水稻显性早熟基因Ef-cd的分离鉴定和基因效应分析及一个水稻显性高秆突变体的遗传分析和基因定位

摘要

水稻生育期(抽穗期)是决定品种地区和季节适应性的重要农艺性状，选育早熟高产品种一直为育种家所重视。水稻的早熟性一般由隐性主基因和/或微效多基因控制，显性早熟基因报道较少。我们首先在籼稻上发现显性早熟基因Ef-cd，并用分子标记将其定位于水稻第3染色体短臂。本研究以早籼核不育系6442S-7为Ef-cd基因的供体亲本，通过连续回交与自交以及分子标记辅助选择，分离了Ef-cd基因，分别构建了以迟熟籼稻品系明恢63、蜀恢881和蜀恢527为受体亲本(遗传背景)的近等基因系，并在此基础上分析了Ef-cd基因的基因效应。结果表明Ef-cd基因是一个非感光的显性早熟基因，它在纯合及杂合状态下一般可使水稻提早抽穗11～14天，少数可达17～19天；同时，它能显著降低水稻的株高，但对有效穗、穗长、每穗总粒数、实粒数、结实率和千粒重等其它主要农艺性状均无明显影响。认为Ef-cd基因对促进水稻早熟与高产的有机结合，快速、高效培育出早熟超高产新品种具有重要意义。 株高是水稻品种的另一重要农艺性状，植株过高容易引起倒伏减产，适当矮化则耐肥、抗倒、增产。迄今，国内外对水稻矮生性进行了大量研究，对半矮秆水稻的隐性高秆突变也有不少报道，但对半矮秆水稻的显性高秆突变则很少报道。本研究从水稻育种材料中发现一个新的高秆突变体“D111”，微卫星多态性分析证明它是从二个半矮秆品种6442S-7和蜀恢881杂交后代基因突变产生的，其株高和秆长分别比亲本蜀恢881增加63.0％和87.0％。遗传分析表明D111的高秆性状由一对显性基因控制，且该基因与高秆对照品种南京6号的高秆基因紧密连锁或等位。分子标记定位分析表明该突变基因位于水稻第一染色体长臂，与微卫星标记RM212、RM302和RM472的遗传距离分别是27.7cM、25.5cM和6.0cM，该基因暂命名为LC(t)。认为D111是首例从半矮秆品种自然突变产生的水稻显性高秆突变体，LC(t)为首次定位的水稻显性高秆突变基因。此外，还对LC(t)基因与水稻“绿色革命基因”sd1之间的关系进行了讨论。

目录

文摘

英文文摘

第一部分水稻显性早熟基因Ef-cd的分离鉴定和基因效应分析

1文献综述

1.1品种生育期对水稻生产的意义

1.2水稻品种“三性”及与生育期的关系

1.3水稻品种的生育期遗传

1.4水稻生育期基因的定位

1.5水稻抽穗期基因/QTL的克隆及水稻开花的分子机制

1.6水稻早熟性研究

1.7开题设想及目的意义

2材料与方法

2.1植物材料

2.2 Ef-cd基因的分离、检测及近等基因系构建

2.3早熟效应观察

2.4感光性试验

2.5主要农艺性状的考查

2.6水稻叶片DNA的提取和微卫星分析

3结果与分析

3.1 Ef-cd基因的分离与鉴定

3.2 Ef-cd基因的早熟效应分析

3.3 Ef-cd基因的感光效应

3.4 Ef-cd基因对其它主要农艺性状的影响

4讨论

4.1 Ef-cd基因与其它抽穗期期基因的关系

4.2显性早熟基因的早熟效应

4.3显性早熟基因对其它主要农艺性状的影响

4.3显性早熟基因Ef-cd的应用价值

第二部分一个水稻显性高秆突变体的遗传分析和基因定位

1文献综述

1.1水稻株高基因的遗传分析

1.2水稻株高基因的定位和克隆

1.3水稻矮化机理的研究

1.4开题设想

2材料和方法

2.1植物材料和田间试验

2.2总DNA的提取和微卫星分析

2.3定位群体的构建和目标基因的分子作图

3结果与分析

3.1高秆突变体D111的表型特征

3.2 D111与二个半矮秆原始亲本之间微卫星标记位点的多态性

3.3 D111高秆性状的遗传行为

3.4 D111与南京6号高秆基因的等位性测验

3.5 D111高秆基因的分子标记定位

4讨论

4.1从半矮秆水稻产生的高秆突变体

4.2高秆突变基因的分子标记定位

4.3高秆突变基因LC(t)与水稻“绿色革命基因”sd1的关系

参考文献

致 谢

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