红莲型不育和恢复基因在亚洲栽培稻中的筛选研究

论文摘要

水稻是世界重要粮食作物之一，水稻基础研究和应用研究对于保证粮食生产的稳步增长满足日益膨胀的人口发挥重要的作用。红莲（Honglian）型细胞质雄性不育（Cytoplasmic male sterility，CMS）水稻是水稻三种主要CMS类型之一，以HL-CM不育系组配的杂交水稻表现出品质优、抗性强及产量高的特点，目前在长江中下游大面积的推广。所以对红莲型细胞质和恢复材料的应用研究对于杂交水稻杂交优势的利用具有重要意义。本研究在HL-CMS水稻的不育和恢复基因的精细定位和克隆的基础上进行，获得如下研究结果：1．为了研究红莲型细胞质在亚洲栽培稻中的分布，同时期望创造新的红莲型不育系，选用亚洲栽培稻水稻品种137个，以红莲型细胞质相关基因orfH79序列设计引物进行分子辅助选择，同时结合测序分析共得到3个红莲型细胞质Q5、860、861，材料860与红莲型保持系的粤泰B（YB）的回交表现不育，且BC1F1比F1花粉染色较浅，表现圆败。另外两个材料表现F1可育，BC1F1发生育性分离，x2值分别为0.293和0.190，符合分离比1：1，说明在这些材料含有一对恢复基因。2．选用亚洲栽培稻品种137个，以红莲型恢复基因Rf5／Rf6共分离的分子标记RM3510和RM5373进行分子辅助选择，筛选与Rf5／Rf6扩增带型不一样的栽培稻品种，得到27个扩增片段与Rf5／Rf6不一样的品种，与红莲型不育系粤泰A（YA）测恢结果显示，这27个材料只有一个不含红莲恢复基因，选取15个材料进行田间遗传分析，14个材料符合单个基因的作用模式。以5个与Rf5／Rf6扩增带型不一样的栽培稻进行等位性验证，得到红莲型新恢复位点材料3个，分别是IR64、彭山铁杆占和五大稻种。这三个材料与9311和MY23的遗传交换率都很大，IR64与9311和MY23的遗传交换率分别是31.81％和18.95％，彭山铁杆占与9311和MY23的遗传交换率分别是27.2％和5.33％。五大稻种与9311和MY23的遗传交换率分别是24.2％和12.96％，IR64与彭山铁杆占的遗传交换率为19.04％，结果显示至少在IR64和彭山铁杆占中存在两个新恢复位点。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 文献综述
• 1.分子标记的发展与应用
• 1.1.分子标记的发展
• 1.1.1.DNA限制性片段长度多态性（RFLP:restriction fragment length polymorphism）
• 1.1.2.随机扩增多态性DNA（RAPD:random amplification polymorphism DNA）
• 1.1.3.序列特异扩增区域（Sequence characterized amplified regions,SCAR）
• 1.1.4.扩增片段长度多态性（AFLP:amplified fragment length polymorphism）
• 1.1.5.微卫星标记（SSR）
• 1.1.6.简单重复序列间扩增（inter-simple sequence repeat）
• 1.1.7.单核苷酸多态性（SNP）
• 1.2.分子标记在分子辅助选择上的应用
• 2.水稻细胞质雄性不育及育性恢复基因的研究进展
• 2.1.水稻细胞质雄性不育研究
• 2.1.1.水稻细胞质雄性不育的发现与类型
• 2.1.2.水稻细胞质雄性不育的分子机理
• 2.2.水稻细胞质雄性不育育性恢复基因遗传研究
• 2.3.水稻核恢复基因对细胞质雄性不育基因的分子作用机理研究
• 3.研究的目的与意义
• 第二章 红莲型细胞质在亚洲栽培稻的筛选研究
• 1.前言
• 2.材料与方法
• 2.1.亚洲栽培稻品种
• 2.2.基因组DNA的提取
• 2.3.DNA浓度测定及质量检测
• 2.4.红莲型细胞质特异基因orfH79的PCR扩增
• 2.5.琼脂糖凝胶中DNA片段的回收纯化
• 2制备法）'>2.6.大肠杆菌感受态细胞的制备（CaCl₂制备法）
• 2.7.回收DNA片段的克隆和测序
• 2.8.筛选出的含红莲细胞质的杂交实验及其子代育性鉴定
• 2.8.1.花粉育性鉴定（镜检）
• 2.8.2.小穗育性调查（考种）
• 2.9.统计分析
• 3.结果与分析
• 3.1.PCR扩增筛选含orfH79基因的亚洲栽培稻品种
• 3.2.筛选出的栽培稻材料的测序验证及扩增片段的单核苷酸多态性（SNPs）分析
• 3.3.含红莲细胞质的材料与YB的子代表型分析
• 4.讨论
• 4.1.红莲型细胞质不育基因的开发与利用
• 4.2.红莲型细胞质在亚洲栽培稻的分布情况
• 第三章 红莲型恢复基因在亚洲栽培稻的筛选研究
• 1.前言
• 2.材料与方法
• 2.1.供试材料
• 2.2.研究方法
• 2.2.1.遗传与等位性分析
• 2.2.2.育性鉴定
• 2.3.总DNA的提取
• 2.4.SSR标记筛选分析
• 3.结果与分析
• 3.1.共分离标记对亚洲栽培稻红莲新恢复位点的筛选
• 3.2.亚洲栽培稻对红莲型不育细胞质的恢复性鉴定
• 1F₁的育性分离分析'>3.3.回交群体BC₁F₁的育性分离分析
• 3.4.筛选出的材料对9311和MY23等位型分析
• 4.讨论
• 4.1.红莲型恢复基因在亚洲栽培稻中的分布问题
• 4.2.红莲型恢复基因在亚洲栽培稻中多态性问题的探讨
• 4.3.SSR标记在水稻分子辅助选择上的应用
• 参考文献
• 作者简介
• 致谢