拟南芥干旱敏感突变体筛选及其干旱胁迫响应机制探究

制约作物生长发育最重要环境因子就是干旱,干旱胁迫对作为生产力具有普遍性影响,由干旱胁迫因素而造成的产量损失是其它胁迫因素的总和。为了提高作物的抗旱性能,达到在干旱情况下能够收获高产量、高品质的作物,一直是我国作物相关专家学者研究、关注的焦点。本文从模式植物拟南芥出发,再对干旱胁迫对植物的伤害进行分析,最后对拟南芥干旱敏感突变体筛选及其干旱胁迫响应机制进行分析研究。     

拟南芥干旱敏感突变体的筛选及其对干旱胁迫的响应

采用质量浓度为5 g/L的PEG - 6000进行渗透胁迫,利用弯根法筛选拟南芥T-DNA插入突变体库,得到干旱敏感突变体36 -1.该突变体在PEG - 6000渗透胁迫下,种子萌发率、根系长度均低于野生型;盆栽试验表明:水分正常条件下,突变体36 -1与野生型幼苗形态、根冠比、叶片含水量等并无明显差异;干旱条件下,...     

干旱胁迫下旱稻幼苗特异性表达cDNA的筛选

以生长在特殊环境中(26℃、12h/12h光/暗周期、光强2500lx)的旱稻297二叶一心期幼苗为材料,构建了干旱胁迫诱导表达差减文库。以干旱为处理,而有水状态为对照。通过筛选差减文库,共获得了141个克隆。分析表明,差减文库建立成功。     

黄瓜抗白粉病突变体筛选与鉴定

【目的】白粉病是危害黄瓜产量、品质的最严重的病害之一,抗白粉病材料的发掘与研究,可以实现从根本上解决病害问题。对获得的‘长春密刺’突变体材料进行分析,旨在筛选出黄瓜抗白粉病突变体材料,丰富育种群体。【方法】对400份‘长春密刺’突变体材料进行苗期接种白粉病菌试验,通过叶片病斑观察结合病情指数分析,初步筛选出抗病材料,将筛选出的抗病材料在大田环境下自然发病进一步观察表型。对初步筛选出的抗病材料进行苗期生理鉴定,测定并分析超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶活性以及叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素、可溶性蛋白含量等生理指标,通过田间自然发病进一步筛选抗病材料,并测定其蒸腾速率、胞间二氧化碳浓度、气孔导度、净光合速率等光合作用指标及乙烯、茉莉酸、水杨酸激素含量,并通过荧光定量PCR分析叶片中乙烯、茉莉酸、水杨酸、木质素、病程相关蛋白等防御信号途径中相关基因的表达。【结果】与感病材料相比,抗病材料的表面菌斑少,净光合速率、气孔导度都优于对照‘长春密刺’,胞间CO2浓度低于‘长春密刺’。在防御激素方面,抗病材料的乙烯、茉莉酸、水杨酸含量同样优于感病材料,而在成熟期叶片的防御信号途径相关基因表达上...     

旱稻研究现状与发展趋势

简述了我国旱稻研究现状。指出旱稻种质在与高产有关的性状上具有极大的选择空间;通过远缘杂交导入外缘高抗优良基因,加强对旱稻现有种质资源的保护,培育节水抗旱、优质高产的旱稻新品种,是我国稻作发展的主要方向。     

油菜抗菌核病突变体筛选及抗性鉴定

用草酸毒素作筛选剂处理油菜愈伤组织，获得耐毒素的突变体，分化培养后得到小量再生植株。经用毒素处理离体时，油菜菌本报讯病 菌菌丝体接咱离体叶和田疃植株及田间病圃测定几种方法鉴定显示，所获得于生植的品系（２２４－２）相比较，均不同程度提高了对菌核病的抗性，其Ｆ１代材料保持了抗性Ｆ２代材料抗生有一定的分化，但大 的仍保持了抗性，其中有Ｓ１１、Ｓ２１、Ｓ２３、Ｓ２４、Ｓ２５、Ｓ２６几个材料具有较明显的抗性     

拟南芥镧敏感型突变体的筛选方法

以模式植物拟南芥为材料,采用EMS化学诱变方法,在pH值5．5,琼脂浓度为6g／L,La^3＋浓度为3mg／kg的选择条件下,以幼苗根在重力作用下是否弯曲生长为指标,对经过化学诱变的M2代拟南芥幼苗进行筛选。得到根不弯曲生长明显受抑的为拟南芥La^3＋敏感型可能突变体。此突变体的获得为探索La敏感性作用机制及其在农业生产中的作用提供了直接的材料。     

甘薯耐旱突变体的离体筛选与鉴定

 以甘薯品种栗子香为材料 ,用PEG6 0 0 0作为耐旱性突变体离体筛选的选择剂 ,将栗子香胚性悬浮细胞培养在含有 0～ 35 % (w/v)PEG6 0 0 0和 2 .0mg·L-12 ,4 D的液体MS培养基中。结果表明 ,甘薯耐旱性离体筛选的适宜选择压为 30 %PEG6 0 0 0。采用多步选择法 ,在含有 30 %PEG6 0 0 0和 2 .0mg·L-12 ,4 D的液体MS培养基中对经 80Gyγ射线辐照的栗子香胚性悬浮细胞进行离体筛选 ,获得了 2 0个耐旱性小细胞团。将这些小细胞团转移到添加2 .0mg·L-12 ,4 D的固体MS培养基上 ,获得了耐旱胚性愈伤组织 ,并形成体细胞胚。将具有体细胞胚的胚性愈伤组织进一步转移到添加 1.0mg·L-1ABA的MS培养基上 ,体细胞胚发芽形成完整植株 ,共获得 18株再生植株。将获得的 18株再生植株移栽到温室 ,获得 11个株系。用苗期干旱处理、叶片保水力及耐旱系数等指标对这 11个株系进行耐旱性分析 ,其中 3个株系的耐旱性显著高于对照。     

黄瓜发育早期耐旱突变体筛选与鉴定

以863份黄瓜突变体和长春密刺野生型为材料,进行PEG-6000溶液(200 g/kg)模拟干旱发芽试验,通过比较发芽势、相对发芽率并综合胚根生长情况,初步筛选得到耐旱材料,再对筛选出的材料和野生型材料长春密刺进行苗期干旱(PEG-6000,200 g/kg)处理,并测定形态指标和生理指标,综合比较筛选得到耐旱新材料....     

作物诱变育种及突变体鉴定与筛选研究进展

简述了作物的诱变机理、诱变技术和分子标记技术、突变体的鉴定与筛选技术,结合近年来国内外诱变育种的研究进展,分析了作物诱变育种的主要发展方向,并展望了诱变育种的广阔前景。     

高温干旱胁迫下水稻花器官中敏感基因的筛选

以水稻品种N22为材料,通过数据库检索和文献挖掘,筛选出47个在高温胁迫和高温干旱复合胁迫下在花药和授粉雌蕊中均差异表达的敏感基因,并对其进行表达模式分析和生物信息学分析.结果显示:47个敏感基因主要富集到HSP20、HSP70、四肽重复、ClpA/B、DnaJ、FKBP型肽脯氨酰顺反异构酶和EF–hand蛋白结构域,且绝大多数敏感基因在高温胁迫和高温干旱复合胁迫下的花药和授粉雌蕊中表达上调,有利于水稻花器官对抗胁迫诱导的胞内蛋白损伤;47个敏感基因主要参与了与胁迫相关的生物学过程和代谢途径,与类固醇激素受体的HSP90伴侣循环和蛋白质甲基化也有关.通过预测,获得13个敏感基因的28个上游miRNAs,其中osa–miR164、osa–miR156和osa–miR5162可能是水稻生殖期间逆境胁迫下对水稻育性、抽穗、衰老以及磷脂代谢中起关键作用的miRNAs.     

3个旱稻品种杂交配合力及其应用分析

选用1个传统农家旱稻品种和2个改良旱稻品种与国内外7个水稻品种进行不完全双列组配,获得21个杂交组合,对旱稻品种9个性状的配合力和遗传参数进行了分析研究.结果表明:传统农家旱稻品种的各性状有很高的一般配合力,改良旱稻品种一般配合力较低;改良旱稻品种虽然部分结合了传统农家旱稻的抗旱性和水稻的丰产性,但是传统旱稻中仍然有许多优良的基因有待挖掘利用.特殊配合力分析表明4个组合单株产量特殊配合力正向效应显著,主要源于单株总谷粒数、单株总实粒数、单株结实率和单株有效穗数的特殊配合力的显著正向效应.各性状遗传力分析表明,主茎穗长、株高有较高的狭义遗传力,适于早代选择;单株总谷粒数、单株总实粒数、单株产量、单株结实率和单株有效穗数的特殊配合力方差所占群体总方差比例均大于70%,所以应该在较晚的世代加以选择.     

旱作水稻产量和品质的研究

通过半腐解秸秆 (稻草 )覆盖旱作、地膜覆盖旱作、裸地旱作和水作比较试验 ,着重研究了覆盖条件下旱作水稻(协优 6 3)的产量与品质表现。结果表明 ,旱作水稻较水作减产 12 4 6 %～ 32 5 9% ,以半腐解秸秆覆盖旱作减产最小。水稻旱种后籽粒长和宽变小 ,半腐解秸秆覆盖旱作处理稻米垩白度变小 ,碾磨品质得到改善 ,籽粒蛋白质含量提高 ,峰值黏度、低谷黏度、崩解值、最终黏度和峰值时间低 ,回复值和糊化温度高于水作 ,米饭质地和口感下降。     

巴西旱稻中稻栽培生态适应性研究

播种期的安排是水稻生产十分重要的措施.通过对引进的2个巴西旱稻品种(Iapar-9和Tangara)不同播种期的生态适应性研究,探讨了巴西旱稻的最佳播种期.结果表明:Iapar-9和Tangara在长沙地区的适宜播种期为5月10日左右,此时期播种产量最高;2个巴西旱稻品种不同播种期处理LAI和功能叶叶绿素含量变化总的趋势是齐穗期最大,随后逐渐减小;不同播种期处理齐穗期前根系活力差异不显著,齐穗期后根系活力随播种期的延迟而降低,且差异显著;每穗实粒数和结实率低是限制产量的主要原因.     

旱稻吸收砷镉的基因型差异研究

通过盆栽试验,比较了29种不同基因型旱稻对As、Cd的吸收与转运。研究结果表明:不同基因型旱稻在生物量和As、Cd吸收上均表现出显著差异,单株平均生物量和变异系数分别为23.57 g和15.8%。茎叶、颖壳和糙米As含量分别为1.022、0.177、0.050 mg·kg~(-1),变异系数分别为25.1%、54.3%和39.7%;Cd含量分别为0.811、0.230、0.116 mg·kg~(-1),变异系数分别为58.2%、38.9%和58.0%。旱稻不同器官对As、Cd累积的大小顺序均为糙米颖壳茎叶,Cd、As在三器官间的比值分别为1∶1.9∶6.7和1∶3.5∶20.4,说明不同器官间Cd转移系数高于As。相关性分析表明,茎叶与颖壳、茎叶与糙米、颖壳与糙米之间的相关系数:Cd分别为0.466(P0.05)、0.658(P0.01)和0.758(P0.01),As分别为0.437(P0.05)、0.290和0.611(P0.01)。旱稻对Cd的吸收与转运能力以及其基因型差异均较As大。29份不同基因型旱稻糙米As含量均达标(NY 5115—2002,0.5 mg·kg~(-1)),82.8%的旱稻Cd达标(GB 2762—2012,0.2 mg·kg~(-1)),糙米As、Cd含量均低于二分之一标准的基因型占37.9%,包括V2、V3、V6、V11、V12、V13、V15、V16、V19、V20和V25,表明通过筛选Cd、As低吸收的旱稻进行非淹水种植可保障稻米安全生产。     

利用反义基因沉默策略构建水稻突变体库及突变体筛选

尝试利用鸟枪反义基因沉默策略构建水稻突变体库．利用水稻反义cDNA文库转化粳稻品种中花11,获得了来源于105块潮霉素(Hm)抗性愈伤组织的1486个转化植株．随机选择来源于11个独立转化系的335个T0植株进行Hm离体叶片筛选,结果表明所有植株均呈抗性,并且与PER检测结果相吻合,说明T0植株中不存在假转化体．Southern blot分析结果表明T0植株大部分为单位点整合．T0及T1代转化植株均呈现了一些形态变异,如矮化、无分蘖或多分蘖、结实率降低、粒型或穗型改变、小穗结构改变等．利用Hm离体叶片筛选法对部分T1群体进行筛选,得到了1个变异性状与Hm抗性共分离的突变体,该突变体的变异表型为结实率比非转化对照下降约50％,每穗颖花总数比对照减少约40％,二者的总效应导致突变体单穗产量比对照约下降70％．     

转mtlD基因早稻的耐盐性研究

利用基因枪转化技术将来源于大肠杆菌的mtlD(1-磷酸甘露醇脱氢酶)基因导入旱稻。研究结果表明：旱稻愈伤组织的继代时间对抗性愈伤的筛选频率无明显影响；基因枪轰击后愈伤组织的恢复时间(≤7d)较长时，潮霉素B质量浓度应适当提高。转基因植株及其后代的PCR，dot blotting，southern blotting和northern blotting检测表明，mtlD基因已整合到旱稻基因组中，并且稳定表达。在含1．096(质量分数，下同)NaCl的MS培养基上，转基因植株生长速率明显大于阴性对照；在含0．75％ NaCl的盆中，转基因植株能够生长。盐分对转基因植株质膜的伤害减轻，Na^ 向地上部运输受抑，转基因植株的Na^ 与K^ 比率低于阴性对照。T1代转基因旱稻耐盐和盐敏感以及抗潮霉素B和潮霉素B敏感的分离比例均大于3：1，说明基因枪轰击为多拷贝转化。     

旱作水稻品质性状分析

以19份粳稻和22份籼稻为材料,研究全程旱作对水稻品质的影响.结果表明:(1) 旱作粳稻直链淀粉含量与胶稠度呈显著性负相关,旱作籼稻直链淀粉含量与其它品质性状间相关系数没有达到显著水平.(2)综合多元回归分析和主成分分析,旱作粳稻外观品质(垩白率X4、透明度X6和垩白度X5)、蒸煮品质(碱消值X7、胶稠度X8)和营养品质(粗蛋白X10)与稻米理化品质关系密切,回归方程为Y=1.485X4-0.228X5 0.710X6 35.234X7 2.646X8 0.233X10-89.552(R2＝0.934**);旱作籼稻碱消值(X7)、整精米率(X3)和粗蛋白(X10)与稻米理化品质关系密切,回归方程为Y=0.966X3 59.683X7 0.149X10-37.972(R2=0.503*).初步建立旱作水稻品质评判方式.     

海南山栏稻种质资源的保护与利用

山栏稻是黎族人民二千多年原始的刀耕火种农耕文化延续下来的稻种,是宝贵的遗传资源,但这一资源面临濒危,亟需保护。本文综述山栏稻种质资源保护和利用研究进展,分析了目前存在的问题,并提出保护和利用的建议。     

海南山栏稻HKT2基因片段的克隆与序列生物信息学分析

山栏稻是旱稻的一大类,具有极其重要的社会、生态和经济价值.为研究海南山栏稻运输Na+和K+的分子机制,根据GenBank中已登录的水稻OsHKT2基因的保守序列设计1对引物,从山栏稻幼根中提取总RNA,然后采用PR-PCR(RT-PCR)方法扩增出HKT2基因片段,将扩增出的片段回收后连接到pMd18-T载体上,挑选阳性克隆进行PCR检测后测序,得到一段长为1593 bp的序列.序列分析表明,该片段编码530个氮基酸,与GenBank中注册的水稻OsHKT2基因核苷酸序列的同源性为94％,与OsHKT2蛋白的氨基酸序列同源性为91％.