摘要：紫叶稻因其直观的颜色表型在水稻育种工作中具有一定的用途,常用作标记性状,受到遗传研究的关注。本研究利用籼稻紫叶材料PZ10分别于粳稻品种日本晴和Sasanishiki杂交,F1后代表现为绿色,F2代绿色和紫色的分离符合3:1比例,表明紫叶表型受一对隐性基因控制。对该基因进行初步的分子标记定位,发现目标基因位于第4染色体分子标记C3175和C0023之间的6.76 c M区域内;进一步设计SSR和STS引物对该基因精细定位,发现1个紧密连锁的标记C1254,该标记位于C3184与C0523之间;结果分析显示,C1254和C0523与目标的紫叶性状表现共分离,表明紫叶目标基因位于C1254~C0523区域,这个区域约0.5 c M遗传距离。研究显示,该紫叶性状表现为全生育期紫色,可作为一个完全的标记性状使用;紫稻表型株系在株高、穗长、剑叶长、千粒重、单株产量等农艺性状指标上与绿色表型植株没有显著差异,而在有效穗数、剑叶宽、每穗粒数性状与绿叶稻有显著差异,表明紫叶虽然导致产量构成因素有所改变,但对产量影响不显著;此外,紫稻和绿稻植株的光合作用没有显著的差异。

摘要：【目的】分析叶蝉EST序列信息，为其分子标记体系建立、遗传图谱构建及相关致害基因挖掘奠定基础。【方法】利用生物信息学技术对NCBI数据库中的4种叶蝉亚种EST序列进行SSR基序分析与统计，并对筛选出的SSR基序区段进行引物设计，开发出SSR标记。【结果】11044条叶蝉EST序列的总长为5866kb。按照引物筛选设定的参数，筛选获得1946条含有SSR基序的EST序列，占总EST序列的17．6％；其中包含2230个SSR基序并全部获得相应的SSR引物，平均间距为2．63kb。在2～5个核苷酸重复中，3个核苷酸重复为优势基序，占总基序的77．3％，尤以AAT类最丰富，占3个核苷酸重复总数的40．7％；双核苷酸重复中，AG类所占的比例最大，为39．1％。【结论】从叶蝉EST序列中筛选获得2230个SSR引物，以3个核苷酸重复基序所占比重最大。

摘要：靖西香糯是广西著名地方水稻品种,米饭水晶状、糯性强、香味浓、食味优,是优质糯稻的极品,主要缺点是高秆易倒伏,产量较低。为改良靖西香糯株高特性以及保持该品种的传统风味,本研究运用CRISPRCas9技术定向编辑调控水稻株高的SD1基因,在外显子区内设计了两个打靶效率高的靶序列,将这2个靶序列组装到PYLCRISPR/Cas9-MH上,通过农杆菌介导法转化靖西香糯,得到了株高显著变矮的半矮秆突变株系。结果表明,T0代共获得24株SD1突变株,转化植株突变率为85.7%,其中2个靶点同时突变频率占总突变的58.3%,双靶点纯合突变高达42.8%,其中3株(12.5%)是T-DNA-free纯合突变植株。利用T0代双靶点纯合突变T-DNA-free植株种子种植的T1代,检测到16个T-DNA-free植株,其中11个为半矮秆植株。结果还表明,在SD1基因第一外显子内单个碱基的替换或双等位的突变并没有对株高产生较大的影响,而第一外显子双位点缺失突变产生大片段缺失可导致内源GA水平显著降低,进而显著降低了株高。本研究为培育矮秆香糯水稻新品系提供了帮助,表明CRISPR-Cas9应用可高效地定向改良水稻品种,研究结果也为应用现代生物育种技术更好地利用传统资源提供了一个范例。

摘要：【目的】开发水稻细菌性条斑病(简称细条病)抗性基因bls2 SSR分子标记,为利用分子标记辅助选择培育水稻细条病抗性品种提供技术支撑。【方法】基于本课题组前期对细条病抗性基因bls2初定位结果,设计SL03与SL04分子标记区间的SSR引物,从中筛选出在亲本间具有多态性的引物,用于检测由普通野生稻DY19与籼稻9311为亲本构建的BC_(3)F_(2)群体中各单株的基因型,并结合细条病病斑长度测定结果,利用MapQTL 5.0精细定位bls2基因,鉴定出与之紧密连锁的SSR分子标记,并比较单标记或双标记的选择效果。【结果】通过田间细条病抗性鉴定发现,BC_(3)F_(2)群体抗、感分离符合理论比1∶3的孟德尔单基因遗传分离规律。利用筛选鉴定出的11个多态性分子标记对BC_(3)F_(2)群体共244个单株进行单株基因型检测,并结合单株抗性表型值,将细条病抗性基因bls2精细定位于2号染色体上RM13592和RM13599分子标记之间,物理距离240 kb;RM13592和RM13599分子标记在BC_(3)F_(2)群体上的分离比均符合1∶2∶1的单基因遗传分离规律。利用单标记和双标记均可有效选择BC_(3)F_(3)群体中的感病单株和抗病单株。RM13592和RM13599分子标记辅助选择符合率分别达92.62%和93.44%,使用双标记的选择符合率为93.44%。【结论】RM13592和RM13599与细条病抗性基因bls2紧密连锁,具有易于PCR扩增,易于识别,准确性高的特点,可作为水稻抗细条病育种上分子标记辅助选择的有效标记。

摘要：采用随机区组设计,对3个高世代(T5)的转基因杂交后代及供体亲本进行农艺性状及抗性的分析比较。结果表明,品系BN4和BN8的每穗实粒数、总粒数、结实率均极显著高于对照,品系BN10的每株有效穗数和结实率显著或极显著增加。3个参试品系对白叶枯病的抗性达到3～5级,显著高于对照,纹枯病发病率也明显低于对照;各参试品系对二化螟和稻纵卷叶螟都具有很高抗性,抗虫效果十分显著。因此,综合各品系的农艺性状和产量性状、抗病性和抗虫性,以BN4的表现较好,其次是BN8和BN10。

摘要：【目的】利用载体重组技术分别将高山离子芥冷诱导基因(Cbcor15a)和报告基因eGFP插入载体pCambia1300-bar,并引入玉米泛素基因启动子UBi-1代替载体本身启动子CaMV35s,重组为适合甘蔗转基因的二元植物表达载体pCambia1300-cbcor15a-bar。【方法】参照pCambia1300-bar载体多克隆位点和基因Cbcor15a、eGFP和启动子UBi-1的核苷酸序列设计引物,通过载体重组技术将基因和启动子分别插入相应的位点。利用基因枪分别将pCambia1300-bar载体和重组载体导入洋葱表皮细胞,用荧光显微镜和激光共聚焦显微镜观察。【结果】与导入pCambia1300-bar载体的洋葱表皮细胞相比较,导入重组载体pCambia1300-cbcor15a-bar的洋葱表皮细胞内有强烈的绿色荧光信号。【结论】重组甘蔗转基因二元植物表达载体启动子Ubi-1能够调控下游冷诱导基因Cbcor15a和报告基因eGFP的正常高效表达,为外源基因Cbcor15a转化甘蔗提供保障。

摘要：【目的】克隆甘蔗MAP激酶家族新基因的全长序列,为了解甘蔗抗逆胁迫机制提供依据。【方法】以新台糖22为材料,提取甘蔗幼叶总RNA并反转录为cDNA;利用已知物种MAP激酶基因核苷酸序列保守区设计引物,采用5'和3'端RACE技术克隆新基因全长,并进行生物信息学分析。【结果】克隆获得的甘蔗新基因与玉米ZmMAPK4同源性很高,达92.6%,将该基因命名为SoMAPK4(登录号JQ062930),基因全长1499bp,其中开放阅读框(ORF)为1128bp,5'非翻译区(UTR)为218bp,3'非翻译区(UTR)为213bp。生物信息学分析结果表明,SoMAPK4基因编码一个含376个氨基酸的蛋白质,分子量约43.5kDa,等电点为5.51,含有11个保守的蛋白激酶亚区和MAP激酶的磷酸化位点TEY基序。【结论】克隆获得甘蔗MAP激酶新基因SoMAPK4,该基因可能参与多种胁迫反应的信号传递,是研究甘蔗非生物胁迫和生物胁迫过程中信号传递的一个关键因素。

摘要：本研究对抗稻白叶枯病基因Xa23的标记03STS1进行改良和优化,设计分子标记命名为M-Xa23。以72个水稻亲本以及含抗性基因Xa23的CBB23与感病恢复系金刚30杂交的F2代分离群体为材料,并用白叶枯病Ⅶ型菌接种,结合抗病表型和标记结果,分析了M-Xa23的特异性和标记选择的准确性。实验结果表明:M-Xa23在抗病品种CBB23中扩增出200bp的特性条带,在其它71个水稻亲本中扩增出346bp的条带。144株F2分离群体中,109株表现抗病,35株表现感病,与标记M-Xa23检测的F2群体的基因型完全吻合,结果证明标记M-Xa23特异性强,能准确用于抗病基因Xa23的辅助选择。

摘要：直立穗型基因是水稻中与株型相关的有重要利用价值的基因。通过对直立穗型的性状遗传、籼稻直立穗型与弯穗型品系的性状比较、基因的分子标记开发和杂交后代的标记辅助选择进行分析研究，结果表明，直立穗无论在粳稻还是在籼稻遗传背景中均表现为单基因不完全显性遗传，显性度达到73．3％-93．7％。直立穗型基因与第9染色体上的SSR标记RM566、RM24423和RM7048紧密连锁，图距分别为5．8、0．43和0．85cM，用这3个标记对杂交后代辅助育种选择的准确率在66．7％-100％之间，其中RM24423辅助选择的准确率为100％。与弯穗型杂交后代育种品系比较，籼稻直立穗型品系株高和穗长略短、穗数略少，每穗粒数和着粒密度均增加且达显著水平，结实率、千粒重和产量均降低，但只有结实率达显著水平。因此，育种上可依据这些性状效应来探索直立穗型籼稻的株型设计和品种培育的新途径。

摘要：稻白叶枯病和稻褐飞虱是水稻的主要病虫害,利用优良的抗性基因培育抗性基因聚合系对于防治稻白叶枯病和稻褐飞虱具有重要意义。本研究通过回交与分子标记辅助选择相结合的方法,将抗稻白叶枯病基因Xa23和抗稻褐飞虱基因Bph3分别导入主栽杂交水稻品种的保持系先B、天B、盟B、龙特甫B和桂B中。结果表明,获得稳定的单抗性基因导入系1436份和双抗性基因聚合系144份。人工接种鉴定结果显示,Xa23导入系和Xa23Bph3聚合系对抗稻白叶枯水平达到中抗和接近高抗的水平(1.1～3.0级),Bph3导入系和Xa23Bph3聚合系抗褐飞虱水平达中抗到抗的级别(3.2～4.0级)。农艺性状分析显示多数抗性基因聚合系的株高、剑叶长宽度、每穗粒数、结实率、千粒重等主要农艺性状与受体差异不显著,只有少数聚合系有1～2个性状的差异。SSR标记分析表明抗性基因聚合系的遗传背景回复率达89.6%～97.8%,等位性位点纯合度达95.6%～99.9%。初步证明本研究已成功地获得抗稻白叶枯病和稻褐飞虱基因的聚合系,这些抗性改良保持系具有良好的应用前景,并为建立完善的分子设计育种平台提供了重要育种材料基础。