利用重组自交系群体定位水稻茎粗QTL

为开展水稻茎粗相关基因的精细定位,利用岗46B/A232的高世代重组自交系群体和基于重测序构建的高密度遗传连锁图谱,采用复合区间作图法（CIM）,利用R/qtl软件包对水稻倒二节的节间直径（RSID）和倒三节的节间直径（RTID）进行QTL分析,共检测到3个控制倒二节茎粗的QTL和7个倒三节茎粗的QTL,分布在第2、3、4、7、11号染色体上。其中2号染色体上的qRSID2-1和qRTID2-1距离较近,qRSID2-2/qRTID2-2和qRTID2-3可能是同一位点,并在多次试验中被重复检测到,表型贡献率为7.89%~12.36%,物理区间在100 kb之内。     

利用农杆菌浸种法将叶片衰老抑制基因P_(SAG12)-IPT导入普通小麦的研究

 以普通小麦品种西农1376和西农2611为材料,利用农杆菌浸种法获得1株导入了叶片衰老抑制基因PSAG12-IPT转基因植株。经PCR、GUS组织化学染色和Southern杂交分析,证明目的基因已整合到小麦基因组中并在转基因植株中能够稳定遗传。转基因小麦在叶片细胞分裂素(异戊烯基腺嘌呤)含量、叶片衰老进程及农艺性状方面与对照无明显差异,初步表明叶片衰老抑制基因PSAG12-IPT,在转基因植株体内可能未表达或表达量不足。     

水稻组织特异型人工合成启动子的设计、构建及功能鉴定

合成启动子是合成生物学的一个重要研究领域及研究热点。水稻是世界上最重要的粮食作物之一,亦是禾本科作物功能基因组研究的模式植物。本研究旨在对水稻组织特异表达启动子的合成作有益尝试。根据已发表的文献选取了一些与组织特异表达相关的顺式元件,将它们以不同的方式组合并连接Mini 35S核心启动子以驱动GUS报告基因的表达。转基因水稻的GUS组织化学染色和酶活测定结果证实,通过上述方法在水稻中成功构建出组织特异型合成启动子,同时也揭示了顺式元件在合成启动子中不同的组合方式对启动子的表达活性和表达模式起着关键作用。本研究为植物合成启动子的设计思路和构建方法提供了有益信息和实践基础。     

一个水稻鞘叶特异表达启动子的克隆及功能鉴定

目前在基因工程中应用最广的为组成型启动子,但是组成型启动子驱动外源基因在各组织中持续恒定的表达可能引起植物发育迟缓等问题,因此克隆来源于作物本身的组织特异型启动子逐渐受到重视。根据本实验室基因芯片数据库找到一个在水稻绿色组织特异表达的基因(TIGR Locus:LOC_Os06g21110),用 PCR 技术从水稻明恢 63(Oryza sativa L ssp. indica)基因组中克隆得到其上游启动子命名为GSP (green-tissue specific promoter),长度为1 951 bp。将GSP与带有β-glucuronidas(gus)报告基因的的植物表达载体连接,经农杆菌(Agrobacterium)介导转化水稻中花11 (O. sativa L ssp. japonica)成熟种子胚诱导的愈伤组织,获得转基因水稻阳性植株,通过组织化学染色法证明,GSP是一个叶鞘和叶片特异表达启动子。对其进行5’端缺失分析,构建了7个缺失载体,通过验证缺失载体的表达谱,证明592 bp长度的启动子就足以维持鞘叶特异表达模式,初步鉴定出了该启动子的核心功能区域。本研究所克隆出的GSP 启动子是一个未曾报道过的鞘叶特异表达启动子,基因工程中利用此类启动子可以在改良水稻性状的同时减少对水稻生理方面的副作用,有良好的应用价值。     

萜烯同系物DMNT和TMTT的研究进展

近年来,学者对植物挥发性物质在功能和合成代谢方面的关注度越来越高。许多植物在被害虫侵袭后能够产生一些挥发性化学物质,而这些化学物质可以趋避害虫或吸引害虫天敌以达到间接防治害虫的目的。其中,(E)-4,8-二甲基-1,3,7-壬三烯((E)-3,8-dimethyl-1,4,7-nonatriene,DMNT)和(E,E)-4,8,12-三甲基-1,3,7,11-十三碳四烯((E,E)-4,8,12-trimethyltrideca-1,3,7,11-tetraene,TMTT)在高等植物中广泛存在。这2种物质能够在植物受植食性昆虫侵害后诱导产生,并起到吸引相应的害虫天敌前来从而达到控制害虫的作用。同时,它们还具有吸引授粉昆虫、诱导邻近植物防御反应和趋避害虫等功能。本文主要从这2种物质的发现、生态学功能、生物合成、研究展望与应用前景等方面进行探讨,综述近年来植物中DMNT和TMTT的研究进展。     

1个控制水稻绿苗分化率QTL的效应验证

HJ-37是日本晴(供体)/珍汕97(受体)通过连续回交所构建的重叠导入系中的一个家系,该家系在其导入片段的区域内部存在一个与绿苗分化率相关的QTL。以HJ-37与珍汕97B杂交后的F2代群体为研究对象,采用SSR分子标记筛选重组单株与绿苗分化率检测相结合的办法来对此QTL进行效应验证并缩短该QTL的距离。最终,10号株系绿苗分化率平均值为53.13%,t值为4.897 6,此数据表明该株系的绿苗分化率与对照相比明显升高。同时该QTL在遗传图谱上的距离缩小到了RM3289-RM6295区段内。该研究为最终分离克隆提高绿苗分化率的相关基因打下了基础。     

根癌农杆菌介导的花魔芋遗传转化体系的研究

本研究以潮霉素抗性基因为选择标记,建立了根癌农杆菌介导的花魔芋(Amorphophalluskonjac)的遗传转化体系。同时探讨了魔芋愈伤组织的培养基、筛选剂和筛选时间等因素对转化效率的影响。通过筛选时间不同的两个转化试验,分别从300个花魔芋愈伤组织中得到了16个和18个具有潮霉素抗性的愈伤组织,其抗性愈伤率为5.33%和6.00%。获得的抗性愈伤组织进一步在分化培养基上进行分化,其分化效率分别为31.2%和22.2%。移栽后,分别得到了39株和36株成活植株。PCR检测表明分别有26株和21株再生花魔芋出现了800bp的特异性扩增带型,其阳性率分别为66.7%和58.3%。随机挑取20个PCR阳性植株的DNA进行斑点杂交检测,结果表明外源基因已经整合到花魔芋的基因组中。     

如何培养具有良好唾腺染色体的果蝇三龄幼虫

果蝇是遗传学实验教学的重要实验材料,在此结合普通遗传学实验教学,分别设置15 ℃、20 ℃、25 ℃、28 ℃等4个不同温度,摸索一种适合做<果蝇唾腺染色体观察>实验材料的培养温度,结果显示利用在15 ℃培养的果蝇三龄幼虫能较轻松获得清晰的带纹染色体图像,方便对其染色体上带纹的形态分析.     

黑尾叶蝉精氨酸激酶和一个谷胱甘肽S转移酶基因的克隆和发育表达特性研究

黑尾叶蝉（Nephotettix cincticeps）是一种能传播病毒的水稻害虫,对水稻生产有着巨大的威胁。本文在黑尾叶蝉中克隆得到了一个精氨酸激酶基因（NcAK）和一个delta类型的谷胱甘肽-S-转移酶基因（NcGST）,并对两个基因进行了序列分析和表达特性检测。结果表明,NcAK包含的开放阅读框长度为1 068 bp,编码一个含356个氨基酸的蛋白。进化研究表明该蛋白序列与玻璃翅叶蝉（Homalodisca vitripennis）的精氨酸激酶的序列亲缘关系最近。Real time结果表明NcAK在黑尾叶蝉的雄成虫中表达量高于在卵、1龄若虫、5龄若虫和雌成虫中的表达量。NcGST的开放阅读框由651个碱基组成,编码一个包含217氨基酸的蛋白,进化研究表明该蛋白与美国牧草盲蝽(Lygus lineolaris)GSTs编码蛋白亲缘关系最近。表达量检测表明NcGST在5龄若虫和雌雄成虫中的表达量要高于在卵和1龄的表达量。     

利用dsRNA体外饲喂和转基因水稻饲喂抑制褐飞虱相关基因的研究

RNA干涉技术是研究昆虫基因功能的一种有效的方法.通过人工饲料喂养dsRNA(doublestranded RNA)介导RNAi(RNA interference)在包括半翅目在内的许多目昆虫中取得了成功.而通过转基因植株产生dsRNA沉默昆虫基因仅在鳞翅目和鞘翅目中有报道.本研究通过体外合成褐飞虱(Nilaparvata lugens)两个基因(α-1链微管蛋白-ds1和微管蛋白特异的伴侣分子c-ds10)部分区段的同源dsRNA,体外喂食褐飞虱若虫后导致褐飞虱体内目标基因的下降表达和死亡率的增加.本研究同时构建这两个基因的干涉载体转化水稻(Oryza sativa L.ssp.japonica cv.Zhonghua 11),转基因苗喂食褐飞虱若虫后只有食用了个别转基因家系植株的褐飞虱体内目标基因的表达量有所下降,但是均没有导致虫体死亡.本研究中虽然转基因水稻未能导致褐飞虱的死亡,但是利用体外dsRNA喂食能够降低目标基因的表达量甚至导致褐飞虱的死亡,这预示着可以通过技术改进而达到培育抗褐飞虱转基因水稻的可行性,为后续转基因抗褐飞虱水稻的培育提供了依据.