水稻淀粉调控研究进展

淀粉作为水稻最主要的储藏物质,其结构、含量及理化性质等直接影响着稻米品质。研究发现,淀粉是在一系列关键酶的共同作用下合成的,但相关酶在淀粉合成路径中的具体作用缺乏系统性研究。文章综述了近年来水稻淀粉合成途径和调控淀粉合成的转录因子家族（b ZIP家族、AP2/ERF家族）以及近年来在蛋白水平上对淀粉的生物合成有重要作用的基因等研究进展,进行系统梳理,以进一步解析水稻淀粉合成机理机制,为指导培育优质水稻新品种提供理论支撑。     

大豆GmbZIP71基因的克隆及EMSA分析

通过PCR扩增的方法从大豆品种Harosoy中克隆到1个新的b ZIP基因(Gmb ZIP71),基因表达分析表明Gmb ZIP71在叶片、生长点、花、花芽、荚和根等多个器官中表达。将Gmb ZIP71构建到原核表达载体p ET29b上,导入大肠杆菌BL21(DE3)中,对其进行IPTG诱导。结果表明:在IPTG浓度为0.25 mmol·L-1,诱导时间为4 h,诱导温度为28℃时,重组蛋白得到表达,分子量大约为48 k Da,SDS-PAGE电泳结果表明重组蛋白主要以包涵体形式存在,用His蛋白纯化系统回收得到Gmb ZIP71-His重组蛋白,EMSA(electrophoretic mobility shift assay)实验表明Gmb ZIP71重组蛋白可以在体外与ACGT顺式作用元件结合。     

萍乡显性核不育水稻的研究现状及利用前景

萍乡显性核不育水稻的发现在水稻上属世界首例.从萍乡显性核不育水稻的发现、生物学特征特性、遗传分析、相关基因定位、光温特性、败育机理、育种应用等方面进行了综述,并对其利用前景进行了展望.     

水稻生物工程未来展望

水稻育种家们面临的一个主要挑战就是培育能在各种不同环境条件下生长的水稻品种。这些品种必须具备增产潜力、优良稻米品质、抗病虫性和对非生物胁迫的耐受性。植物育种家们一直是用最新的技术来达到这些育种目标的。但是任何其他技术革新对植物育种的促进,也许都比不上近来生物工程的突破将产生的巨大推动作用。 植物育种包括两个阶段:(1)产生变异群体的进化阶段。经受过时间考验产生变异的方法是进行杂交,其次为人工诱变。(2)从变异群体中筛选目标基因型的评价阶段。多种方法如混合群体选育、系谱选择、轮回选择和一粒传等育种方法都被用…     

双胚苗水稻单倍体及其杂交后代基因组DNA甲基化特异位点的分析及功能探讨

 采用甲基化敏感性扩增多态性技术对水稻单倍体SARⅡ 628及它与蜀恢527、蜀恢363的杂交后代基因组DNA甲基化位点进行了分析。用16对选择性扩增引物在双亲及杂交后代中共检测到765个DNA甲基化位点,与双亲相比,杂交后代DNA甲基化水平均有不同程度的降低。通过分析两个杂交组合与双亲的甲基化带型差异,发现非单倍体遗传及单倍体独立遗传两种甲基化差异位点。对部分甲基化位点的序列进行功能分析,发现这些位点主要涉及细胞构造、代谢途径、应激反应等生物学功能。推测这类功能基因的甲基化修饰调控着相关基因的开启与关闭,为植物的生存、生长、发育及进化提供动力。     

中国水稻干尖线虫部分群体对水稻的致病力测定

 为了解不同地理群体和寄主群体的中国水稻干尖线虫对水稻的致病力差异,通过室内水稻盆栽接种试验,对来自中国6个省、2种不同寄主植物上的水稻干尖线虫8个群体的致病力进行了测定和分析。结果表明,供试的8个水稻干尖线虫群体均能侵染供试的3个水稻品种,但不同群体对水稻同一品种的致病力,以及同一群体对不同水稻品种的致病力均存在差异;不同水稻品种被侵染后的症状也存在差异,仅有辽盐16被所有群体侵染后均表现“干尖”症状,武育粳3号和博优998没有明显“干尖”症状。供试的3个水稻品种接种水稻干尖线虫后均能抽穗,但是株高、穗长、单株穗数和千粒重受到不同程度的影响。此外,水稻干尖线虫对水稻的致病力与群体寄主相关,来自草莓的水稻干尖线虫群体对水稻的致病力明显弱于来自水稻上的群体;在供试的水稻干尖线虫群体中,HN 2群体对水稻品种辽盐16的生长影响最大,但在稻株上的虫量最少,显示该群体繁殖数量不大,但具有较强的致病力。这说明水稻干尖线虫在水稻上的繁殖数与致病力之间并不一定呈正相关。这些结果表明中国的水稻干尖线虫可能存在不同的生理小种或致病型。     

水稻苗期对冷害抗性的遗传

对水稻苗期对冷害(chilling injusy)的抗性进行了遗传分析。材料在5℃下处理4天。抗寒和低温敏感品种的正反交F_1植株均抗寒。抗寒和低温敏感植株在F_2代进行分离。F_2的分离与3:1的比率吻合。三种基因型;抗寒纯合体、分离杂合体及敏感纯合体在F_3(F_2自交而得)的品系中按1:2:1的比率分离。这些结果表明对冷害的抗性是由一个记做Cts2(t)的显性基因所控制。用同样的F_2群体研究了冷害与低温失绿症的连锁关系。正常的与失绿的秧苗在F_2群体中按3:1的比率分离,但并未发现冷害与低温失绿症的连锁关系,表明对冷害的抗性和对失绿症的抗性是由不同基因所控制。     

水稻纹枯病菌RsPhm基因的克隆及其表达分析

【目的】为了阐明苯酚2-单加氧酶基因(RsPhm)在水稻纹枯病菌(Rhizoctoniasolani AG-1ⅠA)黑化中的功能,【方法】采用常规PCR和RT-PCR技术对该基因进行克隆和生物信息学分析,通过荧光定量PCR(qRT-PCR)技术检测在儿茶酚胁迫下该基因的相对表达量。【结果】生物信息学分析结果表明,RsPhm基因的DNA和cDNA全长序列分别为2628 bp和1983 bp,编码660个氨基酸。系统进化树分析显示,RsPhm基因在立枯丝核菌(R. solani)不同融合群中具有较近的亲缘关系,在不同真菌之间在进化上具有一定保守性。通过qRT-PCR技术分析了在不同浓度儿茶酚胁迫下水稻纹枯病菌RsPhm基因的转录表达情况。外源儿茶酚能提高RsPhm基因的表达量,在12.5 µg/mL浓度下表达量最高,极显著上调35.7倍,在25 µg/mL和50 µg/mL浓度下表达量分别上调19.1倍和28.4倍,但在100 µg/mL浓度下表达量仅上调2.1倍。【结论】获得了RsPhm基因全长序列,了解了其基本生物学信息,明确了其在儿茶酚胁迫下的表达模式。研究结果为科学、系统地阐明水稻纹枯病菌RsPhm基因调控黑色素形成机制奠定了理论基础。     

茶多酚诱导铜绿假单胞菌交叉耐受性研究

检测了亚致死浓度的茶多酚（Tea Polyphenols,TP）处理对铜绿假单胞菌交叉耐受性的诱导作用。铜绿假单胞菌暴露于1βmg·mL^-1茶多酚1βh后能够显著增强细菌对多种环境条件的耐受性,包括氧化剂（1βmmol·L^-1 H₂O₂）、高温（47℃）,及酸性溶液[磷酸缓冲液（pH4.0）、含有有机酸（60βmmol·L^-1柠檬酸、60βmmol·L^-1乳酸、80βmmol·L^-1乙酸）的磷酸缓冲液（pH4.0）]。另外,通过荧光定量RT-PCR技术分析了茶多酚诱导下铜绿假单胞菌胁迫相关基因的表达情况。研究发现,茶多酚能够显著诱导铜绿假单胞菌氧化胁迫相关基因katB、sodM、ohr、lexA和recN的表达,以及热激蛋白基因dnaK、groEL、htpG、grpE和groES的表达。这些胁迫相关基因的表达很可能在细菌交叉耐受性形成过程中起到重要作用。以上研究结果表明,虽然茶多酚作为天然食品添加剂具有较高的安全性,但在实际应用过程中应充分考虑茶多酚诱导细菌交叉耐受性所导致的潜在风险,以优化食品保鲜策略。     

水稻SPL家族转录因子的生物学功能研究进展

SPL (SQUAMOSA PROMOTER-BINDING PROTEIN-LIKE)家族蛋白是植物特有的一类多功能转录因子。水稻中有19个OsSPL基因,所编码蛋白均含有一个高度保守的SBP结构域,该结构域负责与下游靶基因的核心基序GTAC结合,调控靶基因表达。OsSPL的表达会受到OsmiR156/529/535和多种因子调控。研究表明OsSPL在水稻根系发育、叶舌叶耳发育、株型和穗型形成、籽粒发育和胁迫响应等多个生物学过程中发挥重要作用,是水稻生长发育的调控枢纽。本文综述了水稻OsSPL家族的系统进化与结构特征、表达调控及生物学功能研究进展,并对其研究前景进行了展望。     

水稻DnaJ蛋白的生物信息学分析

DnaJ蛋白是一类很大的蛋白家族,因含有保守的DnaJ结构域而得名。本文对水稻DnaJ蛋白进行了生物信息学分析表明,水稻中共有101个DnaJ蛋白,分为典型的三大类。通过表达证据搜索发现,除了11个基因没有表达证据外,其他基因在水稻中都有表达。此外,对水稻的DnaJ蛋白家族进行了初步的进化分析。     

2009年低温冷害对水稻影响研究分析

针对2009年低温冷害对水稻生育的影响,从低温对水稻返青、低温对水稻分蘖、低温对水稻生产生育进程、低温对水稻产量及产量性状四个方面的影响进行分析,并就此提出了科学选择主栽品种、因地制宜适时插秧、科学进行田间管理三个方面的技术建议。     

水稻低温发芽力的QTL定位

以珍汕97B与多年生稻种质AAV002863的DH群体(198个株系)构建了包含140个SSR标记的连锁图谱,检测了影响水稻低温发芽力性状的数量性状座位（QTL）。15℃下处理6 d,两亲本珍汕97B与多年生稻AAV002863的发芽率分别为79.7%和30.1%,DH群体间的发芽率变化在0%~100%。QTL定位分析检测到2个与低温发芽力相关的基因座,分别位于第3和第10染色体上,贡献率分别为12.6%和12.9%,增效等位基因分别来自多年生稻AAV002863和珍汕97B。上位性分析结果显示,第1与第10染色体上存在影响低温发芽力的互作位点,其互作可以提高低温发芽力,参与互作的第10染色体上的位点也具有加性主效应。     

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。     

孕穗期自然低温对籼型杂交水稻的影响分析

孕穗期低温主要通过影响籼型杂交水稻结实率导致产量降低，对有效穗，每穗粒数和粒重无明显影响。在自然低温条件下，籼型杂交水稻组合间孕穗期耐冷性表现出明显的强、中、弱差异；进一步对亲本组合的分析发现，籼型杂交水稻孕穗期耐冷性与不育系和恢复系均有关，而与恢复系的关系更为密切：建议以低温影响后的结实率及其与正常结实率的差异程度作为评价水稻品种孕穗期耐冷性的指标。     

BnPHR1转基因油菜低温抗性机制探究

植物低磷与低温胁迫应答之间存在基因调控及生理生化适应关联性。MYB-CC家族转录因子PHR1是植物低磷应答核心调控因子,但PHR1是否参与植物低温胁迫应答调控及其扮演的功能还不清楚。本文以BnPHR1过量表达转基因油菜为材料,探究BnPHR1在油菜低温胁迫应答中的调控功能。相比野生型油菜,BnPHR1过量表达转基因油菜株系对低温的耐受性明显提高,叶片萎焉程度减轻。电导率和丙二醛含量分析表明转基因油菜细胞膜损伤程度降低。为了进一步探究BnPHR1在低温胁迫中的作用,从野生型（WT）及BnPHR1过量表达转基因油菜转录组数据中挖掘低温胁迫应答相关差异表达基因,探索BnPHR1影响油菜低温抗性的可能机制。转录组数据分析结果显示,在油菜地上部分和根BnPHR1调控的差异基因中,分别有44和49个低温应答相关基因,如BnCOR15B,BnCOR78,BnCBF2等。BnPHR1调控差异基因启动子分析发现26个差异基因启动子中含有P1BS元件,其可能受BnPHR1直接调控。这些结果表明BnPHR1可能通过影响下游低温应答相关基因表达提高转基因油菜应对低温胁迫耐受性。     

利用籼粳交RIL群体对水稻耐寒性及再生力的QTL分析

 以粳糯稻糯89 1与籼稻蜀恢527构建的籼粳交F7代RIL群体169个家系为作图群体,构建了一张含105个微卫星（SSR）标记的分子连锁图谱。在5℃低温条件下,对亲本及RIL群体进行芽期耐寒性鉴定;在冬季自然低温条件下,对亲本及RIL群体进行再生稻桩越冬耐寒性鉴定;对亲本及RIL群体进行再生力鉴定。利用SSR标记对水稻耐寒性、再生力进行QTL检测。结果表明,水稻耐寒性和再生力在RIL群体呈连续分布,表现为数量性状遗传特征。共检测到控制芽期耐寒性的QTL 2个(qCtg3、qCtg5),分布在第3和第5染色体上,对表型变异的贡献率分别为75.57%和79.04%;检测到控制再生稻桩越冬耐寒性的主效QTL 1个（qCtr5）,在第5染色体上;检测到控制再生力的QTL 2个（qRa4、qRa5）,分布在第4和第5染色体上,对表型变异的贡献率分别为8.17%和7.09%。qCtg5、qCtr5和qRa5同时与第5染色体上标记RM153连锁,在分子水平上表明水稻芽期、越冬耐寒性与再生力具有相关性。     

黑龙江不同积温带水稻品种对不同时段低温冷害的适应性研究

以覆盖黑龙江省三个积温带的123个水稻品种(品系)为试材,将6月30日-7月29日每10天为1段分3个时段对水稻进行低温处理,以研究冷害发生规律。结果发现,水稻在6月30日-7月19日受低温易发生延迟型冷害,7月10日-7月19日受低温易发生障碍型冷害,证实了低温对水稻冷害的时段效应;第一积温带水稻在7月10日-7月19日受低温易发生延迟型冷害,第一积温带水稻在6月30日-7月9日受低温易发生障碍型冷害,第二、三积温带水稻在6月30日-7月19日受低温易发生延迟型冷害,第二、三积温带水稻在7月10日-7月19日受低温易发生障碍型冷害,体现了水稻应对低温的生态区效应。这对黑龙江省抗寒水稻品种的选育以及抗寒措施的提出具有指导意义。     

水稻苗期耐冷性研究进展

低温冷害严重威胁水稻生产,加快水稻耐冷性状的改良、选育耐冷品种对促进水稻高产、稳产具有重要的意义。概述了水稻苗期冷害的鉴定方法与评价指标、苗期耐冷QTL定位、苗期耐冷相关基因克隆和低温胁迫的信号转导等方面的研究进展,并对今后水稻耐冷性研究提出了建议和展望。     

大豆固氮相关的硫酸盐转运基因进化分析

在植物进化过程中,不同亚家族的硫酸盐转运基因在功能上发生了广泛的分化,因而有必要理解其背后的分子进化机制。为研究与大豆固氮相关的硫酸盐转运基因的分子进化机制,本研究从基因结构和选择压力两个方面对涉及根瘤固氮功能分化的大豆硫酸盐转运基因进行进化分析。基因结构分析鉴别了保守和可变的基因结构,并与固氮相关的大豆硫酸盐转运基因的表达歧异建立关联。选择压力分析发现了大豆固氮相关的GmSULTR2; 3序列存在两段正选择区域,可能与它的固氮根瘤分化有关。本研究结果提供了大豆固氮相关的硫酸盐转运基因分子进化的新认识,有助于对其功能的进一步研究。