细胞解体延迟，氏体乌 “９７水稻、Ｃ￣８８ ” ６ｏ射线辐照诱发创造水稻显行了研究，０／性雄性核不育系和雄性核不育突变体１８和不参与小孢子细胞壁的形成；７３花粉母细胞减数
１８７９这几例的分离后代的不育株与可育株之分裂期药隔维管束异常，细胞液泡化严重，染
１７９８年颜龙安等在野栽组合（萍矮５／野）离，８华同时还发现萍乡显性核不育水稻在高温下
Ｆ２中的无花粉型不育株与反交组合（矮能产生可育花粉，萍用这些可育花粉授到不同品５／８华野）４中的正常株杂交出现典败型变异种的柱头上，ｌＦＦ代不育与可育仍按１１比例：的株中发现的，研究结果显示其具有显性核不育分离，且转育后代出现的不育株败育彻底，无说明不育株系育性能稳定遗传，不遗传特性，将其命名为“ 萍乡核不育水稻” 将中间类型，，控制这一雄性不育的基因定名为Ｍ —Ｐｓ。之育性与细胞质无关，同时用高温产生的可育花后，８１９年，晓建、９邓周开达等在３０／３４明恢粉套袋，发现自交一代呈３不育）ｌ可育）（：（６３的Ｆ５代发现一个水稻雄性不育材料分离。贺浩华等于１９年对萍乡显性核不育９９
维普资讯
《三明农业科技｝０６年第３（ｔ６期）２０期第０
水稻显牲核不育基因的研究进展
黄显波唐江霞邓则勤
三明市农科所
它雄性不育是植物界一种普遍存在的现象， “９７，８８ ” 它具有低温敏不育特性，的不育性遗传背景迄今已在４个科１２３６个属６７１种植物中发现主要受细胞核内一对显性基因控制，

水稻CMS-WA恢复基因的遗传和分子标记定位研究进展

维普资讯
第３２卷第４期
２００６年８月
湖南农业大学学报（自然科学版）
ＪｕｎｌｆＨｕａｒｃｌｒｌｉｍｉ＇ＮａｕａｃｅｃｓｏｒａｎｎＡｇｉｕｔａｖｓｔ（ｔｒｌｉｎｅ）ｏｕＵｎ３Ｓ
Ｖ１３ｏ．２ＮＯ４Ａｕ２０ｇ．０６
文章编号．１０一０２２０）４０，９００７ｌ３（０６０ — ．６Ｊ５
水稻ＣＳＷＭ —Ａ恢复基因的遗传和分子标记定位研究进展
朱旭东，严钦泉，周清明，赵
（南农业大学农学院，湖南长沙湖
ＲｉｅＣＭＳＷＡｓｏｉｇＧｅｅｃ－Ｒｅｔｒｎｎｓ
ＺＵＸ－ｏｇＡｎｑａ，ＺＵＱｉ・ｎ，ＺＡＯｕＨｕｄｎ，ＹＮＱｉ－ｕｎＨＯｎｍｉｇＨＪ
（ｌｇｆｒｎｍｙ，ＨＮＡＵ，Ｃｈｎｓａ４１８Ｃｈｎ）ＣｏｌｅｏｏｏｅＡｇａｇｈ１，０２ｉａ
性状．在恢复基因分子标记定位方面，有学者发现为ｌ对恢复基因，并将其定位在第１０染色体上，也有定位在第７染色体上；发现为２对恢复基因的学者，将其定位在第ｌ和第ｌ０染色体上，或定位在第７和第ｌ０染色体上，也有将２对恢复基因都定位在第ｌ０染色体上；发现为多对恢复基因的学者，有人鉴别出８个基因位点，其中２个Ｒ－Ｒ一ｆ３和ｆ４为主效基因，分别定位在第３和第４染色体上，６个微效基因分别定位在第ｌ，５，１，２，６０和第ｌ２染色体上；也有人将２个主效基因定位在第ｌ和第ｌ０染色体上；还有学者发现为４个ＱＴｓＬ，其中一个主效基因Ｒ－０被定位在第ｌｆ１０染色体上，３个微效基因分别定位在第１，第７第ｌ染色体上．和ｉａｏｔｅＣＭＳＷＡ１ｗｅｅｄｓｒｅｅｔｄｉ — ｒｅｃｂｄ．Ｒｅｅｃｅｓｈｖｅｎｅｐｏｉｇｔｅｑａｔｙａｄｔｅｗａｅｅｉｓａｈｒａｅｂｅｘｌｒｈｕｎｉｎｈｙｇｎｓｒｎｔ

水稻典败型隐性核雄性不育突变体ap90的鉴定与基因定位

DOI: 10.3724/SP.J.1006.2022.12044水稻典败型隐性核雄性不育突变体ap90的鉴定与基因定位陈驰1,2,**陈代波2,**孙志豪2彭泽群2Adil Abbas2贺登美2张迎信2程海涛1于萍2马兆慧1宋建3曹立勇2程式华2孙廉平2,*占小登2,*吕文彦1,*1 沈阳农业大学农学院，辽宁沈阳110866；2 中国水稻研究所/国家水稻改良中心/ 浙江省超级稻研究重点实验室/ 水稻生物学国家重点实验室，浙江杭州311401；3 浙江省农业科学院作物与核技术利用研究所，浙江杭州310021摘要：本研究通过甲基磺酸乙酯(Ethyl Methyl sulfone，EMS)诱变籼稻恢复系中恢8015 (Zhonghui8015，wild-type，WT)筛选获得了一个性状稳定的典败型雄性不育突变体材料abortive pollen 90 (ap90)。

突变体ap90与野生型中恢8015在株高、株型、分蘖数、抽穗期等农艺性状上无显著差异，但花药瘦小、呈淡乳黄色、花粉完全典败。

花药发育不同阶段的半薄切片观察结果显示，ap90突变体内的花药壁细胞发育异常，主要表现为绒毡层细胞降解异常，小孢子细胞在有丝分裂阶段无法形成正常的花粉壁结构、无法完成淀粉充实过程，最终小孢子细胞退化成细线状、花药亦无法开裂。

花药和花粉外壁扫描电镜观察结果显示，突变体ap90的花药外壁皱缩，角质层排列更紧密；花药内壁乌氏体形状不规则、排列紧密而混乱；花粉细胞呈干瘪状态，花粉外壁表面的孢粉素形态异常、呈不规则排列。

遗传分析表明，ap90突变性状受1对隐性核基因控制，基因的初步定位将该突变位点定位于水稻第7号染色体长臂RM21421和RM21435之间491.73 kb区间内；进一步的Mut-Map 测序分析证实该区间内LOC_Os07g22850的第2个外显子区存在1个37 bp的缺失和1处单碱基替换，使得其编码序列发生移码、转录和翻译提前终止，导致出现ap90中的花粉完全典败和小穗不育表型。

水稻圆粒基因RS的鉴定和定位

作物学报 ACTA AGRONOMICA SINICA 2019, 45(1): 1-9/ ISSN 0496-3490; CN 11-1809/S; CODEN TSHPA9E-mail: zwxb301@本研究由国家重点研发计划项目(2016YFD0100101-08), 国家自然科学基金重点项目(91535302)和国家级大学生创新性实验计划项目(201710307014)。

This study was supported by the National Key Research and Development Program of China (2016YFD0100101-08), the Key Projects of National Natural Science Foundation (91535302), and the National University Student Innovation Program (201710307014).*通信作者(Corresponding author): 江玲, E-mail: jiangling@第一作者联系方式: E-mail: 11115225@Received(收稿日期): 2018-06-07; Accepted(接受日期): 2018-10-08; Published online(网络出版日期): 2018-11-01. URL: /kcms/detail/11.1809.S.20181030.1120.004.htmlDOI: 10.3724/SP.J.1006.2019.82032水稻圆粒基因RS 的鉴定和定位陈雅萍缪荣刘喜陈本佳兰杰马腾飞王益华刘世家江玲*南京农业大学作物遗传与种质创新国家重点实验室 / 江苏省植物基因工程技术研究中心, 江苏南京210095摘要: 阐明水稻籽粒大小相关基因的遗传和分子机制对水稻产量形成具有重要意义。

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植物雄性不育是其在有性繁殖过程中不能产生正常可育雄配子体的遗传现象, 它广泛存在于开花植物中。小孢子母细胞在花粉囊中进行减数分裂产生小孢子, 进一步发育成花粉粒。当花粉囊裂开时, 成熟的花粉粒被释放出来。任何参与雄蕊发育、孢原细胞分化、减数分裂、小孢子的有丝分裂、花粉分化等过程基因的突变, 均能引起花药发育异常, 最终导致雄性不育[1-2]。目前在水稻上报道的雄性不育突变体或基因已经有 70 多个[3], 雄性不育胞质达 30 多种 [4], 其中超过 30 个核基因实现了染色体定位。
群体构建：2005 年在温江以该突变体为母本, 分别与 M63、527R、881R、885R 和 D62B 等杂交, 在海南陵水种植 F1 并套袋自交, 2006 年在温江种植 F2。同时利用其与 527R 和 D62B 杂交的 F1 作为父本与突变体测交, 在温江种植回交一代植株。成熟时以群体为单位分单株统计突变性状的分离情况, 进行遗传分析。 1.5 基因定位 1.5.1 作图群体以组合 ms-np/M63 的 F2 群体作为该基因的定位群体, 其中含有突变型单株 227 株。 1.5.2 水稻叶片总 DNA 的提取取新鲜叶片少许放入 1.5 mL 离心管, 置液氮中, 用镊子研磨成粉末; 加 65℃预热的 DNA 提取液(100 mmol L−1 Tris-Cl; 50 mmol L−1 EDTA; 500 mmol L−1 NaCl; 1.5% SDS; pH 8.0) 700 μL, 摇匀, 水浴 65℃保温 20~30 min, 并不时摇动以免结团; 再加 180 μL 5 mol L−1 醋酸钾溶液, 混匀后 0℃冰浴 20~30 min; 每管加入 24∶1 的氯仿/异戊醇 400 μL, 充分混匀, 室温下放置 10~20 min, 12 000×g 离心 6 min; 吸取上清液至另一干净离心管, 加入−20℃预冷的 0.6~1.0 倍体积的异丙醇或 2 倍体积的无水乙醇, 缓慢混匀, 沉淀 DNA; 小心倒出液体, 以 70%的乙醇洗涤 2~3 次, 然后用无水乙醇脱水, 吹干; 加 500~1 000 μL 超纯水溶解备用。 1.5.3 SSR 分析 (1) 微卫星引物分析: 以均匀分布于水稻染色体上的 512 对微卫星引物(序列由康乃尔大学公布, 由上海 invitrogen 生物技术有限公司合成)筛选亲本,
Genetic Analysis and Molecular Mapping of a Male Sterile Mutant in Rice
CHU Ming-Guang, LI Shuang-Cheng**, WANG Shi-Quan, DENG Qi-Ming, ZHANG Jing, DING Lei, WEN Yong, ZHENG Ai-Ping, ZHOU Xing-Yu, and LI Ping*
取突变体成熟颖花在解剖镜下进行形态观察; 同时挑出花药捣碎, 用 1% I2-KI 染色, 在显微镜下根据花粉粒形态和染色状况, 分析可育和败育的花粉及败育类型。 1.3 突变体育性稳定性调查
2005 年分别在四川成都与海南陵水对突变体的育性稳定性进行调查。于水稻开花期随机选取水稻小穗 20 个, 再于每个小穗的不同部位选择 8~12 朵成熟小花, 按 1.2 中的方法对小花进行育性鉴定。同时去除其余小穗, 一定时期后对再生小穗进行育性调查; 再次去除其余小穗, 重复调查再生小穗育性。总计调查小花育性 3 次, 以评价突变体在不同光、温环境下的育性稳定性。 1.4 突变性状的遗传
作物学报 ACTA AGRONOMICA SINICA 2009, 35(6): 1151−1155 ISSN 0496-3490; CODEN TSHPA9
/zwxb/ E-mail: xbzw@
DOI: 10.3724/SP.J.1006.2009.01151
近年来, 已经有很多关于细胞核雄性不育的基因被克隆。Ms2 基因是用转座子标签法在拟南芥中克隆的第一
个细胞核雄性不育基因[5]。此外, 人们还从拟南芥中克隆了雄性不育基因 Ms1 和 Bcp1[6-7]。Ms45 基因是从玉米中克隆的细胞核雄性不育基因[8], Ms5 则是由 T-DNA 标签法克隆得到的另一核雄性不育基因[9]。目前从水稻中克隆的基因大致包括与绒毡层发育及降解有关的基因 Udt1 及 TDR [10-11]; 与小孢子母细胞减数分裂有关的基因 PAIR1、 PAIR2; 与孢原细胞的分化有关的 MSP1[12]; 雄性育性的调控基因 Ugp1、Ugp2、AID1 和 OsGAMYB [13-14]。因此, 雄配子体发育的部分过程和调控机制已经逐渐明朗。更多雄性不育基因的克隆将有助于更全面地了解雄配子体发育的分子机制。
差异标记分别在由 M63、ms-np、4 株可育株、6 株不育株构成的小群体中进行连锁分析。对小群体得到的连锁标记进一步在所有的不育单株中进行连锁验证和连锁分析。(2) PCR 扩增: 反应体系总体积为 20 μL, 包含 2 μL 模板 DNA, 2 pmol SSR 前、后引物各 1 μL, 10×PCR buffer (含镁离子) 2 μL, 2.5 mmol L−1 dNTP 2 μL, Taq DNA 聚合酶 1 U, ddH2O 12 μL; 扩增程序为 94℃预变性 5 min; 94℃变性 45 s, 55℃退火 45 s, 72℃延伸 1 min; 35 个循环后 72℃延伸 10 min。(3)电泳: 在扩增产物中加入 3 μL 6×loading buffer, 混匀, 用 3%~4%的琼脂糖凝胶(加微量 EB)于 0.5×TBE 缓冲液中 120 V 下电泳 2~4 h 左右, 在凝胶扫描成像系统记录电泳分离结果。 1.5.4 遗传作图将具有野生型亲本带型的单株记为 “1”, 具有突变体亲本带型的单株标记为“2”, 具有二者杂合带型的单株记为“3”, 利用 mapmaker 3.0 软件对分离群体的不育性状和分子标记的分离数据进行连锁分析, 并进行遗传图距(cM)的计算。
2 结果与分析
2.1 突变体形态突变体植株明显较正常植株(姊妹株)矮小, 叶色浓
绿。突变体最明显的特征就是自然结实率低, 仅有 10%左右(图 1-A); 套袋自交的突变体的结实率为 0, 说明自然状态下的结实实际上是异花授粉的结果。小花的解剖观察发现, 正常材料到花期时雄蕊饱满, 颜色淡黄(图 1-B); 而突变体小花花丝细长, 花药干瘪, 呈白色透明状, 但雄性器官的数量和雌性器官形态正常(图 1-C)。碘染证实, 突变体的花药捣碎后没有花粉粒着色(图 1-D, E), 据此认为突变体是一个典型的无花粉型雄性不育材料, 并命名为 ms-np (male sterility with no pollen grains)。 2.2 突变体育性稳定性
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作物学报
第合的雄性核不育材料进行了初步的表型鉴定、遗传分析和分子标记定位, 以期为该基因的精细定位、分离克隆及其在水稻生殖生长中的功能等相关研究打下基础。
1 材料与方法
1.1 材料水稻雄性不育突变体材料 ms-np 来源于一个籼/籼稻
杂交组合后代的自然突变体。其他野生型水稻材料 M63、 527R、881R、885R 和 D62B, 均由四川农业大学水稻研究所提供。 1.2 突变体外观形态观察及花粉育性鉴定
一个水稻雄性不育突变体的遗传分析和基因定位
初明光李双成** 王世全邓其明张婧丁磊文勇郑爱萍周星宇李平*
四川农业大学水稻研究所, 四川温江 611130
摘要: ms-np 是一个源于自然突变的水稻雄性不育突变体, 明显较正常植株矮小, 叶色浓绿。小花解剖观察发现, 突变体小花花丝细长, 花药干瘪, 呈白色透明状, 但雄性器官的数量和雌性器官正常。碘染证实, 突变体的花药壁内没有花粉粒着色, 是一个典型的无花粉型雄性不育材料。5 个 F2 和 2 个 BC1F1 群体的遗传分析显示, 该突变性状受 1 对隐性基因控制。对组合 ms-np/M63 衍生 F2 不育单株的连锁分析表明, ms-np(t)基因位于水稻第 6 染色体微卫星标记 RM541 和 RM343 之间, 遗传距离分别为 15.2 cM 和 7.9 cM。关键词: 水稻; 雄性不育; 遗传分析; 基因定位
Rice Research Institute, Sichuan Agricultural University, Wenjiang 611130, China
Abstract: Male sterility is an important inheritance phenomenon in plants and widely used in hybrid seed production. The male sterile plant can't produce normal male gametophyte for reproduction, while the female counterpart is normal. So far, more than 100 of male sterile mutants or genes have been reported in rice. Ms-np is a male-sterile mutant derived from a spontaneous mutation. The filaments of the mutant are long and thin, and the withered anthers are white and transparent. Ms-np was confirmed to be a none-pollen type mutant of male sterility, for no pollen grains were stained with I2-KI solution and the anther locules were always hollow. Genetic analysis of five F2 populations and two BC1F1 populations revealed that the mutation was controlled by a single recessive gene. To uncover the molecular basis of ms-np, the F2 population derived from the cross of ms-np/M63 was used for genetic mapping. Screening of 227 F2 mutant individuals with simple sequence repeat (SSR) markers indicated that ms-np(t) was located between the molecular markers RM541 and RM343, on chromosome 6, with the distances of 15.2 and 7.9 cM, respectively. The results provide a basis for further gene cloning and understanding of the molecular mechanism underlying rice male fertility. Keywords: Rice; Male sterility; Genetic analysis; Mapping