3个水稻RNAi载体的构建与应用

利用RNAi(RNA interference)干扰技术,构建了启动子和干涉区域不同的3种水稻干涉载体,通过农杆菌介导转化水稻粳稻品种中花11。表型和分子分析表明,3种载体都能有效降解靶基因OsUGP2,暗示pRNAi-ubi-UGP2载体能同时沉默OsUGP2家族基因,pRNAi-ubi-UGP2PRO载体能特异沉默OsUGP2,pRNAi-IP-UGP2载体对OsUGP2基因的沉默不具特异性,但其沉默具有人为可调控性。     

BIBAC2载体转化水稻的研究

双元细菌人工染色体(BIBAC)载体具有克隆大片段DNA构建文库和农杆菌介导转化植物的双重功能.利用BIBAC载体,在双子叶植物烟草和番茄中已实现了大片段DNA的转移,但在单子叶植物中的应用还未见报道.本研究利用不同水稻基因型、不同农杆菌菌株,对水稻进行了BIBAC2载体的转化研究.水稻成熟胚诱导愈伤组织经过1~2次继代培养,在含乙酰丁香酮的N6培养基上预培养3 d,在含BIBAC2载体的农杆菌中侵染10 min,26℃下共培养3 d.感染后的愈伤组织在含25~50 mg/L潮霉素培养基上经过4~8周的筛选,共得到了66株抗性再生植株.通过对抗性植株中GUS基因的组织化学染色检测,NPTII基因的PCR检测和ELISA检测,HYG基因的PCR检测,确认2株阳性植株来自EHA105菌系侵染的中花15号愈伤组织,1株阳性植株来自EHA105菌系侵染的中花8号愈伤组织,转化率分别为2.9%和0.9%.结果表明,BIBAC2载体已被成功导入了水稻基因组中,转化效果EHA105菌株优于C58C1菌株,中花15号、中花8号优于中花10号和中花11号.结果还表明,利用三亲交配法可以将大于23.5 kb的载体转化到农杆菌中.初步建立了BIBAC2载体转化水稻的技术体系,为利用BIBAC系统向水稻转入大片段DNA和多个外源功能基因奠定了基础.     

农杆菌介导小黑杨花粉植株转化体系的建立

通过对影响根癌农杆菌介导小黑杨花粉植株转化效果各种因素的研究,建立了小黑扬花粉植株高效稳定的转化体系.研究结果表明:小黑杨花粉植株叶片外植体在分化培养基中预培养2 d,用OD600值为0.1的工程菌液侵染3～5min,黑暗条件下共培养2～3 d,采用适宜的脱菌方法有利于提高遗传转化率,而用在培养基中加入CaCl2则不利于遗传转化:叶片外植体与农杆菌共培养后.经过抗性芽的诱导、叶片的冉分化和根的再生,3个月后即可获得抗性苗;抗性植株经PCR和Southem斑点杂交检测,表明外源基因已转入小黑杨花粉植株的基因组中.     

用RNA干涉对几个水稻WD结构域基因的功能研究

为研究水稻中WD结构域基因的功能,构建了8个WD结构域基因的RNA干涉转化载体并转化水稻品种.其中6个基因获得了转化体,3个基因(代号为E10,G04,和G05)的转化体出现表型变异.E10和G04的转化植株表现为花柱数目增加,E10转化植株的花柱基部还长出1条半透明物体;G05的转化植株表现为花粉不育.对转化植株的靶基因进行RT-PCR检测表明,大部分转化植株的内源基因表达量降低或没有表达.这些结果表明,这些WD结构域基因的功能与生殖发育有关.     

水稻花药培养及后代选育

在水稻花药离体培养试验中，对花药培养的操作方法，花培材料的选择，花粉植株诱导与分化培养基的筛选，培养环境及花粉植株性状的遗传及其利用进行了研究。结果表明，利用N6培养基附加2，4-D2mg／L和激动素KT2．0mg／L能诱导出不同水稻组合的愈伤组织，诱导频率较高；再生植株的分化培养中，以MS为基本培养基，附加6-BA2．0mg／L、NAA0．2mg／L和多效唑(MET)2．5mg／L，分化频率较高；花培材料应选择血缘较远的杂交组合，培养温度在25～30℃适合水稻花药的诱导和再生植株分化；水稻花培再生植株一代在许多性状上超过双亲，二代在田间表现基本整齐；利用水稻花药培养，可有效的提高育种效率，是一种快速和实用的水稻育种方法。     

水稻单倍体植株体细胞培养诱导二倍体植株的研究

水稻花药培养——单倍体育种,已成为水稻育种的一项新技术.但目前花粉单倍体植株仍依赖于自然加倍,加倍率一般仅30～50%左右,以致大量单倍体植株不能得到充分利用.金聿等仿照菸草上适用的组织法,在水稻叶鞘上曾获得过二倍体植株,但诱导频率低、诱导期长,实践上应用尚有一定困难.因此,进一步探讨单倍体植株体细胞培养染色体加倍技术,在理论和实践上都具有一定的意义.     

GroEL基因抗番茄黄化曲叶病毒(TYLCV)的研究

利用烟粉虱体内GroEL基因,构建了具有抗生素标记的SUC2-GroEL和无抗生素标记的CaMV35SPDRB10 2个植物表达载体.通过农杆菌介导法转化番茄,获得抗性再生苗.对抗性植株进行PCR、RT-PCR以及病毒检测.PCR检测结果表明:SUC2-GroEL载体和CaMV35S-PDRB10载体转化的阳性植株分别有11株和9株.RT-PCR检测结果显示:SUC2-GroEL载体和CaMV35S-PDRB10载体转化植株分别有6株和2株检测到GroEL基因特异条带,说明GroEL基因在转录水平得到表达.农杆菌病毒接种和带毒烟粉虱传毒检测结果显示,SUC2-GroEL 载体转基因植株3、4和5号和CaMV35S-PDRB10载体转基凶植株5号均未表现发病症状,证明利用GroEL基因抗番茄黄化曲叶病毒具有可行性,而且SUC2启动子诱导的GroEL抗性更加理想.     

水稻vdac3基因超表达载体的构建和遗传转化

以构建水稻osvdac3基因超表达载体并获得超表达的转基因水稻植株为目标,通过PCR扩增将水稻osvdac3基因的全长片段克隆到植物表达载体,构建CaMV35S∶∶osvdac3∶∶rfp植物超表达载体.并以水稻YTB品种作为其遗传转化的受体,通过农杆菌介导的愈伤组织侵染法进行水稻遗传转化.结果表明,利用该方法成功构建了水稻osvdac3基因超表达载体,在此基础上获得了多个osvdac3基因超表达的水稻植株,并使用RT-PCR技术分析了阳性植株中osvdac3基因的表达水平.该研究结果为进一步研究水稻osvdac3基因蛋白的功能奠定了基础.     

双价抗虫转基因水稻的育成及初步鉴定

[目的]构建双价抗虫基因表达载体并转化水稻,为选育广谱、高抗转基因抗虫水稻提供技术参考.[方法]构建半夏凝集素基因(pta)和苏云金杆芽孢菌基因(Bf)两个抗虫基因的双价表达载体pCAMBIA 1301-Bt-pta,利用大肠杆菌DH5α和根癌农杆菌LBA4404转化水稻恢复系辐恢838,同时对转化植株进行GUS染色及PCR鉴定.[结果]以构建的双价植物表达载体pCAMBIA 1301-Bt-pta为模板,PCR扩增到pta基因的部分片段,大小为807 bp,且该载体经Hind Ⅲ酶切后,能得到15854 bp的中间载体pCAMBIA 1301-Bt片段和2046 bp的pta基因片段.对转化植株进行GUS染色,得到3株转基因阳性植株,经PCR鉴定结果显示外源基因已成功导入水稻.[结论]通过构建双价抗虫基因表达载体并转化水稻,成功获得的转基因植株可用于水稻抗虫转基因恢复系及组合的研究,以提高其抗病虫害能力.     

一个水稻MYB基因的功能初步分析

从水稻中分离获得的一个新的、功能未知的MYB基因,序列分析发现是一个典型的R2R3-MYB转录因子,与拟南芥中的MYB106高度同源,因此命名为OsMYB106。亚细胞定位检测结果表明,OsMYB106蛋白定位于细胞核中。Real Time PCR结果显示OsMYB106在水稻幼穗时期表达最高,并且受干旱、盐处理和冷胁迫的显著诱导上升表达。OsMYB106RNAi抑制植株表现出矮化以及花粉败育。基因表达分析显示花粉发育相关基因OsMS2和CYP704B2在抑制植株中表达显著降低,揭示OsMYB106可能是通过调控OsMS2和CYP704B2介导花粉细胞壁的发育进而影响花粉的育性。     

The metabolomics variations among rice,brown rice,wet germinated brown rice,and processed wet germinated brown rice

Germination and processing are always accompanied by significant changes in the metabolic compositions of rice. In this study, polished rice (rice), brown rice, wet germinated brown rice (WGBR), high temperature and pressure-treated WGBR (WGBR-HTP), and low temperature-treated WGBR (WGBR-T18) were enrolled. An untargeted metabolomics assay isolated 6 122 positive ions and 4 224 negative ions (multiple difference ≥1.2 or ≤0.8333, P<0.05, and VIP≥1) by liquid chromatography-mass spectrum. These identified ions were mainly classified into three categories, including the compounds with biological roles, lipids, and phytochemical compounds. In addition to WGBR-T18 vs. WGBR, massive differential positive and negative ions were revealed between rice of different forms. Flavonoids, fatty acids, carboxylic acids, and organoxygen compounds were the dominant differential metabolites. Based on the Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG) database, there 7 metabolic pathways (phenylalanine/tyrosine/tryptophan biosynthesis, histidine metabolism, betalain biosynthesis, C5-branched dibasic acid metabolism, purine metabolism, zeatin biosynthesis, and carbon metabolism) were determined between brown rice and rice. Germination changed the metabolic pathways of porphyrin and chlorophyll, pyrimidine, and purine metabolisms in brown rice. In addition, phosphonate and phosphinate metabolism, and arachidonic acid metabolism were differential metabolic pathways between WGBR-HTP and WGBR-T18. To sum up, there were obvious variations in metabolic compositions of rice, brown rice, WGBR, and WGBR-HTP. The changes of specific metabolites, such as flavonoids contributed to the anti-oxidant, anti-inflammatory, anti-cancer, and immunomodulatory effects of GBR. HTP may further improve the nutrition and storage of GBR through influencing specific metabolites, such as flavonoids and fatty acids.     

水稻专用配方肥的肥效研究

采用“大配方,小调整”策略,采用区域总量控制、分期调控技术,根据磷钾肥衡量监控技术原理,通过不同农户田间小区试验,比较了大配方、小调整和农户习惯处理对水稻产量、氮肥利用率和经济效益的影响.结果表明,与农民习惯施肥处理比较,大配方和小调整处理提高了水稻产量和氮肥偏生产力,平均产量分别增加了4.67％和11.85％,平均氮肥偏生产力分别增加33.45％和42.62％.大配方和小调整处理可以使水稻达到增产、节本、增效的目的,而小调整处理效果优于大配方处理.     

水稻与菰杂交后代稳定品系的过氧化物酶同工酶分析

通过对水稻松前与菰的杂交后代１９个稳定品系及其亲本的过氧化物酶同工酶分析表明,稳定品系的过氧化物酶同工酶酶谱,以母本酶带为基础,主要表现为五种类型：互补型,新增酶带型,互补兼新增酶带型,母本型,母本酶带缺失型,这表明,在高世代稳定品系可能仍有菰的基因存在并表达。     

稻瘟病菌侵染时水稻防御体系对外源茉莉酸的响应分析

[目的]探究特定时期稻瘟病菌与水稻互作对外源茉莉酸(JA)的响应,为揭示稻瘟病菌与水稻互作时水稻防御体系对外源JA响应的分子机制提供理论依据.[方法]以稻瘟病菌株95234I-1b和普通感病水稻品种丽江新团黑谷(LTH)为试验材料,通过外源JA以两种不同的方式(处理1,分别用100和400μmol/L JA处理水稻叶片,6 h后接种95234I-1b菌株;处理2,水稻叶片接种95234I-1b菌株72 h后,分别用100和400μmol/L JA处理水稻叶片)处理与稻瘟病菌互作过程中特定时期的水稻,调查水稻稻瘟病发病症状,并用即时聚合酶链锁反应(qRT-PCR)检测水稻防御相关基因的表达情况.[结果]外源JA的两种不同处理方式均能减轻受侵染水稻稻瘟病发病症状,并诱导水稻防御相关基因不同程度的上调表达.用100和400μmol/L JA喷雾水稻6 h后再接种稻瘟病菌株的诱抗效果分别为15.06%和25.63%;稻瘟病菌株孢子接种水稻72 h再喷雾100和400μmol/L JA的诱抗效果分别为36.60%和47.12%.与对照相比,JA抑制了水稻水杨酸(SA)途径相关基因的大幅上调表达.在一定JA浓度范围内,高浓度JA对SA途径相关基因表达抑制程度高于低浓度JA的抑制程度;高浓度JA诱导JA途径相关基因上调表达幅度高于低浓度JA的诱导程度;高浓度JA诱导PR1a上调表达幅度小于低浓度JA诱导的上调幅度,高浓度JA诱导PR10a上调表达幅度大于低浓度JA诱导的上调幅度.[结论]JA以两种不同的方式处理与稻瘟病菌互作过程中特定时期的水稻,均能诱导水稻病程相关基因和JA途径相关基因上调表达,抑制SA途径相关基因的大幅上调表达,表明水稻防御体系中的病程相关基因及JA途径的相关基因主要参与了水稻防御体系对外源JA的响应.     

施稻糠有机肥对水稻生长的影响

稻糠有机肥是在引进日本稻糠耕作技术的基础上，经过创新而研究出的新的稻糖杂合肥配方。以其在水稻上进行了试验，结果表明，它具有除草、施肥、增强抗性、改善稻米品质等作用。水稻施用稻糠有机肥是生产有机稻米的新途径。     

不同品种稻米中碳水化合物的消化特性

以体外模拟消化方法测定10个品种稻米中碳水化合物的消化特性和淀粉组分,同时测定稻米中直链淀粉的质量分数,以及稻米的胶稠度、糊化温度和质构特性。结果表明:淀粉消化指数以粳糯米最高,粳米样品又高于籼米样品,但各籼米样品间仍有很大差异。直链淀粉质量分数、胶稠度和糊化温度与抗性淀粉质量分数有显著的相关关系(r=0.846,P<0.05;r=-0.765,P<0.01;r=-0.735,P<0.05),但直链淀粉质量分数并不能作为预测淀粉消化特性的有效指标。凝聚性与淀粉消化指数显著正相关(r=0.634,P<0.05),可以利用米饭的质构特性推测其消化特性。     

分选加工对稻米食味品质的影响

以江苏省产梗稻为例,研究稻米外观分选对其食味品质的影响.根据外观品质将单-品种米样分为整米无垩白、整米垩白少、整米垩白多、碎米无垩白、碎米垩白少、碎米垩白多6个等级,分别测定6种米样的直链淀粉含量和胶稠度.结果显示直链淀粉含量和胶稠度与米粒垩白多少和米粒的整碎相关性显著;整米的直链淀粉含量比碎米的低,胶稠度比碎米的长;垩白越少其直链淀粉含量越低,胶稠度越长.所以剔除碎米和垩白米能够改善稻米的食味品质,稻米分选不仅可以提高稻米的商品价值,还可以改进稻米的食味品质.     

江苏水稻品种抗稻瘟病遗传多样性研究

根据已知的不同抗病基因保守区域设计引物,通过在水稻基因组DNA中扩增和分离有相似序列的DNA片段,可以快速鉴定出候选抗病基因。选择3对扩增条带多样性较高的引物XLRRfor／XLRRrev、S1／AS3和Ptokin1／Ptokin2,对江苏27个水稻品种进行抗病基因同源序列PCR分析（resistance gene analog—PCR,RGA—PCR）。结果显示,3对引物共扩增出清晰可辨的谱带127条,其中多态性带1ol条,占总数的79．53％。根据聚类分析,3对引物对或引物组合扩增的RGA图谱可将品种分为多种类型,这些RGA图谱类型与稻瘟病菌7个生理小种接种鉴定的抗病表型没有完全的对应关系。     

国外稻种资源在广东水稻育种中的利用

介绍了20世纪80年代以来广东在利用国外稻种资源进行水稻优质育种和杂交稻育种中取得的主要成就：利用外选35育成梅三五2号，矮三芦占，七袋占，绿黄占，七黄占，双七占等优质抗病新品种。利用外引资源育成优质稻主栽品种七桂早25号，七山占，粳籼89和特籼占等，育成杂交稻恢复系3550，4480，广恢122，广恢128等以及育成不育系粤泰A和泰丰A。