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水稻早衰突变体esl-H5的表型鉴定与基因定位郑崇珂;周冠华;牛淑琳;和亚男;孙伟;谢先芝【期刊名称】《作物学报》【年(卷),期】2022(48)6【摘要】在甲基磺酸乙酯(EMS)诱变粳稻淮稻5号的突变体库中,筛选到一个稳定遗传的叶片黄化早衰突变体esl-H5(early senescence leaf H5)。
该突变体幼苗期表型正常,播种后50 d开始出现下部叶片黄化早衰表型。
与野生型相比,esl-H5突变体抽穗期延迟,株高、穗长、穗粒数、有效分蘖数、千粒重等均显著降低,叶绿素含量显著减少。
遗传分析表明该突变受一对隐性基因调控。
分子标记定位结果显示,该突变基因定位于1号染色体。
通过MutMap分析发现编码胼胝质合成酶基因Os01g0533000的最后一个外显子内有一个碱基G变成了A,这导致翻译提前终止。
进化树分析结果显示, ESL-H5与拟南芥AtGSL7 (Glucan Synthase-Like 7)同源性最高。
糖含量测定表明esl-H5突变体中可溶性糖和淀粉含量增高,推测ESL-H5功能缺失后影响了光合产物的转运,导致叶片中糖含量显著增高,进而引起叶片衰老。
qRT-PCR结果显示, esl-H5突变体中抗病相关基因PR1a、PR1b、PR2、PR4、PR5和PR10表达量均高于野生型,这与突变体的白叶枯病抗性明显提高一致。
上述研究结果为研究糖信号调控水稻衰老和抗病性奠定了基础。
【总页数】12页(P1389-1400)【作者】郑崇珂;周冠华;牛淑琳;和亚男;孙伟;谢先芝【作者单位】山东省水稻研究所/山东省农业科学院;山东师范大学生命科学学院【正文语种】中文【中图分类】S51【相关文献】1.水稻叶片淀粉积累及早衰突变体esl9的鉴定与基因定位2.水稻早衰突变体esl6的鉴定与基因定位3.水稻类病斑早衰突变体lmps1的表型鉴定与基因定位4.水稻早衰突变体zs的鉴定与基因定位5.水稻叶片淀粉累积早衰突变体pls5的鉴定及基因定位因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
作物学报 ACTA AGRONOMICA SINICA 2012, 38(10): 1766−1774 /zwxb/ISSN 0496-3490; CODEN TSHPA9E-mail: xbzw@本研究由国家转基因生物新品种培育科技重大专项(2011ZX08009-003)和留学人员科技活动择优资助项目“农作物分枝机理及应用研究”资助。
*通讯作者(Corresponding author): 李学勇, E-mail: xueyong.li@, Tel: 010-********第一作者联系方式: E-mail: tottiwang@, Tel: 136********Received(收稿日期): 2012-03-01; Accepted(接受日期): 2012-06-10; Published online(网络出版日期): 2012-07-27. URL: /kcms/detail/11.1809.S.20120727.0844.011.htmlDOI: 10.3724/SP.J.1006.2012.01766水稻DUS 测试标准品种丛矮2号矮化多分蘖表型的遗传基础王 涛1 袁守江2 尹 亮2 赵金凤1 万建民1,3 李学勇1,*1中国农业科学院作物科学研究所 / 农作物基因资源与基因改良国家重大科学工程, 北京 100081; 2 山东省水稻研究所, 山东济南250100; 3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: 水稻DUS 测试标准品种之一丛矮2号(cl2)具有矮化多分蘖的表型特征, 遗传分析表明该性状由1对隐性核基因控制, 已将其定位在第4染色体长臂InDel 标记C4-CL5和C4-CL4之间。
对这2个标记之间一个已报道的多分蘖基因D17/HTD1进行测序, 发现cl2中的D17/HTD1基因编码区第1 796个碱基由C 突变为T, 从而导致第599位的氨基酸由脯氨酸变成亮氨酸。
随着水稻叶形发育相关基因的克隆和功能研究的不断深入，水稻叶片发育的分子调控机理逐渐清晰，对于水稻理想株型的塑造具有重要的意义。
窄叶作为叶形态的重要性状之一，通过提高叶片挺拔度，受光姿态，叶面积指数，保证受光面积，从而提高产量。
袁隆平在超级稻理想株型中强调倒3叶要“长、直、窄、凹、厚”，明确了窄叶性状在理想株型育种中的重要意义。
近年来，利用辐射诱变、EMS诱变和T-DNA插入等方法获得了大量的水稻窄叶突变体。
利用辐射诱变发现了nal1、nal2、nal3、nal8、 nal20、dnl1等窄叶突变体；利用EMS诱变获得了nal7、nal10、nal11、nal12、enl1、nl7、nrl2(t)、nul1、dnal1、naal1、zy17等窄叶突变体；利用T-DNA插入获得了窄叶突变体nal9和z37。
在已有研究的窄叶基因中，只有Dnal1是一个显性突变体基因。
本研究从籼稻9311辐射诱变的后代筛选到一个稳定遗传的窄叶突变体nal7-2(t)，对叶片进行了组织切片观察，并通过构建遗传分析群体和定位群体，把基因定位在第7号染色体长臂上约370kb的区间内。
1 材料与方法1.1 实验材料用60Co-γ辐射诱变籼稻品种9311，在分离后代中发现一个窄叶突变体，经过多代种植筛选，获得了窄叶性状能够稳定遗传的突变体nal7-2(t)。
突变体nal7-2(t)分别作为父本和母本与野生型9311杂交，构建遗传分析群体；突变体nal7-2(t)与粳稻品种9516杂交，构建基因定位群体。
所有材料种植于扬州酒甸和海南陵水实验基地。
栽培密度均为15cm×20cm，常规水肥管理。
1.2 表型调查和切片观察抽穗期调查剑叶、倒二叶和倒三叶的叶长和叶宽。
成熟期随机考察6株突变体与9311的株高、有效穗、结实率、粒长、粒宽、千粒重等农艺性状。
在抽穗期，取突变体和9311的剑叶最宽处固定于50% FAA固定液（70%酒精、40%甲醛和冰乙酸的体积比为18∶1∶1）中固定24h以上后，依次经过梯度酒精脱水、酒精和二甲苯溶液透明、恒温浸蜡、石蜡包埋、切片、脱蜡、番红、固绿染色和中性树脂封片步骤，最后在显微镜下扫描成像。
中国水稻科学(Chin J Rice Sci), 2024, 38(3): 266－276 266 DOI: 10.16819/j.1001-7216.2024.230904全基因组关联分析定位水稻分蘖角度QTL朱裕敬#桂金鑫#龚成云 罗新阳 石居斌 张海清*贺记外*(湖南农业大学农学院, 长沙 410128；*通信联系人，email:**********************;*****************.cn)QTL Mapping for Tiller Angle in Rice by Genome-wide Association AnalysisZHU Yujing#, GUI Jinxin#, GONG Chengyun, LUO Xinyang, SHI Jubin, ZHANG Haiqing*, HE Jiwai*(College of Agronomy, Hunan Agricultural University, Changsha 410128, China; *Correspondingauthor,email:**********************;*****************.cn)Abstract:【Objective】Tiller angle is a critical agronomic trait influencing rice yield. Identifying rice tiller angle QTL (genes) and detecting their elite haplotypes can be beneficial for developing ideal rice varieties. 【Method】333 core germplasms from the rice 3K resources were utilized as research materials. These germplasms were cultivated in Yunyuan and Chunhua of Hunan Agricultural University in 2020 and 2022, respectively. Tiller angles of various germplasms were measured during the heading stage. Genome-wide association analysis was conducted using the MLM model of TASSEL 5.2, combined with the genotypes of the germplasms. 【Results】Six QTL for tiller angle were identified on rice chromosomes 2, 5, 6, 9, and 12, designated as qTA2, qTA5, qTA6.1, qTA6.2, qTA9, and qTA12, respectively. These QTL explained phenotypic variation ranging from 6.23% to 16.22%. Notably, qTA9 co-localized with the major QTL TAC1 for tiller angle, while the other five QTL were newly discovered. Candidate gene analysis was conducted for these five QTL. The candidate genes for qTA2 and qTA6.1 were identified as Os02g0817900 and Os06g0682800, respectively. Os02g0817900 encodes a rice cytochrome P450 family protein, while Os06g0682800 encodes a zinc finger domain protein.【Conclusion】This study successfully identified new QTL for tiller angle in rice and analyzed candidate genes, offering valuable insights for the cloning of tiller angle QTL (genes) and genetic improvement of tiller angle in rice.Key words: rice (Oryza sativa L.); tiller angle; QTL; candidate gene; haplotype摘 要：【目的】水稻分蘖角度是影响水稻产量的关键农艺性状，挖掘水稻分蘖角度QTL（基因）及其优势单倍型，有助于构建水稻理想株型。
一个水稻多柱头突变体的形态特征和遗传定位的开题报告
一、研究背景
水稻是世界上最重要的粮食作物之一。
多柱头突变体是指某些水稻个体植株出现2个或2个以上的花柱，这种突变体与普通单一花柱的水稻相比具有诸如花器结构、
花粉中心粒形态等明显差异，是水稻生殖生物学研究的重要材料之一。
二、研究目的
本研究旨在通过对一个多柱头突变体进行形态特征分析和遗传定位，探究多柱头突变体的成因以及对水稻生殖发育的影响。
三、研究内容
1.分析多柱头突变体的形态特征：包括成株高度、叶片形态、花器结构、花粉中心粒形态等方面的观测和测量；
2.遗传定位：通过建立多柱头突变体与野生型的遗传图谱，利用分子标记技术进行连锁分析，确定其在水稻染色体上的位置；
3.确定多柱头突变体的成因：结合形态特征和遗传定位结果，探讨多柱头突变体的成因和遗传机制。
四、研究意义和预期结果
通过本研究可以加深对水稻生殖发育的理解，为育种提供新的思路和途径。
同时，研究多柱头突变体的成因和遗传机制，有助于揭示多柱头性状的形成和遗传规律，为
其他作物多柱头性状的研究提供参考。
预期结果：1.对多柱头突变体的形态特征会做出详细的描述和解释；2.通过遗传
定位，确定多柱头突变位点在水稻染色体上的位置；3.探讨多柱头突变体的成因和遗
传机制，为相关研究提供参考和借鉴。
一个水稻早衰突变体基因的精细定位赵春德;张迎信;刘群恩;余宁;程式华;曹立勇【期刊名称】《中国农业科学》【年(卷),期】2014(000)011【摘要】【目的】对水稻叶片早衰突变体W330进行遗传分析及精细定位，获得控制突变表型的基因。
【方法】用60Co-γ辐射诱变籼型水稻恢复系中恢8015，从突变体库获得一份叶片早衰突变体W330。
对该突变体进行表型观察和主要农艺性状调查。
利用多代自交稳定的突变体W330与粳稻品种02428杂交，观察F1和 F2的表型，并统计F2群体中早衰突变表型与正常野生型的分离情况，分析该突变表型的遗传行为。
利用构建的F2群体进行精细定位和候选基因分析，然后对候选基因进行DNA测序、酶切分析、表达分析、酶活测定及进化分析。
【结果】突变体W330从三叶期开始出现叶片衰老，直至抽穗期及黄熟期。
与野生型相比，突变体W330株高变矮、分蘖减少、叶片变窄、抽穗期不变、每株有效穗数、每穗着粒数和结实率亦显著降低。
W330与02418杂交的F1表现正常，F2群体中正常植株与早衰突变植株的分离比符合3﹕1，表明突变体W330的突变性状受1对隐性核基因控制。
利用F2定位群体及SSR、Indel标记，最终将目标基因定位在第3染色体短臂上2个分子标记CD-5与CD-7之间，物理距离约为21.5 kb。
基因预测表明该区域共有4个完整的ORFs。
其中，LOC_Os03g0131200编码一个过氧化氢酶OsCATC，基因组序列分析表明，W330突变体中的该基因从ATG开始第109位，在第一个内含子的末位发生了一个C到G的颠换，造成第一个内含子没有剪切，最终导致翻译提前终止，酶切试验验证了这一突变位点。
与野生型亲本中恢8015相比，W330突变体在三叶期叶片中的过氧化氢酶的活力下降了47.8%，而过氧化氢含量上升了2.7倍。
由此，推定W330与OsCATC等位。
系统进化分析发现，OsCATC与水稻中同源的过氧化氢酶不在同一进化分支上。
水稻矮秆多分蘖突变体 mz3的遗传分析和基因定位苏晓妹;方宇星;刘钰龙;刘峰;张所兵;张云辉;鲍依群【期刊名称】《中国水稻科学》【年(卷),期】2016(030)005【摘要】A dwarf and high-tillering mutant,temporarily termed as mz3 was obtained from Zhonghua 1 1 ,a j aponica rice variety by EMS mutagenesis.Genetic analysis indicated that the mutant phenotype was controlled by a recessive gene.An F2 population was developed by crossing mz3 with Nanjing 1 1 ,an indica rice variety for mapping of the mutant gene,which was ultimately restricted within a physical distance of about 747 kb between two SSR markers RM1 9353 and RM5 10 on the long arm of rice chromosome 6.Gene prediction revealed that D3 ,a gene conferring rice plant height and tiller number was located in this region.Sequence analysis identified a single G to A nuclear acid substitution at the position 636 from the ATG start codon,forming a premature translational termination codon. Sequencing of 10 randomly selected recessive plants from mz3/Nanjing 1 1 mapping population confirmed the same mutation site carried by the 10 individuals.Subcelluar location indicated that D3 protein of the mutant was located in the nuclei as wild type.BiFC analysis showed that D3 protein of the mutant could not interact with D14 protein for lacking of essential amino acids that bind with D14,blocking signal transduction of strigolactones.So we speculatedthat the mutant phenotype of mz3 was probably caused by mutation in D3 gene.%通过 EMS 诱变粳稻品种中花11获得一个稳定遗传的矮秆多分蘖突变体mz3.遗传分析表明该突变性状受一对隐性基因控制,并利用 mz3与籼稻品种南京11杂交建立的 F2群体,将该基因定位在水稻第6染色体长臂上的 SSR 标记RM19353与 RM510之间约747 kb 范围内.由于该区间包含控制水稻株高和分蘖的 D3基因,结合表型分析,推测突变基因与 D3可能为一对等位基因.设计7对引物分别对中花11与突变体 mz3的基因进行测序,结果显示,与中花11相比,D3基因在 mz3中第636位核苷酸由 G 突变为 A,使得编码色氨酸的密码子 TGG 突变为终止密码子 TGA,导致翻译提前终止.进一步对定位群体中10个隐性极端个体测序,结果显示所有极端个体都带有该突变位点.亚细胞定位结果表明,突变体编码的 D3蛋白与野生型一样定位在细胞核中,荧光双分子互补试验结果表明,突变体 D3蛋白不能与 D14蛋白发生互作,推测突变体编码的 D3截短蛋白缺少了与 D14互作的氨基酸序列,从而阻碍了独脚金内酯信号传递.因此,mz3表型很可能由D3基因突变引起.【总页数】8页(P479-486)【作者】苏晓妹;方宇星;刘钰龙;刘峰;张所兵;张云辉;鲍依群【作者单位】南京农业大学生命科学学院，南京 210095;南京农业大学生命科学学院，南京 210095;南京农业大学生命科学学院，南京 210095;南京农业大学生命科学学院，南京 210095;江苏省农业科学院粮食作物研究所/江苏省农业种质资源保护与利用平台，南京210014;江苏省农业科学院粮食作物研究所/江苏省农业种质资源保护与利用平台，南京210014;南京农业大学生命科学学院，南京210095【正文语种】中文【中图分类】Q343.5;Q511.032【相关文献】1.多分蘖矮秆水稻突变体的农艺性状及遗传分析 [J], 罗永春;黄廷友;彭涛;王志;褚旭东;石军;侍守佩;刘定友;项祖芬2.水稻多分蘖矮秆突变体htd1-2的遗传分析和基因定位 [J], 江海湃;张淑英;包劲松;王伯伦;王术3.水稻矮秆多分蘖突变体 bf370的遗传分析和基因定位 [J], 胡运高;杨国涛;郭连安;钦鹏;陈永军;李仕贵4.水稻多分蘖矮秆突变体d63的遗传分析与基因定位 [J], 薛晶晶;吴绍华;张红宇;徐培洲;吴先军5.水稻矮秆多分蘖突变体det1的遗传分析和基因定位 [J], 段远霖;李生平;吴为人因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
作物学报 ACTA AGRONOMICA SINICA 2013, 39(6): 1039−1044 http://www.chinacrops.org/zwxb/
ISSN 0496-3490; CODEN TSHPA9 E-mail: xbzw@chinajournal.net.cn
本研究由国家高技术研究发展计划(863计划)项目(2011AA10A100), 国家自然科学基金项目(31071390)和中央高校基本科研业务费专项资金(XDJK2012A001)资助。 * 通讯作者(Corresponding author): 何光华, E-mail: hegh@swu.edu.cn
第一作者联系方式: E-mail: guoshuang16@163.com(郭爽); tanhua.li@163.com(李云峰) **同等贡献(Contributed equally to this work)
Received(收稿日期): 2012-10-31; Accepted(接受日期): 2013-01-15; Published online(网络出版日期): 2013-02-19. URL: http://www.cnki.net/kcms/detail/11.1809.S.20130219.1019.002.html
DOI: 10.3724/SP.J.1006.2013.01039 水稻颖壳退化突变体degraded hull 2 (dh2)的遗传分析与基因定位 郭 爽** 李云峰** 任德勇 张天泉 何光华* 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: 鉴定和克隆水稻花器官突变体新基因, 对了解水稻花器官发育的分子遗传机制和分子信号调控途径有重要作用。本研究报道了1个水稻颖壳异常突变体, 来源于EMS (ethyl methane sulfonate)处理的缙恢10号(Oryza sativa)诱变群体, 暂被命名为degraded hull 2 (dh2)。表型分析发现突变体小花第1轮内稃或外稃横向细胞数目减少, 导致内稃或外稃变窄而不能正常勾合, 从而呈现开裂现象, 其内3轮花器官均无明显变化。遗传分析表明该突变性状受1个隐性单基因控制。利用群体分离分析法(bulked segregation analysis, BSA), 将DH2基因定位在第3染色体的IND-5和IND-14之间, 遗传距离分别为0.99 cM和1.49 cM。该研究结果为DH2基因的图位克隆奠定了基础。 关键词: 水稻; degraded hull 2 (dh2); 遗传分析; 基因定位
Genetic Analysis and Gene Mapping of a degraded hull 2 (dh2) Mutant in Rice (Oryza sativa)
GUO Shuang**, LI Yun-Feng**, REN De-Yong, ZHANG Tian-Quan, and HE Guang-Hua* Rice Research Institute / Chongqing Key Laboratory of Application and Safety Control of Genetically Modified Crops, Southwest University, Chongqing 400716, China
Abstract: The identification and cloning of novel mutant genes of floral organ in rice play an important role in understanding the molecular genetic mechanisms and molecular signal pathways regulating floral organ development. A rice mutant, degraded hull 2 (dh2), which was derived from ethylmethane sulfonate (EMS)-treated Jinhui 10 (Oryza sativa), exhibited defects in hull develop-ment. The dh2 florets displayed open hull in whorl 1, however, the rest floral parts in other three whorls had no obvious change. Further analysis indicated that the number of transverse cells decreased, making the lemma or palea narrow, and causing the hull open. The genetic analysis revealed that the dh2 trait is controlled by a single recessive gene. Using the BSA method, the DH2 gene was finally mapped between IND-5 and IND-14 on chromosome 3 with genetic distances of 0.99 cM and 1.49 cM, respec-tively. These results are useful for the map-based cloning of DH2 gene. Keywords: Rice (Oryza sativa); degraded hull 2 (dh2); Genetic analysis; Gene mapping
单子叶植物的花器官与双子叶植物存在较大差异, 其发育调控机制的异同一直吸引着许多科学家的注意。水稻被认为是单子叶的模式植物, 其花器官由外向内由1对稃片(内稃和外稃)、1对浆片、6枚雄蕊和1个雌蕊构成。就形态与功能而言, 内轮花器官雄蕊和雌蕊与双子叶植物类似, 而外轮花器官内外稃、浆片与双子叶植物的花萼、花瓣相比都存在明显的差异。 通过对模式植物拟南芥及金鱼草的广泛研究, 双子叶花器官发育的分子遗传学机制取得了长足的进展, 提出了经典的花发育ABCE模型[1-5]。该模型认为花器官特征发育主要受A、B、C和E四类花器官特征基因的组合调控, 4轮结构即花萼、花瓣、雄蕊及心皮分别由A+E、A+B+E、B+C+E及C+E共4组基因决定, 每一类基因都调控两轮或两轮以上的花器官, 其中任何一类基因的突变都会引起相应轮次器官的同源异型转变[2,5]。
近年来, 人们在禾本科的水稻、玉米等作物中鉴定1040 作 物 学 报 第39卷 了一系列的ABCE类基因, 发现调控内轮花器官(雄蕊和雌蕊) 特征的BC基因表现出较高的保守性, 而决定外轮花器官的AE基因则出现较大的分化[6-8]。在拟南芥中, A类基因AP1和AP2的突变导致花萼被转化成叶状的苞片[2,9-11], 而E功能基因
SEPALATA1/2/3/4冗余地调控花萼的特征发育[3]。水
稻中有3个AP1的直系同源基因OsMADS14、OsMADS15、OsMADS18和5个SEPALATA类基因OsMADS1、OsMADS5、OsMADS7、OsMADS8和OsMADS34, 然而其中只有OsMADS15和OsMADS1参与了外稃和内稃的特征发育调控。目前, 水稻等单子叶植物外轮花器官的特征发育调控机制仍然不清楚。 本研究报道的dh2突变体主要表现为内外稃的退化, 而内3轮器官无明显异常, 这种表型与以往报道的内外稃相关突变体都不一致。我们将DH2基因初步定位在第3染色体的InDel标记IND-5和IND-14之间, 遗传距离分别为0.99 cM和1.49 cM, 定位区域内没有发现已知的花器官发育调控基因。该研究结果为DH2基因的图位克隆奠定了基础。
1 材料与方法 1.1 试验材料 dh2来源于EMS化学诱变的恢复系缙恢10号, 经过多代自交观察, 其突变性状遗传稳定。2011年, 将小穗发育正常的材料日本晴与dh2杂交, 收获F1
种子。同年, 种植于海南并收获F2种子。2012年, 在
西南大学歇马水稻所研究基地种植F2群体, 用于定位DH2基因。 1.2 形态学和组织学分析及统计 在开花期, 随机选取100朵dh2小花和野生型小花观察其形态并用NIKON SMZ1500体视镜分析其表型特征。参照Xiao等[12]的方法并加以改进, 选取抽穗期的野生型和突变体小穗于FAA (50%无水乙醇, 0.9 mol L−1的冰乙酸和3.7%甲醛)中4℃固定,
固定后迅速抽气, 在4℃条件下过夜, 然后用10%的氢氟酸在黑暗条件下软化处理1周, 经乙醇梯度脱水和二甲苯透明后用石蜡包埋。切片厚度为10 µm, 经1%番红和1%固绿对染后于尼康E600光学显微镜下观察照相分析。 1.3 农艺性状调查 在同一块实验田的相邻位置种植40株dh2突变体和40株野生型, 在成熟期随机各选10株, 测量和
统计其株高、每穗粒数、每穗实粒数、结实率、千粒重等相关农艺性状。 1.4 基因定位 采用BSA法定位目标基因[13], 即根据F2植株表型, 分别选取10株正常单株和10株突变单株, 剪取等量叶片, 构成正常基因池和突变基因池。按CTAB法提取亲本和基因池DNA[14], 按碱煮法提取
F2群体DNA[15]。参照http://www.gramene.org/
microsat/公布的SSR引物和IN/DEL引物序列, 并由上海英骏技术公司合成。PCR总体系为12.6 μL, 含1.25 μL 10×PCR buffer、1 μL 50 ng μL−1 DNA模板、0.75 μL 25 mmol L−1 MgCl2、0.5 μL 2.5 mmol L−1 dNTPs、8.0 μL ddH2O、1.0 μL 10 μmol L−1 引物、
0.1 μL 5 U μL−1 Taq酶。PCR程序为: 94℃预变性5 min; 94℃变性30 s, 55℃退火30 s, 72℃复性1 min, 35个循环; 72℃延伸10 min。PCR产物经10%非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳, 快速银染后观察[15-16]。
