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水稻lrd生理与遗传及Rim2分子指纹研究

王建军  
【摘要】: 1、水稻类病变(lesion resembling disease)突变体的生理与遗传分析 从全基因组水平上筛选获得了10个籼稻和8个粳稻类病变(lesion resembling disease,lrd27~44)突变体。从突变体性状受环境影响敏感程度可以分为环境钝感型和环境敏感型。从发育进程可以分为全生育期类病斑型,营养生长阶段起始类病斑型和生殖生长阶段起始类病斑型。病斑的光诱导表明病斑由受光信号激发的程序性细胞死亡引起,而不受损伤诱导。对其中4个突变体lrd32,lrd39,lrd40和lrd42的遗传分析结果表明,这些类病变性状由1或2对隐性基因控制。两个突变体lrd37和lrd40表现出对白叶枯病菌的广谱抗病性,有关基因定位克隆正在进行中。 2、水稻类病变突变体lrd40的抗病性与细胞学分析 由中花11经γ射线诱变获得的水稻类病变突变体lrd40,是一个对环境不敏感的全生育期表达的突变体。遗传分析表明,lrd 40的类病变性状为1个隐性位点控制,与已报道的类病变突变体lrd38、lrd39、lrd42是非等位的。经多点接种试验,lrd40对水稻白叶枯病2个菌系PXO99A和DY89031都表现抗病。lrd40与野生型杂交F_2代接种结果证实,lrd40的抗白叶枯与类病变的表现是一致的。锥虫蓝(trypan blue)染色观察到lrd40的类病变发生是一个程序性细胞死亡过程,经二氨基联苯胺(diamino benzidine,DAB)染色检测到lrd40的类病变表达时,叶片上产生H_2O_2沉淀。细胞学观察结果说明,lrd40的类病变类似于植物防卫反应的早期特征,如细胞死亡和过敏反应导致的氧迸发(oxidative burst)。 3、Rim2因子超级家族的分布及分子指纹技术在水品种鉴定中的应用 灵敏有效的分子指纹技术是水稻分子育种、鉴定种子纯度和品种保护必不可少的工具。通过GenBank中230Mb水稻序列,对比分析结果表明,Rim2因子编码亚组和假基因亚组不均匀地分布于12条染色体上,以着丝点区域分布频率为最高。由基因内缺失和插入使得Rim2因子序列多变,结合其丰富的数量尝试将其开发为一种分子指纹。以水稻品种R963及其育种亲缘材料为测试样本,尽管材料间可能存在极其相近的遗传背景,利用Rim2因子设计的5个引物,还是检测出材料间DNA水平的差异。采用同样引物,对2份杂交籼稻和1份杂交粳稻组合及相应亲本的PCR检测,获得所有材料的特异指纹。 RimZ因子可作为水稻品种鉴别的分子指纹,也可应用于杂交稻纯度的快速鉴定。


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