转基因大麦中gfp基因的遗传及表达研究

为了探索转基因遗传及染色体重组对转基因表达的影响,以4个转绿色荧光蛋白基因(gfp)大麦系与野生型大麦相互杂交,通过对F<,2根尖和花粉细胞中绿色荧光蛋白(GFP)的检测,研究了转基因的遗传方式和表达.结果表明,绿色荧光蛋白基因在单位点和双位点插入的转基因系与野生型大麦杂交的F<,2群体中分别表现3:1和15:1的遗传分离,符合孟德尔式遗传,并表现基因的剂量效应;不同转基因系问相互杂交后代同样表现孟德尔式遗传,并出现转基因gfP表达水平提高的个体;转基因沉默系参与的杂交后代继续表现其转基因沉默.     

小麦和大麦间的染色体重组

前言早期产生的小麦——大麦双体附加系和双端构附加系（lslam等1981，lslam1983）已经证明，将大麦员功酶基因和种子蛋白质基因定位到特殊的大麦染色体以及染色体臂上是有价值的（见Hed等，1980，lslam和shepherd的评论1990）。这些附加系也常用作在大麦染色体上设置DNA标记（RFLPS）的关键材料。这些遗传研究表明，小麦和大麦染色体间有类似的基因组成以及由此而产生的同源关系（Hart等1980）。在小麦一大麦代换系中观察到的遗传补偿，进一步证明了这种基因的同线关系（lslam和shepherd1990）．“从这些遗传相似性看出，一个主要的问…     

几株尖孢镰刀菌的绿色荧光蛋白基因转化

利用PEG介导的原生质体转化方法,将绿色荧光蛋白基因转入到6株香蕉枯萎病菌和1株棉花枯萎病菌中。结果表明：转化子连续转接5代能够稳定遗传,荧光强度良好,PCR验证gfp基因已转入到菌株中,为后续研究香蕉枯萎病菌和棉花枯萎病菌的侵染、防治等提供可视化的检测和分析手段。     

绿色荧光蛋白基因在小麦禾谷镰刀菌中的表达与鉴定

为了获得稳定表达绿色荧光蛋白（GFP）的我国代表性小麦禾谷镰刀菌菌株,用于小麦抗赤霉病接种鉴定与分析,以禾谷镰刀菌武昌菌株Fg175原生质体为受体,经PEG介导将序列优化的水母GFP基因转入该菌株中,分析鉴定了转基因菌株GFP基因的表达。PCR分析表明,Fg175基因组中整合了GFP基因,Western blot检测到高效表达的GFP特异蛋白;激光共聚焦显微镜及体视镜观察进一步证实,转基因菌株Fg175-GFP的分生孢子、菌丝及接种小麦麦穗后,均可发出清晰的绿色荧光。     

巴西橡胶树MADS-box基因家族6个成员的染色体物理定位

MADS-box基因家族广泛分布于真核生物中,巴西橡胶树的MADS-box基因家族主要参与花形态建成,对生殖生长起到重要的调节作用。目前,MADS-box基因家族的26个相关基因已被克隆分析,但它们在染色体上的具体位置还未确定。本研究以巴西橡胶树‘热研7-33-97’品种为材料,将MADS-box基因家族的6个成员（HbAGL8、HbAG15、HbAGL30、HbTT16、HbAP1和HbSVP1）定位在细胞核染色体上,通过双探针荧光原位杂交技术（FISH）对巴西橡胶树MADS-box基因家族的这6个成员在细胞核染色体上进行物理定位分析。结果表明：MADS-box基因家族的6个基因分别位于不同的染色体上,其中HbAGL15、HbAG8、HbAG30和HbSVP1基因定位在第4、5、7和8号染色体长臂上,其信号位点到着丝粒的平均百分距离是11.85、39.71、48.94和6.70;HbTT16和HbAP1基因定位在第1和13号染色体短臂上,其信号位点到着丝粒的平均百分距离是22.19和18.01。本研究结果揭示了巴西橡胶树MADS-box基因家族的6个成员在细胞核染色体上的实际位置,展现家族基因之间的分布特点和连锁遗传关系,不仅丰富了橡胶树分子细胞遗传学信息,也为橡胶树的分子辅助育种和比较基因组学研究提供了分子细胞遗传学的科学理论依据。     

45S rDNA和5S rDNA在水仙染色体上的物理定位

利用荧光原位杂交技术对水仙45S rDNA和5S rDNA进行定位分析.结果表明,45S rDNA信号共有2对,分别分布在水仙的第6号染色体和第7号染色体短臂的末端,且第7号染色体上的拷贝数多于第6号染色体的;而5S rDNA则只有l对杂交信号,位于第2号染色体的长臂,信号较弱.     

采用gfp和rfp基因标记评价大豆根瘤菌竞争结瘤能力

采用二亲本接合方法,将绿色荧光蛋白基因(gfp)或红色荧光蛋白基因(rfp)分别导入与大豆品种中黄13相匹配的快生根瘤菌Sinorhizobium fredii SR25a、S.fredii USDA205、与慢生根瘤菌Bradyrhizobium japonicum 4222、B.japonicum 4230和B.japonicum 4534菌株中,得到6株标记成功的菌株,并检验标记菌株的外源基因在培养条件下和共生条件下的稳定性,以及对菌株结瘤性能的影响.进一步将带有不同荧光蛋白基因的供试菌株按等密度等体积配成9组,通过蛭石盆栽试验评价菌株的竞争结瘤能力.结果表明:外源基因能够遗传稳定,且不影响共生结瘤固氮行为,该标记方法可用于评价菌株竞争结瘤能力;慢生大豆根瘤菌的竞争能力明显高于快生大豆根瘤菌,其中慢生大豆根瘤菌B.japonicum 4534竞争能力最强,其占瘤率比慢生菌株B.japonicum 4230和B.japonicum 4222分别高出35%和90%.结果证明gfp和rfp双标记技术为根瘤菌竞争结瘤能力评价提供了直观、简便、准确的检测手段.     

水稻端四体的分子细胞学鉴定及染色体行为分析

在水稻品种中籼3037第9染色体短臂端三体的自交后代中发现了一个变异株。该植株叶片内卷,株型偏散,结实率差。分子细胞学鉴定表明,该植株体细胞染色体数比正常植株多2条,多出的染色体均比较小。进一步用来源于水稻着丝粒特异DNA序列（RCS2）以及位于水稻第9染色体短臂上的特异性DNA序列为探针,进行荧光原位杂交分析,证明该变异株多出的染色体均为第9染色体短臂,故该变异株为第9染色体短臂端四体。对变异株的减数分裂染色体行为进行分析表明,在所观察的25个细胞中,96%的细胞增加的两个端着丝粒染色体可配对形成二价体,一般不与正常的第9染色体配对形成多价体。但额外染色体形成的二价体在中期Ⅰ容易发生提前解离的现象。     

大麦ARF基因家族的全基因组分析

生长素响应因子(auxin response factor,ARF)基因家族是植物特有的转录因子家族,在调控植物生长发育过程中起到重要作用。而关于大麦ARF基因家族全基因组分析的研究尚未见报道。为进一步探讨大麦ARF基因的功能,以公布的大麦栽培品种Morex的基因组数据为基础,采用生物信息学方法鉴定了大麦ARF基因,并对其结构、染色体分布、蛋白保守结构域、系统进化树及表达谱进行了分析。结果表明,共鉴定出了17个大麦ARF基因,除4号染色体外,其余6条染色体上均有分布,片段复制事件是大麦ARF基因家族的主要扩张方式;HvARF蛋白均具有保守的B3结构域和Auxin_resp结构域,而Aux/IAA结构域仅存在于12个HvARF蛋白中,且不同蛋白所含该结构域1~2个不等;不同植物中ARF基因在功能上具有保守性;不同组织器官中HvARF基因的表达存在明显的差异。     

利用氩离子激光对植物染色体进行显微分割的研究

在聚脂纤维膜和普通载物片上,运用氩离子激光束对大麦的染色体进行显微分割。光束的强度和位置由微型计算机控制。对染色体片段分割的最适激光强度通过实验得以确定。结果表明:大麦和水稻染色体的着丝点、随体、短臂和长臂等特定区域,可从分散的染色体样本中分割出来,并且成功地将该特定染色体片段转移到Eppendorf管中。     

大麦脱水可诱导启动子的克隆及其瞬间表达载体的构建

为进一步研究脱水可诱导启动子的结构和功能，并为开展禾谷类植物转基因研究选择启动子提供依据，用大麦品种撒哈拉幼苗提取的总DNA为模板，利用设计合成的引物对进行PCR定向扩增，获得了HVA1s、Dhn4s和Dhn8s启动子片段。通过分离、纯化、酶切和连接，把启动子片段分别插入到带有GFP和GUS报告基因的表达栽体质粒中。经测序确认，目标启动子片段与原报道的同源启动子序列一致性达95．3％以上。HVA1s、Dhn4s和Dhn8s启动子在构建的瞬间表达载体pHVA1sGFPG、pDhn4sGFPG、Dhn8sGFPG和pHVA1sGUSR、pDhn4sGUSR、pDhn8sGUSR中，都具有启动表达报告基因的能力，通过基因枪转化大麦幼苗可有效启动gfP和gus基因瞬间表达。     

水稻第6染色体短臂上株高QTL qPH6-1的精细定位

 应用衍生于水稻剩余杂合体的分离群体,开展株高QTL的检测和精细定位。应用1个在水稻第6染色体短臂约7.3 Mb区间分离、背景基本纯合的F2:3群体,种植于海南、浙江两地,检测到2个控制株高的QTL;然后,针对两地间作用稳定的qPH6 1,筛选出3个杂合区间缩小且呈阶梯状排列的单株,衍生F2群体,进一步验证了qPH6 1的作用,并将其界定于距离为96.4 kb的SSR标记RM3414和RM19417之间;最后,应用分离区间进一步缩小且呈阶梯状排列的3个F2群体,将qPH6 1定位于距离为51.7 kb的STS标记Si2925和SSR标记RM19417之间。基因组位置比较结果显示,该基因与所有已定位或克隆的水稻矮秆、半矮秆基因均非等位。     

水稻多分蘖矮秆突变体d63的遗传分析与基因定位

 多分蘖矮秆突变体d63来源于SARⅢ二倍体与明恢63杂交得到的双胚苗株系的自然突变。与野生型相比,其株高显著下降,分蘖明显增多,剑叶变细变短,结实率和千粒重均大幅下降。遗传分析表明,该突变性状受一对隐性单基因控制。该基因位于水稻第8染色体短臂上距离RM22195约0.4 cM的位置。用水稻基因组注释软件Rice Genome Annotation预测,发现从端粒区至RM22195间共有14 个注释基因,未发现已经报道的与株高、分蘖相关的同源基因。因此,推测D63可能是一个未被报道的新基因。     

水稻花器官发育基因DPS2的鉴定和精细定位

【目的】鉴定和克隆花器官发育相关基因,为进一步研究水稻花发育的分子机制奠定基础。【方法】在大田常规种植条件下比较了突变体dps2 (Defective pistil and stamens 2)和野生型春江06的主要农艺性状及花器官形态特征差异;扫描电镜及石蜡切片观察花药结构并用染色法观察花粉和胚囊的育性;利用图位克隆方法进行基因精细定位;qRT-PCR分析了花发育相关基因在野生型和突变体中的表达水平。【结果】dps2突变体抽穗期变长,不能正常扬花,雄蕊和雌蕊皱缩且花药和柱头数目增多;进一步研究发现,dps2突变体花药腔室塌陷,内无可见小孢子,即使部分花药形成腔室,花粉粒也无淀粉积累呈干瘪状。此外,突变体胚囊育性也受到影响;遗传分析表明该突变性状受一对隐性核基因控制,该基因位于第4染色体短臂上91.2 kb的区间内,区间内未见花器官发育相关基因的报道。qRT-PCR检测发现,水稻ABCDE模型中的B类、C类和E类基因的表达在突变体中显著升高。【结论】dps2突变体的雄蕊及雌蕊均发育异常,最终导致完全不育,推测DPS2可能在水稻第3轮雄蕊发育和第4轮雌蕊发育调控中发挥重要作用。     

盐生草HgNHX1基因在大麦株系中的功能验证

为了探讨盐和干旱环境胁迫对转盐生草液泡膜型Na⁺/H⁺逆向转运蛋白基因HgNHX1大麦幼苗生长及抗逆性生理指标的影响,以转HgNHX1基因大麦及野生型株系为材料,分析盐(150 mmol· L^-1 NaCl)和自然干旱环境下转基因大麦幼苗的生长特性及生理指标的变化。结果表明,在盐胁迫条件下,随着胁迫时间的延长,转基因株系中HgNHX1 基因相对表达量逐渐上升;干旱胁迫条件下,转基因株系中HgNHX1 基因相对表达量呈先上升后下降的趋势,在处理3 d时达到最高。且在胁迫处理的三个不同时间点,转基因株系的相对含水量和游离脯胺酸含量均高于野生型株系,而相对电导率和丙二醛含量均低于野生型株系。这些结果说明,转基因株系中HgNHX1基因能够应答盐和干旱胁迫,具有提高大麦耐盐、抗旱性的功能。     

Molecular mapping of the hybrid necrosis gene NetJingY176 in Aegilops tauschii using microsatellite markers

The rich genetic variation preserved in collections of Aegilops tauschii can be readily exploited to improve common wheat using synthetic hexaploid wheat lines. However,hybrid necrosis, which is characterized by progressive death of leaves or plants, has been observed in certain interspecific crosses between tetraploid wheat and Ae. tauschii. The aim of this study was to construct a fine genetic map of a gene(temporarily named Net Jing Y176)conferring hybrid necrosis in Ae. tauschii accession Jing Y176. A triploid F1 population derived from distant hybridization between Ae. tauschii and tetraploid wheat was used to map the gene with microsatellite markers. The newly developed markers Xsdau K539 and Xsdau K561 co-segregated with Net Jing Y176 on chromosome arm 2DS. The tightly linked markers developed in this study were used to genotype 91 Ae. tauschii accessions. The marker genotype analysis suggested that 49.45% of the Ae. tauschii accessions carry Net Jing Y176. Interestingly, hybrid necrosis genotypes tended to appear more commonly in Ae. tauschii ssp. tauschii than in Ae. tauschii ssp. strangulata.     

Allelic Analysis for bar Gene from Different Rice Transformation Events

Abstract

Mechanism(s) of gene transformation and integration in rice (Oryza sauva L.) is/are not currently well understood. This research was conducted to determine whether a transgene is inserted into the rice genome specifically or randomly. Seven homozygous transgenic Taipei (T) 309 and Nipponbare plants with the bar transgene from different rice transformation events were crossed. The segregation of F2 and F3 populations from a total of 21 crosses was studied in a greenhouse and field to determine if the genes were allelic or non-allelic. Five genomic locations appeared to be involved among the seven transgenic plants. An additional 20 homozygous transgenic T309 plants, with the bar transgene from different transformation events, were crossed reciprocally with the previous seven plants. One hundred and fifteen crosses made during 1999 and 2000 were analyzed for allelism. In some combinations, the genes were allelic, but most of them were non-allelic, with two or more pairs of genes being expressed. Twenty loci among the 27 transgenic plants were involved and some plants had several inserted genes expressed. Genes in nine out of 27 transformed plants were allelic. We concluded that the functional foreign (bar) gene was restrictively/preferentially inserted into the rice genome in some cases and was not completely randomly inserted and expressed in the rice genome. If the mechanism(s) for preferential insertion were identified, rice researchers could possibly control insertion sites of transgenes to optimize gene expression.     

应用剩余杂合体衍生的近等基因系分解水稻产量性状QTL

以杂合区间为RM587-RM402的水稻剩余杂合体（RHL）衍生群体为材料,应用SSR标记检测,筛选到杂合区间分别为RM587-RM225、RM204-RM6119和RM6119-RM402的3个单株,进一步检测其F2群体,分别获得母本纯合型材料10株、父本纯合型材料10株和杂合型材料20株。种植这3套近等基因系材料,考查单株产量及其构成因子每株穗数、每穗实粒数和千粒重。经应用目标区间内等位基因效应分析和交迭重组染色体片段代换系分析,分解出3个控制每穗实粒数的QTL和2个控制单株产量的QTL,这些QTL分别位于物理距离为0.66 ~ 2.49 Mb的区间中,全部表现为加性作用为主,增效等位基因除qNFGP6 1来自父本密阳46外,其余均来自母本珍汕97B。提出了构建新型遗传材料,提高水稻QTL精细定位效率的策略。     

Dissection of QTLs for Yield Traits Using Near Isogenic Lines Derived from Residual Heterozygous Lines in Rice

Three residual heterozygous lines (RHLs) carrying heterozygous segments in the intervals RM587-RM225, RM204-RM6119 and RM6119-RM402 on the short arm of rice chromosome 6, respectively, were selected from a rice population derived from an RHL for the interval RM587-RM402. Ten maternal homozygotes, 10 paternal homozygotes and 20 heterozygotes were selected from each of the F2 populations derived from the three RHLs. The three sets of near isogenic lines (NILs) were grown to detect the grain yield per plant, n...