线粒体DNA由来的RAPD标记能鉴别水稻雄性不育和可育细胞质

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我国水稻种质资源创新研究与利用进展

我国水稻种质资源创新研究与利用进展

植物遗传资源学报 2024,25 (4 ):495-508DOI:10.13430/ki.jpgr.20231029001 Journal of Plant Genetic Resources我国水稻种质资源创新研究与利用进展杨德卫1,张海峰2,余文权3(1福建省农业科学院水稻研究所,福州 350019;2福建省农业科学院资源环境与土壤肥料研究所,福州 350000;3福建省农业科学院茶叶研究所,福州 350000)摘要:农业种质资源主要包括农作物、畜禽、农业微生物和药用植物等种质资源。

截止到2023年,我国保存的作物种质资源有超过54万份,其中有8万多份是水稻种质资源,如何对这么庞大的水稻种质资源进行精确评价与利用,这将对今后水稻种质创新与育种具有重要意义。

本文梳理了我国水稻种质资源收集、评价与精确鉴定、水稻新品系创制、水稻杂种优势利用、水稻种质创制新技术、新方法以及水稻优异基因资源的挖掘与利用等方面的进展,并归纳形成了水稻种质资源创制与利用的新模式。

最后,本文就当前水稻核心种质构建、种质资源鉴定与挖掘以及种质资源共享共赢机制等方面的问题进行了探讨,并就如何加强专用型核心种资的构建、种质资源的精确鉴定、种质资源的创新研究、种质资源的共享机制以及种质资源的合作交流进行了分析与展望,以期为进一步深入开展水稻种质资源鉴定评价与创新利用提供一定的参考和帮助。

关键词:水稻;种质资源;创新;利用;基因Progress on Innovative Research and Utilization of RiceGermplasm Resources in ChinaYANG Dewei1,ZHANG Haifeng2,YU Wenquan3(1Rice Research Institute, Fujian Academy of Agricultural Sciences, Fuzhou 350019;2Institute of Resources, Environment and Soil Fertilizer, Fujian Academy of Agricultural Sciences, Fuzhou 350000;3Tea Research Institute,Fujian Academy of Agricultural Sciences, Fuzhou 350000)Abstract:Agricultural germplasm resources mainly include crops,livestock and poultry,agricultural microorganisms and medicinal plants. There are 134,000 crop germplasm resources preserved in China, among which 74,000 are rice germplasm resources. How to accurately evaluate and utilize such huge rice germplasm resources is of great significance in rice germplasm innovation and breeding. In this paper,we reviewed the progress in collection,evaluation and accurate identification of rice germplasm resources,creation of new strains of rice,utilization of heterosis of rice,new techniques and methods of rice germplasm creation,and exploration and utilization of excellent genetic resources of rice,and summarized a new model of rice germplasm resource creation and utilization. Finally,this article discussed the current problems of rice core germplasm construction, germplasm resources identification and mining, and germplasm resources sharing and win-win mechanism. At the same time,we analyzed and prospeced how to strengthen the construction of specialized core seed resources, the accurate identification of germplasm resources, the innovative research of germplasm resources,the sharing mechanism of germplasm resources and the cooperation and exchange of收稿日期:2023-10-29 修回日期:2023-12-06 网络出版日期:2023-12-19URL: https:///10.13430/ki.jpgr.20231029001第一作者研究方向为水稻优异基因挖掘与利用,E-mail:***************通信作者:余文权,研究方向为茶树资源利用与茶文化,E-mail:****************基金项目:福建省农业高质量发展超越“5511”协同创新工程(XTCXGC2021019);院平台提升建设项目(CXPT20230003);院东西部合作项目(DKBF-2024-12)Foundation projects:Fujian Agricultural High-quality Development Beyond the "5511" Collaborative Innovation Project (XTCXGC2021019);Institute Platform Upgrading Project (CXPT20230003); The College's East and West Cooperation Project (DKBF-2024-12)植物遗传资源学报25 卷germplasm resources, in order to provide some reference and help for further development of the identification,evaluation and innovative utilization of rice germplasm resources.Key words:rice;germplasm resources;innovate;utilization;gene农业种质资源又称遗传资源、基因资源,是指一切对人类具有实际或潜在利用价值的遗传材料[1]。

某种水稻雄性不育基因的鉴定

某种水稻雄性不育基因的鉴定

某种水稻雄性不育基因的鉴定我国是一个农业大国,农业是我国经济的重要支柱。

因此,农业科技的发展对我国农业的发展至关重要。

其中,水稻的种植是我国农业的重要部分。

而在水稻的生产过程中,种子的质量直接关系到水稻的产量和质量。

因此,水稻的育种研究非常重要。

其中,水稻雄性不育基因的鉴定是水稻高产和优质的关键。

首先,我们需要了解水稻的繁殖方式。

水稻根据雌雄生殖器官所在的位置,可以分为两种类型:一型水稻和二型水稻。

一型水稻的雄蕊与花柱在同一高度,易受风媒或自交授精。

二型水稻的雄蕊与花柱高度相差一定,几乎都是昆虫传粉。

其中,一型水稻在自然条件下会自我授粉,而百分之九十的二型水稻都需要异花传粉,因此,如何利用异花授粉,又不引入病原体和杂质是雄性不育育种研究的关键。

接下来,我们需要了解什么是雄性不育基因。

雄性不育是指雄蕊不能正常发育或不能正常生产正常粉孢子,又称睾丸不育或花药不育。

在育种中,利用雄性不育基因,可以使水稻在不受人工控制情况下,自然地维持雌雄分离,达到孪生变异或杂种优势,从而实现高产和优质。

目前,雄性不育基因被广泛应用于水稻育种中。

然而,长期以来,雄性不育基因鉴定技术一直处于困境。

雄性不育基因是由基因突变所引起的,突变筛选相对非常困难,需要精密的实验手段和精细的筛选技术。

因此,我们需要开发出一种快速、准确、可靠的雄性不育基因鉴定技术。

近年来,国内外学者们在雄性不育基因鉴定技术方面开展了大量的研究。

他们通过分子生物学、生物化学、生物信息学和细胞遗传学等方法,成功鉴定出多种水稻雄性不育基因。

例如:阿维拉麦受体基因(ABA1)、细胞质保守蛋白基因(CMS)、粗粒双孢菌毒素基因(T、Rf3)、非加工米基因(nap)、膜磷酸二酯酶基因(PT)等。

其中,基于分子生物学的鉴定技术是目前最为先进和准确的方法。

它可以通过PCR扩增与特定基因相关的DNA序列,得到相应的DNA片段,并通过序列比对、酶切分析、核酸杂交、AP-PCR等多种方法进行分析。

棉花细胞质雄性不育研究进展

棉花细胞质雄性不育研究进展

棉花细胞质雄性不育研究进展赵海燕;黄晋玲【摘要】棉花具有十分明显的杂种优势,棉花细胞质雄性不育在棉花杂种优势的利用上具有重要作用.利用棉花细胞质雄性不育和育性恢复系统突破传统人工去雄杂交育种的瓶颈,为棉花杂交种制种的商业化推广展现了光明的前景.综述了近年来棉花细胞质雄性不育在细胞学、生理生化、分子生物学和育性恢复4个方面的研究进展.详细阐明了棉花细胞质雄性不育小孢子败育时期及细胞学形态、生理生化指标研究、胞内基因组和核内恢复基因的分子生物学研究和获得理想恢复系的方法,并提出了研究中存在的主要问题,展望了今后工作的研究方向.【期刊名称】《现代农业科技》【年(卷),期】2010(000)007【总页数】3页(P57-58,60)【关键词】棉花;细胞质雄性不育;育性恢复【作者】赵海燕;黄晋玲【作者单位】山西农业大学农学院,山西太谷,030801;山西农业大学农学院,山西太谷,030801【正文语种】中文【中图分类】S562.032棉花是优质纤维、食用油和蛋白集一身的重要经济作物。

如何提高棉花品种的产量、品质和抗逆性并使其广泛应用于生产是当前棉花育种亟需解决的问题。

杂种优势的利用则为这一问题的解决提供了新的思路,并已在很多植物中得到了广泛的应用。

棉花具有十分明显的杂种优势,但目前棉花杂种优势的利用则主要采用人工去雄授粉法和核不育系“一系两用”法,方法繁琐且制种成本高,难以大规模推广应用。

而水稻、高粱等作物则主要采用细胞质雄性不育性(Cytoplasmic Male Sterility,CMS)实现“三系”配套来大面积利用杂种优势的,操作简便且制种成本低。

尽管棉花CMS已实现“三系”配套,但由于其恢复源狭窄及不育胞质对杂种1代皮棉产量所产生的负效应,“三系”杂种棉选育进展缓慢。

随着转谷胱甘肽S-转移酶基因(gst)强恢复系“浙大强恢”的育成以及海岛棉中育性增强基因的发现,利用“三系”配套进行棉花大面积的杂种优势利用成为可能[1]。

基于PCR扩增技术的水稻优质染色体鉴定及应用研究

基于PCR扩增技术的水稻优质染色体鉴定及应用研究

基于PCR扩增技术的水稻优质染色体鉴定及应用研究随着人们对高质量生活的追求,优质农产品也成为了人们越来越关注的话题。

而水稻作为我国的重要粮食作物,其品质的高低也直接关系到我国的粮食安全。

然而,在实际生产中,水稻优质染色体的鉴定仍然是一个相对困难的问题。

本文将介绍一种基于PCR扩增技术的水稻优质染色体鉴定方法及其应用研究。

1. PCR扩增技术简介PCR全称为聚合酶链反应,是一种基于DNA聚合酶的体外DNA扩增技术。

PCR扩增技术的发明者Kary Mullis在1983年首次提出了该技术,他因此获得了1993年的诺贝尔化学奖。

PCR扩增技术是一种高灵敏、高特异和高效率的DNA扩增技术,已经广泛应用于生物学研究、医学诊断、法医学和基因工程等领域。

2. PCR扩增技术在水稻优质染色体鉴定中的应用PCR扩增技术已经成为一种有效的鉴定水稻优质染色体的方法。

通过对水稻栽培品种的遗传分析和核型分析,人们已经确定了许多与水稻优质染色体相关的DNA标记。

其中,GBSSR(Genotyping-by-sequencing derived SSR markers)是一种快速、经济和高效的基因标记技术,可以在很短的时间内鉴定水稻的优质染色体。

3. 水稻优质染色体鉴定的PCR扩增方法(1)提取样本DNA首先,需要提取水稻样本的基因组DNA。

可以使用各种不同的提取方法,如CTAB法、SDS法和膨胀法等。

(2)PCR扩增操作PCR扩增操作一般包括以下步骤:1.将所需试剂加入PCR反应管中,包括模板DNA、引物(primers)、酶和反应缓冲液等;2.将反应管放在热循环仪中,进行不同的温度处理,包括变性、退火和延伸等;3.重复以上步骤多次,通常可进行20-40个循环,每个循环的时间一般为30秒到2分钟不等;4.最后,将PCR产物分离并进行电泳分析,以确定DNA扩增是否成功。

(3)结果分析PCR扩增反应成功后,可以对扩增产物进行分析,以鉴定与水稻优质染色体相关的DNA标记。

水稻育种中的分子标记辅助选择技术

水稻育种中的分子标记辅助选择技术

水稻育种中的分子标记辅助选择技术水稻是我国的主要粮食作物之一,也是世界上最为重要的粮食作物之一。

为了满足人们的需求,不仅需要增加产量,还需要提高水稻的抗病性、耐旱性等方面的性状,从而提高稻米的质量和产量。

为了实现水稻优良性状的选育,目前的育种工作中,分子标记辅助选择技术被广泛应用,成为水稻育种的重要手段。

一、什么是分子标记辅助选择技术分子标记辅助选择技术是指利用分子标记技术对水稻种群进行筛选和选择,以实现快速、高效、精准的选育。

分子标记是一种基于DNA序列的分析方法,是利用分子生物学技术分析和鉴定生物体间或同一生物体内不同基因型的分析方法。

通过在DNA序列上标记其不同的基因型,可以识别水稻种群中存在的不同基因型,从而实现对水稻的选育。

二、分子标记辅助选择技术的应用分子标记辅助选择技术在水稻育种中应用广泛。

主要包括四个方面:1.遗传多样性鉴定水稻遗传多样性是指不同地域、不同种类、不同品种水稻之间的遗传变异。

通过分子标记技术可以对水稻的遗传多样性进行鉴定,研究水稻种群之间的亲缘关系,为水稻遗传资源的保护和利用提供重要的科学依据。

2.形态指标筛选水稻的形态指标是指生长发育各阶段的形态特征,包括穗长、穗粒数、茎粗、叶片长度等。

通过分子标记技术,在水稻种群中寻找与形态指标相关的分子标记,可以快速、高效、精准地筛选出拥有优良形态性状的杂交种。

3.抗病性状筛选水稻的抗病性状是指抵御外界环境压力的能力,包括对病害菌的抵御能力、对病害环境的适应能力等。

通过分子标记技术,在水稻种群中寻找与抗病性状相关的分子标记,可以快速、高效、精准地筛选出拥有优良抗病性状的杂交种。

4.耐旱性状筛选水稻的耐旱性状是指适应干旱环境的能力,包括耐旱、耐盐碱、耐寒等。

通过分子标记技术,在水稻种群中寻找与耐旱性状相关的分子标记,可以快速、高效、精准地筛选出拥有优良耐旱性状的杂交种。

三、分子标记辅助选择技术的优点1.快速高效分子标记技术可以快速、高效地对水稻种群进行筛选和鉴定,可以在很短时间内筛选出具有优良性状的水稻种群。

分子标记辅助育种技术

分子标记辅助育种技术

分子标记辅助育种技术分子标记辅助育种技术是在水稻、小麦、玉米、大豆、油菜等重要作物上,通过利用与目标性状紧密连锁的DNA分子标记对目标性状进行间接选择,以在早代就能够对目标基因的转移进行准确、稳定的选择,而且克服隐性基因再度利用时识别的困难,从而加速育种进程,提高育种效率,选育抗病、优质、高产的品种。

(一)发展回顾我国的农作物分子标记辅助育种的研究始于90年代初,在过去的近十年时间里,取得了重要的研究进展:1.构建了水稻等作物的染色体遗传图谱;2.构建了水稻染色体物理图谱;3.利用分子标记对我国作物种质资源遗传多样性进行了初步的研究;4.对一些重要的农艺性状进行了定位、作图与标记,相应的基因克隆已在进行。

在基因组计划开展以来的短短的几年时间内,主要农作物的遗传连锁图的绘制均已完成。

1996年我国用RFLP标记对水稻进行作图,构建了水稻12条染色体的完整连锁图。

此后,又构成了有612个标记的水稻遗传连锁图,较好地满足水稻遗传育种工作的需要。

除水稻之外,还绘制了谷子的RFLP连锁图。

构建了大豆分子标记遗传框架图、小麦野生近缘植物小伞山羊草的连锁图以及小麦的第1、第5、第6染色体部分同源群RFLP连锁图等。

1997年,利用广陆矮4号水稻品种构建的BAC文库,建立了631个长度不同的跨叠群。

用水稻遗传图谱上的RFLP标记及STS标记确定了631个跨叠群在水稻12条染色体上的位置,绘制出了水稻的染色体物理图。

该物理图长为352284Kb,覆盖了水稻基因组的92%。

我国近年来对作物的重要性状,如育性基因、抗性基因及产量性状基因的作图与标记方面开展了大量研究工作。

在育性方面,找到了与光敏核不育水稻的光敏不育基因位点连锁的RFLP标记。

定位了水稻不育系5460F的育性隐性单基因tms1,并找到与之紧密连锁(1.2cM)的RFLP标记。

定位水稻野败不育系恢复基因的两个主效基因Rfi3和Rfi4,初步确定了与其中Rfi3基因紧密连锁(2.7cM)的RFLP标记,并已转化为STS标记。

提取水稻线粒体DNA的一种简易方法

提取水稻线粒体DNA的一种简易方法

文章编号:049026756(2002)0z 20018203提取水稻线粒体DNA 的一种简易方法裴得胜1,2,蔡平钟1,李名扬2,阎文昭1,裴炎2向跃武1,张志雄1,吴洁1(1.四川省农业科学院生物技术核技术研究所,成都610066;(2.西南农业大学生物技术中心,重庆400716)摘要:介绍了一种利用常用的普通试剂提取水稻线粒体DNA 的简便方法.与其它方法相比较,它具有省时、省钱、高效、快捷、简单等特点.用该方法提取的水稻线粒体DNA ,经紫外分光光度计测定其纯度、限制性内切酶进行酶切和随机引物进行RAPD 反应的结果表明,完全可以满足作为RFL P 和RAPD 等分析质量的要求.关键词:水稻线粒体DNA ;提取纯化;酶切;RAPD中图分类号:Q244 文献标识码:A杂交水稻是粮食增产的主要方法之一,而水稻雄性不育是杂交水稻发展的基础.因而雄性不育是当今国内外研究的焦点.研究表明水稻的雄性不育与线粒体紧密相关[1],故此提取纯化水稻线粒体DNA 成为研究水稻线粒体DNA 与细胞质雄性不育的一个必要步骤.目前提取水稻线粒体DNA 的一般方法如:国外的Douce 方法[2]、Pri ng 方法[3]、Levi ngs 方法[4]以及国内所用的蔗糖的不连续梯度方法[5,6].国外提取纯化水稻线粒体DNA 的方法存在试剂价格昂贵、购买困难等不便;国内所用的蔗糖不连续梯度方法步骤繁琐,特别在吸取中间层黄色液时比较困难,费时又耗材.我们现介绍一种使用普通试剂的简易方法,此法操作步骤较少,并且所得的线粒体DNA 较纯,能被限制性内切酶酶切.其DNA 的质量完全符合RFL P 和RAPD 等研究的要求.1 材料和方法1.1 试剂缓冲液A (50m mol/L Tris 2HCl ,pH 8.0,2.5m mol/L EDTA ,0.44mmol/L Sucrose ,0.15%BSA ,5mmol/L 22Mercaptoet hanol ),缓冲液B (50mmol/L Tris 2HCl ,p H 8.0,20m mol/L ED TA ,5mmol/L 22Mer 2captoethanol),缓冲液C (0.6mol/L Sucrose ,20mmol/L ED TA ,10mmol/L Tri s 2HCl),缓冲液D (50mmol/L Tris 2HCl ,10mmol/L EDTA ),裂解液(50mmol/L Tris 2HCl ,pH 8.0,20m mol/L EDTA ,1.5%SDS ),除22Mercaptoethanol 为SI G MA 公司产品外,其它试剂均为华美生物工程公司国产分析纯.1.2 实验方法1.2.1 分离纯化水稻Ⅱ232A ,B ,F 1(A 即不育系,B 即保持系,F 1即杂种一代,下同)线粒体 剪取水稻黄化苗50g ,用10%NaClO 消毒10min ,蒸馏水洗涤数次.吸干水分后剪碎并按每克10mL 的比例加入预冷的缓冲液A ,用组织捣碎机匀浆后用3层无菌纱布过滤,滤液在4℃下18000g 离心15min 后,收集沉淀;用10mL 预冷的缓冲液A 悬浮至无颗粒存在.在4℃下1000g 离心10min 去沉淀后,加入70mL 预冷的缓冲液B ,于4℃下18000g 离心15mi n 后弃上清液,重复用缓冲液B 洗涤沉淀一次.沉淀悬浮于8mL 预冷的缓冲液A 中并轻轻加于缓冲液C 上,在4℃下12000g 离心10mi n.必要时可用缓冲液C 洗一次.所得的沉淀为纯化的水稻线粒体收稿日期222002年4月第39卷增刊四川大学学报(自然科学版)Journal of Sichuan University (Natural Science Ed ition)Apr.2002Vol.39Issue.:200201291.2.2 提取纯化线粒体DNA 纯化的线粒体于2.4mL 缓冲液D 中充分悬浮.加入预处理的(37℃下保温10min )Prot ei nase K 至100×10-6g/mL ,轻摇2mi n 后,再加入1.2mL 裂解液,于37℃下反应1h.将所得的粘稠液倒入三角瓶中加入等体积的饱和酚且摇匀后于摇床上慢摇10min.再将混合液转入1.5mL 离心管中,于4℃下5000g 离心15mi n.转移上层液于1.5mL 离心管内并加入等体积的酚2氯仿2异戊醇(24∶23∶1)轻轻混匀后,于4℃下5000g 离心10min ,重复至中间层无蛋白质出现.取上层液并加入0.1倍体积的3mol/L NaAc 和2倍体积75%的乙醇,于-20℃放置3h ,再在4℃10000g 离心15min 后收集沉淀,用70%的乙醇洗涤两次,真空干燥5min ,最后溶于50μL TE 中在-20℃下保存备用.1.3 线粒体DNA 的定量和定性分析1.按常规方法用紫外分光光度计测定线粒体DNA 在OD 260nm 和OD 280nm 及OD 230nm 的值,计算出线粒体DNA 溶液的浓度和比较其纯度.2.取2μL 所得的DNA 溶液,用1%琼脂糖电泳以观察DNA 的带型及分子量大小.3.取1μL 线粒体DNA 溶液,加入4U 限制性内切酶于37℃下酶切4h ,用1%琼脂糖电泳以观察酶切效果.4.用OPERON 公司的OPA 17,OPD 03和OPE 193个随机引物作RAPD 反应.2 结果与分析1.紫外分光光度计测定结果:OD 260nm /OD 280nm =1.88,OD 260nm /OD 230=2.6,说明所提取的DNA 比较纯.通过OD 260nm 值计算所得的DNA 浓度达1.5×10-6g/μL.每50g 水稻黄化苗约可得线粒体DNA 58μg ,产率较高.2.所提取的DNA 电泳结果带型清晰,无拖尾且未发生降解现象(见图1).3.所提取的DNA 经限制性内切酶(EcoR I ,SABC )于37℃下酶解4h ,电泳结果重复性好、谱带清晰、酶切彻底(见图2).4.RAPD 最少为1条带,最多达12条带,分子量约在500~5000bp 之间.带型清晰,效果较好(见图3).图1 图2 图3 图1~3中的M 和M2为m arker ;A ,B 和F 1分别为水稻Ⅱ232不育系、保持系和杂种一代的mtDNA.1,2,3用引物OPA 17;4,5,6用引物OPD 03;7,8,9用OPE 19分别扩增Ⅱ232不育系、保持系和杂种一代mtDNA 所对应的扩增带3 讨论 在提取水稻线粒体过程中,如果存在酚类物质而影响最终的DN 产率时,可于缓冲液中适当加入%的V 线粒体裂解前的沉淀,要充分悬浮再缓慢加入裂解液,以提高线粒体DN 的产量线粒体裂91增刊 裴得胜等:提取水稻线粒体DNA 的一种简易方法A 1.0P P.A .02四川大学学报(自然科学版) 第39卷解前加入预热的Proteinase K可帮助更好的裂解.如果通过加入DNase I来除去核基因的污染,将导致产率降低[7].上述方法的特点之一是可不使用国外方法所用的昂贵试剂.其次可简化实验步骤,避免了国内所用蔗糖梯度方法的繁琐.再者不加DNase I,而是通过多次洗涤方法去除核DNA污染,结果证明所提取的DNA 纯度较好.在提取纯化过程中RNA一般会自动降解[8],可针对提取效果考虑是否加入RNase..参考文献:[1] 朱英国.水稻雄性不育生物学[M].武汉:武汉大学出版社,2000.256-279.[2] Douce R,et al.BBA,1972,275:148-160.[3] Pring D R,et a l.G enetics,1978,89:121-136.[4] Levings C S,et al.Scie nce,1976,193:158-160.[5] 陈毓荃.生物化学研究技术[M].北京:中国农业出版社,1995.232-235.[6] 王关林.植物基因工程原理与技术[M].北京:科学出版社,1998.605-608.[7] 赵衍,等.杭州大学学报(自然科学版),1991,18(3):321-325.[8] 谢纬武,等.中国科学,1996,26(2):172-176.A Simple Method f or Isolation of Rice Mitochon dr ial DNAPEI De2s heng1,2,CA I Pin g2z hon g1,L I Mi ng2ya n g2,YA N Wen2zhao1PEI Yan2,XIA N G Yue2w u1,Z HAN G Zhi2xi on g1,W U J ie1(1.Biotechn ology and Nuclear Techn ol ogy Research Institute,Sichuan Academy of Agricultural Sciences,Chengdu610066,China;2.Center of Biotechnology,S outhwest Agricult ural University,Ch ongqing400716,China)Abstract:A si mple met hod for i solation of rice mi tochondrial DNA is descri bed by using t he com mon reagents. Comparing wit h ot her met hods,i t not only c ost s less time and money,but also has higher efficiency.It i s re2 garded as a simple,convenient and rapi d met hod.Tested by UV2spect rophotometer,t he rice mitochondrial DNA is very pure by t his met hod.Moreover,it i s well digest ed by t he rest riction endonuclease.The result shows t hat it s qualit y can be used for RFLP or RA PD.K ey w or ds:i solation and purification;rice mitochondrial DNA;endonuclease digestion;RAPD。

如何利用遗传标记技术进行植物品种鉴定和选育

如何利用遗传标记技术进行植物品种鉴定和选育

如何利用遗传标记技术进行植物品种鉴定和选育遗传标记技术在植物品种鉴定和选育中的应用人工选择和培育植物品种是提高农作物产量和质量的重要手段之一,而遗传标记技术则为植物品种鉴定和选育提供了一种更为准确和高效的方法。

本文将介绍遗传标记技术的原理、常见的鉴定和选育方法,并探讨其在农业生产中的应用前景。

一、遗传标记技术的原理遗传标记技术是一种基于遗传物质中特定DNA序列的变异来进行鉴定和选择的方法。

其原理基于不同个体间的遗传差异,通过检测DNA中的特定位点,从而确定个体之间的遗传关系,并进一步对个体进行鉴定和选育。

遗传标记可分为分子标记和形态标记两种类型,分子标记以DNA序列上的遗传变异为依据,形态标记则以植物个体的形态特征为依据。

本文主要介绍基于分子标记的遗传标记技术。

二、植物品种鉴定中的遗传标记技术1. RAPD分子标记技术RAPD(Random Amplified Polymorphic DNA)是一种常用的分子标记技术,它通过PCR扩增特定位点上的DNA片段,从而区分不同个体之间的遗传差异。

该技术简便易行,无需事先了解待分析物种的基因组信息,因此在植物品种鉴定中得到广泛应用。

2. SSR分子标记技术SSR(Simple Sequence Repeat)是一种以重复单元为基础的分子标记技术,它通过PCR扩增具有特定重复序列的DNA片段,从而实现对植物品种进行鉴定。

相比于RAPD技术,SSR技术具有更高的位点稳定性和遗传信息丰富性,因此在植物品种鉴定和亲本筛选中被广泛应用。

三、植物品种选育中的遗传标记技术1. QTL定位QTL(Quantitative Trait Locus)即数量性状基因座,是影响植物数量性状的基因所在的特定位点。

通过遗传标记技术,可以对数量性状与遗传标记之间的关系进行研究,进而定位QTL,从而为植物品种的选育提供依据。

QTL定位技术在提高农作物产量、抗病虫害性等方面具有重要应用价值。

水稻线粒体DNA中与雄性不育有关特异片段的克隆及序列分析

水稻线粒体DNA中与雄性不育有关特异片段的克隆及序列分析

Ab ta t Mi c o r l D sr c : t h md a o i NA (mt DNA ) u la D ,n ce r NA (n A ) a d e o c DN , n g n mi DNA ( DNA ) w r g ee
idvd al xrce r m Z e s a 7 n iiu l e t td fo h n h n 9 A,Xiqn zoA n 2 y a e iga a d A一 3,w ih w r yo ls cmae s r e ( i hc eec tpa mi l ti e l wl d
杨 剑 波①, 秀 峰 , 成 松 , 汪 赵 向太 和 , 李 莉
( 徽省 农业科 学 院农业 部水 稻遗 传育 种重 点开 放实 验室 , 肥 安 合 20 3 ) 30A D技 术 , 野 败 型 、 败 型 和 B 对 矮 T型 细 胞 质 雄 性 不 育 系 、 持 系 , 因 组 D A 进 行 P R扩 增 , 保 基 N C
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水 稻 线 粒 体 DNA 中 与 雄 性 不 育 有 关 特 异 片 段 的 克 隆 及 序 列 分 析
ln s. Ea h o he wa n lz d ie c ft m s a a y e wih 5 0 r n o p me s b t 0 a d m r i r y RAPD . S x fa i rgme t s e i c t mae se l n s p cf o i l t r e i ln s we e a lfe i e r mp i d. A r g n . PW H一 a s c ae w t l n d r bo ie t p yo ls c i fa me t 1 7. s o it d i h w d a d wa a r v y e c t p a mi mae i f t l

随机扩增多态性DNA标记技术

随机扩增多态性DNA标记技术

随机扩增多态性DNA标记技术参考周延清2005.生物实验室系列---DNA分子标记技术在植物研究中的应用. [北京]化学工业出版社P79-130一、引言随机扩增多态性DNA标记技术,检测出核酸碱基序列的变异,并且将这种变异以遗传标记的方式予以应用,使植物遗传学许多方面的研究产生了革命性的变化。

最早检测到的DNA水平的变化是限制性片段长度多态性(RFLP)。

但是,在过去一段时间,聚合酶链反应(Polymerase chain reaction, PCR)极大的影响了分子生物学几乎所有领域,而且基本程序被改进后,可以开发出多种检测核苷酸水平差异的方法。

不过,这些方法大多需要预先知道DNA片段序列的一些信息,以便根据已知的信息设计合成目的的DNA序列两端的引物,通过PCR选择性地扩增目的的DNA。

1990年,Williams等发表了一种检测核苷酸序列多态性的新方法,这种方法以PCR为基础,可不必预先知道DNA序列的信息。

随后,随机扩增多态性DNA技术(randomly amplified polymorphic DNA,RAPD)广泛地应用于植物和其它领域的研究中。

RAPD标记技术由于操作简便、快速、省时、省力、DNA用量少,迅速受到人们重视,并在农、林、医及植物和微生物学的各个领域中得到广泛应用,在基因定位与分离、连锁和系统演化等各方面取得了很大的进展。

二、RAPD标记技术的概念和原理任何生物种都具有特定顺序和结构的遗传物质---------DNA。

由于在生物进化过程中选择性的不同。

生物基因组DNA的不同区域表现出高度保守或高度变异的现象,具有不同的遗传多样性。

随机扩增多态性DNA(RAPD)标记技术是通过分析遗传物质DNA经过PCR扩增的多态性来诊断生物体内在基因排布与外在性状表现的规律的技术,由于片段被引物选择性地扩增,扩增了的片段能在凝胶上清晰地显现出来,这样就可以通过同种引物扩条带的多态性反映出模板的多态性,RAPD只需要一个引物,长度为10个核苷酸左右,引物顺序是随机的,因而可以在对被检测对象无任何分子生物学资料的情况下对其基因组进行分析。

作物育种学复习资料

作物育种学复习资料

选择:1、制订育种目标的一般原则有哪些?ABCDA.着眼当前、顾及发展,兼顾现实可行性和预见性B.抓住生产中的主要问题,要有针对性C.明确落实具体性状,注重可操作性D.考虑品种的合理搭配,实现品种多样性。

2、在作物育种中常用的遗传参数有哪几种?ABCDEA.遗传力B.遗传相关C.遗传进度D.相关遗传进度E.选择指数3、自然变异的原因有哪些?ABCDA.基因突变B.染色体畸变C.自然异交D.原有微小差异的积累4、选择的创造性作用主要表现在哪几个方面?ABCA.增加某种性状的变异程度B.使多个性状得到综合改良C.选择的方向在某种程度上影响后代产生变异的性质和范围D.选择决定进化的方向5、影响选择效果的主要因子有哪些?ABCDA.群体的遗传组成B.群体大小C.性状的遗传特点D.选择的标准与鉴定的准确性6、引种的方法包括哪些?ABCDA.引种计划的制订和引种材料的收集B.引种材料必须严格检疫C.引种试验D.引进品种的审定和推广7、引种的意义有哪些?ABCDEA.解决生产者、消费者对品种的需求;B.增加我国的种质资源种类,为新品种培育奠定物质基础;C.作物育种的有效途径;D.扩大栽培区域,建立稳定的生产基地;E.野生种变栽培种,保护濒危作物。

8、作物育种学的任务是什么?ABCA.发掘、研究和利用各有关作物种质资源;B.选育适于该地区生产发展需要的高产、稳产、优质、抗逆、熟期适当和适应性强的优良品种、杂交种以及新作物;C.提供数量多、质量好、成本低的生产用种;并在推广新品种的过程中,不断地保持和提高其种性,实现生产用种良种化,种子质量标准化,实现农业生产的持续稳定发展。

9、关于作物品种说法正确的有哪些?ABCDA.品种是人类在一定的生态条件和经济条件下,根据自己的需要所选育的某种作物的一定群体。

B.具有稳定的遗传特性,在生物学、形态学及经济性状上的相对一致性。

C.与同一作物的其他群体在特征、特性上有所区别。

改变生活的生物技术_复旦大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年

改变生活的生物技术_复旦大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年

改变生活的生物技术_复旦大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.观察微生物一般需要什么尺度?参考答案:微米2.Glu为水稻中的一个谷蛋白基因的启动子,主要是实现胡萝卜素在大米中高表达参考答案:错误3.维生素A的学名叫视黄醇,是构成眼睛视网膜视觉细胞内的感光物质,是暗视觉过程中参与视网膜的生理反应的必需物质,因此缺乏维生素A时,最早出现症状就是夜盲或是在暗光的环境下看东西不清楚。

参考答案:正确4.普通大米中含有较高的淀粉、蛋白质、脂肪和维生素,特别是维生素A。

参考答案:错误5.黄金大米是发展中国家解决维生素A缺乏的唯一办法。

参考答案:错误6.β-胡萝卜素是维生素A合成的前体,在植物体内β-胡萝卜素可以转化为维生素A。

参考答案:错误7.以下哪些是常见的转基因植物?参考答案:大豆_油菜_玉米8.生命科学是生物技术的基础参考答案:正确9.亲子鉴定就是父权鉴定,即父子关系确定,判断争议父亲和子女间是否存在亲子关系参考答案:错误10.酿酒技术的核心是将糖转化为乙酸参考答案:错误11.随着新一代测序方法的出现,个人基因组测序的时间和成本获得大幅度降低。

参考答案:正确12.疫苗的主要作用是预防疾病参考答案:正确13.通过捕获荧光信号获得待测DNA序列的测序方法有参考答案:Sanger法测序_Illumina公司的二代测序14.第二代DNA测序技术的主要特点是参考答案:通量高_成本低15.目前既能够从头测序又能够从头组装(长读长)的测序技术是参考答案:单分子实时测序16.以下关于纳米孔测序技术错误的是:参考答案:纳米孔测序通过检测不同碱基携带的荧光信号来实现17.Illumina公司的二代测序技术的核心思想是参考答案:边合成边测序18.肯德基里的鸡肉是转基因食物参考答案:错误19.大规模平行测序技术是通过()将数百万DNA分子固定在片基上以实现同时测序参考答案:杂交技术20.DNA分子在聚丙烯酰胺凝胶电泳中泳动的速度取决于参考答案:片段的大小21.末代沙皇尼古拉斯二世一家的亲缘关系鉴定是利用线粒体DNA测序完成的。

高考生物遗传——水稻雄性不育专题练习含答案

高考生物遗传——水稻雄性不育专题练习含答案

高考生物遗传一一水稻雄性不育专题1.杂合体在一种或多种性状上优于两个亲本的现象称为杂种优势.以下是有关杂交水稻的研究,请答复下列问题.〔1〕水稻是雌雄同株两性花的植物,杂交实验中,为了预防母本须进行人工去雄.水稻的花非常小,人工操作难以实现.后来,科学家在自然界发现了雄性不育〔雄蕊不能产生可育花粉〕的水稻植株,其在杂交时只能做,这就免除了人工去雄的工作,因此作为重要工具用于水稻杂交育种.〔2〕不育系的产生是基因突变的结果,在细胞核和细胞质中都含有决定雄蕊是否可育的基因〔如右图〕.其中细胞核中的不育基因用r表示,可育基因用R表示,且R对r 显性;细胞质中的不育基因用S表示,可育基因用N表示.上述细胞质与细胞核可组成种基因型的细胞.四种基因的关系中,R能够抑制S的表达,即基因型为5依心的水稻表现为;当细胞质基由于N时,无论细胞核中含有可育基因还是不育基因,植株都表现为雄性可育,所以雄性不育系的基因型为.〔3〕现有与育性有关细胞核基因纯合的四个品系水稻:N〔R R〕、S〔R R〕、N〔r r〕和S〔r r〕.①上述四个品系的水稻,也携带着某些其他利于增产的优良性状基因,通过杂交可进一步获得具有杂种优势的种子.请你选出相应的亲本,以遗传图解的形式,提出获得杂交种子用于大田生产的最正确方案.②由于雄性不育系不能通过自交的方式得以保持〔延续〕,用于之后的杂交育种,请你选出相应的亲本,以遗传图解的形式,提供保持不育系以用于育种的解决方案.获得杂交种的遗传图解:保持不育系的遗传图解:〔4〕由于上述育种方案还存在一些缺乏,比方,有些虽表现出很强的杂种优势,但结实率低.研究者培育出光温敏型雄性不育系,其育性受一对隐性核基因〔ee〕限制而与细胞质无关.该品系水稻在长日照、高于临界温度〔23<C 〕时表现为雄性不育;而在短日照、低于临界温度时表现为雄性可育.依据以上资料,请提出获得杂交种子用于大田生产和保持雄性不育的合理方案.〔5〕水稻杂交种具有杂种优势,但杂种后代会发生,无法保持其杂种优势,导致每年需要重 新制种.为解决每年制种的繁琐问题,请提出新的设想.〔1〕自交〔自花传粉〕母本〔2〕六 雄性可育 S 〔rr 〕 〔3〕〔4〕秋季〔短日照、低于临界温度〕光温敏型雄性不育系表现为可育,可自交产生不育系.〔夏季〔长日照、 高于临界温度〕光温敏型雄性不育系〔ee 〕与正常可育品系〔〕杂交,获得杂交种用于大田生产〕〔5〕性状别离无融合生殖〔略〕 2.水稻的雄性不育植株是野生型水稻的隐性突变体〔正常基因M 突变为m 〕.雄性不育植株不能产生可育花粉,但能 产生正常雌配子.〔1〕水稻的花为两性花,自花授粉并结种子.在杂交育种时,雄性不育植株的优点是无需进行大大减轻了杂交操作的工作量.〔2〕我国科研人员将紧密连锁不发生交换的三个基因M 、P 和R 〔P 是与花粉代谢有关的基因,R 为红色荧光蛋白基因〕与Ti 质粒连接,构建,通过 法转入雄性不育水稻植株细胞中,获得转基因植株,如下列图所示.〔3〕向雄性不育植株转入乂基因的目的是让转基因植株.转基因植株自交后代中,雄性不育植株为 荧光植株,由无荧光植株和红色荧光植株的性状别离比为 分析,P 基因的功能是雄性不育植株 转入M,P 和R 基因〔基因型mm 〕步转基因植株 |—►无荧光植株〔占50%〕»红色荧光植株〔占50%〕〔4〕雄性不育植株不能通过自交将雄性不育的特性传递给它的子代,而育种工作者构建出的转基因植株的特点是.〔5〕以转基因植株自交产生的雄性不育植株作为母本,以其他水稻品种为父本进行杂交,获得杂交稻.转基因植株中的M、P和R基因不会随着这种杂交稻的花粉扩散,这是由于转基因植株,因此保证了雄性不育植株和杂交稻不含M、P和R基因.28.〔1〕去雄〔2〕重组DNA农杆菌转化〔3〕雄配子可育无 1:1 使带有P基因的花粉败育〔4〕自交后既产生雄性不育植株,用于育种,也可产生转基因植株用于保持该品系〔5〕紧密连锁的M、P和R基因不会发生交换〔即M、R基因不会出现在没有P基因的花粉中〕;而且含有P 基因的花粉是失活的3.水稻是我国主要的农作物之一.两用核不育系水稻〔夏季高温条件下,表现为雄性不育;秋季低温条件下,恢复育性可以自交产生籽粒〕在农业上与正常水稻杂交,用于生产高产杂交水稻.〔1〕现有两个两用核不育系的水稻,其雄性不育的起点温度分别为23. 3c和26℃.在制备高产水稻杂交种子时, 由于大田中环境温度会有波动,应选用雄性不育起点温度为℃,原因是.〔2〕用A与H 〔正常水稻〕获得两用核不育系水稻A和持续培育高产水稻的方法是〔用遗传图解表示并标明适用的温度条件〕〔3〕在两用核不育系大田中偶然发现一株黄叶突变体X.①将突变体X与正常水稻H杂交得[均为绿叶,*自交得F2群体中绿叶、黄叶之比为3:1.由以上可以推测,自然黄叶突变体X的黄叶性状由基因限制,这一对叶色基因的遗传符合基因的定律.②为确定限制黄叶基因的位置,选用某条染色体上的两种分子标记〔RM411和WY146〕,分别对吃的绿色叶群体的10个单株〔10G〕和黄色叶群体10个单株〔10Y〕进行PCR,之后对所获得的DNA进行电泳,电泳结果可反映个体的基因型.M为标准样品,结果如下列图所示.WYI46从上图可以看出,每图中10G 个体中的基因型为 种,其中 (填写“图1〞或“图2〞)的比例与理论比值略有不同,出现不同的最可能原因是.每图中10Y 的表现均一致,说明两个遗传标记与黄叶基因 在染色体上的位置关系是.(4)与普通两用核不育系相比,利用此自然黄叶突变体培育出的黄叶两用核不育系在实际生产中应用的优势是【答案】 (1). 23.3(2).不育起点温度越低,授粉时出现雄性可育的情况越少,不易出现自交和杂交种混P 的xJA P?Ax 5H杂的现象 (3).“俯晶条件|高温条件(4).隐性 (5).别离收薮F1种子[获得AzK 稻)收获A 植株所结种子(即为高产水稻)(6). 2(7).图1(8).待测样本数少 (9).位于同一条染色体上(10).在苗期可筛选出杂交种中混有的自交种4.水稻的育性由一对等位基因M 、m 限制,基因型为阿和Mm 的个体可产生正常的雌、雄配子,基因型为啦的个体 只能产生正常的雌配子,表现为雄性不育,基因M 可使雄性不育个体恢复育性.通过转基因技术将基因M 与雄配子 致死基因A 、蓝色素生成基因D 一起导入基因型为1^的个体中,并使其插入到一条不含m 基因的染色体上,如下列图 所示.基因D 的表达可使种子呈现蓝色,无基因D 的种子呈现白色.该方法可以利用转基因技术大量培育不含转基 因成分的雄性不育个体.请答复下列问题:能出现的因型为 ⑵上图所示的转基因个体自交得到F1,请写出遗传图解.⑶F1中雄性可育〔能产生可育雌、雄配子〕的种子颜色为.⑷F1个体之间随机授粉得到种子,快速区分雄性不育种子和转基因雄性可育种子的方法是 RM41I ⑴基因型为1^的个体在育种过程中作为 母本),该个体与育性正常的非转基因个体杂交,子代可 M H X -IQ G► <1 OY> MIIX ♦WC» t 1 OY挎珞因十体(ADMmm)(父〔I 〕 Mm, nwn 〔2 分〕蓝色〔I寸】1浮X廉整?1分工财净.植㈱所结的种子好育雄性斯育的也有维性不育的I R均为闩华士岩区如浮5.水稻是我国主要的粮食作物之一,它是自花传粉的植物.提升水稻产量的一个重要途径是利用杂交种〔F1〕的杂种优势,即F1的性状优于双亲的现象.〔1〕杂交种虽然具有杂种优势,却只能种植一代,其原因是,进而影响产量.为了获得杂交种,需要对去雄,操作极为繁琐.〔2〕雄性不育水稻突变体S表现为花粉败育.在制种过程中,利用不育水稻可以省略去雄操作,极大地简化了制种程序.①将突变体S与普通水稻杂交,获得的[表现为可育,F2中可育与不育的植株数量比约为3 : 1,说明水稻的育性由等位基因限制,不育性状为性状.②研究人员发现了限制水稻光敏感核不育的基因pms3,该基因并不编码蛋白质.为研究突变体S的pms3基因表达量和花粉育性的关系,得到如下结果〔用花粉可染率代表花粉的可育性〕.表1不同光温条件下突变体S的花粉可染率〔%〕0 ~~1~—1~—1~短日低温短日高温长日低温长口高温图1不同光温条件下突变体S的pms3基因表达量差异该基因的表达量指的是的合成量.根据实验结果可知,pms3基因的表达量和花粉育性关系是.突变体S的育性是可以转换的,在条件下不育,在条件下育性最高,这说明.〔3〕结合以上材料,请设计培育水稻杂交种并保存突变体S的简要流程: .答案:〔18分,除特殊说明外,每空2分〕〔1〕F1自交后代会发生性状别离现象母本〔2〕①1对〔1分〕隐性〔1分〕②RNA花粉育性变化与pms3基因的表达量呈现正相关〔pms3基因的表达量越高,花粉育性越高〕长日高温〔1分〕短日低温〔1分〕表现型是基因与环境共同作用的结果〔3〕在长日高温条件下,以突变体S为母本,与普通水稻杂交,收获S植株上所结的种子即为生产中所用的杂交种.在短日低温条件下,使突变体S自交,收获种子,以备来年使用.〔4分〕6.杂交水稻是我国对当代世界农业的巨大奉献,在实际种植过程中表达了巨大的杂种优势.〔1〕杂交水稻自交后代会产生性状别离,其原因是杂交水稻在减数分裂过程中发生了的别离,导致其品质下降,因此不可直接留种.〔2〕传统的杂交水稻制种过程中,需要选择花粉败育的品种〔不育系〕作为母本,这样可以预防自花受粉.为了解决不育系的获得和保持问题,科研人员做了如下研究:①水稻的雄性可育是由N基因决定的,人工诱变处理野生型水稻,最终获得基因型为99的雄性不育植株.让该植株与野生纯合水稻杂交,得到的F/代〔可育/不可育〕.②为快速筛选可育种子与不育种子,科研人员将基因N、花粉败育基因M 〔只在配子中表达〕、红色荧光蛋白基因 R一起构建重组Ti质粒,可采用法将其导入雄性不育植株〔nn〕细胞中,获得雄性可育杂合体转基因植株〔N-M-R所在区段不发生交叉互换〕.该植株自交得到的种子中红色荧光:无荧岩.选择种子种植自交,可继续获得不育类型.〔3〕科研人员尝试让杂交水稻通过无性繁殖产生种子,解决留种繁殖问题.①研究发现,来自卵细胞中B基因的表达是启动受精卵发育成胚胎的必要条件,机制如下列图所示:据图分析,敲除精子中B基因后,那么受精卵中来自卵细胞的B基因.假设让卵细胞中的B基因表达,该卵细胞可直接发育为植株,因其不可育那么不能留种繁殖.②科研人员发现敲除杂交水稻中限制减数分裂的R、P、O三个关键基因,利用MiMe技术使其卵原细胞以有丝分裂方式产生“卵细胞〞,那么获得的“卵细胞〞与杂交水稻基因型.③基于上述研究,请你设计杂交水稻保持杂种优势适宜留种繁殖的方案:.答案:〔1〕等位基因〔2〕①可育②农杆菌转化〔基因枪〕1:1红色荧光〔3〕①不能表达单倍体②一致③敲除杂交水稻中限制减数分裂的三个关键基因,同时让该水稻卵细胞中B基因表达〔B蛋白〕,以此获得种。

野生稻优良基因资源的研究与应用进展

野生稻优良基因资源的研究与应用进展

野生稻优良基因资源的研究与应用进展李莉萍;应东山;张如莲【摘要】野生稻是栽培稻的野生近缘种,作为重要的基因资源,具有诸多的优良性状,如野生稻对病虫害的抗性、对各种逆境的耐受性以及胞质雄性不育等,已被广泛应用于现代栽培稻的育种改良,成为栽培稻遗传改良的丰富基因源和不可替代的物质基础。

本文综述了野生稻优良基因的发掘和种质资源的利用现状,总结了野生稻保护和利用目前存在的问题,并对其在水稻育种中的应用潜力做出了展望。

%Wild rice is the closely related wild relatives of cultivated rice. As an important genetic resource of rice, it exists a number of elite genes, such as resistance to diseases and insect pests, tolerance to different kinds of stresses and its cytoplasmic male sterility, which have been widely used in cultivated rice breeding. Wild rice is considered to be a rich gene pool and unreplaced basic material for rice genetic improvement. This paper reviewed the discovery of favorable genes and the utilization of germplasm resources in rice breeding, the problems of current research in wild rice were summarized, the utilization potential in rice breeding were prospected for future.【期刊名称】《热带农业科学》【年(卷),期】2014(000)001【总页数】8页(P34-41)【关键词】野生稻;优良基因;应用;进展【作者】李莉萍;应东山;张如莲【作者单位】中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所/农业部华南作物基因资源与种质创制重点实验室海南儋州 571737;中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所/农业部华南作物基因资源与种质创制重点实验室海南儋州 571737;中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所/农业部华南作物基因资源与种质创制重点实验室海南儋州 571737【正文语种】中文【中图分类】S511.9稻属(Oryza L.)属于禾本科(Poaceae)的稻亚科(Oryzoideae)。

水稻基因组DNA提取方法的研究进展

水稻基因组DNA提取方法的研究进展

水稻基因组DNA提取方法的研究进展摘要:水稻基因组DNA的提取方法主要有SDS法和CTAB法。

在此基础上又提出了快速制备法、简易提取法、无需液氮研磨提取法、微量提取法等多种方法。

从试验提取材料、方法等方面对以上各种方法的优缺点及应用范围进行了综述。

关键词:水稻;基因组DNA;提取方法水稻是世界上最主要的三大粮食作物之一,已被列为模式作物,有着丰富和深入的基因组研究基础。

其DNA的制备是深入进行分子生物学研究的前提。

为使所得DNA纯度高,断裂降解程度小、量足,在提取时应根据不同研究需要,保证其结构的相对完整性;尽量排除其他大分子成分如蛋白质、多糖等的污染。

前人已就植物基因组DNA的提取总结了一系列的方法,如SDS法、CTAB法。

但在DNA提取过程中,有机试剂处理次数过多,所得DNA分子片段偏小,纯度不高,得率也低。

且CTAB等试剂价格昂贵,增加了成本。

目前,针对不同的研究目的和试验需要,提取水稻基因组DNA的材料和方法的侧重点不尽相同,各有其优缺点。

1材料目前提取水稻基因组DNA所用的材料主要有:水稻干种子、幼嫩茎段、叶片、幼穗老叶、发芽幼苗等。

不同材料对提取的DNA纯度和浓度以及所适用的范围也不同。

研究表明,植物组织中的多糖及其他一些次生代谢产物,如脂、萜等。

会对DNA的提取造成很大的困难,而且这些物质的含量随植物组织器官的生长而增加,如果不能有效地去除,植物组织中的酚类物质会氧化成醌,溶解在抽提液中与蛋白质、DNA结合。

影响DNA的解链或降低Taq酶的活性。

而使提取出来的DNA限制性内切酶无法酶切。

所以,在DNA的提取过程中必须将酚类、多糖和蛋白质等化合物除去。

为了避免上述物质的影响。

在选取材料时,应尽可能挑取处于生长旺盛期的幼嫩组织。

所以在以往的研究中大多数学者都以水稻新鲜叶片或幼苗或水稻幼嫩茎段作为提取材料。

但在进行品种鉴定和纯度分析时,用新鲜幼叶或幼苗提取DNA,不仅费时费成本,而且需要液氮。

烟草线粒体DNA的研究进展

烟草线粒体DNA的研究进展

烟草线粒体DNA的研究进展07生物高静静摘要:植物线粒体DNA研究是生命科学研究的热点之一,有关植物线粒体DNA 方面诸多问题的阐明对于了解烟草及植物细胞质雄性不育(CMS)等方面提供重要理论帮助。

植物细胞线粒体基因组很大,基因表达系统相当独特,同时线粒体和质体(或叶绿体)两种半自主性细胞器存在着相互作用,因此对烟草及其它植物线粒体DNA的深入研究有助于烟草育种工作相关问题的解决。

关键词:烟草线粒体DNA(mtDNA)细胞质雄性不育1 线粒体与线粒体DNA。

1.1线粒体是真核生物进行呼吸作用的细胞器,不同种类细胞中的线粒体数目差异较大,一般为100~3000个,在一个植物细胞中含有50-100个线粒体,而在一个动物细胞中线粒体数目变动范围比较大,少的仅有50个,多的可达到1000个。

在植物细胞中的线粒体参与一系列的代谢过程,如植物体内的线粒体能将细胞合成和吸收的脂肪,糖类等储藏的能量氧化成二氧化碳与水释放出来,再将其存储的太阳能转换成细胞维持自身生理活动的能量-ATP分子。

1962年Ris 和Plant在衣藻叶绿体中发现DNA,1963年M. Nass和S. Nass在鸡胚肝细胞线粒体中发现DNA,以后又从植物细胞线粒体中发现了DNA。

线粒体DNA (mitochondrial DNA/mtDNA),又叫线粒体基因组,与细菌DNA相似,也是双链的超螺旋环状分子,一般来说,动物的mtDNA较小,约为16kb,植物的mtDNA 较大,在200 kb(油菜)到2500 kb(西瓜)之间变动。

1.2线粒体DNA可以自我复制,既可以按照半保留方式进行,也可以按照θ型复制方式或滚环复制方式进行。

值得注意的是mtDNA的D-loop复制方式,即二条DNA链不同时开始复制,而是一条在前,一条在后,因而在复制进行中生成D环,它是线粒体DNA的非编码区,是线粒体DNA分子中突变率最高的部分。

2 线粒体DNA(mtDNA)与核DNA(nDNA)现在人们基本了解了线粒体DNA(mtDNA)与核DNA(nD-NA)之间的区别与联系:第一,与内共生起源一致,线粒体DNA(mtDNA)具有半自主性,并且如果能够重组或至少可以互补的情况下,mtDNA还可以进行合成和分裂功能。

RAPD分子标记技术在大豆育种中的应用

RAPD分子标记技术在大豆育种中的应用

RAPD分子标记技术在大豆育种中的应用林文磊;吕美琴;李明松;康蓉蓉;曾红英;姚文;蔡锦玲;叶玉珍【摘要】为了更好地引导分子标记技术应用到大豆辅助育种当中,综述了RA PD 分子标记技术在大豆遗传多样性分析、抗病基因研究、农艺性状研究中的应用,旨在为把该技术应用于辅助培育高产、高蛋白质含量的大豆新品种提供理论依据及指导.【期刊名称】《福建农业科技》【年(卷),期】2018(000)009【总页数】5页(P45-49)【关键词】RAPD分子标记;大豆育种;高蛋白【作者】林文磊;吕美琴;李明松;康蓉蓉;曾红英;姚文;蔡锦玲;叶玉珍【作者单位】泉州市农业科学研究所 ,福建泉州 362212;泉州市农业科学研究所 ,福建泉州 362212;泉州市农业科学研究所 ,福建泉州 362212;泉州市农业科学研究所 ,福建泉州 362212;泉州市农业科学研究所 ,福建泉州 362212;泉州市农业科学研究所 ,福建泉州 362212;泉州市农业科学研究所 ,福建泉州 362212;三明市明溪县城郊农业技术推广站 ,福建三明 365200【正文语种】中文大豆Glycine max(L.) Merrill起源于我国,是重要的粮食和经济作物,也是重要的饲料和轻工业原材料。

随着生活水平的不断提高,人们越来越注重饮食健康,大豆成为获取植物蛋白及食用油的重要来源之一[1]。

然而,目前我国的大豆存在产量较低、品质较差等缺点,无法满足国内逐年增长的大豆需求,导致大豆进口量逐年增加,而进口大豆主要为转基因大豆。

因此,非常有必要大力发展国产的优质非转基因大豆,主要是在提高大豆产量、改善品质、增强抗性、缩短育种年限等方面下功夫[2]。

育种的本质就是将尽量多的优良性状集中于同一个品种上。

传统的育种依赖于植株表型的选择,易受环境条件影响,具有周期长、预见性低等缺点。

近年来,植物生物技术迅速发展,分子生物技术弥补了传统育种方法的不足,PAPD分子标记技术具有简单、便捷等优点被广泛应用于大豆辅助育种工作之中,提高了育种效率[3]。

植物分子育种综述

植物分子育种综述

植物分子育种综述辣椒分子育种研究进展摘要综述辣椒分子标记育种、转基因育种等方面的主要研究进展,并阐明辣椒分子育种正朝着遗传图谱信息多元化、分子育种技术高效化、分子育种理论系统化的方向发展。

关键词辣椒;分子育种;分子标记辅助育种;转基因育种;分子设计育种辣椒是重要蔬菜作物[1 -2]。

辣椒传统育种方法在提高产量、改善品质、增强抗性等方面具有选择效率低及育种周期长等缺点,因此迫切需要辣椒育种技术的升级换代。

近年来,分子育种技术在辣椒育种上逐步得到了发展。

辣椒分子育种包括辣椒分子标记育种、辣椒转基因育种、辣椒品种分子设计育种3个方面。

辣椒分子育种将使以表型选择为主的传统育种转变为对基因型的直接、准确、高效选择,从而实现育种效率的大幅度提高。

笔者对辣椒分子标记辅助育种、辣椒转基因育种研究进展进行综述,分析发展趋势,探讨有机整合方式,为我国辣椒分子育种研究的发展提供参考。

1辣椒分子标记育种1.1 辣椒分子遗传图谱随着分子标记的不断发展和图谱研究的不断深入,辣椒图谱的饱和度也在随着增加。

目前国内外已构建了20余张辣椒分子遗传图谱,根据其来源可将辣椒图谱分为种间杂交和种内杂交图谱。

1.1.1 种间图谱种间图谱多态性较丰富,适合做高饱合图谱。

Tanksley等利用CA50(C.annuum)@CA4(C. chinense)BC群体和RFLP标记,构建了1张包含19个连锁群、85个RFLP标记的图谱[3]。

此后,其他的研究者陆续采用各种DNA标记技术,基于越来越大的种间分离群体,使图谱的饱和度不断增加。

迄今为止,至少报道了6张以上来源于种间杂交的分子遗传图谱,包括来源于C. annuum与C. chinense的种间杂交群体和C.annuum与C. frutescens的种间杂交群体[4]。

1.1.2种内图谱种内图谱的多态性标记相对较少,但对辣椒育种意义更大。

辣椒的种内图谱主要来源于C.annuum的种内群体。

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