水稻颖壳退化突变体的遗传分析与基因定位

水稻异状颖壳、多雌蕊突变体的遗传分析与精细定位的开题报告一、研究背景与意义水稻是重要的粮食作物之一，在全世界都有广泛的种植。

在水稻的育种过程中，往往也会出现一些突变体，在变异的表型中，有一些在颖壳和雌蕊方面出现的突变体，比如异状颖壳和多雌蕊突变体。

这些突变对水稻分子育种尤其重要，因为它能够增加水稻的产量和品质，更有利于满足人类的需求。

因此，深入探究水稻异状颖壳和多雌蕊突变体的遗传分析与精细定位，对于促进水稻的品质和产量的提高具有重要的意义。

二、研究目的和内容该研究的主要目的是通过遗传分析和分子标记技术，分析水稻异状颖壳和多雌蕊突变体的遗传模式，进行精细定位，找到与这些性状相关的分子标记，从而为水稻高产、优质育种提供有力的科学依据。

具体研究内容包括：1、收集异状颖壳和多雌蕊突变体材料；2、设计杂交方案，进一步观察异状颖壳和多雌蕊突变体的表型；3、通过遗传分析和连锁分析，探寻异状颖壳和多雌蕊这些性状的遗传模式；4、通过基因定位等技术手段，实现对遗传模式的精细定位；5、对高亲缘度基因组Library的筛选和定向克隆，以此寻找与这些性状相关的分子标记。

三、研究方法和技术路线该研究使用的主要方法和技术路线如下：1、异状颖壳和多雌蕊突变体材料的收集和保存；2、设计不同的杂交方案，将突变体杂交到正常品种，观察F1代和F2代的表型，并分析不同代之间的差异；3、通过遗传分析和连锁分析，确定异状颖壳和多雌蕊这些性状的遗传模式；4、通过基因定位等技术手段，实现对遗传模式的精细定位；5、对高亲缘度基因组Library的筛选和定向克隆，以此寻找与这些性状相关的分子标记。

四、研究预期成果通过该研究，我们预计能够找到与水稻异状颖壳和多雌蕊突变体产生的关键基因，并能够精细定位这些关键基因的位置。

同时，我们还能够找到与这些性状相关的分子标记，以此为水稻高产、优质育种提供更可靠的分子标记。

五、研究应用前景该研究对于提高水稻产量和品质具有重要的现实意义，同时也可以为农业科技的发展提供有力的推动。

水稻颖花退化的遗传研究进展作者：戚华雄，杜雪树，李进波来源：《湖北农业科学》 2014年第24期戚华雄，杜雪树，李进波（湖北省农业科学院粮食作物研究所，武汉４３００６４）摘要：水稻（ＯｒｙｚａｓａｔｉｖａＬ．）颖花数是产量构成的重要因子之一，每穗颖花数的多少取决于幼穗分化前期颖花的分化数和幼穗分化后期颖花的退化数两个方面。

水稻颖花退化现象在水稻生产中普遍存在，它包括穗基部颖花退化和穗顶部颖花退化两种。

水稻颖花退化性状是复杂的数量性状，可能受基因型、栽培条件以及生态因子等影响。

利用不同的遗传作图群体，目前定位了１８个水稻颖花退化ＱＴＬ，这些ＱＴＬ分布在第１至第１１号染色体上，但贡献率均不大。

利用２个颖花退化的突变体确定了２个候选基因，但还有待于进一步研究。

并对育种及生产中水稻颖花退化的问题进行了初步分析。

关键词：水稻（ＯｒｙｚａｓａｔｉｖａＬ．）；颖花退化；遗传研究；ＱＴＬ中图分类号：Ｑ７５；Ｓ５１１文献标识码：A文章编号：0439－８114（２０14）24－5905-03DOI:10.14088/ki.issn0439-8114.2014.24.001收稿日期：２０１４－１０－２１基金项目：湖北省农业科技创新中心资助项目（２０１１－６２０－００２－００１）作者简介：戚华雄（１９６４－），男，湖北仙桃人，研究员，主要从事水稻遗传育种研究，（电话）０２７－８７３８９２２４（电子信箱）ｑｉ＿ｈｕａｘｉｎｇ＠１６３．ｃｏｍ。

水稻（ＯｒｙｚａｓａｔｉｖａＬ．）单位面积颖花数是产量形成的重要基础，它由单位面积的有效穗数与每穗颖花数的乘积构成。

不同品种之间每穗颖花数差异较大，同一品种在不同栽培管理条件下每穗颖花数的变幅也较大，每穗颖花数的多少取决于幼穗分化前期颖花的分化数和幼穗分化后期颖花的退化数两个方面。

水稻颖花退化现象在水稻生产中普遍存在，生产上的一些主栽品种例如两优培九、扬两优６号等在穗分化阶段遭遇不适气候条件（例如低温、干旱等）会出现颖花退化现象，在颖花退化严重的情况下水稻产量会大幅降低。

作物学报ACTA AGRONOMICA SINICA 2017, 43(8): 1122 1127/ISSN 0496-3490; CODEN TSHPA9E-mail: xbzw@ DOI: 10.3724/SP.J.1006.2017.01122水稻颖花持续开放突变体sostenuto floret opening (sfo1)的鉴定与基因定位沈亚林庄慧陈欢曾晓琴李香凝张君郑昊凌英华李云峰*西南大学水稻研究所 / 转基因植物与安全控制重庆市重点实验室, 重庆 400716摘要: 水稻颖花开放是其生殖发育一个关键生理过程, 对受精和随后种子发育具有重要影响。

本文报道了一个与水稻颖花开放相关的突变体, 来源于籼稻保持系西农1B的EMS (ethyl methane sulfonate)诱变群体。

该突变体表现为开颖后浆片失水萎缩过程缓慢, 内外稃持续开裂不闭合, 暂命名为水稻颖花持续开放sostenuto floret opening 1 (sfo1)突变体。

遗传分析表明sfo1性状受1对隐性单基因控制, 利用群体分离分析法(bulked segregation analysis, BSA)将SFO1基因定位在第5染色体SSR标记RM1054和IN/DEL标记ZTQ51之间, 物理距离113 kb, 含注释基因15个。

本研究结果为SFO1基因的图位克隆和功能研究奠定了基础。

关键词:水稻; 颖花开放; 浆片; 基因定位Characterization and Gene Mapping of sostenuto floret opening 1 (sfo1) Mutant in Rice (Oryza sativa L.)SHEN Ya-Lin, ZHUANG Hui, CHEN Huan, ZENG Xiao-Qin, LI Xiang-Ning, ZHANG Jun, ZHENG Hao, LING Ying-Hua, and LI Yun-Feng*Rice Research Institute, Southwest University / Chongqing Key Laboratory of Application and Safety Control of Genetically Modified Crops, Chongqing 400716, ChinaAbstract: Rice floret opening is one of the most critical physiological processes in its reproductive development, which has a significant influence on the fertilization and subsequent seed development. Rice floret opening and closing are promoted respec-tively by the lodicules’ expansion and shrink. In recent years, many studies focused on the molecular mechanism of rice lodicule development. However, few studies focused on the molecular regulation mechanism in physiological process of lodicule opening and closing. In this paper, we reported a floret opening mutant, sostenuto floret opening 1 (sfo1), derived from EMS (ethyl meth-ane sulfonate) mutation groups of Xinong 1B. During the floret opening stage, the florets of sfo1 and wild type were observed directly by both the stereoscope and the scanning electron microscopy at about 1 h before opening, and 10 min, 1.5 h and 48 h after opening respecting. Compared with that in the wild type, the sfo1 floret showed a delay of lodicules dehydration after floret opening, resulting in its failing to close the lemma and palea. Significant differences were not found at 1 h before opening, show-ing closed hulls, flat lodicules and well-stacked lodicules surface cells. At 10 min after opening, there were also no obvious dif-ferences between wild type and mutants, showing opening hulls, inflated lodicules, and smooth and well-stacked surface cells. At 1.5 h after opening, sfo1 hulls were not closed so big as those in the wild type. And sfo1 lodicules still inflated, but not dehydrated and atrophied as those in the wild type. At 48 h after opening, sfo1 hulls were not closed yet, its lodicules began to dehydrate and atrophy, but were still very full compared with those in the wild type. The F1 and F2 of a cross with sterile lines 56S as female parent and the sfo1 as male parent were used in genetic analysis and gene mapping, indicating that the sfo1 trait was controlled bya nuclear recessive gene. Using bulked segregation analysis (BSA) method, the SFO1 was located between the SSR marker RM1054 and Insert/Delete marker ZTQ51 on the chromosome 5, with a physical distance of 113 kb and including 15 candidate本研究由国家自然科学基金项目(31271304)和中央高校基本科研业务费(XDJK2016A013)资助。

水稻发育障碍突变体a535di的遗传分析和基因定位的开题报告一、选题背景和意义水稻是世界上最重要的粮食作物之一，而其发育过程中的突变体和遗传异常往往会对其生长和产量产生影响。

因此，对水稻发育障碍突变体的遗传分析和基因定位具有重要的科学意义和经济价值。

本研究将以水稻发育障碍突变体a535di为研究对象，通过遗传分析和基因定位等方法，探讨其发育过程中的遗传异常机制，并寻找与之相关的基因，为水稻发展提供理论基础和技术支撑。

二、研究内容和目的1.采用遗传分析方法，构建f2代群体，对a535di的遗传模式进行分析。

2.利用SSR标记及Bin map等方法进行基因定位，同时进行连锁分析，确定a535di的基因位置和距离。

3.通过测序和基因组分析，鉴定与a535di相关的基因及其功能，并探讨其参与水稻发育过程的机制。

4.根据相关分析结果，推断a535di的基因缺陷和表达差异，进一步探讨与a535di相关的生物学遗传学问题。

三、研究方法和步骤1.采用遗传分析方法，构建f2代群体，对a535di进行遗传模式分析。

2.通过SSR标记及Bin map等方法进行基因定位，同时进行连锁分析，确定a535di的基因位置和距离。

3.通过测序和基因组分析，鉴定与a535di相关的基因及其功能，并探讨其在水稻发育过程中的机制。

4.根据相关分析结果，推断a535di的基因缺陷和表达差异，进一步探讨与a535di相关的生物学遗传学问题。

四、预期结果和创新点1.通过遗传分析和基因定位的研究，确定a535di的基因位置和致突因子。

2.鉴定与a535di相关的基因及其功能，探讨其在水稻发育过程中的机制，为水稻发育研究提供新的理论基础和方法支撑。

3.研究结果具有重要的应用价值，可对水稻生长和产量进行调控，提高其经济效益。

五、研究进展及存在的问题目前，已完成对a535di的遗传分析和基因定位，待进一步对基因进行测序和分析。

但在研究过程中存在一些问题，如a535di的基因缺陷和表达差异的具体机制仍需进一步探讨，基因功能鉴定等工作需要更进一步的实验验证。

两个水稻颖壳颜色突变体的遗传分析与基因定位水稻色素不仅对其自身生长发育有重要生理作用,而且在育种上及景观园艺应用等均比较广泛。

在EMS诱变粳稻长粒粳(CLG)的突变体库内筛选到一个金黄色颖壳与节间突变体gh881。

与野生型相比,突变体的颖壳与节间均呈金黄色;除单株有效穗数外,gh881突变体的株高、每穗总粒数及实粒数、结实率和千粒重等主要性状均极显著降低。

遗传分析和基因定位结果表明,gh881的表型受1对隐性核基因控制,位于第2号染色体短臂,并最终将该基因精细定位于标记FH-13和RH-25之间,物理距离约33.2Kb,该区域中包含四个开放阅读框(ORFs)。

序列分析结果表明,发现其中一个编码肉桂醇脱氢酶(CAD)的基因OsCAD2(Os02g0187800)的第3563bp处发生了一个单碱基突变(G转换为A),导致该基因编码区的第297位氨基酸由甘氨酸突变为天冬氨酸,由此认为该突变体表型为OsCAD2基因单碱基突变所致。

qRT-PCR结果表明,突变体的节间中OsCAD2相对表达量极显著下调,而在剑叶叶鞘及穗部则基本极显著增加,其他相关基因也发生显著变化,证实OsCAD2是木质素代谢中的重要基因,且可能与其他相关基因存在反馈调节。

同时在该突变体库筛选出一个颖壳褐色与胚乳垩白突变体clg-642。

与野生型相比,突变体颖壳颜色呈褐色,胚乳垩白度明显增大;胚乳扫描电镜图片及直链淀粉含量定量分析表明,突变体胚乳中淀粉颗粒排列疏松且呈圆形,直链淀粉含量较之野生型降低了17.5%;除单株有效穗数和株高与野生型没有显著差异外,突变体clg-642的结实率、每穗总粒数、每穗实粒数和千粒重等主要农艺性状均极显著降低。

遗传分析结果表明,clg-642受1对单隐性核基因控制;利用MutMap方法进行基因定位,在第4号染色体长臂获得 2.52Mb的候选区域,并在该区域筛选到19个可靠的SNPs位点,位于12个候选基因上;序列分析及酶切消化结果显示,其中一个编码细胞壁糖苷水解酶的基因OsCIN2(Os04t0413500)的第3个外显子的1659bp处存在一个SNP(SNP-20,423,829),该位点由原来的G转换为A,导致该基因编码蛋白多肽链氨基酸序列第159位的丙氨酸突变为苏氨酸,因此认为clg-642表型为OsCIN2单碱基突变,致使功能改变而出现改表型。

一个水稻颖壳突变体的精细定位的开题报告
标题：一种水稻颖壳突变体的精细定位
背景：
水稻作为全球重要的粮食作物之一，其颖壳的形态特征在种间和种内都有很大的差异，且颖壳的形态特征和产量、品质等指标密切相关。

为了探究水稻颖壳形态发育的分子机制，我们筛选到一个具有颖壳变异的突变体，但突变基因的精细定位还需要进行深入研究。

研究目的：
本研究旨在通过分离与定位突变基因，进一步揭示水稻颖壳发育机制与调控网络。

研究内容：
1.通过计算机辅助基因组分析和转录组分析，筛选候选基因。

2.利用粗定位和细定位策略，将候选基因数缩小到较小范围，包括构建遗传图谱、分离突变体并利用突变体重组分析进行定位。

3.利用CRISPR/Cas9技术瞬时表达野生型或突变型基因并分析颖壳形态，最终确定突变基因。

意义：
本研究可以深入解析水稻颖壳发育调控机制和基因网络，有益于探讨水稻生长发育的分子机制。

预期结果：
本研究预期对突变基因进行精细定位，并通过分子生物学实验验证突变基因的作用，最终揭示水稻颖壳发育的调控网络，为深入研究水稻生长发育机制提供基础资料。

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一个水稻花器官突变体的遗传分析与定位的开题报告
1. 研究背景和目的：水稻是世界上重要的粮食作物之一，花器官的形态和组成对其产
量和质量有着重要的影响。

因此，研究水稻花器官的突变体，对于探索其发生和发育
机制，提高水稻产量和品质具有重要意义。

本研究旨在对一个水稻花器官突变体进行
遗传分析和定位。

2. 研究方法：本研究采用遗传学方法对水稻花器官突变体进行遗传分析和定位。

首先，通过观察和比较野生型和突变体的表型差异，确定突变体的表型特征。

然后，通过杂
交和分离后代的方法，分析突变体的遗传性质及其遗传规律。

最后，利用分子标记技
术对突变体进行基因定位。

3. 研究内容：本研究将分为以下几个部分：
（1）采集野生型和突变体的样品，观察和比较它们的花器官表型差异，确定突变体的表型特征。

（2）利用杂交和分离后代的方法，对突变体进行遗传分析，确定突变体的遗传性质及其遗传规律。

（3）通过分子标记技术对突变体进行基因定位，确定突变体突变的基因位点。

（4）利用生物信息学、分子生物学、细胞生物学等技术，进一步研究突变体基因的功能及其对花器官发生和发育的影响。

4. 研究意义：本研究的结果将有助于对水稻花器官的发生和发育机制进行探索，特别
是对花粉和胚囊发育的影响进行深入研究。

同时，本研究还将为提高水稻产量和品质
提供理论基础和实验依据。

HEREDI T AS (Be i j i n g 2012年 8月, 34(8: 1064― 1072ISSN 0253-9772 研究报告收稿日期: 2012−05−11; 修回日期: 2012−05−20基金项目 :福建省自然科学基金项目 (编号:2011J01110, 福建省农业科学院青年人才创新基金项目 (编号:2010QJ-A4 , 福建省农业科学院科技创新团队建设重点科研项目 (编号:CXTD2011-12 资助作者简介 :杨德卫 , 硕士 , 助理研究员 , 研究方向:水稻遗传育种。

E-mail: dewei-y@通讯作者 :叶新福 , 博士 , 研究员 , 研究方向:水稻遗传育种。

E-mail:yexinfu@网络出版时间 : 2012-7-16 10:34:50URL: /kcms/detail/11.1913.R.20120716.1034.003.htmlDOI: 10.3724/SP.J.1005.2012.01064一个水稻内颖退化突变体的形态特征及基因的精确定位杨德卫 , 卢礼斌 , 程朝平 , 曾美娟 , 郑向华 , 叶宁 , 刘成德 , 叶新福福建省农业科学院水稻研究所 , 福州 350018摘要: 水稻产量和品质受花器官发育的直接影响 , 因此对水稻颖花发育机理的研究将有助于水稻产量提高和品质的改良。

文章利用60Co γ射线辐照亲本 8PW33 (籼稻背景获得一个性状能稳定遗传的内颖退化突变体 (编号:MU102, 并对其农艺性状和花器官进行了观察和分析。

结果显示 , 相对于野生型 , 该突变体的株高、每穗总粒数及剑叶宽均显著增加 , 而结实率则显著降低 , 差异均达显著水平。

解剖镜下观察表明 , 该突变体内颖退化 , 外颖弯曲呈现镰刀状 , 其余器官与野生型表型基本一致。

扫描电镜观察显示 , 突变体与野生型叶片维管束的结构组成以及外颖表皮细胞组成、排列均正常 , 没有明显差异 ; 与野生型相比 ,突变体内颖表皮细胞排列较为紧密 , 推测可能是内颖收缩退化导致的。

水稻颖壳异常突变体ah1的鉴定与候选基因分析张必东;林泓;朱思颖;李忠成;庄慧;李云峰【期刊名称】《中国农业科学》【年(卷),期】2024(57)3【摘要】【目的】水稻是世界性的粮食作物,其籽粒形态直接影响水稻的最终产量和营养品质,进而影响其经济价值。

此外,水稻花发育与籽粒形态又具有复杂的相关性,探究新的水稻花发育调控基因及其分子调控机制可以为培育籽粒更大、更饱满的水稻品种奠定基础。

【方法】在利用甲基磺酸乙酯(ethyl methyl sulfonate,EMS)诱变西大1B(籼稻保持系)得到的突变体库中鉴定到一个颖壳和浆片发育异常且矮化的突变体abnormal hull 1(ah1);观察并统计野生型和突变体的农艺性状;选取各个时期的小穗,对突变体的组织学、形态学变化进行分析;采用ah1和籼稻温敏不育系56S构建F2分离群体,并将其用于遗传分析和基因定位;提取野生型和突变体的幼穗RNA并将其反转录为cDNA,对花发育调控基因和ABA合成关键基因的表达量进行RT-qPCR分析。

【结果】农艺性状分析表明,突变体ah1各节间的大幅缩短直接导致其矮化;同时,突变体的小穗畸形严重,结实率极低。

组织学和形态学分析发现,ah1小穗主要表现为内外稃、浆片和雄蕊等花器官发生了不同程度的退化,部分严重的小穗出现了花器官特征和花分生组织确定性的改变,且伴随大面积的白化,根据其退化程度的不同可分为一般和严重2种类型。

遗传分析发现分离群体中野生型和突变体的比值为3:1,表明ah1突变性状受1个隐性基因控制。

AH1定位于第1染色体上的分子标记RM6716和RM128之间,物理距离近8 Mb,对突变体进行重测序分析后发现该区间内的LOC_Os01g53450和LOC_Os01g51860在野生型和突变体之间出现了变异,因此,将这两个基因暂定为候选基因。

RT-qPCR分析表明,在突变体幼穗早期发育过程中,各花器官发育调控基因的表达量发生了显著的变化;同时,ABA合成关键基因OsNCED1/OsNCED2/OsNCED3/OsNCED4/OsNCED5的表达严重受阻。