水稻野栽杂交来源反向温敏核雄性不育系Tb7S不育基因的遗传定位

论文摘要

水稻是主要粮食作物之一,全世界一半的人口均以稻米为主食。以雄性不育为基础的杂交水稻的研究和利用为解决人类的粮食问题提供了一条可行的途径。以光、温敏不育系为基础的两系法与三系法相比有明显优势：两系法不需要保持系,不受恢、保关系制约,配组自由,生产程序简单；无细胞质负效应和细胞质单一带来的潜在危险。因此两系法在杂种优势利用中具有更广阔的应用前景。水稻温敏不育分为正向温敏不育和反向温敏不育,反向温敏与正向温敏具有相反的温敏特性即高温可育低温不育。由于其育性转换的特殊性,前人认为它可以应用于更广阔的稻作区域内。Tb7S是野栽远缘杂交来源的反向温敏核雄性不育系,育性稳定并且转换彻底。本实验室前期的研究表明,Tb7S的不育性状由两对独立的隐性核基因控制。本研究利用Tb7S和具有粳稻背景的广亲和基因正常水稻品种中1159进行杂交,构建F2代定位群体,对分布于水稻12条染色体的589对SSR引物在Tb7S和中1159间的多态性进行分析,然后利用多态性引物检测F2代分离群体,结果将两个不育基因分别定位于10号和9号染色体上,命名为rtms1和rtms2。rtms1位于10号染色体两个Indel引物Indel-1和Indel-3之间,遗传距离分别为17.83cM和16.83cM,跨越的物理距离约为724kbp; rtms2位于9号染色体SSR标记RM24538和RM24570之间,遗传距离分别为24.37cM和55.65cM,定位区间跨越的物理距离为434kbp。这为反向温敏不育系Tb7S不育基因的精细定位和克隆奠定了良好的基础。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 前言
• 1.1 水稻的优势杂交育种
• 1.1.1 三系法杂种优势利用概况
• 1.1.1.1 三系法的有关概念
• 1.1.1.2 三系法的现状及发展
• 1.1.2 两系法杂种优势利用概况
• 1.1.2.1 两系法概念
• 1.1.2.2 两系法的发展
• 1.1.2.3 两系法杂交育种的优、缺点
• 1.2 雄性不育理论研究进展
• 1.2.1 雄性不育的分类
• 1.2.2 水稻光温敏雄性不育的遗传学机制
• 1.2.3 水稻光温敏不育性的研究概况
• 1.2.4 植物雄性不育的细胞分子学机制
• 1.2.4.1 绒毡层与植物雄性不育
• 1.2.4.2 花粉囊蜡发育与植物雄性不育
• 1.2.4.3 细胞骨架与植物雄性不育
• 1.2.4.4 减数分裂与植物雄性不育
• 1.2.4.5 花药代谢与植物雄性不育
• 1.3 植物花粉发育及雄性不育的生物学
• 1.3.1 花粉的细胞生物学和分化
• 1.3.1.1 孢子体和配子体
• 1.3.1.2 孢子外壁花纹的突变体和花药外壁
• 1.3.1.3 小孢子的发育
• 1.3.1.4 生殖细胞和精细胞的发育
• 1.3.2 花粉发育的分子机制
• 1.3.2.1 雄性配子体的基因表达
• 1.3.2.2 花粉特性的调控元件
• 1.3.2.3 雄性配子体的基因功能
• 1.3.2.4 编码蛋白激酶的基因
• 1.4 基因定位与图位克隆技术
• 1.4.1 分子标记在光温敏雄性不育研究中的利用
• 1.4.1.1 SSR标记技术在雄性不育研究中的应用
• 1.4.1.2 Indel标记在雄性育种研究中的应用
• 1.4.2 图位克隆技术
• 1.4.2.1 构建遗传作图群体
• 1.4.2.2 筛选与目的基因紧密连锁的分子标记
• 1.4.2.3 目的基因区域的精细定位和作图
• 1.4.2.4 目的基因的克隆和鉴定
• 1.4.3 温敏雄性不育基因的定位
• 1.4.3.1 正向温敏不育基因的定位情况
• 1.4.3.2 反向温敏不育基因的定位情况
• 1.5 本研究的目的和意义
• 2 材料与试剂
• 2.1 植物材料
• 2.2 试剂和材料
• 2.2.1 试剂
• 2.2.2 仪器设备
• 2.3 方法与步骤
• 2.3.1 两个不育基因的初步定位
• 2.3.1.1 杂交组合的配制
• 2.3.1.2 亲本和杂交代的叶片DNA提取
• 2.3.1.3 引物选择
• 2.3.1.4 亲本多态性分析
• 2群体进行基因初步定位'>2.3.1.5 利用F₂群体进行基因初步定位
• 2.3.2 构建遗传图谱
• 2.3.3 Indel标记发展及进一步定位
• 3 结果与分析
• 2代DNA提取结果'>3.1 亲本和F₂代DNA提取结果
• 3.2 亲本多态性分析
• 3.3 rtms1和rtms2的初步定位
• 3.3.1 第9号染色体的多态性SSR标记分析
• 3.3.2 第10号染色体的多态性SSR标记分析
• 3.4 遗传图谱构建
• 3.4.1 不育基因rtms2的遗传图谱
• 3.4.2 不育基因rtms1的遗传图谱
• 4 讨论
• 4.1 分子标记的选择
• 4.2 rtms1和rtms2的等位性测定
• 4.3 后续工作
• 5 结论
• 参考文献
• 致谢