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水稻是世界上的重要谷类粮食作物之一，其产量和品质一直都是育种学家关注的重点，关系到全球粮食安全和人类健康。水稻粒型主要包括粒长、粒宽、粒厚等，是受多基因控制的重要数量性状，不仅直接影响水稻产量，还与水稻品质密切相关。深入了解水稻粒型的形成与调控机理将有助于进一步提升水稻单株产量、改善稻米品质。分子生物学的发展和基因组学的研究为探究水稻内部调控机制带来了新的变革。大量水稻粒型的数量性状遗传位点（Quantitative trait locus，QTL）成功被鉴定与解析，并验证了与之有关的基因功能。目前，已有几条调控粒型的通路得到鉴定，如泛素 - 蛋白酶体降解途径、G 蛋白信号途径、丝裂原活化蛋白激酶途径、转录因子调控途径、植物激素途径以及表观遗传途径等。然而，粒型调控网络极其复杂，多数基因上下游的调控组件作用机制尚不清楚，甚至影响粒型的各条通路间均存在一定的交叉互作。本文综述了影响水稻粒型的不同信号通路相关基因研究进展及关键粒型基因间的互作关系，总结了近年来粒型基因在育种上的应用情况，并提出结合多组学解析水稻粒型的调控机理研究，以期更好地服务于分子设计育种，为开发新的高产优质稻育种提供支撑。 相似文献
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水稻主要粒型基因及其遗传调控的研究进展 总被引：1，自引：0，他引：1
水稻粒型是决定产量最重要的因素之一。籽粒大小主要是受遗传因子的严格调控。目前,已经克隆了多个控制水稻籽粒大小的(QTL),这些QTL可以作用在独立的遗传途径,与其他已鉴定的粒型基因一起主要参与蛋白酶体降解、激素和G蛋白介导的信号途径,调节细胞增殖和细胞伸长。本文综述了近年来克隆的主要控制水稻籽粒大小的QTL及其调控的分子机制,为理解粒型的分子遗传基础和水稻遗传改良提供理论依据。 相似文献
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水稻叶色突变体基因定位研究进展 总被引：1，自引：0，他引：1
水稻叶色突变体是一类较易观察和获得的突变体,研究水稻叶色突变体基因进行定位有助于深入阐明叶色基因的调控机理,对水稻叶片光合遗传改良和产量提高具有重要的指导意义。因此,对于近年来有关水稻叶色突变体的分类来源、遗传机理以及基因定位等研究进展进行综述,并介绍了叶色突变体的分子机理及其在水稻中的应用,旨在为水稻叶色突变体的研究和利用奠定基础。 相似文献
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水稻粒重是决定水稻单株产量的重要因素之一。过去 20 年对水稻粒重的研究方兴未艾,运用分子
生物学、遗传学等手段对水稻粒重和粒型进行研究,目前已有多条复杂信号通路调控途径被揭示。水稻粒重的
研究大大拓展了人们对水稻种子细胞发育过程细胞分裂、分化及灌浆的动态变化研究和认识。迄今为止,包括
泛素化途径、G- 蛋白偶联途径、激素调控途径、光合作用调控途径、表观调控途径和 micro RNA 调控途径等大
量决定水稻粒重相关基因已被克隆和鉴定。综述了近年来对于参与水稻粒重影响因素及不同信号途径相关基因
的研究进展,分析多个利用现代基因编辑技术的成功案例,并且展望通过多种人工智能、大数据信息技术及新
型农业自动化无人技术和高效环境水土控制技术准确显著提高水稻产量和稻米品质、抗性的生物育种“4.0 时代”。
最后,提出基于智慧农业,推动我国农业高质量发展、乡村振兴的配套技术与现代分子生物学、遗传学及生物
信息学相结合、从理论到成果转化的未来发展方向。 相似文献
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《江苏农业学报》2015,(5)
为明确粒型控制基因GS5在2种极端粒型水稻中的序列差异和作用,本研究利用极端大粒型水稻品种TD70和小粒型水稻品种Kasalath对粒宽控制基因GS5进行了克隆和序列分析,根据序列比对结果设计分子标记,用来区分不同来源的GS5基因,并结合重组自交系的粒型信息分析该基因对粒型的调节作用。结果显示,该基因包含10个外显子和9个内含子,与TD70的GS5基因相比,Kasalath的GS5基因第1外显子上编码的第31位氨基酸由甘氨酸变成丙氨酸,同时在第36、37位缺失2个甘氨酸。以这2个氨基酸的缺失为基础,设计简单重复序列(SSR)分子标记并在2个品种及其重组自交系(RIL)中进行了验证。利用该标记可以在含有GS5-T的品种中扩增出216 bp的片段,在含有GS5-K的品种中扩增出210 bp的片段。对重组自交系的检测结果显示,含有GS5-T基因的株系有122个,含有GS5-K基因的株系有118个。含GS5-T基因的株系平均粒宽比含GS5-K基因的株系平均粒宽高出0.47 mm,千粒质量高出2.87 g,说明GS5是水稻粒宽性状的主效调控基因。 相似文献
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水稻(Oryza sativa L.)粒型包含粒长、粒宽和长宽比等一系列农艺性状,是影响水稻稻米品质和产量的重要因素之一。随着功能基因组学和分子标记技术的发展,越来越多的粒型基因逐渐被定位和克隆。本文主要总结了目前已经克隆的与水稻粒型有关的基因：粒长基因有GS3、GL7、GL3.3等;粒宽基因有GW2、GW5、GS5等;长宽比基因有GW7、TGW3、GS2等,各个基因之间的互作关系以及各个粒型基因在生产中的实际应用。同时,指出了水稻粒型基因在进行分子植物育种时出现的问题并针对相应的问题提出解决建议。 相似文献
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水稻花序结构调控机制研究进展 总被引：1，自引：0，他引：1
禾本科作物的花序结构直接影响穗粒数和最终产量,其多样性主要依赖于分枝模式和花的位置。水稻作为研究禾本科作物的模式植物,有关花序结构的调控机制已取得重大进展,对花序发育调控因素的概述,将有助于水稻穗型的遗传改良和高产育种。水稻花序发育始于顶端分生组织向花序分生组织转变,之后生成花序轴分生组织、一次枝梗分生组织、二次枝梗分生组织、小穗分生组织和小花分生组织。花序相关分生组织受到众多基因调控,形成一个复杂的遗传网络,发育过程中任一节点发生变化都会导致穗型发生变化。在改良过程中,调控影响花序发育基因的时空表达,组合相关优异等位基因,更有利于优化水稻穗型;在驯化过程中,穗型受到选择,水稻花序结构调整为更有利于增加小穗数量的结构。有关水稻花序发育影响因子的研究,将有利于穗型遗传改良,并为分子设计育种提供理论支撑。对影响水稻花序发育过程中各因子进行梳理,并对其在调控花序结构过程中的路径进行概括,水稻作为模式作物对其花序结构遗传调控网络的研究,为禾本科作物花序发育研究提供重要参考。 相似文献
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以环境敏感雄性不育为核心的两系杂交水稻对于保障我国粮食安全具有重要作用。目前,在水稻中发现了几十个环境敏感雄性不育基因,已对其中一部分基因进行克隆,并对其调控机制进行了详细的研究。本文综述了水稻环境敏感雄性不育的应用和发展,以及RNA代谢、信号转导、转录调控、花粉壁合成和氨基酸代谢等过程调节水稻环境敏感雄性不育的分子机理,最后对水稻环境敏感雄性不育研究存在的挑战进行分析,并提出了相应的对策。 相似文献
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《四川农业大学学报》2021,(3)
【目的】综述当前已报道水稻响应高温相关基因研究进展,以期为耐高温分子机制解析和水稻育种提供理论依据。【方法】通过已有的研究成果,对水稻响应高温相关基因进行系统阐述,总结了当前一些关键的高温信号通路及分子机理。【结果】水稻响应高温是一个极其复杂的生理过程,目前已克隆相关基因有5类,涉及6个重要的胞内信号通路,但具体调控机理仍有待深入探析。【结论】未来的研究应继续克隆一些关键的高温相关基因,明确水稻感知和传递高温信号的分子机制,挖掘优异等位基因用于水稻生产实际。 相似文献
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水稻是研究单子叶植物的模式作物,其落粒性的丧失是水稻被人工驯化的最为关键事件,近年来对水稻落粒性的研究取得了一系列进展,4个控制落粒性基因/主效QTL已经被克隆,并初步分析了相关基因的互作效应,为水稻人工驯化提供了重要依据。本文重点综述了水稻落粒性的分子机制研究进展,为水稻落粒性的遗传网络研究提供参考。 相似文献
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【目的】了解AP2/EREBP家族基因参与逆境反应分子机理,为水稻抗逆相关基因的克隆及揭示水稻抗逆分子调控机理奠定基础。【方法】采用基因芯片技术分析AP2/EREBP家族基因在水稻幼苗受PEG、低温、高盐、ABA、GA等处理下的表达谱变化,并通过实时定量PCR技术对部分具有明显表达特点基因的胁迫表达谱进行验证。【结果】点制了水稻AP2/EREBP转录因子家族的基因芯片,检测到42个胁迫差异表达的AP2/EREBP基因。实时定量PCR所得结果与基因芯片结果基本吻合,说明芯片结果可靠。两个AP2/EREBP基因对所有胁迫反应相同,其它差异表达的AP2/EREBP基因对不同胁迫反应各不相同。【结论】研究发现两个AP2/EREBP基因在水稻应对外界胁迫反应中起核心分子调控作用;不同差异表达AP2/EREBP基因在水稻响应不同胁迫反应过程中具有相同或者不同的分子应答机理。 相似文献
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[目的]根据药用野生稻-栽培稻渗入系后代卷叶表型遗传分析,分析定位控制水稻叶型的相关基因。[方法]构建药用野生稻-栽培稻渗入系后代卷叶的分离群体,并对后代分离群体进行SSR多态性分析。[结果]该群体受一对不完全显性卷叶基因控制;初步判断卷叶个体表型产生的原因是野生稻基因片段的渗入所致;并将该群体的卷叶基因初步定位在第5号染色体分子标记RM305和RM173之间。[结论]得到了一个具有新来源的新基因,为进一步对新型卷叶基因的克隆和分子手段调控机理研究奠定了基础,同时为应用分子手段调控叶形来改良株型而提高水稻生产效益的设想提供材料。 相似文献
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【目的】水稻粒型是与产量直接相关的重要农艺性状,影响稻米的外观品质和商品价值。挖掘新的水稻粒型相关基因,对揭示水稻粒型调控的遗传机理研究有重要意义,同时可为水稻粒型分子育种提供新的基因资源。【方法】以极端粒型差异的粳稻TD70和籼稻Kasalath,以及杂交构建的186个家系的重组自交系群体为研究材料,利用高通量测序技术对亲本和RIL株系进行深度测序。统计186个RIL基因型数据,利用滑动窗法（SNP/InDel数目为15）,将窗口内SNP/InDel信息转换成窗口的基因型,预测染色体上的重组断点构建RIL群体的BinMap遗传图谱,结合2年的粒长、粒宽、粒厚和千粒重的表型数据,运用QTL IciMapping软件,采用复合区间作图法对RIL群体的4个性状进行QTL定位。【结果】构建了一张包含12 328个Bin标记的高密度遗传图谱,该图谱各染色体Bin标记数为763—1 367个,标记间平均物理距离为30.26 kb。粒长、粒宽、粒厚和千粒重4个性状在RIL群体中呈近正态连续分布,且2年间的变化趋势相似,符合QTL作图要求。2018年对粒长、粒宽、粒厚及千粒重进行QTL分析,共检测到40个粒型QTL,其中,粒长12个,粒宽9个,粒厚8个,千粒重11个,2019年对粒长、粒宽、粒厚及千粒重进行QTL分析,检测到56个籽粒相关的QTL,粒长15个,粒宽11个,粒厚13个,千粒重17个。分析定位到的96个粒型QTL位点,连续2年都能检测到的QTL位点有11个,其中7个为已克隆的粒型基因位点,4个为未知的新位点,分别分布于第1、3、4、5染色体上,分别为粒长qGL-1-2和qGL5-2、粒厚qGT-3-2、粒宽qGW-4-1。【结论】构建了一张包含12 328个Bin标记的分子遗传连锁图谱,解析大粒粳稻资源的粒型基因,获得了qGW-4-1、qGL5-2、qGT-3-2、qGL-1-2等4个新的粒型QTL,可用于后续粒型调控基因的精细定位及克隆研究。 相似文献