基于生物信息学分析的水稻无机焦磷酸化酶基因OsIP1的克隆及其遗传转化

 无机焦磷酸化酶在植物体内催化焦磷酸基团分解为磷酸基团的反应,而焦磷酸的及时降解,被认为是原初光合产物合成双糖特别是蔗糖,进而进行长距离运输的关键步骤之一。但是,蔗糖在维管束中的运输需要焦磷酸,因此,在叶肉细胞中特异性过表达焦磷酸化酶基因,被认为是拉动和促进光合作用的关键措施之一。对水稻中约30个无机焦磷酸化酶编码基因进行氨基酸序列比较、结构域特征、亚细胞定位预测以及上游顺式元件释义等生物信息学分析,进而克隆了1个预测为编码胞质型可溶性无机焦磷酸化酶的基因OsIP1（Os04g0687100）,并将其与叶肉细胞特异性启动子cyFBPase相连,构建成嵌合基因cyFBPase:OsIP1;通过农杆菌转化法将其转入2个水稻品种中,累计获得48个阳性转基因植株。     

剪叶对不同源库类型小麦品种粒重的影响

为了解黄淮地区小麦冠层叶片对产量形成的作用,以源限型小麦品种周麦16和库限型小麦品种百麦1号为材料,在小麦抽穗期、开花期、开花后1周、开花后2周、开花后3周、开花后4周和成熟期分别剪去倒三叶、倒二叶十倒三叶和旗叶十倒二叶十倒三叶,比较冠层叶片对不同源库类型小麦品种粒重的影响.结果表明,一般剪叶越早,相对千粒重降低越大;剪叶越晚,相对千粒重降低越小,周麦16和百麦1号均以开花后4周剪叶相对千粒重最高.周麦16以开花期剪叶相对千粒重最低;百麦1号以抽穗期剪叶相对千粒重最低.剪去叶片数量对小麦粒重有显著影响,不同源库类型品种均表现为剪去叶片越多,粒重下降越显著.不同剪叶时期与剪叶方式互作对相对千粒重有显著影响,周麦16以开花后3周剪去倒三叶的相对千粒重最高,以开花期剪去旗叶十倒二叶十倒三叶的相对千粒重最低;百麦1号以开花后4周剪去倒三叶的相对千粒重最高,以抽穗期剪去旗叶十倒二叶十倒三叶的相对千粒重最低.总体而言,减源处理对源限型品种周麦16的影响较大,对库限型品种百麦1号影响较小.     

茶树GDP-D-甘露糖焦磷酸化酶基因cDNA全长的克隆与表达分析

抗坏血酸（Vc）是重要的抗氧化剂,在茶树体内的各种生理代谢及抵御非生物胁迫中起重要作用,Vc含量关系到绿茶品质优劣。GDP-D-甘露糖焦磷酸化酶（GMP）是茶树Vc生物合成途径中的关键酶之一。本研究通过RACE-PCR方法从茶树中克隆了GMP cDNA全长序列,共计1510βbp,其中包含1β086βbp的开放阅读框（ORF）,编码361个氨基酸,推测蛋白分子量为39.599βkDa。BLAST分析表明,茶树GMP基因氨基酸序列与猕猴桃的亲缘性最高,达到96%。实时定量PCR分析表明,茶树新梢芽下第三叶中GMP基因表达量最高,嫩茎中最低,不同品种茶树新梢叶片中表达量存在明显差异。高温胁迫初期,GMP基因表达量及抗坏血酸含量迅速升高,然后逐渐下降且均低于同期对照。     

披碱草(Elymus dahuricus)焦磷酸化酶基因EdHP1的克隆及功能鉴定

为了从抗逆性优良的牧草中挖掘新的耐盐、抗旱基因,进而为作物分子育种提供优良的基因资源,采用RACE(Rapid-Amplification of cDNA Ends)方法,克隆了披碱草的焦磷酸化酶基因EdHP1,其全长序列包含2310bp,编码770个氨基酸,含有14个跨膜区,是一个典型的膜蛋白,同时包舍三个保守区(CS1、CS2和CS3).氨基酸同源性比较发现,EdHP1与来自大麦等10种高等植物的焦磷酸化酶基因的同源性大于86%.EdHP1基因的表达受干旱、高盐和低温等非生物胁迫的诱导.功能分析证明,EdHP1基因能够显著提高转基因烟草对干旱、高盐胁迫的抗性,可用于作物的抗逆遗传改良.     

辽宁省不同熟期水稻品种株型特征比较研究

以参加2015年辽宁省水稻区域试验的早熟组、中熟组和中晚熟组品种(系)为材料,研究了不同熟期水稻品种的株型特征关系。结果表明,早熟品种主要是弯穗型、轻穗型,中熟品种多为直立穗型、重穗型品种,晚熟品种以半直立穗型、重穗型品种为主;不同熟期品种叶长差异不显著,叶宽表现为中晚熟品种中熟品种早熟品种,但叶基角正好相反;二次枝梗结实率表现为早熟品种中晚熟品种中熟品种,二次枝梗贡献率表现为中晚熟品种中熟品种早熟品种;穗型指数均以下部优势粒为主。     

水稻亚种间杂种一代的源库特性

用具有不同遗传背景的5个母本(3个籼型恢复系绵恢725、蜀恢527和蜀恢881,1个美国粳稻 Lemont 及1个爪哇稻香大粒),与1个日本特早熟粳稻Kitaake杂交,得到不同类型的 F1。 5个 F1 及其亲本的光合特性和农艺性状的分析结果表明,在高光通量密度条件下,5个 F1 的叶片净光合速率明显高于双亲或其中之一;在表观量子效率、羧化效率、CO2 补偿点3个叶片光合指标上,杂种的表现也优于亲本;5个 F1 因亲本之间具有不同的遗传背景而表现出不同的叶片光合能力,典型籼粳亚种间杂交组合蜀恢527／Kitaake、绵恢725／Kitaake要优于其他组合;5个 F1 在农艺性状上也表现出不同程度的杂种优势,库容表现为蜀恢881/Kitaake＞绵恢725/Kitaake＞蜀恢527/Kitaake ＞Lemont/Kitaake＝香大粒/Kitaake,表明籼粳亚种间杂种的增产潜力也优于另外两个杂种,这与杂种在净光合速率方面的表现一致。但籼粳交的不正常结实阻碍了库容优势的正常发挥,所以要实现水稻超高产必须注意基因组间的协调性,即遗传距离适度。     

强化栽培对杂交中稻籽粒充实度的影响及其与源库结构的关系

以18个杂交中稻组合为材料,分别进行强化栽培和传统栽培两组试验,研究了源库结构与强化栽培的籽粒充实度之间的关系。结果表明,强化栽培的籽粒充实度与组合的着粒数关系密切,不同组合强化栽培与传统栽培籽粒充实度的差值（强化栽培-传统栽培）分别与强化栽培和传统栽培下各组合相应的着粒数呈极显著负相关。尽管在强化栽培条件下所有组合穗子变大使其叶粒比均有所下降,但中小穗型组合仍有足够的光合源保证籽粒的正常灌浆结实。与此相反,大穗型组合在强化栽培条件下因库的增大使源库矛盾进一步加剧,致使结实率、充实率和充实指数较传统栽培显著降低。在四川南部中稻区,传统栽培条件下的着粒数不超过173粒的中小穗型组合可作为强化栽培选择品种的参考指标。     

成都平原不同茬口直播对水稻产量的影响

2015年在四川省德阳市进行大田水稻直播试验,以早稻、早熟中稻、中熟中稻、迟熟中稻等4种类型水稻品种为材料,设置3个播期茬口(前茬作物分别为蔬菜、油菜和小麦),研究不同茬口和品种类型对直播稻产量形成的影响,为茬口及品种类型的科学搭配提供依据。结果表明,随着播期的推迟,水稻播种至齐穗、齐穗至成熟的生育期缩短;早稻、早熟中稻、中熟中稻的产量先增加后下降,迟熟中稻的产量显著降低。蔬菜茬口和油菜茬口以中熟中稻的产量最高,分别为8.47 t/hm~2和9.30 t/hm~2,小麦茬口则以早熟中稻的产量最高,为7.99 t/hm~2。随着播期的推迟,早熟中稻、中熟中稻的干物质积累量呈先增加后降低的趋势,而早稻、迟熟中稻的干物质积累量呈降低趋势。由此可见,成都平原蔬菜茬口和油菜茬口水稻直播以选用中熟中稻品种较为适宜,小麦茬口水稻直播则选用早熟中稻较好。     

籼型杂交水稻稻米蒸煮品质,碾米品质及营养品质的细胞质遗传效应

有关杂交水稻品质性状的研究,国内外学者已做了一些工作,主要注重于现有杂交稻米质的表现,或者是稻米品质的核遗传效应,作者在前文中已报道细胞质对稻米外观品质及氨基酸含量的影响,发现细胞质效应是显著的,但主要是通过核质互作进行表达。本文就稻米蒸煮品质、碾米品质及营养品质的细胞质影响作一探讨。     

农杆菌介导的转ICE1基因提高水稻的耐寒性

利用农杆菌介导的转基因技术,成功地将通过RT PCR克隆的拟南芥ICE1基因导入垦鉴稻10号中,经PCR和Southern检测确认目的基因已整合到水稻基因组中。潮霉素抗性测定结果表明,与未转基因水稻相比,T1代表现出对潮霉素较高的抗性和孟德尔式的单位点遗传。抗寒能力检测结果表明,在同等低温胁迫条件下T1代转基因株系的死亡率明显低于未转基因对照。脯氨酸含量增幅明显高于未转基因对照。上述结果表明,转ICE1水稻提高了抗寒能力。     

水稻半显性矮秆基因Si-dd1的表型分析和精细定位

以粳稻品种日本晴在组织培养过程中分离出来的一个半显性矮秆突变体Si-dd1为研究对象,通过形态学分析,发现与野生型日本晴相比,矮秆Si-dd1(AA)和半矮秆Si-dd1(Aa)植株的株高降低。结实率下降,生育期延长,一次枝梗和二次枝梗增加。激素处理结果表明突变体Si-dd1(AA)与野生型对油菜素内酯反应基本相同,而在高浓度赤霉素处理下,突变体Si-dd1(AA)表现为一定程度上的钝感。Western blot对GID2表达量分析也确定这一结果。组织切片实验表明,突变体Si-dd1(AA)相对于野生型叶片主脉气孔变小,叶肉细胞增多,茎维管束数目增加。遗传分析结果表明该突变体基因受一对核基因控制。进一步利用分子标记将该基因定位在水稻第6染色体约244 kb区间内,目前该区段并未发现已报道的矮秆相关基因。