作物育种信息.docx

1、作物育种信息作物育种信息第 1 期总第165期 2008年1月主办单位：四川省农作物育种攻关办公室四川省科技厅农村科技处主 编：何勇强副主编：郑林用 杨季声本期责任编辑：向 平编辑出版：四川省农科院信息所作物育种信息编辑部地 址：成都市净居寺路20号邮 编：610066电 话：（028）84504194E-mail：pbding要 目 分子标记在水稻稻瘟病研究中的应用 红色水稻色素着生位置与四种微量元素的研究 利用表达序列标签分离平菇发育期间表达的基因 利用RNA干扰技术抑制水稻淀粉极限糊精酶基因表达 水稻BAC在玉米有丝分裂染色体上FISH杂交体系的构建 标记构建水稻连锁图谱和单片段替换系

2、小麦对黄斑病黄化成分抗性的遗传 节节麦Acph1位点的遗传图谱 一种新的北美俄罗斯小麦蚜虫生态型的抗性 国内外功能型水稻研究现状目 录【专题综述】分子标记在水稻稻瘟病研究中的应用 1【前沿科技】红色水稻色素着生位置与四种微量元素的研究 3基因枪法转基因水稻后代主要性状的多元遗传分析 3利用表达序列标签分离平菇发育期间表达的基因 4基于PCR的水稻候选RGA标记检验和评估 4对Basmati水稻染色体8区域的SSR分析 4利用RNA 干扰技术抑制水稻淀粉极限糊精酶基因表达 5利用回交重组自交群体检测水稻耐低温发芽数量性状基因座 5水稻BAC 在玉米有丝分裂染色体上FISH杂交体系的构建 5水稻长

3、穗颈光、温敏核不育系福eS1的变异性研究 6【技术与方法】HPT-ELISA 方法的建立及其在转基因水稻监测中的应用 6双孢蘑菇野生菌株在食用菌普通培养料上的资源分配能力 7ZmC4 Ppc 基因水稻的标记辅助选择及其后代的产量性状分析 7鹰嘴豆每个茎轴上花朵数控制基因的等位关系 7采用微卫星标记的评价试验来分析混杂的和多余的芸苔属种质系 8标记构建水稻连锁图谱和单片段替换系 8冬性小黑麦与冬小麦杂交的F2衍生群体对镰孢菌穗疫病抗性的平均值和方差 9小麦对黄斑病黄化成分抗性的遗传 9利用非堆沤料和菌渣生产双孢蘑菇时不同菌株和菌丝类型对其产量、大小以及子实体固形物含量的影响 10鸟氨酸转氨酶在双

4、孢蘑菇子实体形成中的作用 10不同水稻品种条纹叶枯病抗性筛选 10锈病和晚期叶斑病抗性花生栽培种质的SSR分析 10测序水稻品种SSR遗传连锁图谱的构建及其农艺性状基因座分析 11在10个不同位点上产生了雄不育性分离的21个大豆品系由虫媒引起的结实力评价 11节节麦Acph1位点的遗传图谱 12带npt-基因转基因水稻快速检测技术的建立 12稻瘟病毒素对水稻根冠活细胞的影响研究 12稻瘟病菌粗毒素对水稻成熟胚愈伤组织诱导的影响及抗性筛选 13绘制分子图谱确定小麦瘿蚊抗性基因位于小麦1A染色体上 13建立小麦颈腐病抗性的分子标记：2-49Janz群体幼苗抗性的QTL定位 13从粘果山羊草转移到小

5、麦中的叶锈和条诱抗性基因Lr54和Yr37 14大麦斑枯病部分抗性的遗传 14一种新的北美俄罗斯小麦蚜虫生态型的抗性 14利用分子标记辅助选择培育抗角斑病的四季豆品系 15低温敏感不育水稻培矮64S 育性转换的植株温度指标 15黑龙江省水稻品质性状的遗传变异分析 15以双孢蘑菇栽培为例调查堆料中微生物的活性 16在家禽垫料中加入氨抑制剂与蘑菇堆料制备和蘑菇生产的兼容性 16利用DH群体分析水稻产量与蒸煮品质的遗传相关性 16三系杂交水稻亲本遗传差异及其与杂种优势的关系研究 17【材料与品种】II 优93 水稻 17通过渗入收获前萌发耐性QTL来提高白粒小麦的籽粒休眠 17T优115 水稻 18

6、大麦DH系农艺性状的分离畸变 18Y 两优1号水稻 18不同倍性水稻胚乳蛋白的差异表达研究 19蛋白质电泳在杂交水稻种子纯度鉴定中的应用 19广东国外水稻种质资源的引进和评价利用 19两优389 水稻 20【科技纵横】国内外功能型水稻研究现状 20栽培食用菌的维生素B1和B2含量 21利用大孢蘑菇真菌生物体从水体中去除有毒重金属 22欧洲稻米贸易和水稻生产系统 22专题综述分子标记在水稻稻瘟病研究中的应用水稻是我国最重要的粮食作物。我国水稻面积约占粮食作物总面积的30% ,产量占粮食总产的40%,我国50%以上的人口是以稻米为主食,在某种程度上水稻单产的高低是维系我国人口增长和社会稳定的关键。

7、但是,随着水稻和高产栽培措施的推广,稻瘟病等病害呈不断加重的趋势,已成为我国水稻生产的主要障碍。稻瘟病的爆发严重影响水稻产量, 我国南北稻区每年均受到不同程度危害, 流行年份重病地区一般减产10%20%, 重的达40%50%, 局部田块甚至颗粒无收。目前生产上主要采用化学农药和种植抗病品种来控制稻瘟病。化学防治效用短, 成本高且污染环境, 因此选育和种植抗病品种成为控制稻瘟病危害最经济有效的方法。但稻瘟病菌生理小种繁多且变异快, 抗稻瘟病品种的抗性常因稻瘟病菌的生理小种变异而很快丧失。通过常规的育种方法培育广谱、长效抗病品种十分困难。现代分子技术的发展为选育新抗源, 培育广谱持久抗性品种, 将

8、多个抗性基因聚合到同一高产优质水稻品种中开辟了新途径。一、稻瘟病菌-水稻作用机理稻瘟病菌-水稻相互作用关系符合Flor的基因对基因学说, 即对于寄主中的每一个显性抗性主基因, 在病原菌中就存在一个特异的与之相对应的显性无毒基因。Flor的基因对基因作用模式是大多数病原体- 植物的互作方式, 尤其适用于作物病害,其作用机理是受体-配体(或激发子)作用方式, 即由抗性基因编码的受体蛋白特异性地识别无毒基因编码的配体。随着一系列抗性基因和无毒基因被克隆, 这一假说得到进一步证实。稻瘟病无毒基因AVR1-CO39被水稻CO39的单一显性抗病位点所识别, AVR1-CO39 无毒基因的缺失或突变使稻瘟病

9、菌产生毒力。Jia 等通过酵母双杂交系统和体外结合测验, 发现AVR-Pita176编码蛋白与Pi-ta编码蛋白的RD(luecine-rich-domain)特异结合, 并在寄主细胞内引起Pi-ta防御抗性反应, 且只对含有Pi-ta基因的水稻产生这种特异的过敏反应(hypersensitive response, HR),这说明AVR-Pita176编码产物是一种特异性的激发子, 能触发Pi-ta调节的稻瘟病抗性反应。Pita/AVR-Pita 基因的克隆为水稻稻瘟病致病机理的研究提供了很好的研究模式。稻瘟病菌-水稻互作机理的深入研究, 将为解决抗病品种的感病化问题, 加快水稻抗病品种的培

10、育进程提供重要的理论依据。二、分子标记在抗稻瘟病研究的作用稻瘟病是植物-病原物相互作用的模式系统,其抗病性不单与水稻品种本身的基因型有关,亦与病原菌的基因型相关。稻瘟病菌的易变性和群体结构的复杂性是水稻品种稻瘟病抗性易丧失的根本原因之一,因此全面准确地掌握育种地区稻瘟病病原菌的结构及其演化变异规律,是开展水稻稻瘟病持久抗性育种必不可少的工作内容。已有的初步研究结果表明,病原真菌中的SSR一般都有25个等位位点,不但可用于种群遗传多样性、近缘种的比较及系谱研究,而且还可用于不同寄主分离物之间的比较,或是菌株、小种之间的比较。因此,利用稻瘟病菌基因组中数量丰富、分布广泛的SSR标记,能够为群体研究

11、提供大量遗传信息。而且还可通过基因组中位置已知的SSR 标记,很快筛选到与无毒基因(Avr) 等重要功能基因连锁的标记,为进一步对无毒基因进行精细定位、克隆,明确其与相应抗性基因互作的规律奠定了基础。水稻品种的抗病性之所以容易丧失,关键在于品种或抗源的单一化。通过聚合杂交,累积多个抗病基因于同一材料,培育出多抗品种,是避免或减缓水稻品种抗性丧失的一种有效途径。如在聚合杂交的历次杂交中,应用目标性状紧密连锁的分子标记进行辅助选择,可以快速准确地将多个目标基因聚合于1个重组体。SSR标记对抗稻瘟病研究起到十分重要的作用,为抗病基因的聚合提供了一种有效的工具。陈学伟等利用与抗病基因紧密连锁的序标位S

12、TS及SSR标记OSR20、OSR32、RM213、RM207、RM262,跟踪筛选了抗稻瘟病基因,将Pi-d(t) 1、Pi-b、Pi-ta2 聚合于G46B中,在相对较短的时间内,培育出了抗多个生理小种的相对持久的抗病品系,对利用分子标记进行多个抗病基因的辅助选择提供了有实用价值的实证。三、稻瘟病抗性基因遗传分析与分子定位早期的稻瘟病抗性基因的研究多数采用经典遗传分析法, 日本学者Kiyosawa 等采用此法鉴定了8位点14个主效抗性基因, 分别为Pita 位点上的Pita、Pita2,Pik 位点上的Pik、Piks、Pikp、Pikh、Pikm,Piz 位点上的Piz、Pizt, 还有

13、Pia,Pib,Pish、Pii,Pit。我国学者利用Kiyosawa 的12个鉴别品种和7个菌株对云南地方粳稻品种红镰刀谷进行遗传分析鉴定了2个新的抗性基因, 且与Pita、Pik、Piz、Pia、Pib、Pii、Pit 等7个位点非等位。雷财林等对籼稻品种窄叶青8号、云南粳稻，毫变-1和扎缅尼-1的稻瘟病抗性进行遗传分析, 发现窄叶青8号对我国北方稻区代表菌系10-8-14和日本代表菌系研54-04的抗性受Pizh 控制, 毫变-1和扎缅尼-1对日本代表菌系研54-04和北1的抗性受1对显性基因控制。传统的遗传分析方法是根据抗性品种的抗性反应分离情况来鉴定其所含抗性基因的数目,不能将抗性基

14、因具体定位于染色体上。以基因组为基础的遗传标记的发展大大加快了抗性基因的定位。迄今已有约60个稻瘟病主效显性抗性基因被定位,也有隐性抗性基因的报告。这些基因大部分集中在第6、11、12 染色体上, 且成簇分布, 但是这些基因簇是否为等位基因或是紧密连锁还需进一步确认。吴建利、庄杰云等利用谷梅2号和中156 杂交构建重组自交系(RIL)定位了Pi24( t) 和Pi25(t), Pi26(t), 其中Pi24(t)位于第12染色体,与Pi4(t),Pi6(t),Pi12(t),Pi19(t),Pi20(t),Pi62(t), Pi157(t), Pita 和Pitq6 成簇分布, 表现叶瘟抗性;

15、 Pi25(t) , Pi26(t) 位于第6染色体, 与Pi2(t), Pi9(t) 和Pitq1成簇分布, 表现叶瘟和穗颈瘟抗性。Chen 等利用AFLP标记(AF348和AF349)在Moroberekan 鉴定出抗性基因Pi44(t),并将其定位于第11染色体上, 与Pi1(t), Pik位于同一区域。Sallaud 等利用RFLP、RGA 标记在IR64 与Azucena 的105个双单倍(DH)体系中签定了9 个抗性位点RL)Pi24(t)-Pi32(t) , 其中6个RL源于高抗亲本IR64,3个LPi24(t)、Pi26(t)、Pi28(t) 源于亲本Azucena。Pi24(

16、t) -Pi28(t) 5个RL为从未报道的新的抗性基因, 分别位于第1、2、5、6和第10 染色体；Pi29(t)位于第8 染色体紧邻于Pi11(t)；Pi30(t)位于第11 染色体, 紧邻于Pi-a；Pi31(t)、Pi32 (t)位于第12染色体, 分别位于Pi6(t),Pi157(t)、Pi-ta 和Pi12(t), Pi-tq6、Pi21(t) 抗性基因区域。同时该实验室Berruyer 等将Pi33(t)定位于IR64 和Bala 第8 染色体的短臂上。Liu 等在抗性品种三黄占2号(SHZ-2)的重组自交系(RI)和高代回交系(BC)中利用候选抗性反应基因(candidated

17、efense response genes)定位了PiGD1(t)、PiGD2(t)、PiGD3(t)三个抗性基因, 分别位于第8、10和第12染色体。华南农业大学Pan 等近年来采用混合群体分离分析( bulked-segregant analysis, BSA)和隐性群体分析( recessive-class analysis, RCA)方法相结合精细定位了Pi15(t)、Pi36(t)、Pi37(t)。Pi15( t)位于第9染色体, 与RAPD标记BAPi15486 和BAPi15782 紧密连锁, 遗传距离分别为0.35 cM,0.35cM； Pi36(t)位于第8 染色体上一个17

18、.0kbNipponbare BAC和PAC 重叠群的DNA片段, 与SSR标记RM5647和候选抗性基因标记(CRG)CRG2 紧密连锁, 遗传距离分别为0.4cM, 0.2cM,Pi37(t) 位于第1 染色体上一个60kb Nipponbare BAC 和PAC 重叠群的DNA 片段, 与SSR标记RM543 和位点特异微卫星标记( position-specific microsatellite) FPSM1 紧密连锁, 遗传距离分别为0.7cM, 0.07cM。稻瘟病抗性基因的精细定位和物理、遗传图谱的构建为通过图位克隆策略分离抗性基因奠定了坚实的基础。四、分子标记技术应用展望稻瘟病

19、菌的SSR 分析,已经有一些研究者做过探索,但都不是就基因组规模进行的。目前该病原菌基因测序已经完成,必将极大地促进在基因组水平研究该菌的遗传与变异,为寄主病原物相互关系的研究,利用寄主抗性管理植物病害提供更透彻的信息。尽管在植物病原真菌中,稻瘟病菌是研究比较多的真菌,但就整个基因组来说,我们目前知道的仍然非常有限。利用物理、化学、生物方法寻找各类突变体,是功能基因组研究中非常重要的手段。而如此丰富的SSR 可谓天然存在的突变库。利用基因编码区中丰富的SSR 序列信息及其变化带来的功能变化的信息,将可以在该菌功能基因组的研究中发挥十分重要的作用。如通过编码区内SSR与近旁SSR的连锁关系,来证

20、明基因位置是否发生了变化；利用编码区内重复次数差异较大的SSR ,也可通过RT - PCR、定量PCR来比较其所在基因表达水平的差异,从而深入研究PCR对基因表达的影响及基因表达水平变化以后对稻瘟病菌生物学特性的影响。目前, SSR具有诸多优点而成为第2代较理想的分子标记。SSR与QTL检测方法相结合将有更广泛的应用前景。 （本刊编辑部整理报道）前沿科技利用RNA 干扰技术抑制水稻淀粉极限糊精酶基因表达河南省农业科学院生物技术研究所黄冰艳等构建了含极限糊精酶基因片段反向重复结构的RNAi 载体，抑制水稻籽粒中极限糊精酶基因表达获得了极限糊精酶基因功能缺失突变体。经酶切及序列测定证实，成功地构建

21、了胚乳特异表达启动子启动的水稻极限糊精酶基因反向重复结构RNAi 载体；通过根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)介导水稻(Oryza sativa sp. japonica)转化，经PCR 及Southern 杂交检测，获得28 个水稻转基因再生株系；以极限糊精酶抗体对转基因株系胚乳发育期籽粒蛋白质进行Western 杂交，并经SDS-PAGE 极限糊精酶活性检测，结果显示，该反向重复结构在胚乳发育期表达，减少了极限糊精酶的积累，获得了不同沉默效果的转基因株系。转化株系012 的极限糊精酶活性只有野生型的10%，表明该载体可有效地抑制水稻胚乳中极限糊精酶的活性。（农

22、业生物技术学报）对Basmati水稻染色体8区域的SSR分析香味和煮熟籽粒伸长度（CKE）是最重要的两种品质性状；而根据这两种性状可以把Basmati水稻与其他水稻类型区分开。以前所进行的遗传分析研究已表明，这两种性状的基因/QTL是连锁的，并且出现在染色体8上。我们已经用包括RG28位点上的一个特定标记（SCU-SSR）在内的共26个SSR标记来评价了33个水稻基因型中的遗传多样性；这33个基因型代表了常规Basmati水稻、由籼型Basmati水稻组合育成的Basmati水稻和非Basmati型（籼型和粳型）水稻品种。将评价结果与整个基因组基本的SSR等位基因数据进行了比较。这26个SSR

23、标记（24个多态和2个单态标记）扩增了总共106个等位基因，并检测到其中21个等位基因是极其良好的，它们只出现在1个基因型中。等位基因数、等位基因大小和多态信息含量（PIC）数值的变幅分别在1-8、87-312和00.736bp。SCU-SSR1标记扩增了总共3个等位基因（128、129和130bp）。除了Basmati217品种（129bp）和7/13杂交育成的Basmati品种以外，全部Basmati常规品种都含有130bp等位基因。129和128bp等位基因分别出现在大多数籼型和粳型水稻品种中。常规Basmati（TB）品种、籼型和粳型品种的平均成对相似性系数分别为0.512、0.483

24、和0.251。TB品种和粳型品种间的平均相似性系数（0.236）高于TB品种和籼型品种间的平均相似性系数（0.150）。根据主成分分析和树状结构分析测定的遗传关系清楚地表明，TB品种和籼型品种间有高度的差异，这两类品种形成了完全不同的两个组群。杂交育成的Basmati品种和粳稻基因型位于这两个组群之间。Basmati217和Ranbir Basmati品种与其余的TB品种偏离很远。包括Super、CSR30和Kernel在内的某些杂交育成的Basmati品种与TB品种靠得较近。籼型品种CSR10(耐盐品种)和Pokkali（耐盐地方种）形成了完全不同的单独一个组群。Pritchard结构分析把

25、水稻基因型划分成了4个主要的亚群，即TB、杂交育成的Basmati、籼型和粳型（包括Ranbir Basmati和Basmati217）。染色体8上的数据组与分布在12个水稻染色体上的30个SSR标记的等位基因数据组间显示出正相关，说明这两者间有较高的相似性水平。本研究证实了TB品种与籼型和粳型品种间的差别，并且还提供了区分TB水稻、杂交育成的Basmati品种和长粒非Basmati品种的几个新标记。谢国禄摘译自 Euphytica,152(2):259-273,2006利用表达序列标签分离平菇发育期间表达的基因为了分离和鉴定平菇（Pleurotus ostreatus）子实体发育期间调控发育

26、的基因，我们建立了平菇8个发育期的cDNA文库。从这些文库，共产生11 761个表达序列标签 (PoESTs)。其中，共鉴定到4060个不同的基因 (PoUnigenes)，占整个基因组的34.5%。对发育期间的ESTs冗余分析分别鉴定到在菌丝、子实体、担孢子中专性表达的基因各8、13、2个。利用RT-PCR证明了9个基因的专性表达，这9个基因在子实体发育期表现专性冗余表达。与冗余分析的预期结果相一致，其中4个基因在子实体发育期进行专性表达，其余基因在子实体发育期丰富表达。本研究建立的平菇EST数据库为进一步研究担子菌的发育期提供了生化基础。邱敦莲译自FEMS Microbiology Let

27、ters，276（1）：19-25, 2007 红色水稻色素着生位置与四种微量元素的研究四川农业大学水稻研究所四川省国际科技合作示范基地王丽华等通过徒手切片观察了红色水稻色素着生位置,并用等离子体质谱仪、原子吸收光谱仪测定了四种微量元素(Fe、Zn、Se、Ge) 的含量,比较红宝石、杂交红米和普通白米中微量元素含量,以确定其营养差异。实验结果如下: 其色素主要存在种皮和果皮中；微量元素铁(Fe)、锗(Ge)主要存在糙米的种皮和果皮中； 红宝石糙米中各微量元素含量和四种微量元素总含量均高于普通白米,说明红宝石营养成分含量高,并且由其遗传特性所决定。微量元素锗(Ge)、硒(Se) 含量在杂交红米中

28、与亲本常规红米中的含量持平,说明通过杂交方法来提高保健稻产量,降低其生产成本是有效的,因此红宝石是很有利用潜力的优质保健稻米资源。（四川大学学报(自然科学版)）基因枪法转基因水稻后代主要性状的多元遗传分析 广东海洋大学农业生物技术研究所郭建夫等对超级稻恢复系E 32及其20个基因枪法转基因T4代株系的生育期、纹枯病抗性及产量性状进行多元遗传统计分析。结果表明: 12个性状主要载荷在5个主因子上,其相关信息占性状间总信息的92.44%。第一主因子中起主要作用的性状是穗总粒数、着粒密度和穗实粒数等粒数因子；第二主因子中载荷量较高的性状是病情指数、平均病级、病秆率等纹枯病抗性因子；第三主因子中起支配

29、作用的性状是播始日数和生长日数等生育期因子；第四、五主因子中分别只有单株穗数、结实率起主导作用。根据斜交因子得分值把转基因后代株系分为4类,不同类型株系具有不同的生育期、抗病性和产量特征,育种中可依据转基因水稻各因子的相对重要性及各类群的特征,采取相应的育种改良措施以提高选择效率。 （种子）水稻长穗颈光、温敏核不育系福eS1的变异性研究长穗颈光、温敏核不育系福eS1是采用e-杂交稻育种技术育成的第一个光、温敏核不育系，组配的杂交稻品种e福丰优11已通过江西、湖南、湖北等省的审定，进入生产应用阶段。然而，在近几年的福eS1种子生产过程中，发现福eS1群体中不同程度的出现两种类型的异型株：高秆株和

30、矮秆株，特别是高秆株的出现在一定程度上影响到福eS1的生产应用。为了明确长穗颈光、温敏核不育系福eS1生产过程中出现的高秆株和矮秆株的来源及原因，以期为福eS1的生产应用提供理论指导，本研究对高秆株和矮秆株的生物学特性，产生的原因等进行了研究，主要研究结果如下：(1)高秆株和矮秆株的突变频率研究表明，在福eS1的生产应用过程中都会出现两种异型株：高秆株和矮秆株，它们出现的频率分别约为9.3110-5和2.1210-5。(2)高秆株和矮秆株的农艺性状分析高秆株的株高比福eS1显著提高2050Cm，其抽穗期比福eS1早35d。高秆株株高的增加主要由于穗颈长、倒一节间长、倒二节间长、倒三节间长等茎秆

31、性状的显著提高。矮秆株的株高比福eS1矮，差异显著；矮秆株包穗严重、倒一节间长缩短，与培矮645的农艺性状差异不显著。(3)高秆株和矮秆株的遗传规律遗传分析表明，福eS1中的高秆株仍为原来的长穗颈基因所控制，而矮秆株的产生是由于eui基因发生了回复突变。(4)高秆株的花粉育性研究表明，高秆株在可育期的结实率较福esl高；不育期，高秆株同样表现出不同程度的可育。(5)出现高秆株的原因研究表明，福eS1中的高秆株是由于其育性转换温度升高，使其在可育期结实好，不育期表现不同程度的可育，导致高秆。（福建农林大学硕士论文 林龙湘）基于PCR的水稻候选RGA标记检验和评估浙江大学农业与生物技术学院肖天霞等

32、在生物信息学方法开发的基于e2PCR、共显性的402 个水稻候选RGA 标记的基础上,随机挑选40 对引物,分别以水稻品种Nipponbare 和93211 的DNA 为模板进行PCR 扩增验证。得到清晰条带占所用标记总数的8715% (35个标记),其中31 对引物为共显性标记,4对引物为显性标记。用这31对RGA引物在24个水稻品种中进行PCR 扩增,结果表明标记具有很好的通用性和特异性。RGA 引物平均标记多态性指标( PIC) 值为0146 ,标记具有较好的多态性。（浙江大学学报(农业与生命科学版)）利用回交重组自交群体检测水稻耐低温发芽数量性状基因座南京农业大学作物遗传与种质创新国家重点实验室纪素兰等利用Nipponbare /Kasalath / /Nipponbare回交重组自交系群体, 对贮藏在低温(4) 和室温条件下的种子进行低温发