论文部分内容阅读
水稻籼粳亚种间杂种不育性普遍而复杂,是亚种间杂种优势利用的主要障碍。籼粳杂种Fl花粉不育是导致杂种不育性的主要原因之一。开展杂种不育基因的精细定位、物理作图、研究各F1花粉不育座位的遗传效应工作,对于进一步了解杂种不育性的遗传基础,克服亚种间杂种不育性具有重要意义。本研究通过发展位置特异性微卫星标记和缺失多态性标记对Fl花粉不育基因S-e座位进行了精细定位;根据网上公布的水稻基因组序列资料进一步发展缺失多态性标记和单核苷酸多态性标记,将遗传图与物理图进行整合,利用2460株的作图群体对S-e座位进行了物理作图,并利用两种分析软件对S-e所在的区域进行了ORF的预测。以籼稻广陆矮4号为供体亲本,粳稻台中65为受体亲本,利用分子标记辅助选择技术,通过连续4代回交,选择和培育出5个台中65Fl花粉不育近等基因系,并对S-b、S-d和S-e3个Fl花粉不育基因的效应进行了分析。主要结果如下:
1.利用已有的多态性微卫星标记RMl9、PSMl82、PSMl80和本研究新发展的PSM461、PSM448、PSM459共6对标记和279株分离群体对$-e座位进行了精细定位。结果表明:RMl9、PSMl82、PSMl80、PSM46l、PSM448、PSM459和S-e的遗传距离分别为9.1cM、8.7cM、2.6cM、0.6cM、0.2cM和0.4cM。其中,前5个标记位于$-e座位的一侧,标记PSM459位于$-e座位的另一侧。同时发现这些标记在定位群体中表现出严重的偏态分离现象,其中尤以距离S-e座位最近的2个标记PSM448和PSM459最为严重。
2.根据S-e座位精细定位的结果,从IRGSP网站上下载了S-e座位所在区域克隆的序列,将克隆的序列进行了拼接,同时将与S-e座位紧密连锁的分子标记与序列拼接图进行了电子整合。根据整合的结果发展PCR标记,利用2460株的作图群体,最终将S-e座位界定在T9和PSM650之间41.533kb的范围内。其中T4、PSM559、PSM613、PSM623、T2共5个标记与S-e座位完全连锁。RiceGAAS注释分析表明在41.533kb的范围内共有10个ORF,其中大部分为未知功能蛋白(5个未知蛋白、4个假定蛋白),1个为水解酶蛋白。通过基因序列比对结果,初步排除ORFlO。
3.根据S-b、S-d、S-e3个座位分子标记定位的结果,结合分子标记辅助选择技术,通过连续回交的方式,培育出分别含有S-b、S-e、S-b/S-e、S-d/S-e和S-b/S-d/S-e座位的台中65Fl花粉不育近等基因系(暂命名为NIL.Sb、NIL-Se、NIL—Sb/Se、NIL-Sd/Se、NIL-Sb/Sd/Se)。选取分布于水稻12条染色体上的微卫星标记对5个近等基因系进行背景检测,遗传背景分析表明,这5个近等基因系经过4代回交在遗传背景上己基本接近于台中65,5个近等基因系在株型和生育期上和台中65相似。
4.利用5个BC4F2分离群体对FI花粉不育基因的效应进行了分析,结果表明:(1)3个不育基因引起Fl花粉败育的效应大小顺序为S-b>S-e>S-d~(2)多座位杂合时花粉的可育率等于各个单座位杂合时花粉可育率的乘积;(3)3个座位在单独作用下引起的花粉败育均为染败,没有发现空败花粉。
本研究利用水稻基因组测序结果设计分子标记,对水稻特异亲和基因S-e进行了精细定位和物理作图,并进行了候选基因的分析,同时培育了5个含有不同特异亲和基因的近等基因系,进一步丰富和完善了特异亲和性的学术观点。