过量表达OsNPR1基因稳定提高水稻对白叶枯病的抗性

在拟南芥中,NPR1是系统获得抗性SA信号传导途径中的一个重要的调节因子,在水稻中已克隆到与之同源的OsNPR1基因。构建OsNPR1基因水稻过量表达载体,并将其转化粳稻TP309得到转基因植株;通过自交纯合,得到17个纯合株系;对T3、T4代纯合株系进行PCR鉴定,证实转基因纯合株系中外源伪OsNPR1基因具有遗传稳定性;检测了T1、T2代转基因株系和T3代转基因纯合株系对水稻白叶枯病病原细菌Xanthomonas oryzae pv．oryzae的抗病性,结果表明,在T1、T2代中70％以上的株系对水稻白叶枯病的抗性显著提高,T3代中约67％的株系对水稻白叶枯病的抗性显著提高,说明这种抗病性的提高具有遗传稳定性。OsNPR1基因可作为选育水稻抗白叶枯病新种质的一个良好的候选基因。     

空间技术诱发的水稻早熟突变系的品质性状变异

对空间技术诱发产生的 9个水稻早熟突变系分析表明 :与原亲本相比 ,突变系的外观品质变化明显 ;表观直链淀粉含量 (AAC)出现高、中、低 3种变异 ;多数突变系的淀粉粘滞特性和碱消值比原亲本差 ,少数相似 ;胶稠度与原亲本相仿或明显改良 ;除突变系SP5 0 1外 ,农艺性状变差 ,但千粒重增加明显。     

利用外源基因侧翼序列扩增筛选纯合转基因植株

摘要：传统的纯化外源基因的方法主要是通过多代自交,该方法耗时长,效率低。通过对转基因材料中外源基因T-DNA区域插入位点侧翼序列的分析,本文开发了筛选纯合转基因植株的新方法。首先,利用酶切连接接头的PCR方法,我们在番茄转基因植株中扩增外源基因Avr3a的两翼序列并测序;然后通过该序列设计的引物在转基因植株中验证,得到的两翼序列通过与SGN数据库比对分析,发现外源基因的插入位点有40bp的碱基缺失;最后利用侧翼序列和边界序列设计的引物,成功在转基因T1代植株中筛选出纯合单株,并在T2代进行了验证。     

EMS诱发小麦京411突变群体构建及Wx-A1基因突变体鉴定

为扩大小麦突变群体类型,提高目的基因点突变挖掘效率,选用北部冬麦区骨干亲本京411为材料,利用甲基磺酸乙酯(ethyl methylsulfonate,EMS)化学诱变剂构建小麦突变群体,以Wx-A1为候选基因,用TILLING技术检测所创建的突变群体。结果表明,0.90%EMS溶液处理8 h和1.50%EMS溶液处理4 h均能获得较好的损伤效果,致死率分别达到38.47%和56.00%;在此基础上创建了包含867个株系的M2突变群体,在该群体中获得Wx-A1基因的7个点突变,突变密度为1/67.0 kb;其中预测有功能变异的4个错义突变系均可以稳定遗传至下一代,其直链淀粉含量降低2.8%~7.4%。本研究所构建的小麦突变群体可以作为其他目的基因的TILLING检测材料,用于小麦目的基因突变挖掘及功能基因组学研究。     

2份广西普通野生稻材料育性恢复基因Rf3、Rf4的恢复力评价

影响杂交水稻高产与稳产的重要因素是结实率的高低,而这一特性是由恢复系的恢复基因所决定的。因此,水稻恢复系的选育和利用具有重要意义。本研究以2份广西普通野生稻材料DP32和DP70为供体亲本,以籼稻品种9311为受体亲本,采用连续多代回交和分子标记辅助选择的方法,分别得到携Rf3、Rf4基因座位的5个单片段代换系。选用野败（WA）型细胞质不育系盟抗A和新质源（FA）型不育系金农1A对这5个单片段代换系的恢复能力进行测交鉴定。结果表明：（1）来自DP32的Rf3基因座位的单片段代换系能够恢复盟抗A,而来自DP70的Rf3基因座位的单片段代换系不能恢复盟抗A。（2）来自DP32或DP70的Rf4基因座位的单片段代换系都能恢复盟抗A。（3）来自DP32或DP70的Rf4基因座位的单片段代换系对盟抗A的恢复力均高于其Rf3基因座位的单片段代换系。（4）5个单片段代换系均不能恢复金农1A。本研究结果为在广西普通野生稻中挖掘和利用恢复基因种质提供参考,并且为进一步精细定位Rf3和Rf4基因创建了理想材料。     

与南瓜矮生基因连锁的分子标记研究

本研究以世界上首次发现的中国南瓜矮生突变体（矮10）为供体亲本，以印度蔓生南瓜（蒙日南瓜）为轮回亲本，经6代回交2代自交选育出S1—S9共9个南瓜矮生近等基因纯合株系，其中S2株系再与蒙日南瓜杂交获得F2代分离群体共306株。利用RAPD技术, 采用近等基因系（Near isogenic lines, NILs）分析法，对上述材料进行分析。在640条随机引物中，发现RAPD标记S1225-548与矮生单基因D呈现连锁关系，遗传距离为2.29cM。并且本研究进一步将此RAPD标记成功转化成更为稳定的SCAR标记SCAR3-398。     

基于抗病功能基因标记的中国三系杂交水稻骨干亲本遗传多样性研究

为探究实现水稻广谱持久抗性育种,以及水稻病害的有效防治,本研究利用文献中报道的与抗稻瘟病及白叶枯病相关的43个功能基因相关标记,研究了76个中国籼型(Oryza sativa ssp.indica)三系杂交水稻骨干亲本的遗传多样性。结果显示,36个标记具有多态性,多态性位点百分率(P)81.81%,共检测到87个等位基因位点;其中有效等位基因(Ne)61.96个,占71.22%,Nei’s遗传多样性指数(He)变幅为0.358~0.974,平均值0.629。76份材料间的遗传相似系数(Gs)变幅为0.341~0.925,平均值0.550。采用UPGMA法进行聚类分析,在遗传相似系数0.624处分为保持系和恢复系两类。保持系和恢复系间的遗传分化系数(Fst)为0.158,呈高度遗传分化,Nei遗传距离(D)0.201。结果显示,功能基因相关标记具有较高的DNA多态性检测效率,用于类群划分和种质资源的多样性分析等方面更具准确性和可靠性;中国三系杂交稻骨干亲本在43个功能基因位点的亲缘关系较近,遗传基础狭窄,同源性较高。但保持系群和恢复群系间在这些功能基因位点的遗传差异较大,遗传分化程度较高。研究结果提示,所研究材料在DNA水平存在丰富的杂种优势利用空间,特别随着更多更细的功能基因位点的发掘,为水稻分子辅助抗性选育以及病害防治提供了有效的实现途径。     

不同利福平浓度压力下耐辐射球菌的自发突变率与突变谱研究

根据耐辐射球菌(Deinococcus radiodurans) rpoB基因的保守性,建立了rpoB/Rifr 突变分析系统。为研究不同利福平(rifampin, Rif)浓度对耐辐射球菌自发突变率和突变谱的影响,分别检测耐不同利福平浓度下辐射球菌的突变率。结果表明：在5μg/ml的利福平浓度下耐辐射球菌的突变率显著高于其在25和50μg/ml浓度下的突变率。随利福平浓度的不同而表现出的突变谱差异,表明在不同利福平浓度引起的活性自由氧(reactive oxygen species, ROS)压力下,耐辐射球菌可能使用不同抗突变的应对策略。在低利福平浓度下,耐辐射球菌重点修复碱基替换突变导致的DNA损伤。这可能是因为ROS的主要作用是导致DNA出现氧化性碱基损伤。     

辐照甘薯切苗选育新品系

用~(60)Coγ射线辐照甘薯切苗,获得了抗黑斑病的突变系。经多点试验、区域试验和生产试验,突变无性系农大601(12-11-8)的春薯鲜产量和干物质含量均比原品种有所提高,且具有较强的抗黑斑病性能。采用聚丙烯酰胺电泳技术进行酯酶同工酶分析表明,农大601和亲本品种间存在一定差异。根尖细胞观察结果表明:辐照当代有明显的染色体畸变,但到第6无性代时,已和对照一样。因此说明变异不是染色体畸变造成,而是基因突变。     

水稻黄叶突变体光合特性的日变化

对水稻黄叶突变体黄玉B及其亲本龙特甫B孕穗期的光合速率和叶绿素荧光参数的日变化所进行的研究表明:(1)在自然日照条件下,当光强上升到1043.4μmol/m2.s时,野生型出现光饱和点并表现出光抑制现象,而突变体没有出现光饱和点;(2)在野生型出现光抑制阶段(12:00—14:00),突变体的光合速率(Pn)、PSⅡ原初光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ光量子效率(фPSⅡ)、非循环光合电子传递速率(ETR)和热耗散(NPQ)均高于野生型。突变体在强光条件下(PFD>1149.2μmol/m2.s)能有效利用光能并耗散过剩光能,其对强光光响应能力优于野生型亲本。     

水稻矮杆突变体del1的生理特性及遗传分析

利用60Coγ射线辐照粳稻品种Kitaake,获得一个性状稳定遗传的水稻矮杆突变体del1,本研究对其形态学、矮化性状遗传、叶片超微结构及生理特性进行了分析。结果表明该突变体田间表现为植株矮化,叶片直立,叶色浓绿和不结实;矮化突变性状由单隐性基因控制;突变体的叶肉细胞超微结构正常,但体积明显小于野生型;突变体幼苗株高对...     

离子束介导的水稻早熟变异株系AFLP分析

用AFLP分子标记技术对N+离子束介导玉米总DNA获得的2个稳定遗传至第6代的水稻早熟变异株系C(08-5-121-6-1)和D(08-5-121-6-2)进行分析。首先从64对引物中筛选出10对多态性较好的引物,然后用这10对引物对早熟变异株系C和D分别扩增。结果显示,变异株系C、D和阴性对照水稻B(豫粳6号)与阳性对照玉米A(郑单14)之间的AFLP扩增图谱相似率分别为15.7%、16.2%和11.6%,说明变异株系与对照豫粳6号的AFLP扩增图谱存在显著差异。变异株系C和D与阴性对照豫粳6号相比,分别扩增出50条和58条差异带,其中新带分别为25条和35条,缺失带分别为19条和15条,变异株系C和D分别扩增到与阳性对照玉米相一致的目的带6条和8条,说明变异株系C和D基因组DNA与玉米基因组DNA相似性高于对照水稻。     

水稻矮秆突变体MU101的诱发及鉴定

利用60Co γ射线辐照籼稻材料M804,获得了1个性状能稳定遗传的矮秆突变体MU101,对其形态学及细胞学方面进行了鉴定分析表明,该突变体田间表现植株矮化,叶色浓绿,株型紧凑,长势较强,抽穗和分蘖正常,节间数较野生型减少2个,各节间不按比例缩短.该突变体可作为一个特殊类别材料进行深入研究,同时也为该突变基因的定位克隆...     

水稻白条纹转绿突变体wsl887的鉴定和基因定位

温敏型水稻叶色突变基因的挖掘可以丰富水稻遗传资源,且为研究低温调控叶绿体发育机制的材料。本研究利用⁶⁰Co射线辐射诱变贵州地方稻种资源桥港珍珠米,获得一个新的白条纹转绿突变体wsl887。通过表型鉴定和主要农艺性状调查可知,在自然条件下wsl887叶幼苗呈现白条纹表型,成熟后主要农艺性状与野生型相比均无显著差异;在20℃条件下wsl887叶片呈现白化,光合色素含量显著降低;在25℃条件下wsl887叶片呈现白色条纹,光合色素含量显著升高;在30℃条件下wsl887叶色与野生型无明显差异,光合色素含量无显著差异。透射电镜观察显示,在20℃条件下,wsl887叶肉细胞中无叶绿体或者叶绿体发育畸形;在30℃条件下,wsl887叶绿体数量和形态均恢复正常。qRT-PCR分析表明,wsl887在20℃和30℃条件下,与野生型相比,部分光合色素代谢途径基因、光合作用及线粒体电子传递相关基因的表达水平呈现不同程度的变化。遗传分析表明,wsl887突变体的表型受一对隐性核基因WSL887控制,该基因被定位于2号染色体上的SSR标记RM262和RM5427之间,物理距离为743.6 kb。该白条纹转绿突变体wsl887是一个新的温敏型叶色突变体,在自然条件下其主要农艺性状没有发生显著变化,未对植株产量造成影响,因此在杂交水稻上具有较大的应用价值。在不同温度条件下,由细胞质编码的基因表达量均显著减少,由此推测该突变基因可能与细胞质中叶绿体的发育有关。本研究结果为进一步克隆wsl887突变基因和研究基因功能奠定了一定的理论基础。     

水稻低植酸突变基因和外源铁蛋白基因的聚合

对所获得的2份低植酸突变系和2份铁蛋白(Fer)转基因富铁系稻米进行了无机磷、种子GUS、叶片PCR、稻米矿质元素含量检测和简单的遗传分析,表明这些材料作为低植酸突变种质和Fer富铁种质具有良好的实用价值。对所配杂种F1进行了花药培养,并对愈伤组织诱导、分化、生根和花培苗倍数性、成活率、结实性等性状进行考察,认为低植酸基因和铁蛋白外源基因对花培过程影响不明显。在大量的花培后代中筛选到31份低植酸基因和外源铁蛋白基因双重表达的花培纯系,经检测,该批材料富铁效果极为显著,是难得的低植酸富铁转基因优良新种质。     

水稻黄叶突变体的剑叶衰老与保护酶活性关系的研究

以野生型龙特甫B为对照,研究了其黄叶突变体黄玉B剑叶衰老与抗氧化酶活性的关系。结果表明,在花后5~25d,黄玉B剑叶的叶绿素、蛋白质含量的降低以及丙二醛(MDA)的增加幅度明显比龙特甫B慢,其酶促防御系统的保护酶超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性变化小,相对稳定,清除衰老过程中产生的活性氧自由基的能力强。本文还对水稻衰老生理指标判断的方法进行了探讨。     

野生型水稻及其低硅突变体中植硅体和植硅体碳的含量与分布特征

【目的】水稻是典型的富硅植物,植硅体沉积在水稻体内可封存有机碳。本文分析不同吸硅能力基因型水稻植硅体含量、形态、分布及其固碳特征,探究水稻植硅体固碳机理。【方法】盆栽试验在浙江大学玻璃房内进行。供试材料为水稻低硅突变体Lsi1和Lsi2及其野生型,所有施肥和管理措施一致。于成熟期,取水稻地上部茎、叶、鞘样品,常规方法测定硅、植硅体、植硅体碳含量。【结果】1)不同基因型水稻体内硅含量、植硅体含量、生物量干物质植硅体碳含量存在显著差异,均表现为突变体显著低于其野生型,大小依次为Lsi1野生型> Lsi2野生型> Lsi2突变体> Lsi1突变体,Lsi1和Lsi2突变体水稻植硅体碳含量显著高于其野生型,大小依次为Lsi1突变体> Lsi2突变体> Lsi2野生型> Lsi1野生型。2)野生型水稻硅与植硅体含量为鞘>叶>茎,而突变体水稻硅与植硅体含量为叶>鞘>茎,水稻叶片中的植硅体碳与生物量干物质植硅体碳含量最高,植硅体碳含量整体分布趋势为叶>茎>鞘,生物量干物质植硅体碳含量整体变化趋势为叶>鞘>茎。3)水稻植硅体含量与硅含量之间呈极显著正相关(P <0.01),高吸硅的水稻植硅体含量高,且形成的植硅体比表面积小,表明植硅体含量及其形态受其遗传特性的影响。植硅体含量与生物量干物质植硅体碳含量之间呈极显著正相关(P <0.01),植硅体碳含量与生物量干物质植硅体碳含量之间呈极显著负相关(P <0.01),表明生物量干物质植硅体碳含量除了受植硅体含量影响,还受植硅体所包裹的有机碳浓度影响。4) Lsi1及Lsi2野生型水稻生物量、植硅体储量、植硅体碳储量显著高于其突变体。【结论】具有高吸硅能力的野生型水稻与其突变体相比,生物量、硅、植硅体、生物量干物质植硅体碳含量增加,分布不同,虽然植硅体碳含量降低,但植硅体碳储量增加。Lsi1及Lsi2野生型水稻比低硅突变体水稻具有更高的固碳潜力。     

DNA芯片技术应用研究进展

DNA芯片技术是近年迅速发展的一门生物高新技术 ,其突出特点在于高度并行性、多样性 ,即能一次性对生物遗传信息进行大规模的快速、同步分析。DNA芯片技术目前已用于基因重复测序、基因表达分析、新基因的发现、基因单核苷酸多态性 ( SNPs)研究、基因诊断、药物筛选等领域 ,而且其应用范围还在不断扩展。本室运用这一新技术 ,检测水稻在受水稻黄单胞菌水稻致病变种及该菌株的 rpf C基因缺失突变体感染时基因表达的差异 ,发现一些基因可能与水稻抗白叶枯病相关     

水稻叶色突变对虫害发生影响的研究初报

为明确叶色标记水稻在生产中可能引起的虫害发生变化,本试验在使用和不使用农药防治的情况下,以常规品种嘉禾218为对照,对龙特甫B及其2个叶色突变系黄玉B、翠玉B田间虫害情况进行了调查.龙特甫B为正常绿叶籼稻品种,黄玉B、翠玉B全生育期分别表现黄色和翠绿色,在苗期、分蘖期和抽穗期,黄玉B较龙特甫B的叶绿素含量分别下降58.O%,48.4%和40.8%,翠玉B则分别下降39.5%,36.0%和29.5%.结果表明,秧田期2个叶色突变体上的稻蓟马虫量显著高于其亲本龙特甫B;本田期灰飞虱和褐飞虱的虫口数在不同材料间或差异不显著,或存在显著差异,但没有一定的规律性.但是,2个突变体受稻纵卷叶螟的危害显著轻于龙特甫B,表现为盛发期突变体受稻纵卷叶螟危害产生的虫苞数显著少于龙特甫B,而龙特甫B与嘉禾218之间没有显著差异;相反,2个突变体植株上白背飞虱的虫量显著大于龙特甫B,龙特甫B也显著大于嘉禾218.根据植株的农艺性状和叶绿素含量,以及虫害发生动态变化,笔者推测,造成叶色标记水稻稻纵卷叶螟危害变轻的原因可能与植株叶绿素含量下降,影响幼虫生长发育有关,但引起白背飞虱虫口增加的原因尚需进一步研究.本试验为首次对叶色标记水稻虫害发生情况进行研究,所得结果不但对完善叶色标记水稻生产体系具有指导意义,同时对研究害虫与水稻叶色之间的关系也具有理论价值.