辽宁水稻直立穗型基因位点SSR标记变异分析.pdf

沈 阳农业 大 学学报 2 0 0 7 0 6 3 8 3 3 9 5 3 9 7 J o u r n a l o f S h e n y a n g Ag r i c u l t u r a l U n i v e r s i t y 2 0 0 7 0 6 3 8 3 3 9 5 3 9 7 辽宁水稻直立穗型基 因位点 S S R标记变异分析 王 韵 徐正进 陈温福 赵 明辉 方 萍 2 1 农业部 作物生理生态遗传育种重点开放试验室 沈阳农业大学 水稻研究所 沈阳 1 1 0 1 6 1 2 新 民市农业广播学校 沈 阳 1 1 0 3 0 7 摘要 利用与辽粳 5号直立穗 型基因 E P 紧密连锁的 S S R标 记 R M5 8 3 3 一 l l R M5 6 8 6 2 3及 R Ml l 8 9分 析了 6 4份辽宁 省水 稻种 质 分别检测到 9 3 4 8 9 5 6 5 和 1 0 0 直立 半直立穗型种质 其 中 5 5 5 6 6 6 6 7 和 8 3 3 3 的弯曲穗型种质 与辽粳 5号具有相 同的等位变异 这些品种 系 经 系谱 分析表 明 有 4 3份直立 半直立穗型和 l O份弯曲穗型种质 与辽粳 5号亲缘关系密切 因此推 测辽宁地区可能是辽粳 5号直立穗 型基因 的主要来源地 关键词 辽宁省 水稻 直立穗型基因 等位变异分布 中图分类号 S 5 l 1 2 2 文献标识码 A 文章编号 l 0 0 0 1 7 0 0 2 0 0 7 0 3 0 3 9 5 0 3 Ch a r a c t e r i s t i c o f Al l e l e s a t RM 5 8 3 3 1 1 Lo c u s As s o c i a t e d wi t h Er e c t Pa n i c l e Ge n e o f Li a o n i n g Ri c e Ac c e s i o n s WA N G Y u n XU Z h e n g j i n C H E N We n f u Z H A O Mi n g h u i F A N G P i n g 2 1 K e y l a b o r a t o r y o f C r o p P h y s i o l o g y E c o l o gy G e n e t i c s a n d B r e e d i n g Mi n i s t ry o f A s r i c u l t u r e R i c e I n s t i t u t e o f S h e n y a n g A g r i c u l t u r a l U n i v e r s i t y S h e n y a n g 1 1 0 1 6 1 C h i n a 2 A g r i c u l t u r a l B r o a d c a s t C o l l e g e o f X i n m i n S h e n y a n g 1 1 0 3 0 7 C h i n a Abs t r ac t 1 8 c ur v e d p a ni c l e 46 e r e ct s e mi e r e c t pa n i cl e a c ce s s i o n s f r om Li a on i ng Pr o v i n c e we r e a na l y z e d us i n g S SR ma r ke r R M 5 8 3 3 1 1 R M5 6 8 6 2 3 a n d R M 1 1 8 9 w h i c h w a s c l o s e l y l i n k e d t o E P w i t h L i a o j i n g 5 T h e r e s u l t s i n d i c a t e d t h a t 9 3 4 8 9 5 65 a n d 1 0 0 e r e c t s e mi e r e c t pa n i c l e 55 56 6 6 6 7 a nd 83 33 c urve pa n i c l e a c c e s s i o ns h a d s a me a l l e l e wi t h Li a o j i n g 5 T h e p e d i g r e e s a s s e s s m e n t r e s u l t s s h o w e d t h a t 4 3 e r e c t s e m i e r e c t p a n i c l e a n d 1 0 c u rve p a n i c l e a c c e s s i o n s g e n e t i c a l l y r e l a t e d w i t h L i a o j i n g 5 T h e r e s u l t s s u g g e s t e d t h a t L i a o n i n g P r o v i n c e ma y b e w a s t h e o ri g i n a l o f a c c e s s i o n s w i t h L i a o J i n g 5 e r e c t p a ni c l e g e n e K e y w o r d s L i a o n i n g P r o v i n c e ri c e e r e c t p a n i c l e g e n e E P c h a r a c t e ri s t i c o f a l l e l e s 近年 来我 国 特别 是北 方 粳稻 直立 穗 型水 稻 品种 发展 迅 速 直立 穗 型也 因此 在 水稻 株 型育 种理 论 中 日趋 重 要 成为株型研究必不可少的内容之一 目前对水稻直立穗型基因的遗传研究表明 直立穗型基因应该是多位 点 和 多样 的 但 对我 国北 方地 区来 说 直立穗 型 品种 至少 有 1 2以上 其 直立 穗 型基 因来 源 于古 老 的意 大利 品 种 巴利拉 典 型直 立穗 型 品种 而辽 宁 地 区的直 立穗 型 品种则 至少 有 2 3来 源 于 巴利拉 同时 与辽 粳 5号 亲缘 关 系密切 l I 直立穗型基 因单一 遗传基础狭窄 异质性差 潜伏着某种病虫害特异发生的危险 2 I 因此 迫切需要 挖掘新型直立穗型种质资源 以扩大直立穗型品种的遗传基础 提高其抗性 确保水稻生产安全 健康 持续稳 步发展 本研究利用辽粳 5号直立穗型基因 E P紧密连锁 的 S S R标记 R M5 8 3 3 一 l l R M5 6 8 6 2 3及 R M1 1 8 9对 6 4份辽宁省水稻种质进行 了分析 以明确辽宁省水稻直立穗型种质资源的特点 发现新型直立穗型种质资源 为直立穗型水稻育种提供依据 1 材料 与方法 1 1 材 料 供试材料 6 4份 其中直立穗型水稻品种 2 2份 半直立穗型 2 4份 弯曲穗型 1 8份 穗型划分标准参见徐 正进 等 的方法 3 I 收稿 日期 2 0 0 6 1 2 1 0 基金项 目 国家自然科学基金 3 0 3 7 0 8 6 6 教育部博士学科点专项科研基金 2 0 0 5 0 1 5 7 0 0 1 作者简介 王 g J 1 9 8 1 一 女 沈阳农业 大学博士研究生 从事水稻分子植物 育种 通讯作 者 Co r r e s p o n d i n g a u t h o r 徐 1 9 5 8 一 男 沈阳农业 大学教授 博士 从事水稻生理和遗传基础研 究 维普资讯 3 9 6 沈 阳 农 业 大 学 学报 第 3 8卷 l 2方 法 1 2 1 DNA提 取采用 S D S法 提取基 因组 D N A t 4 1 2 2 S S R 引物 定 位 辽粳 5号直 立穗 型 基 因 的第 9条染 色 体 S S R标 记 R M5 8 3 3 一 l l R M5 6 8 6 2 3及 RM1 1 8 9 图 1 1 2 3 P CR 扩增与 P AG E分析P C R扩增方法参照 L i 等 方法 P A G E分析采用 6 的变性聚丙烯酰胺凝胶 恒 定 电压 1 0 0 0 V电泳 1 5 h 银染 检测 观 察 照相 2结果与分 析 2 1 直 立穗型 种 质等 位变 异分 析 利用 RM 5 8 3 3 一 l l RM5 6 8 6 2 3及 RMl l 8 9分析 辽 宁 省水 稻 种 质资 源 中 的 4 6份 直 立 半 直立 穗 型种 质 和 1 8 份弯曲穗型种质 分别鉴定 出 4个 3 个 和 2个等位变异 RM 5 8 3 3 一 l l 图 2 从表 1中可以看出 9 3 4 8 9 5 6 5 和 1 0 0 直立 半直立穗型种质 5 5 5 6 6 6 6 7 和 8 3 3 3 的弯曲穗型种质与辽粳 5号具有相 同的等位 变异 推测出辽宁省可能是辽粳 5号等位变异种质的主要来源地 Ch r 9 图 1 E P在 第 9染色体 上 的连 锁 图 Fi g ur e 1 M o l e c ul a r ma pp i n g EP o n c hr o mo s o me 9 M 4 6 6兰 F 瑟i M 图 2 R M5 8 3 3 1 1检 出的 E P座位 不 同等位 变异 的 带型 Fi gu r e 2 Ba n d p a t t e r n s o f mu l t i p l e a l l e l e s a t t he EP l o c u s u s e d RM 5 8 3 3 1 1 表 1水 稻穗 型种 质等 位 变异分 析 Ta b l e 1 An aly s i s o f all e l e s i n p a n i c l e 2 2 不 同等 位变 异种 质 的遗传 关 系特 点 等位变异 分布与 遗传关 系之 间表现 一定 的相关 性 从 表 2中可 以看 出 R M5 8 3 3 一 l 1 RM 5 6 8 6 2 3及 RMl l 8 9检 测到 的具有 辽粳 5号 等位变 异 的种质 中 9 7 7 3 9 5 5 6 和 9 3 4 8 的直 立 半 直立 穗 型种 质都 与辽粳 5号亲缘关系密切 这很可能是因为其直立穗型基因来源于辽粳 5号 此结论与张文忠研究结果 1 基本吻合 其余 3个具有辽粳 5号等位变异的直立穗型品种 9 4 6 6 辽作 2 0 9 6及辽糯 6 4通过系谱分析都未查到与辽粳 5号具有 亲缘关系 需进一步通过田问杂交试验研究其直立穗型基因与辽粳 5号直立穗型基因间的等位性问题 在弯曲 穗型种质中也分别检测到 1 0 1 2 1 5份种质与辽粳 5号具有相同等位变异 其中有 1 0份种质与辽粳 5号有一定 M M M 删 5 l 7 3 4 维普资讯 第 3期 王 韵 等 辽 宁水稻 直立穗 型 基 因位点 S S P 标 记 变异 分析 3 9 7 的亲缘关系 可能这些弯曲穗型种质的弯曲穗型基因与来源于辽粳 5号的直立穗型基因等位 表 2 不 同穗 型种 质等 位变 异分 布特 点 及遗传 关 系特 点 Ta bl e 2 Ch a r a c t e r i s t i c o f a l l e l e s i n d i ffe r e n t p a n i c l e s 2 3意大 利直 立穗 型水 稻 品种 巴利 拉 的等位 变异 分析 张文忠 2 0 0 2 研究表 明 辽宁省直 立穗型 品种至少有 2 3来 源于 巴利拉 同时与辽粳 5号亲缘关系密 切 本研究用 R M5 8 3 3 1 1 R M5 6 8 6 2 3及 R M1 1 8 9对古老的意大利直立穗型品种巴利拉进行了等位变异分析 3个引物分析结果都表明 巴利拉与辽粳 5号品种具有相 同的等位变异 推测出巴利拉 的直立穗型基 因可能与 辽 粳 5号直 立穗 型基 因来 源相 同 3 讨论 通 过使 用 与辽粳 5号直 立穗 型基 因 紧密连 锁 的 3个 标记 R M5 8 3 3 1 1 R M5 6 8 6 2 3及 R MI 1 8 9 对 4 6份 直 立 半直立穗型品种进行 S S R分析 表明各品种间遗传背景 比较狭窄 在直立穗型基因水平上显示出与辽粳 5 号具有很高的同源性 这为系谱分析的结果找到了试验依据 在 4 6份直立 半直立穗型种质中 3个标记对辽 糯 6 4 辽作 2 0 9 6和 9 4 6 6这 3个品种 系 检测到的结果不完全一致 可能有以下两个原因 一是因为这 3个标 记虽与辽粳 5号直立穗型基 因紧密连锁 但还不是基因本身 可能由于某个品种在这 3个标记 区域 的简单重 复序列变异而致 二是可能这 3个品种 系 具有与辽粳 5号直立穗型基因不同的新基因 需进一步深入细致 的研究 参 考 文献 1 张文忠 徐正进 直立穗型水稻品种演进状况分析 J 沈 阳农业大学学报 2 0 0 2 3 3 3 1 6 1