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水稻簇生穗控制基因ts的定位及育种利用研究

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农业生物技术学报 2014年第9期22卷 1123-1130页

作者：龙小林向珣朝张艳丽徐艳芳苏文丽康翠芳许顺菊西南科技大学植物分子遗传育种实验室

从水稻（Oryza sativa L.）育种材料广恢128、粳稻Kitaake、蜀恢955和蜀恢881的复合杂交F2群体中发现了一个簇生穗突变体,该突变体命名为TS（top-spikelet-two-grain mutant）。TS最显著的变异为穗部一、二次枝梗顶端表现为2;个小穗簇... 详细信息

从水稻（Oryza sativa L.）育种材料广恢128、粳稻Kitaake、蜀恢955和蜀恢881的复合杂交F2群体中发现了一个簇生穗突变体,该突变体命名为TS（top-spikelet-two-grain mutant）。TS最显著的变异为穗部一、二次枝梗顶端表现为2;个小穗簇生在一起。为了明确TS中所含簇生基因ts的遗传机理及其在水稻育种中的利用价值,本研究利用TS与G2480B（indica）杂交的F1、F2群体进行簇生性状的形态观察和遗传分析;利用3个携带有ts基因的转育纯系分析ts基因的应用前景。结果表明,F1群体表现为全部显性,F2群体出现3∶1显隐性状分离,突变性状受1对隐性单基因控制,能够稳定遗传。采用简单序列重复（simple sequence repeat,SSR）标记技术,将突变基因ts定位于第6染色体上的长臂端,位于RM20323和RM6298之间,遗传距离分别为5.1和5.6 cM。3个转育纯系中,L332在保持簇生性状的同时,与亲本G2480B相比,其产量性状无显著差异,蒸煮食味品质较优。ts基因的表达与水稻的单株穗数、每穗粒数、结实率、千粒重和单株产量无显著相关性。以上结果为ts基因在水稻育种上的利用提供了一定的理论基础。

关键词：水稻簇生穗遗传分析基因定位育种利用

水稻簇生穗基因OsCl-6的精细定位与候选基因分析

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农业生物技术学报 2018年第7期26卷 1116-1123页

作者：郑燕梅苏德文蒋家焕朱永生魏毅东陈丽萍连玲王颖姮蔡秋华谢鸿光谢华安张建福福建省农业科学院水稻研究所农业部华南杂交水稻种质创新与分子育种重点实验室/福州(国家)水稻改良分中心/福建省作物分子育种工程实验室/福建省水稻分子育种重点实验室/福建省作物种质创新与分子育种省部共建国家重点实验室培育基地/杂交水稻国家重点实验室华南基地/水稻国家工程实验室

水稻（Oryza sativa）穗部性状的改良对水稻产量提高和品种提升具有重要意义。水稻簇生穗的研究有助于了解水稻的穗发育以及相应基因的调控方式。本研究通过构建籼稻（*** ***）簇生穗材料内江P164和单粒稻9311的正交和反交群体,确定该... 详细信息

水稻（Oryza sativa）穗部性状的改良对水稻产量提高和品种提升具有重要意义。水稻簇生穗的研究有助于了解水稻的穗发育以及相应基因的调控方式。本研究通过构建籼稻（*** ***）簇生穗材料内江P164和单粒稻9311的正交和反交群体,确定该性状为单基因不完全显性遗传。通过混合群体分离分析法和隐性群体分析法将该基因定位于第6染色体长臂标记ID441和ID020之间,区间内预测有23个基因。推测LOC;s06g39650为候选基因,并对候选基因进行克隆,测序表明该基因(命名为:水稻簇生穗基因（*** clustered spikelets gene-6,OsCl-6）)CDS的第1 556的碱基发生了突变,由A突变为G,碱基的改变造成氨基酸序列发生突变,第519位的氨基酸由天冬酰胺（N）突变为丝氨酸（S）,推测从而形成簇生穗性状,进一步对6个非簇生粳稻品种和7个非簇生籼稻品种进行测序分析,结果表明,OsCl-6基因可能是簇生穗基因短花梗（shortened pedicels）sped1-D的等位基因。本研究为阐明水稻穗簇生形成机理以及选育穗大、着粒密度高的水稻新品种提供了基因资源。

关键词：水稻簇生穗水稻簇生穗基因(OsCl-6) 精细定位克隆序列分析

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水稻簇生穗突变体的鉴定及遗传

南京农业大学学报 2002年第3期25卷 116-118页

作者：陈红旗刘刚朱旭东闵绍楷中国水稻研究所水稻生物学农业部重点实验室浙江杭州310006 南京农业大学农学院江苏南京210095

对回交转育的簇生穗品系CL 80 2、自然簇生穗突变体麦颖稻、人工诱导簇生穗突变体双科早系列和中花 11系列进行观察和比较 ,发现人工诱导产生的簇生穗突变体具有粒长变短、长宽比变小的特点 ,而自然簇生穗突变体不存在这种现象。以簇生... 详细信息

对回交转育的簇生穗品系CL 80 2、自然簇生穗突变体麦颖稻、人工诱导簇生穗突变体双科早系列和中花 11系列进行观察和比较 ,发现人工诱导产生的簇生穗突变体具有粒长变短、长宽比变小的特点 ,而自然簇生穗突变体不存在这种现象。以簇生穗突变体麦颖稻为亲本 ,与正常穗型水稻品种杂交所得的F1代、F2 代进行系统分析。结果表明 ,F1代表现簇生但簇生程度较亲本麦颖稻轻 ,为中间类型 ;F2 代产生簇生型、中间型和正常型的分离 ,组合分离比有些符合 1∶2∶1,有些不符 ,其正常穗型的比例在 30 %～ 4 0 %之间。麦颖稻的簇生穗性状表现为部分显性。

关键词：突变体鉴定水稻簇生穗外观品质遗传

水稻簇生穗突变体cll（t）的基因定位及候选基因筛选

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水稻簇生穗突变体cll（t）的基因定位及候选基因筛选

作者：孟浪福建农林大学

学位级别：硕士

在我们构建的籼稻(明恢86)突变体库中,发现了一个非T-DNA插入引起的穗型突变体,表型为大多数枝梗上的小穗以2个或2个以上的方式簇生在一起,因为与已报道的簇生穗突变体Cl(clustered spikelets)近似,因此将该突变体暂命名cll(t)(clustere... 详细信息

在我们构建的籼稻(明恢86)突变体库中,发现了一个非T-DNA插入引起的穗型突变体,表型为大多数枝梗上的小穗以2个或2个以上的方式簇生在一起,因为与已报道的簇生穗突变体Cl(clustered spikelets)近似,因此将该突变体暂命名cll(t)(clustered spikelets like)。突变体cll(t)分别与明恢86、9311和02428杂交,遗传分析表明cll(t)是一个隐性单基因控制的突变体。利用图位克隆技术对突变基因进行定位,最终将基因的突变位点定位在水稻4号染色体长臂上的标记InDel0406和InDel0492之间大约174kb的区域内,且与标记InDel0448,InDel0449,InDel0427紧密连锁。突变体cll(t)与已报道的Cl定位在水稻的6号染色体上不同,表明突变体cll(t)与Cl不等位,是一个新的水稻簇生穗突变体。根据cll(t)基因定位区域的基因注释信息,结果显示该174kb区段包含23个推定基因。本研究获得的cll(t)基因共分离分子标记InDel0448,InDel0449,InDel0427位于推定细胞色素P450相关基因的附近,结合cll(t)突变体的形态特征、生理生化特性和植物细胞色素P450广泛的生物学功能,我们预测该推定细胞色素P450相关基因为cll(t)的候选基因。对明恢86和突变体cll(t)进行目标区域测序比对,结果表明在细胞色素P450第4个外显子上发生了单碱基突变,G1443变为A1443,使Q350变为终止子,导致翻译提前终止。对籼稻明恢72、明恢75、明恢88和粳稻02428、中花15、中花16中该突变位点进行检测,结果该位点均与cll(t)野生型一致,进一步证明细胞色素P450即为突变体cll(t)的候选基因。

关键词：水稻簇生穗 cll(t) 图位克隆细胞色素P450

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水稻簇生穗簇生基因的等位性鉴定和遗传分析

水稻簇生穗簇生基因的等位性鉴定和遗传分析

作者：肖巧珍广西大学

学位级别：硕士

植物生殖发育调控的遗传和分子机制已经成为植物发育生物学研究的门课题。突变体是研究基因的表达与功能的良好实验材料。因此，植物生殖发育突变体的获得和研究，在揭示生殖发育中有关基因的作用及其相互关系，探明植物的生殖发育，特... 详细信息

植物生殖发育调控的遗传和分子机制已经成为植物发育生物学研究的门课题。突变体是研究基因的表达与功能的良好实验材料。因此，植物生殖发育突变体的获得和研究，在揭示生殖发育中有关基因的作用及其相互关系，探明植物的生殖发育，特别是花发育的奥秘起了十分重要的作用。水稻是世界上重要的粮食作物之一，稻穗(也即花序)是人们收获的主要对象，其生殖发育的结果直接影响稻谷的产量和稻米的品质，因此研究水稻生殖发育机制具有重要的理论意义和实际应用价值。在本实验中，通过簇生性亲本簇1与非簇生性的正常亲本42、387、高桂99的杂交后代F、F群体的穗部性状的调查分析及适合性测验结果，说明簇1的簇生性状是由不完全显性单基因控制;运甩第6染色体上C1基因附近的SSR分子标记RM162对水稻簇生穗簇1突变材料进行分子检测，各杂交组合的F2群体PCR扩增结果表现出良好的多态性，说明簇1的簇生基因与C1基因是相同的;在来源不同的簇生性亲本簇1、簇2和小麦稻间进行杂交，通过各杂交组合的F及F代群体的穗部性状的调查分析，发现控制簇1与簇2簇生性状的基因是一对等位基因，而控制簇1、簇2簇生性状的基因与小麦稻簇生性状的基因是非等位基因，因此我们认为可能找到了控制簇生穗发育的新基因位点，为研究簇生穗发育的调控机制提供了新的突变体材料。

关键词：水稻簇生穗遗传分析等位性鉴定分子检测

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一个水稻簇生穗突变体的遗传分析与基因定位

一个水稻簇生穗突变体的遗传分析与基因定位

作者：陈光毅四川农业大学

学位级别：硕士

水稻,是我国重要的粮食作物。世界上有将近一半的人口将稻米作为主食。水稻的产量构成因素由4部分组成：单位面积穗数、每穗粒数、结实率与千粒重。因此,小穗的发育是影响水稻产量的重要因素之一。水稻簇生穗突变体(Clustered Spikelets... 详细信息

水稻,是我国重要的粮食作物。世界上有将近一半的人口将稻米作为主食。水稻的产量构成因素由4部分组成：单位面积穗数、每穗粒数、结实率与千粒重。因此,小穗的发育是影响水稻产量的重要因素之一。水稻簇生穗突变体(Clustered Spikelets, Cl),即主穗轴和枝梗顶端颖花与下面的2-3朵颖花着生在一起。这类突变体最早是由美国的Jodon于1957年报道。该突变体的每穗颖花数与野生型相比大幅度增加,这对提高单穗产量具有重要意义。Nagao和Takahashi两位日本研究者发现：这种性状是由单个不完全显性基因控制,并将其定位在水稻第6号染色体上。本研究从一个经EMS诱变的高世代回交群体M2中获得一个簇生穗突变体,暂命名为EMS-Cl,其表型特征为主穗轴严重退化,只有很少的二次枝梗,枝梗顶端2-4粒小穗簇生在一起,且籽粒发育畸形。利用该突变体材料构建遗传定位群体,对突变体EMS-Cl进行了遗传分析以及基因定位,得到的主要研究结果如下：1.突变体EMS-Cl的表型特征和主要农艺性状：与野生型相比,突变体EMS-Cl穗子的差异主要表现在：主穗轴严重退化,二次枝梗数减少;枝梗顶端2-4粒小穗簇生在一起,呈“V”或“W”形状排列;突变籽粒变小,籽粒畸形,结实率也很低。分别随机选取突变体EMS-Cl、野生型和日本晴成熟穗子考查其穗部农艺性状,通过统计发现突变体EMS-Cl每穗颖花数增多(多达344粒),籽粒发生簇生的概率也很高(高达70%),但是结实率却非常低(低至35%)。2.突变体EMS-Cl的遗传分析：以突变体EMS-Cl作为亲本之一,分别与日本晴正反交,得到的F1植株的穗部均表现为正常穗型,说明该性状为隐性遗传,且不受细胞质遗传影响。用EMS-Cl作母本,日本晴做父本构建F2群体,观察群体中植株的分离表现。结果发现：在F2群体中,显性性状与隐性性状的分离比约为17：1,说明该基因的遗传应该还受到不同遗传背景和籼粳交群体不育性的影响。3.突变体EMS-Cl的基因定位及基因预测：以突变体EMS-Cl和日本晴的杂交所得的F2作为定位群体。用405对平均分布于水稻12条染色体上的SSR标记进行亲本间多态性分析,采用群体分离分析法(Bulked Segregant Analysis, BSA)对混池进行筛选,并同时重新开发了20对新的SSR标记,最后将该基因定位在Chr4长臂标记CGY-08和CGY-02之间,两者之间的物理距离为145.7kb。根据基因定位结果,利用Rice Genome Annotation Project (http://***/)对该目标区域内的基因进行预测。结果发现,该区域内包含了20个预测基因。经分析和测序比较,突变体EMS-Cl在一个细胞色素P450 (CYP724B1)基因的第四外显子发生了单碱基的突变,C1810突变为T1810。该碱基突变导致其编码蛋白质的第292位的苏氨酸(Thr)突变为异亮氨酸(Ile)。细胞色素P450编码与油菜素内酯(BR)合成相关的蛋白,而BR对花粉粒育性和顶端分生组织的保持方面发挥重要作用。推测细胞色素P450突变可能是造成籽粒簇生性状的原因。

关键词：簇生穗遗传分析基因定位 P450 BR

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水稻簇生穗基因cl-4的精细定位

水稻簇生穗基因cl-4的精细定位

作者：曾秀红扬州大学

学位级别：硕士

近年来,植物花发育的研究已成为植物分子遗传和发育生物学研究的一个新热点。水稻是世界上重要的粮食作物之一,也是单子叶植物发育生物学研究较理想的模式植物,水稻花器官还是粮食赖以形成的基础。因此研究水稻花的发育无论在发育生物... 详细信息

近年来,植物花发育的研究已成为植物分子遗传和发育生物学研究的一个新热点。水稻是世界上重要的粮食作物之一,也是单子叶植物发育生物学研究较理想的模式植物,水稻花器官还是粮食赖以形成的基础。因此研究水稻花的发育无论在发育生物学还是在育种上都具有重要的理论意义和实际应用价值。在本研究中,利用60Co-γ射线辐射水稻品种93-11,在M2代获得了一份簇生穗突变体cl-4,穗部性状改变,无主穗轴,只有很少的二次枝梗,一次枝梗顶端籽粒2～3粒簇生,且籽粒畸形。将cl-4突变体与粳稻亲本武运粳8号杂交,F1植株表型正常,在F2群体中,正常植株与簇生植株出现了明显的分离,其分离比例偏离了孟德尔的理论分离比例(3:1),簇生植株的数目明显偏少,推测可能与籼粳交群体本身的性质有关,初步说明该突变性状受隐性基因控制的遗传特性。用图位克隆的方法,将cl-4基因定位在第4染色体长臂上131kb的区域内,通过基因预测发现,在131kb区域内存在19个候选基因,对其中8个可能的候选基因进行测序,结果表明:在P450 90B1基因的第一个外显子中存在一个碱基(T)的缺失,导致提前出现终止密码子;其它7个基因在野生型93-11和cl-4之间无序列差异。初步证明P450 90B1基因与小穗发育和枝梗的延伸有关。通过比对分析,cl-4与已知克隆的Dwarf11等位,该基因参与了水稻油菜素类酯的代谢,命名为CYP724B1,控制株高和籽粒长度。根据cl-4突变体无主穗轴(或主穗轴过早退化)的特征,推测油菜素类酯(BR)在顶端分生组织(SAM)的保持方面将发挥重要作用。

关键词：水稻簇生穗 cl-4 图位克隆油菜素类酯

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水稻簇生穗突变体基因研究进展

福建农业学报 2013年第9期28卷 931-937页

作者：苏德文郑燕梅何炜张建福谢华安福建师范大学生命科学学院福建福州350108 福建省农业科学院水稻研究所/农业部华南杂交水稻种质创新与分子育种重点实验室/福州(国家)水稻改良分中心/福建省作物分子育种工程实验室/福建省水稻分子育种重点实验室福建福州350003 福建省作物种质创新与分子育种省部共建国家重点实验室培育基地福建福州350003 杂交水稻国家重点实验室华南基地福建福州350003 水稻国家工程实验室福建福州350003

水稻是世界上最重要的粮食作物之一,也是单子叶植物分子生物学研究的模式植物。稻穗(即花序)的生殖发育直接影响到稻谷的产量和稻米的品质,因此研究水稻花器官的形成无论在发育生物学还是在遗传育种上都具有重要的理论意义和实际应用价... 详细信息

水稻是世界上最重要的粮食作物之一,也是单子叶植物分子生物学研究的模式植物。稻穗(即花序)的生殖发育直接影响到稻谷的产量和稻米的品质,因此研究水稻花器官的形成无论在发育生物学还是在遗传育种上都具有重要的理论意义和实际应用价值。本文介绍了当前花器官研究状况,从簇生穗的性状,形成机制及遗传学分析等方面的出发,阐述了簇生穗基因的研究进展,并展望基因在未来水稻遗传育种中的应用。

关键词：簇生穗遗传分析基因定位进展

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一个水稻簇生穗突变体的遗传分析与基因定位

中国农学通报 2014年第27期30卷 258-264页

作者：陈光毅张红宇徐培洲陈晓琼黄芳邝小林吴先军四川农业大学水稻研究所/西南作物基因资源与遗传改良教育部重点实验室成都611130

水稻的花器官是籽粒形成的基础,对如何提高水稻产量的研究一直都是水稻遗传育种工作者所关注的重点。从一个经EMS诱变的高世代回交群体M2中获得一个簇生穗突变体（Cl）,突变体表型特征为：主穗轴严重退化,枝梗顶端2~4粒小穗簇生在一起,... 详细信息

水稻的花器官是籽粒形成的基础,对如何提高水稻产量的研究一直都是水稻遗传育种工作者所关注的重点。从一个经EMS诱变的高世代回交群体M2中获得一个簇生穗突变体（Cl）,突变体表型特征为：主穗轴严重退化,枝梗顶端2~4粒小穗簇生在一起,簇生率高达70%。以粳稻品种日本晴和簇生穗突变体杂交,构建F2群体。遗传分析表明该性状受隐性基因控制,其F2分离比远偏离经典孟德尔遗传分离比。利用该F2群体,采用BSA法将基因定位在4号染色体的SSR标记CGY-08与CGY-02之间,两者间的物理距离为145.7 kb。对该区间内的预测基因测序发现：一个P450（CYP724B1）基因的第四外显子发生了单碱基的突变,而P450编码与BR合成相关的蛋白。因此,结合突变体表型和测序结果,推测细胞色素P450可能是控制小穗簇生的候选基因。

关键词：簇生穗遗传分析基因定位 P450 BR