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.     

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。     

高等植物花药绒毡层发育研究进展

高等植物花药形态发育完成后,小孢子母细胞被四层二倍体的壁细胞,即表皮层、内皮层、中层和绒毡层所围绕.作为花药壁的最内层,绒毡层直接与发育中的配子体相互作用.本文通过绒毡层发育的各时期的形态结构改变及物质的变化来阐述绒毡层对花粉发育的影响,同时通过阐述绒毡层发育相关的特异表达基因,进一步认识了绒毡层的功能及其与花药发育的相互关系.     

高等植物花药绒毡层发育研究进展

高等植物花药形态发育完成后,小孢子母细胞被四层二倍体的壁细胞,即表皮层、内皮层、中层和绒毡层所围绕。作为花药壁的最内层,绒毡层直接与发育中的配子体相互作用。本文通过绒毡层发育的各时期的形态结构改变及物质的变化来阐述绒毡层对花粉发育的影响,同时通过阐述绒毡层发育相关的特异表达基因,进一步认识了绒毡层的功能及其与花药发育的相互关系。     

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。     

CRISPR／Cas9系统的研究进展及其在水稻上的应用

综述了CRISPR/Cas9系统的结构、定点突变原理、载体构建类型及介导突变的可遗传性,着重分析了影响突变效率的因素,介绍该系统目前在水稻上的研究,并展望其应用前景。     

植物F-Box蛋白及其生物学功能研究

F-box蛋白是一类含有F-box结构域,在泛素介导的蛋白质水解过程中具有底物识别特性的蛋白质家族。这类蛋白质在细胞循环、信号传导、基因转录、雄性不育和细胞程序化死亡等多种生理过程中发挥重要作用。介绍了已知的植物F-box蛋白质的生物学功能并对F-box基因的系统进化进行了分析。     

强配合力抗稻瘟病两系恢复系P143的选育与应用

P143是以扬稻6号为母本与从国际水稻研究所引进的IR69713-127-2-1-3-2R杂交选育而成的两系恢复系。该恢复系株叶形态好，花粉量大，千粒重大，配合力强，生育期适中，含Pi9和Pita 2个抗稻瘟病基因，穗期耐高温能力强。已配组Y两优143等5个杂交组合通过品种审定，并在南方稻区有较大推广面积。