水稻颖壳和浆片异常突变体ahl的基因定位

研究水稻花发育基因对于水稻相关性状的分子育种具有十分重要的意义。本研究报道一个水稻颖壳和浆片异常突变体ahl (abnormal hull and lodicule),来源于优良恢复系缙恢10号的EMS诱变群体。该突变体内外稃变小并发生严重扭曲,浆片顶端伸长。内外稃异常导致灌浆后米粒变小、畸形,千粒重下降。该性状遗传稳定,受一对隐性基因控制,利用群体分离分析法(bulked segregation analysis,BSA)将AHL基因定位在第2染色体上的SSR标记RM14153与RM14167之间,遗传距离分别为1.19 cM和1.34 cM,物理距离为226 kb。研究结果为AHL基因的图位克隆和功能研究奠定了基础。     

水稻体细胞无性系农艺性状播期响应指数的变异(英文)

系统研究了2个播期条件下24个水稻体细胞无性系及其1个供体亲本主要农艺性状播期响应指数(RITSD)的变异特点。RITSD有两方面的生物学涵义,其一,RITSD值大小可反映性状对播期的敏感程度:RITSD=1,表示性状对播期反应钝感,播期对性状无明显影响;RITSD愈接近1,表示性状对播期反应愈钝感,该性状受播期影响愈小,反之亦然。其二,RITSD值大小还可反映性状表型值随播期变化的趋势,RITSD1,表示性状表型值随播期推迟而变小;RITSD1,表示性状表型值随播期推迟而变大。主要结论如下:①株高、着粒密度、每穗实粒数、每穗着粒数及单株粒重5个性状的RITSD均值相对较大(大于1),对播期反应较敏感,其性状值随播期推迟而增大;而播始天数、单株穗数、穗长、结实率及千粒重RITSD均值相对较小。②体细胞无性系各性状RITSD均发生了遗传变异,但不同性状间RITSD的变异频率及变异方向有较大差异:始播天数和株高的RITSD变异频率较高,而穗长的RITSD变异的机率较低;株高及千粒重的RITSD值变小,而单株穗数、穗长、着粒密度、每穗实粒数、每穗着粒数及结实率的RITSD值变大,播始天数和单株粒重RITSD的变异方向为双向变异。③供试的24个体细胞无性系中,有20个株系与供体亲本RITSD呈显著差异,RITSD的变异率达83.3%,但约75%的体细胞无性系仅1～2个性状的RITSD发生了显著变异。④聚类分析表明,体细胞无性系农艺性状RITSD存在不同的变异组合。     

水稻黄绿叶基因Yellow-Green Leaf 6 (YGL6)的表达模式与蛋白定位

叶色突变既可作为形态标记用于杂交稻育种, 又是研究光合系统的结构和功能、叶绿素生物合成及其调控机制的理想材料。EMS (ethyl methane sulfonate)诱变籼稻恢复系“缙恢10号”获得1个稳定遗传的黄绿叶突变体, 暂命名为ygl6 (yellow-green leaf 6)。前期我们通过图位克隆筛选出候选基因Os12g23180, 通过遗传互补实验证实了黄绿叶基因YGL6为Os12g23180, BLASTp分析表明YGL6基因编码NAD(P)-结合的Rossmann折叠超家族蛋白质, 属于短链脱氢酶/还原酶家族, 推断为异黄酮还原酶、糖脱水酶或mRNA结合蛋白。利用qRT-PCR进行表达模式的分析表明YGL6基因仅在绿色组织如心叶、成熟叶、叶鞘和绿色颖壳中表达, 尤其以心叶的表达量最高, 同时YGL6基因表达还受光照的诱导。构建亚细胞定位载体, 转水稻原生质体结果表明YGL6蛋白定位于叶绿体。本研究丰富了水稻突变体库, 为YGL6基因的功能分析奠定了基础。     

水稻白穗突变体wp4的鉴定与基因精细定位

水稻开花灌浆期,内外颖呈绿色,含光合色素,为阐释非叶片组织叶绿体发育的分子机制,本文对EMS诱变获得的新型白穗突变体wp4进行了研究。抽穗灌浆期,wp4的穗轴呈绿色,内外颖呈乳白色;内外颖叶绿体发育不健全,无类囊体结构,叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量极显著降低。此外,wp4全生育期叶片呈淡黄色,叶绿体内基质片层较少且排列松散;与野生型相比,wp4的叶绿素a含量显著降低,叶绿素b和类胡萝卜素含量虽略低,但差异未达到显著水平。农艺性状分析发现,与野生型相比,wp4的有效穗和结实率略有增加,其他性状则略有降低,但变化均未达到显著差异水平。遗传分析表明wp4受一对隐性核基因调控,利用1200株西农1A/wp4的F2隐性群体,最终将WP4精细定位在第8染色体约79 kb的物理范围内,根据水稻基因组注释计划,该区间包含14个基因,这为WP4的功能和作用机制研究奠定了基础,也为水稻标记性状育种提供了新的资源。     

水稻黄绿叶突变体ygl4(t)的鉴定与基因定位

叶绿素相关突变体是水稻功能基因组学研究的一类重要突变源,对于揭示水稻叶绿素生物合成机制以及构成光合系统蛋白复合体的相关研究都具有重要意义.利用EMS诱变籼稻恢复系缙恢10号,得到一个新的全生育期黄绿叶突变体ygl4(t),表型分析结果显示,该突变体的剑叶长、有效穗与每穗粒数与野生型(WT)差异无统计学意义,而株高、千粒质量、结实率等7个性状均显著或极显著低于WT.此外,叶绿素a(Chla)质量分数,净光合速率(Pn),蒸腾速率(Tr)与WT差异无统计学意义,而叶绿素b(Chlb)质量分数,总叶绿素(Chl)质量分数,Chla/Chlb的比值,气孔导度(Gs)与胞间CO2浓度(Ci)显著或极显著低于WT.突变体叶绿体内基粒片层减少,排列不规则,致使叶绿体在发育进程中受到抑制.遗传分析表明,该性状受1对隐性核基因控制,YGL4(t)被位于水稻第10染色体RM1162与RM7093之间,物理距离约400kb.序列分析表明,编码叶绿素a氧化酶(chlorophyll a oxygenase)基因OsCAO1在终止密码子下游第12个碱基由G置换成T,推测OsCAO1即为YGL4(t)的候选基因.该研究为YGL4(t)基因功能研究奠定了基础.     

水稻单侧卷叶突变体url2(t)的鉴定与遗传分析

水稻叶片适度卷曲有利于保持叶片直立,改善群体内部光照条件,提高光能利用效率,从而提高产量和品质.卷叶突变体是水稻超高产育种重要的种质资源.在甲基磺酸乙酯诱变水稻骨干恢复系缙恢10号构建的突变体库中发现了一个单侧卷叶突变体,暂命名为url2(t).该突变体表现叶片单侧向近轴面卷曲,另一侧则基本保持平展.突变体不同时期的叶绿素质量分数均高于其野生型缙恢10号,尤其拔节期和抽穗期,url2(t)突变体显著高于野生型缙恢10号.url2(t)突变体叶片在孕穗期和抽穗期卷曲度适中,功能叶的叶基角均小于缙恢10号,即叶片表现直立.这样的形态结构使水稻叶片直立有利于合理密植、提高光能利用率、高光效群体的建成及光合产物的积累.遗传分析表明该突变性状受一对隐性基因控制.     

转nsLTPs类抗菌蛋白基因烟草对赤星病和青枯病的抗病性分析

以烟草叶盘为受体，通过根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)介导法将益母草 (Leonurus japonicus Houtt.) 非专一性脂转移蛋白(nsLTPs)类抗菌蛋白基因Lj-L和相应改造基因Lj-S分别导入烟草(Nicotiana tabacum cv. Xanthi.)，并进行抗病性分析。GUS染色和PCR分子验证表明外源基因已整合进烟草基因组中。RT-PCR分析表明，外源基因能够在烟草中稳定转录。T0代离体抗性实验表明，外源基因对烟草赤星病(Alternaria alternata)的抗性已达极显著水平; T1代活体抗性实验表明，Lj-L和Lj-S基因对青枯病(Pseudomanas solanacearum)的抗性也均达显著水平。抗性结果比较发现，Lj-L基因的抗病性效果优于Lj-S基因，且离体和活体抗病结果较一致，但并不与基因的转录水平成正比，似乎存在一个阈值。     

水稻早衰突变体esl2的遗传分析和基因定位

利用EMS诱变水稻籼型恢复系缙恢10号, 从其后代中鉴定出一个早衰突变体esl2, 苗期正常, 孕穗期开始叶尖和叶缘黄化衰老。与野生型相比, 孕穗期和抽穗期光合色素含量均显著下降, 抽穗期倒一叶的超氧化酶歧化酶(SOD)活性、可溶性蛋白(SP)含量降低, 活性氧(ROS)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、丙二醛(MDA)和脯氨酸(PRO)含量或活性增加。超微结构观察表明, esl2衰老部位的细胞多中空且形状不规则, 伴随细胞裂解、细胞质溶解等特征; 同时, 叶绿体结构异常, 叶绿体膜溶解、基粒模糊, 基质片层疏松, 类囊体发育异常。遗传分析表明, 该突变体受一对隐性核基因调控。利用1 005株西农1A/esl2的F₂隐性定位群体, 最终将Esl2定位在第4染色体SSR标记RM17122和swu4-13之间, 物理距离约244 kb, 这为Esl2基因的克隆和功能研究奠定了基础。     

转苦瓜几丁质酶基因McCHIT1水稻及其稻瘟病抗性

稻瘟病是危害水稻的最严重病害之一,探索利用外源基因提高水稻抗稻瘟病水平对现代育种具有重要意义。本研究从T₂代起逐代增加抗性选择压,采用苗期人工混合接种和病圃田自然诱发等鉴定方法,对转基因水稻后代进行稻瘟病抗性鉴定和筛选,在T₅代获得了7个稻瘟病抗性极显著增强的转McCHIT1基因水稻稳定株系。通过7个生理群26个生理小种的115个稻瘟病有效单孢菌株苗期抗谱测定,这7个株系的抗病频率为52.2%~61.4%,比受体对照缙恢35 (36.8%)高16个百分点以上,主要增加了对ZE群生理小种的抗性,提高了对ZG群、ZF群和优势种群ZB群生理小种的抗性。C36-2-1、C21-6-2、C21-3-1等3个株系的结实率达80%以上,是丰抗结合较好的转McCHIT1基因株系。McCHIT1基因具有广谱抗性,将其遗传转化水稻,采用“逐代增加选择压,抗中选抗”的方法,可筛选出稻瘟病抗性优良、抗谱明显拓宽、产量性状较好的转基因稳定株系。     

植物防御素基因alfAFP(M. sativa)在毕赤酵母中的分泌表达及对水稻病原菌的抑制

 【目的】大多数的植物防御素对不同的病原菌具有抗菌活性,其中来自苜蓿种子的防御素alfAFP的转基因土豆和番茄已经被证明对病原菌具有强抗病性。进一步研究该基因对稻瘟病、纹枯病、白叶枯病三大重要病害的抑制作用,对水稻抗病基因工程研究具有重要的意义。【方法】本试验将alfAFP构建到表达载体pPIC9K上,电转化毕赤酵母（GS115）,再进行蛋白质的分泌性诱导表达,最后进行体外重组蛋白对水稻病菌的抑菌活性检测。【结果】通过15%的SDS-PAGE检测,得到大约6.5 kD的重组蛋白。alfAFP融合蛋白对水稻纹枯病、稻瘟病和白叶枯病均具有一定的抑制活性,其中对纹枯病的作用最为明显。【结论】alfAFP在酵母中成功诱导表达,并对水稻测试病菌具有一定的抑制活性,预示着alfAFP防御素基因在水稻抗病基因工程中具有潜在的应用价值。