水稻OsDUF393基因编辑突变体的创建

DUFs家族是一类未知功能结构域蛋白家族,转录谱和蛋白谱分析发现,DUFs蛋白在生物的生长和发育中发挥着至关重要的作用,因此对DUFs基因功能的研究将有助于了解生物体复杂的生长发育机制。目前该家族基因功能仍鲜见报道。为了探究水稻(Oryza sativa)OsDUF393(Domains of Unknown Function 393)基因的生物学功能,利用CRISPR/Cas9技术构建了水稻DUFs家族基因OsDUF393的载体,同时利用农杆菌介导的遗传转化将构建的CRISPR/Cas9载体转化水稻品种中花11中,经潮霉素抗性基因鉴定,获得了100株T0代转基因植株。对转基因植株的靶位点进行测序分析后发现有单碱基插入和大片段DNA序列缺失2种类型。通过RT-PCR分析突变体中OsDUF393基因的表达水平,结果表明,目的基因在不同纯合编辑突变体中转录水平均有下降。上述结果表明,CRISPR/Cas9重组载体成功实现了对OsDUF393基因的定向编辑。这些编辑突变体材料为后续该基因功能研究奠定了基础。     

利用农杆菌介导法获得RNAi转基因枫香的研究

随着我国林业生态工程和退耕还林的开展，木材生产与需求之间的矛盾愈加严重，培育速生优质大径材的研究更加重要。基于LEAFY基因在植物生长发育中的特性，利用PCR和Gateway技术构建了含有LEAFY基因保守序列的RNA干涉植物表达载体LFY-RI，利用根瘤农杆菌Agrobacterium tumefaciems介导法获得转基因植株，利用RNA干涉技术抑制转基因植株中LEAFY基因的表达，从而获得枫香Liquidambar formosana不育转基因植株。并利用聚合酶链式反应（PCR）技术和PCR-Southern杂交技术检测了转基因植株中外源基因整合情况。共获得了5株枫香转基因植株，分子检测表明，其中4株为转基因阳性植株。由于转基因植株还比较幼嫩，对它们生长发育以及木材品质的变化尚处于在观察中。图5参12     

霉敌防治小麦全蚀病试验初报

在小麦孕穗期和灌浆期喷施0.5%霉敌+0.33%叶绿宝,可有效防治宁夏灌区小麦全蚀病的发生,3种栽培条件下防病效果在7.2%～15.9%之间,可增加结实小穗数1.2～1.7个,增加单穗粒重0.21～0.54g,增加千粒重2.7～4.2g,比对照增产7.3%～9.5%.     

水稻同源异型域转录因子OsHox9的反向遗传学分析

同源异型域(Homeobox,HB)转录因子对于植物的生长发育具有重要的调控作用,主要涉及细胞分化、形态建成、内外环境信号应答等多个方面。为了研究该转录因子家族成员在水稻中的功能,构建了该家族成员OsHox9基因的RNAi表达载体,利用反向遗传方法分析该基因的功能。与野生型对照植株相比,RNAi转基因植株株高变矮,分蘖数减少。实时PCR表达分析表明OsHox9基因在有表型转基因植株中的表达下调,但在没有表型转基因植株中OsHox9表达量与野生型植株差异不显著,说明RNAi载体起到了干涉作用,转基因植株的表型是由RNAi造成的。组织特异性表达分析表明OsHox9在水稻的根、茎、叶、茎顶端分生组织及不同时期的幼穗中均有表达,但在茎顶端分生组织及幼穗中表达量较高。为了查明OsHox9的亚细胞定位,构建了OsHox9与绿色荧光蛋白GFP的融合载体并导入烟草叶片中进行瞬时表达,结果表明OsHox9定位于细胞膜上,在细胞膜上起作用。     

提高覆膜穴不滔轩率试验初报

水稻覆漠鹤播栽培技术在实施中保苗率很低,影响大田苗数,从而响产量。该试验结果表明,１／１０００移栽灵浸种可大幅度提高保苗率,合水稻苗根系发达,生长健壮,且增产效果显著。     

水稻着丝粒附近一个淡绿叶突变相关基因的定位分析

在T DNA插入水稻突变体库中,发现了一个以日本晴为遗传背景的温度钝感型淡绿叶突变体pgl2（pale green leaf 2 ）。遗传学分析表明该突变性状由1对单隐性核基因控制。利用突变体与籼稻品种龙特甫杂交,构建F2群体对突变基因进行精细定位。初步定位结果显示目的基因与第8染色体上SSR标记RM331连锁,在该标记附近发展了14对INDEL标记,将突变基因进一步定位于着丝粒上2.37 Mb的区间,并对该区间候选基因进行了分析。突变体叶绿素的总量与对照相仿,但是叶绿素a/b比值趋于1,明显低于对照。推测突变基因可能与叶绿素a、b间的转化有关。还就着丝粒中基因定位的引物设计方法进行了讨论。     

水稻开花时间基因OsDTH10的过表达分析

开花时间(抽穗期)是农作物一个重要的农艺性状,与农作物的产量息息相关。调节农作物的开花抽穗时间是提高农作物产量的一条重要途径。为了揭示水稻开花时间基因OsDTH10在水稻抽穗期调控中的功能,利用反向遗传学方法构建了水稻OsDTH10基因过量表达载体,获得转基因植株,分析目的基因在过量表达条件下的功能。结果表明,过量表达OsDTH10导致水稻的抽穗期推迟;RT-PCR检测结果表明OsDTH10的表达量在晚抽穗的转基因株系中明显提高,但在没有表型的转基因株系及野生型中表达量较低,说明晚抽穗的表型是由于OsDTH10过量表达所致。组织特异性表达结果表明OsDTH10在植物的不同器官中都有表达,但在水稻的茎、叶鞘中表达量较高。分析OsDTH10在不同叶龄叶片中的表达,结果表明OsDTH10在未完全展开的剑叶叶片及倒2叶中的表达量较高,但在下部较老的倒3叶及倒4叶中的表达量下降。另外,分析OsDTH10在不同光周期条件下的昼夜节律性表达,结果表明无论在短日照还是长日照条件下,OsDTH10都在白天(光期)有表达高峰,在夜晚(暗期)表达降低,表明OsDTH10可能涉及光周期调控通路调节水稻的抽穗期。     

水稻锌指蛋白基因CRISPR/Cas9突变体的构建及突变分析

[目的]通过CRISPR/Cas9基因编辑技术对水稻锌指蛋白基因(OsC3H54)进行基因编辑,筛选鉴定出其突变体植株,为深入研究OsC3H54的生物学功能提供良好材料,也为水稻锌指蛋白研究提供参考依据.[方法]通过E-CRISP在OsC3H54基因的外显子上设计靶点序列,将靶点序列连接至OsU6SK载体上,再与Cas9一起连接到pCAM-BIA1300双元载体上,获得CRISPR/Cas9重组双元载体,通过农杆菌介导将其转入日本晴水稻愈伤组织,利用潮霉素进行抗性筛选,获得突变体植株,并分析其靶点位置的碱基及编码氨基酸突变情况.[结果]在OsC3H54基因第2个外显子上找到2个符合靶点设计要求的靶点,分别为TG1:5'-CCGCCGCGGCTGCCTTTGGATAC-3'和TG2:5'-CCTTCCC CAATGGCGGGGGTGGC-3'.将OsU6SK载体和靶点序列正确连接的重组载体与Cas9一起连接至pCAMBIA1300双载体上,成功获得CRISPR/Cas9重组双元载体(pCAMBIA1300-Cas9-TG1和pCAMBIA1300-Cas9-TG2).通过农杆菌介导转入日本晴水稻,经潮霉素抗性筛选获得TG1靶点株系和TG2靶点株系,共16株CRISPR/Cas9突变体植株.CRISPR/Cas9突变体植株在靶点序列的突变位点位置附近出现套峰,表明2个株系的植株均发生碱基突变,其中Y1、Y2、Y3和Y4突变体植株均为单碱基插入突变,最终导致编码的氨基酸发生移码突变,蛋白翻译提前终止.[结论]水稻OsC3H54基因CRISPR/Cas9突变体植株的获得为进一步研究水稻锌指蛋白生物学功能提供了良好材料.     

水稻开花的光温调控分子机理

水稻一生要经历营养生长和生殖生长两个阶段,只有顺利从营养生长向生殖生长转变,水稻才能开花结实。水稻的开花是环境因素与控制水稻开花基因网络相互作用的结果,光照和温度是调控水稻开花的两个重要的环境因子。关于水稻如何感知光照和温度变化,然后启动内部基因的表达来调控水稻开花,科学家提出了一些假说试图解释这个问题。近几年对水稻的开花调控途径的研究有了长足进展,人们对该问题有了新认识。结合前人的研究结果,分析了水稻在不同光温调控下的分子机理。     

适于杨树功能基因组研究的T－DNA激活标签构建

杨树(Populus spp.)分布遍及北半球,具有广泛的经济价值和生态价值.由于杨树具有相对较小的基因组(约500 Mb)、紧凑的基因组结构(n=19)及较为成熟的遗传转化方法,使其成为木本植物研究的模式树种种[1～4].