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为了研究红莲型细胞质雄性不育(HL-CMS)2个不育基因与相应的2个恢复基因的关系,前期以YTA与9311杂交,后代以YTB回交,回交世代以Rf5和Rf6特异分子标记筛选,构建了与YTA同核同质的近等基因恢复系L-Rf5、L-Rf6和L-Rf5-6。应用分子标记辅助选择,从野生稻中筛选并构建了与YTA同核异质的近等基因不育系L-orfH79,从近900个栽培稻中筛选得到了13个L-orf290候选材料。本研究进一步对3个近等基因恢复系L-Rf5、L-Rf6、L-Rf5-6和2个新型胞质不育系L-orfH79、L-orf290进行了分子遗传分析,并初步探讨了2个不育基因与相应的2个恢复基因的关系。主要结果如下: 1.从L-Rf5、L-Rf6、9311、YTA及MH63等的基因组DNA克隆并比较分析了Rf5和rf5基因序列。结果分析表明,来自L-Rf5、9311及MH63三份材料的Rf5基因序列相同,并与公布的MH63数据库的参考序列完全一致;从L-Rf6和YTA的不同单株DNA克隆的rf5基因序列,除1个克隆外,其它的rf5的序列完全相同。Rf5与rf5的序列比对显示,二者在翻译启始密码上游-866bp的转录调控区有6个碱基的缺失;尽管二者在ORF内存在SNP的差异,但rf5的ORF编码的多肽长度与Rf5的所编码多肽长度一致。以此为基础,设计了可用于鉴定的rf5和Rf5基因的分子标记。 2.从YTA、9311、L-Rf5、L-Rf6和L-Rf5-6中克隆了在Rf5(Rf1A)座位的Rf5B(Rf1B)基因,基序列包括Rf5B起始密码子上游2370bp序列及TAA终止密码子下游1429bp序列。序列比对分析表明,来自YTA、9311、L-Rf5、L-Rf6和L-Rf5-6的Rf5B(Rf1B)在序列无差异,并与来自MH63数据库的参考序列一致。 3.对13个L-orf290候选材料进行了分子标记筛选,Southern杂交验证了13个L-orf290候选材料仅含orf290,而不含有orfH79。对以YTB为轮回亲本的回交BC2F1植株的育性进行了统计分析,13个候选材料的BC2F1世代育性差异明显,其中来自L-orf290候选材料z597的BC2F1花粉育性、套袋及自然结实率均大幅度降低,部分植株花粉可育度仅10%,套袋结实率仅6.8%。对L-orf290候选材料orf290相关序列克隆和测序,序列比对分析表明,13个候选材料均含完整orf290,但除z597的orf290与YTA的完全一致外,其它材料均存在开放阅读框内的碱基改变导致的氨基酸的变化。这些改变是否与回交世代育性的改变有关尚待证实。 4.以L-orfH79和L-orf290植株(z597/YTB//YTB的BC1F1)做母本,分别与L-Rf5、L-Rf6以及L-Rf5-6杂交。对杂交后代花粉育性、套袋结实率、自交结实率以及orfH79和orf290转录本表达量的统计分析表明,L-orfH79与3个近等基因恢复系的杂交F1代植株的育性得到了较好的恢复,其orfH79mRNA的表达量降低。L-orf290(z597/YTB//YTB,BC1F1)导入Rf5或Rf6或Rf5-6的杂交F1代,育性均在40%左右,由于构建的L-orf290系仍回交低世代,Rf5或Rf6与orf290的互作有待用高世代L-orf290证实。