水稻白叶枯病成株抗性相关基因的表达谱

采用cDNA-AFLP(amplifiedfragmentlengthpolymorphism)分析了水稻白叶枯病成株抗性相关基因的表达。在检测的16000个基因片段中,122个表现为差异表达。对其中的70个片段进行了克隆和测序,有41个片段编码的氨基酸序列与已知基因同源。通过Northern杂交和RT-PCR分析了29个功能已知基因的表达,检测到10个基因表现出表达差异。这些基因编码蛋白参与电子和质子转运、泛素—蛋白体途径以及表观遗传调控(epigeneticregulation)等。这些基因在不同处理的水稻苗期和成株期叶片中存在表达差异,表明它们可能在成株抗性中发挥重要作用。     

小麦返白系相关基因的克隆与表达

为研究小麦返白系阶段性“白化-复绿”的分子机制,以中国春小麦叶绿体基因组序列的LSC区为参考序列,分段设计引物,PCR扩增中国春、矮变1号、返白系的相应基因片段,在返白系中获得特异基因片段WFC01.提取中国春、矮变1号幼嫩叶片和返白系白化及复绿叶片总RNA,毛细管法转膜,WFC01为探针进行Northern杂交.结果表明,与对照矮变1号和中国春相比,返白系随着叶片的白化,WFC01基因片段的表达受到明显抑制,几乎无表达,随着叶片的复绿,WFC01基因片段的表达恢复正常,与对照表达量一致,表明该基因的表达与返白系的阶段性白化、复绿有关.     

羊草乙醛脱氢酶（ALDH）基因片段的克隆及表达分析

[研究目的]克隆羊草的乙醛脱氢酶ALDH基因片段,研究该基因在不同条件下的表达情况。[方法]采用RT-PCR技术克隆羊草的ALDH基因片段,并对其核苷酸和氨基酸序列进行分析,采用Real Time RT-PCR 方法研究该基因的表达。[结果]获得了羊草的ALDH基因片段,长度为675 bp,编码225aa。核苷酸序列比较表明,与水稻ALDH1a序列(AB037421)同源性为86%,与玉米RF2C（AF348413）同源性为85%。BLASTp分析,该序列与水稻、玉米、拟南芥的乙醛脱氢酶一致性分别高达87%、86%、60%,含有醛脱氢酶基因家族的保守结构域。Real Time RT-PCR数据表明,在诱导条件下该基因的表达量呈先升高后降低的趋势。总体上来说,该基因对盐的响应要高于干旱和冷冻。[结论]本研究成功获得了羊草ALDH基因片段,并研究了该基因的表达情况,为进一步克隆羊草ALDH全长基因奠定了基础。     

一个水稻雄配子不育基因MGA1(t)的遗传及表达特征分析

在水稻转基因材料后代中筛选到一个自交后代标记基因呈1:1异常分离的雄配子不育突变体(暂命名为Male gametophyte abortion1,mga1(t))。该突变体花粉约50%败育,花粉败育表型与T-DNA共分离,且只能通过雌配子传递,表明mga1(t)是一个T-DNA插入引起的雄配子败育突变体。Southern blot分析表明,mga1(t)为单拷贝T-DNA插入突变体。侧翼序列分析发现T-DNA插入在水稻3号染色体上一个Bax inhibitor(BI)-1 like家族蛋白基因的5’非翻译区,该基因可能与细胞程序性死亡有关。RT-PCR表达分析显示MGA1(t)基因在水稻不同生长发育期均有表达,尤其在长度发育为0～7mm的颖花中强表达,表明该基因是一个水稻雄配子优势表达基因。     

水稻肽链释放因子OseRF1-3基因克隆、表达及启动子分析

为了揭示水稻中肽链释放因子eRF1在蛋白质生物合成中的作用,对水稻eRF1基因的全长cDNA和启动子进行了克隆与表达模式分析。通过RT-PCR技术克隆获得1个水稻eRF1基因,命名为OseRF1-3,序列分析表明,该基因CDS序列全长1 308 bp,编码436个氨基酸,包含N、M、C共3个保守结构域。qRT-PCR结果表明,OseRF1-3是组成型表达,在水稻穗中表达最高。以水稻叶片基因组DNA为模板,通过PCR技术克隆了该基因起始密码子上游2 120 bp启动子序列,构建该基因启动子融合GUS植物表达载体,并通过农杆菌介导法导入水稻愈伤组织。GUS组织化学染色分析表明,OseRF1-3基因启动子驱动GUS基因在水稻各组织部位都表达即组成型表达,在根中表达较弱,在水稻花、硬壳中检测到GUS基因较强表达。GUS检测OseRF1-3基因启动子驱动GUS表达的结果与qRT-PCR得出的结果相一致。因此,该研究将为进一步探索OseRF1-3基因的功能奠定理论基础。     

的克隆及表达分析

 逆境对于水稻产量和品质有很大影响,研究在逆境下水稻基因的表达变化对于研究水稻抗逆有着重要意义。该实验运用荧光差异显示(Fluorescence Differential Display, FDD)技术,从低温处理的水稻中克隆到OsRAN1基因并通过半定量PT-PCR分析该基因在低温和高盐逆境下的表达。该基因cDNA序列全长为984bp,含有一个编码221个氨基酸残基的开放阅读框,推测分子量为25.0 KD,此氨基酸序列具有GTPase活性区域,属于小G蛋白Ran亚家族,通过氨基酸相似性比对发现,Ran家族氨基酸序列高度保守,OsRAN1与TaRAN1和AtRAN1相似性分别达到98.19%和92.76%。通过半定量PT-PCR分析,发现在低温胁迫下,OsRAN1在根和叶鞘中表达量均有增加,尤其是高盐胁迫下根中OsRAN1表达量有迅速升高然后降低的变化。推测该基因在水稻逆境应答中起着重要作用。     

一个水稻小G蛋白OsRan1的克隆及表达分析

逆境对于水稻产量和品质有很大影响,研究在逆境下水稻基因的表达变化对于研究水稻抗逆有着重要意义。该实验运用荧光差异显示(Fluorescence Differential Display, FDD)技术,从低温处理的水稻中克隆到OsRAN1基因并通过半定量PT-PCR分析该基因在低温和高盐逆境下的表达。该基因cDNA序列全长为984bp,含有一个编码221个氨基酸残基的开放阅读框,推测分子量为25.0 KD,此氨基酸序列具有GTPase活性区域,属于小G蛋白Ran亚家族,通过氨基酸相似性比对发现,Ran家族氨基酸序列高度保守,OsRAN1与TaRAN1和AtRAN1相似性分别达到98.19%和92.76%。通过半定量PT-PCR分析,发现在低温胁迫下,OsRAN1在根和叶鞘中表达量均有增加,尤其是高盐胁迫下根中OsRAN1表达量有迅速升高然后降低的变化。推测该基因在水稻逆境应答中起着重要作用。     

香蕉MaCSase基因的克隆和表达分析

旨在克隆香蕉(Musa acuminata L. AAA group cv. Brazilian)半胱氨酸合成酶(cysteine synthase, CSase)基因,并进行序列特征、器官表达特异性和逆境胁迫下表达特性分析。通过对香蕉根的cDNA文库的测序和分析,获得了一段香蕉半胱氨酸合成酶基因的片段,运用RACE扩增技术获得基因全长,命名为MaCSase,并进行序列分析,最后利用荧光定量PCR技术分析该基因在香蕉不同器官中的表达特异性及在外源胁迫下的表达特性。序列分析显示,该基因全长1367 bp,存在1个完整的开放阅读框1065 bp,编码355个氨基酸。通过和已知植物的半胱氨酸合成酶基因相比,同源性达到79%以上。其中与水稻、苜蓿、葱、玉米的CSase编码的氨基酸序列的同源性分别为86%、85%、84%、84%,器官特异性分析表明,MaCSase在香蕉的根、球茎、叶片、花和果实中均有所表达,其中在球茎中表达量最高。通过对其在高盐胁迫下的表达分析显示,该基因在香蕉根中的表达随着处理时间的增加呈现上升趋势,在胁迫6 h时被大量诱导。     

蓖麻GRF转录因子家族生物信息学鉴定及表达分析

GRF是植物特有的转录因子,主要参与调控植物生长发育过程.本研究利用生物信息方法对蓖麻GRF (RcGRF)基因进行全基因组鉴定,并对其理化性质、基因结构、保守结构域、系统发育、组织表达分析以及外源赤霉素(GA)和多效唑(PAC)处理两个蓖麻品种(高杆'滇蓖2号'和矮杆'滇蓖5号')后顶端嫩茎转录组测序分析.结果 表明,蓖麻共有9个GRF转录因子,蛋白长度233～617 aa,等电点(pI)为6.34～9.48,每个成员含有2～4个内含子,每个RcGRF的蛋白结构域均包括一个由39～43个氨基酸组成的WRC保守结构域和一个由34个氨基酸组成QLQ保守结构域.系统发育分析表明蓖麻与拟南芥GRF的亲缘关系比水稻更近.不同组织表达结果表明多数RcGRF基因在发育的胚乳及萌发的种子中高表达,而RcGRF2在叶片、雄花和萌发的种子中都不表达.GA和PAC处理转录组测序结果显示GA处理DB2 RcGRF1、DB2 Rc GRF17下调表达,GA处理DB5 RcGRF1、DB5 RcGRF4下调表达,PAC处理DB2 RcGRF4、DB2 RcGRF6上调表达、RcGRF9下调表达,表明RcGRF1、RcGRF4、RcGRF7、RcGRF9可能通过赤霉素途径调节植物株型.本研究为蓖麻GRF基因对生长发育调控机理研究奠定分子基础,为调控蓖麻株高相关基因的研究提供科学依据.     

水稻胆碱单加氧酶基因的克隆与表达分析

高等植物中甜菜碱由胆碱经两步氧化反应合成,其中由胆碱单加氧酶(CMO)催化第一步氧化反应,甜菜碱醛脱氢酶(BADH)催化第二步氧化反应.采用生物信息学技术和RT-PCR的方法从水稻幼苗组织中分离得到了水稻CMO基因的cDNA克隆,将其命名为OsCMO.该基因含有10个外显子和9个内含子,其开放阅读框编码一条长为410个氨基酸残基的多肽,与拟南芥、山菠菜、苋、碱蓬和甜菜等植物的胆碱单加氧酶的氨基酸序列的一致性50%～62%.mRNA分析表明OsCMO基因在水稻幼苗组织中的表达受高盐、低温和干旱等胁迫的上调诱导表达,表明该基因可能在抵御非生物胁迫中发挥重要作用.     

野生稻与亚洲栽培稻的遗传多样性

为评价野生稻与亚洲栽培稻的遗传多样性及其变异关系,56对SSR引物被用于研究广泛地理分布的55份普通野生稻(其中32份O. rufipogon和23份O. nivara)和25份亚洲栽培稻(14份indica和11份japonica)样本。298个多态性位点被检出,占总扩增等位点的98.68%。野生稻多态性位点的百分比(平均达91%)及Nei’s遗传多样性值(h)明显高于亚洲栽培稻,表明普通野生稻比亚洲栽培稻具更丰富的遗传多样性。UPGMA聚类分析显示野生稻的两个类群(O. rufipogon和O. nivara)关系密切,但在遗传上存在明显的分化,支持其作为两个独立物种的分类观点。许多普通野生稻中籼粳分化尽管不很明显,然而亚洲栽培稻的籼粳亚种分化是明显的。亚洲栽培稻与多年生普通野生稻(O. rufipogon)关系更为密切,符合异源起源的遗传分化模式。     

不同稻鱼共生方式对水稻性状及稻鱼产量的影响

为探索适宜的稻鱼共生模式,开展了平作稻养鱼、平作稻凼式养鱼、垄稻沟鱼(垄作稻养鱼)和平作稻(中稻+再生稻)的试验研究。结果表明,不同稻鱼共生方式对中稻、再生稻主要农艺性状及稻、鱼产量有影响。平作稻养鱼和平作稻凼式养鱼共生方式水稻单产能保持平作稻产量水平,增收鱼53.6~69.4kg/667m2,增加纯收益745~780元/667m2;垄稻沟鱼共生方式水稻单产比平作稻增产9.13%,增收鱼66.9kg/667m2,增加纯收益1 040元/667m2。说明垄稻沟鱼经济效益高,效果好,适宜生产上推广。     

不同株型水稻对杂草稻的生态控制研究

以不同株型水稻品种为材料,研究了混插其中杂草稻的生长状况。在两种杂草稻密度下,相对于分蘖中等、直立穗型沈农265,分蘖力强、大冠层、弯曲穗型辽盐16都能显著降低移栽稻田中杂草稻的株高、叶面积指数、分蘖、植株干物重。在12株/m2杂草稻干扰下,齐穗期沈农265的有效穗数、叶面积指数、干物重明显下降,这些最终会导致其产量的下降,而辽盐16的穗数、干物重等因子下降并不明显。在两种株型中,辽盐16对杂草稻竞争力强,这对农业生产中杂草稻的防治具有重要的指导意义。     

水稻品种对稻田甲烷排放的影响

在大田条件下，应用甲烷自动测试系统在水稻生育期内持续测定3个水稻品种的甲烷排放通量。试验结果表明:水稻品种对稻田甲烷排放通量有明显的影响，品种间差异高达2.26倍；根量大的水稻品种，甲烷排放通量高，稻田气泡排放甲烷强度大，土壤水溶液中水溶甲烷浓度也高。试验证明，水稻根系的大小是导致水稻品种间甲烷排放通量差     

水稻常规种与杂交种产量性状的对比分析

产量性状改良一直是水稻育种的第一目标, 在杂交稻选配成功后的二十多年里所推出数量众多的杂交稻品种的单产潜力没有明显超过早期培育出来的水稻品种, 而常规育种由于新种质资源的不断拓展与应用, 其产量不断得到提高, 部分常规稻品种的产量水平超出杂交水稻。为明确常规稻与杂交稻品种的产量差异性, 重新评价和定位常规稻品种。以相同遗传背景的常规稻与杂交稻组合为比较对象,比较分析了 12个组合的产量及其相关性状。研究结果显示, 12组常规稻与杂交稻的的对比试验中, 杂交种产量明显高于常规种的占总数的 41.7%, 常规种产量高于杂交种的占 16.6%, 二者产量差异不明显的占总数的 41.7%。部分常规品种在产量上与同类型杂交稻产量相当甚至高于杂交稻, 这为常规稻的遗传育种及其推广应用提供了理论参考。     

水稻多基因型种群品种不同生态稻区的适应性研究

旨在探究水稻多基因型种群品种在不同生态稻区的适应性和稳定性,为多基因型种群品种的推广提供依据。选用参试品种‘尤群6号’、‘南八糯’和对照品种‘红优7号’开展田间试验,通过抗病性、农艺性状等指标进行综合评价。结果表明：参试品种‘尤群6号’(0.40~0.95 kg/m2)和‘南八糯’(0.81~1.04 kg/m2)在4个稻区产量显著高于对照品种（尤群6号在文山地区表现除外）;田间发病总体较轻,个别品种在局部试验点表现有差异,‘尤群6号’在文山稻瘟病发生 (DI=48.66)和粳稻区楚雄稻曲病发生相对较重,仍需继续种植综合观察;品种生育期随试验点海拔的升高而缩短,株高随月平均气温升高而增高,品种内株高变异系数介于1.97~6.13之间。研究表明参试品种在籼粳混栽区红河表现最佳,籼稻区德宏表现较好,在文山、楚雄田间表现有待继续评价;总体上,表现出较好适应性和稳定性。     

野生稻DNA导入后代对稻瘟病的抗性遗传分析

连续多年鉴定了21份普通野生稻(从染色体组)DNA导入后代株系对稻瘟病的抗性,筛选出3个稳定抗病的后代株系2005 D3-60、2005 D3-136和2005 D3-112,以其与感病地方品种白皮稻的杂交F1代和F2代为材料,初步分析了导入后代对稻瘟病菌系01-13-1的抗性遗传特性.研究结果表明:3个组合的F1代对01-13-1菌系全部表现抗病,说明其抗病性都是由显性基因控制的;2005 D 3-60/白皮稻和2005 D 3-136/白皮稻的F2代抗感分离比例为9:7,说明对01-13-1的抗性是由2对显性基因控制,且基因存在互补作用,而05 D 3-112/白皮稻的F2代抗感分离比例为27:37,说明其抗病性是由3对显性基因控制的,基因亦存在互补作用;3个组合正反交的F1代均表现抗病、F1代分离比例相同,说明导入系中抗稻瘟病性状属细胞核遗传.     

酸处理碎米制作米粉的研究

为了使碎米能用来生产米粉,使用酸法处理碎米。设计正交试验研究pH值、温度和时间对处理效果的影响,并优化工艺条件,得到适宜的工艺条件为:pH值5.0,温度40℃,时间4 h。在此条件下处理的碎米可以用来生产米粉,生产的米粉外观并条少,煮熟后松散柔韧,不黏条,不浑汤,干炒不易断。     

不同操作方法对粳稻出米率值影响的研究

出米率是米厂及储粮库点评判稻谷优劣的重要指标。在实际检验过程中,由于没有相应的国家标准及检验方法,因此稻谷出米率值的检验结果准确性有待考量。通过比较不同操作方法对粳稻净稻谷出米率值的影响,以出米率值最大为依据,根据碾磨出大米达到三级精度为判定标准,确定测定粳稻出米率的规范化操作方法为:待测试样为净稻谷140 g,碾磨时间30 s,卡槽位置为第5格,过筛方式为顺时针筛30 s,逆时针筛30 s,同时精米机中心轴温度过高会降低出米率值,为提高出米率试验结果的准确性提供科学依据。     

旱育秧在杂交水稻制种上的应用

在杂交水稻Ⅱ-32A×泸恢17的两个亲本播始天数相近的杂交水稻制种上,通过对旱育秧与常规湿润育秧两种不同育秧方式的制种试验对比得出:旱育秧不仅能节约制种成本,而且同样可以实现制种的高产稳产.此外,旱育秧制种会延长亲本的播始天数,而且父本表现比母本更明显,即父本要比母本多推迟4 d左右始穗.试验表明:为确保制种花期相遇,此时旱育秧制种的父本应比母本提早播种7 d以上,具体的父母本播差天数应以Ⅰ期父本播后的气温高低而定.