水稻OsZ314基因克隆及转录激活验证

穗是水稻(Oryza sativa L.)重要的生殖器官,其生长发育直接影响水稻的产量和品质。前期研究中,我们对水稻生殖生长时期穗发育各阶段的转录组、蛋白组数据进行联合分析,筛选到一个MYB基因家族的转录因子OsZ314基因。生物学信息分析表明,该基因位于1号染色体上,拥有典型的R2R3-MYB型转录因子结构域,且在水稻幼穗时期表达量最高;亚细胞定位结果显示,OsZ314基因定位于细胞核中;转录激活试验表明,OsZ314基因具有转录激活功能。本研究为深入探索OsZ314基因在水稻穗发育时期的分子生物学功能奠定了良好的基础。     

水稻抽穗期基因OsDof6功能的初步研究

【目的】以前期通过穗发育芯片筛选到一个水稻Dof家族转录因子OsDof6为研究对象,进一步探究OsDof6的表达模式与生物学功能。【方法】对OsDof6的基因、蛋白及启动子序列进行生物信息学分析,利用CRISPR/Cas9技术对该基因进行定点编辑,通过实时定量PCR和亚细胞定位技术分析该基因的表达模式。【结果】对该基因的启动子序列分析表明,该基因启动子中存在大量与光响应、激素响应及胁迫响应相关的顺式调控元件。利用CRISPR/Cas9技术获得了2种不同突变类型的功能缺失突变体9522^Dof6-3和9522^Dof6-4。对突变体T₁株系进行表型观察发现,相较于对照,两种突变体在营养生长阶段分蘖数明显降低,转入生殖生长阶段后,两种突变体的抽穗时间推迟约3 d。实时定量PCR结果显示OsDof6在水稻根、茎、叶和穗中均有不同程度的表达,在穗发育后期相对表达量明显提高;通过亚细胞定位分析发现OsDof6定位于细胞核。【结论】初步判断OsDof6基因会影响水稻分蘖数与抽穗期。     

水稻OsF-box基因表达的初步研究

为研究水稻中OsF-box基因的功能,构建了该基因的RNAi表达载体转化水稻日本晴,通过PCR、Southern-blot鉴定出阳性植株.与野生型植株相比,阳性植株抽穗期延迟,且在进入生殖生长期后出现很多高位分蘖.进一步克隆了OsF-box基因的启动子序列,构建与GUS报告基因融合表达载体转化水稻,染色结果表明,该基因在水稻茎秆和花药部位有明显的表达,而根和叶片中没有检测到明显的表达活性.     

水稻光温敏雄性不育的遗传研究进展

光温敏雄性不育水稻的花粉育性受光照、温度的控制,长日、高温条件下表现不育,短日、低温条件下表现可育.水稻对光温敏核不育基因的表达条件、遗传规律、基因定位的研究对于两系法杂交稻育种的利用研究至关重要.     

OsYABBY4基因调控水稻株高的功能研究

株高是影响水稻产量、光合速率、抗倒性的重要农艺性状,赤霉素对株高形成具有重要调控作用。YABBY家族基因作为植物特有的转录因子,参与GA信号途径,调控水稻株高。通过CRISPR/Cas9技术定向突变了OsYABBY4基因,成功创制了3种不同突变类型的osyabby4突变体。表型分析发现,osyabby4突变体结实率下降,倒1和倒2节间的伸长受到抑制,导致株高显著降低。α-淀粉酶诱导及赤霉素相关基因差异表达实验表明,OsYABBY4通过参与GA信号转导调控水稻的株高。本研究为水稻理想株型育种提供了新材料,同时进一步完善了水稻株高分子调控网络。     

杂种优势的分子机理研究进展

阐述了杂种优势的概念及杂种优势遗传基础的研完现状,主要从杂种优势与显性效应、超显性效应、上位性效应、基因表达调控、表观道传调控、赤霉素表达水平等方面的关系阐述杂种优势产生的可能原因,并提出了杂种优势机理研究有待解决的问题.     

利用SSR分子标记建立杂交水稻指纹图谱

利用微卫星标记对大穗稻1126进行了DNA指纹图谱构建和品种鉴定的研究,77对引物中具有多态性的引物共36对,占所用引物的46．75％。利用这些SSR引物建立了1126的DNA指纹数据库,可以有效解决杂交水稻亲本1126的真伪性及与其他品种的区分问题。三组引物RM21、RM505、RM212共同扩增可以很好地将1126与其亲本Lemont与蜀恢527区分开来,可作为大穗稻1126的特征引物加以鉴定。由此可见利用微卫星分子标记技术进行水稻种子质量鉴定应用前景广阔。     

水稻籽粒镉低积累资源挖掘及其新材料创制

稻米镉超标已经成为引起社会广泛关注的食品安全问题,生产上迫切需要选育适宜在镉污染地区种植的低镉积累水稻新品种。通过对国内外275份水稻资源进行筛选,挖掘到在重度镉污染田籽粒镉低积累材料珞红3A和珞红4A。全基因组高通量测序结果表明,在珞红4A的第7号染色体上有一段长度为408481 bp的片段(Org)缺失,且在该缺失处插入了一段长度为2980 bp的序列(Tons)。共分离试验发现,Tons与水稻籽粒镉低积累存在紧密关联。本研究建立了Tons分子标记检测体系,进一步利用该体系在珞红4A与IR28杂交的F2群体中获得了低镉新材料Tonys,并提出了一套选育籽粒镉低积累水稻新品种的方法。     

普那菊苣高效再生体系建立和遗传转化研究

普那菊苣为菊科多年生草本植物,从国外引种后已在我国得到广泛种植。普那菊苣草质柔嫩,适口性优良,营养丰富,牛、羊、猪、鱼、兔极喜食,是一种非常优良的牧草,具有广阔的发展前景。本研究通过对不同激素浓度配比实验,建立普那菊苣的高频再生体系,结果表明MS 6-BA2.0mg/L IBA0.1mg/L培养基可高效诱导愈伤组织和芽的分化,1/2MS培养基可快速诱导根的生成,形成再生植株。通过构建植物表达载体pBI121-GFP,利用农杆菌介导转化普那菊苣以探寻高效的普那菊苣转化体系,结果显示以农杆菌LBA4404为介导菌株、以叶片为转化受体、3d预培养时间和3d共培养时间以及350mg/L羧苄青霉素和40mg/L卡那霉素筛选浓度转化效果较好,为利用普那菊苣生产动物口服型疫苗建立了初步的技术基础。     

水稻多逆境响应新基因OsMsr9的表达与克隆

为发掘水稻新的耐逆基因,研究植物在应答逆境胁迫时的分子机制,我们采用Affymetrix水稻表达芯片分析了超级稻两优培九母本培矮64S全基因组在多种逆境胁迫下的表达水平,筛选出一批表达水平显著改变的基因。其中基因OsMsr9(Oryza sativa L.Multiple Stresses Responsive Gene9,GenBank登录号为EU276058)的表达量在高温、低温、干旱处理后在多个组织器官、发育时期均有显著提高。实时定量PCR分析其特定时空表达量的结果与基因芯片的结果基本吻合。通过RT-PCR法,得到包含OsMsr9完整ORF(open reading frame)的cDNA克隆。根据生物信息学分析,该ORF编码一个包含168个氨基酸残基的蛋白质,与玉米(Zea mays)中含F-box结构域的全长蛋白有大约58%的相似性,而F-box蛋白可能与植物抗逆性有关。基于上述实验及分析结果,OsMsr9可能是一新的水稻耐逆功能基因。