疣粒野生稻原生质体再生小植株

 以我国特有的疣粒野生稻成熟胚和幼穗作外植体诱导愈伤组织 ,挑选致密颗粒状愈伤组织建立胚性细胞悬浮系并分离原生质体 ,将原生质体固体包埋后添加液体培养基进行培养。在培养过程中调节培养体系渗透压诱导产生胚状体 ,成功得到疣粒野生稻的原生质体再生植株 ,对提高原生质体再生频率的途径进行了探讨。     

云南水稻品种原生质体培养研究

采用KPR和R2培养基进行水稻原生质体培养，日本晴、楚粳8号、云粳9号、大白谷和元江普通野生稻先后获得了原生质体培养的成功，除日本晴外，其余品种均为首次报道，品种间绿苗再生率有显著差异。日本晴最高，大白谷最低，同一品种不同的俞伤组织间，分化率有很大差异。有的愈伤组织极易分化出绿苗，有的不能再生出绿苗，说明分化前的预培养非常重要。N6分化培养基的再生绿苗率极显著地高于MS。配方为N6 葡萄糖20g/L 蔗糖30g/L IAA0.2mg/L 6-BA0.5mg/L Agarose-110g?L的培养基。分化率最高，按初次接种的愈伤组织块计，每块平均再生绿苗1.4苗,酶解原生质体量的多少,与愈伤组织在N6 1mg/L2,4-D的液体培养基中悬浮培养时间的长短有关,悬浮时间较长则易于获得较多的原生质体.日本晴的再生植株中,有两株多移栽到抽穗仅45d,有可能是极早良的变异株,有些植株的粒型和稃毛也有明显变异对鉴定和利用变异的植株具有现实意义.     

普通野生稻胚性细胞悬浮系的建立及原生质体再生植株

广西普通野生稻(Oryza rufipogon)2个品种的成熟种子经54±1℃温度处理5d打破休眠后,诱导产生出愈伤组织。挑选胚性愈伤组织置于液体培养基中振荡培养。经6个月继代培养,建立起胚性细胞悬浮系。其中1个品种(No.40)的悬浮细胞经酶解游离获得大量原生质体,用琼脂糖包埋培养,2周内分裂频率达21.4％。形成的小愈伤组织经增殖后在分化培养基上再生出绿色小植株。     

不同质膜稳定剂对烟草原生质体细胞壁再生的影响

质膜稳定剂能增加完整原生质体数量,防止质膜破坏,促进原生质体细胞壁再生和细胞分裂形成细胞团。本研究拟在原生质体酶解液中分别加入CaCl2.2H2O、KH2PO4、MES 3种质膜稳定剂,或3种质膜稳定剂组合分离、提纯、培养原生质体,探讨3种质膜稳定剂对烟草原生质体细胞壁再生的影响。结果表明:3种质膜稳定剂对于解离出的原生质体的质量及原生质体细胞壁再生和原生质体细胞分裂都有一定影响,最佳浓度分别为CaCl2.2H2O 10 mM、KH2PO40.7 mM、MES 5 mM;3种质膜稳定剂组合以CaCl2.2H2O 5 mM、KH2PO40.35 mM与MES 2.5 mM的组合最佳,原生质体壁再生率达88.5%,细胞分裂率达77.5%,表明能最快促进烟草原生质体细胞壁再生及细胞分裂生长。     

水稻纹枯病菌原生质体制备与再生条件的优化

为获得进行水稻纹枯病菌遗传转化所需的高质量原生质体,选用该病菌强致病力菌株GD-118,分别从酶种类、菌龄、酶解时间、酶解温度、酶液pH值和渗透压稳定剂及其浓度6个方面优化了原生质体的制备条件,从酶解时间和渗透压稳定剂及其浓度2个方面优化了原生质体的再生条件。结果表明:优化后的水稻纹枯病菌原生质体制备的最佳条件组合是"纤维素酶+溶菌酶+崩溃酶"组合酶、总酶终质量浓度10mg/mL、菌丝菌龄15h、酶解时间3h、酶解温度35℃、酶液pH5.6、以0.6mol/LMgSO4.7H2O为渗透压稳定剂,此最佳条件组合所制备的原生质体产率高达4.00×107/g;原生质体最佳的再生条件是酶解3h的原生质体在含1.0mol/L甘露醇的再生培养基上26℃时进行培养,在此条件下可获得最佳的再生效果,再生率为39%。     

白桦木质部原生质体初生细胞壁再生过程转录组分析

  目的  木质部细胞壁的组成及特性是决定材性的重要因素,研究木质部细胞壁形成的分子调控机制对于木材改良具有重要意义。本研究探究了白桦木质部原生质体初生壁再生过程的分子调控机制,并鉴定出重要调控基因,旨在为林木材性性状研究提供数据和材料。  方法  分别以培养0 h和2 h的白桦木质部原生质体为材料,通过荧光增白剂染色观察初生壁再生过程。利用转录组分析技术研究初生壁再生前后的差异表达基因及其参与的调控途径,将检测到的差异表达基因在GO、KEGG、PlantTFDB数据库中进行比对分析。  结果  荧光显微镜观察结果显示:原生质体分离后不具有细胞壁,培养2 h再生初生细胞壁。以|log₂（FC）| ≥ 1（FC为差异倍数）且q < 0.05为标准筛选差异基因,结果显示:相较于刚分离的原生质体,培养2 h的原生质体中检测到4 396个上调表达的基因,4 056个下调表达基因,总计8 452个差异表达基因。其中GO数据库共注释到10个显著上调条目,KEGG数据库注释到10个显著差异代谢通路,PlantTFDB数据库共注释到16个家族的360个差异表达转录因子。GO注释结果表明,DNA复制、细胞周期相关基因上调表达。KEGG注释结果表明,谷胱甘肽、α-亚麻酸等与抗逆代谢相关的基因下调表达,果胶脂酶相关基因上调表达。PlantTFDB注释结果表明,bHLH、NAC、MYB、bZIP等与细胞壁合成密切相关的转录因子均差异表达。  结论  培养2 h的木质部原生质体处于细胞壁再生及分裂准备状态,DNA复制、细胞周期、多糖合成代谢等相关基因在白桦木质部原生质体培养及初生细胞壁形成过程中起调控作用。      

基于 VBL 增白剂细胞染色的水稻原生质体细胞壁变化检测

为快速、准确地观察水稻原生质体制备及培养过程中水稻细胞壁的去除和再生情况,利用荧光增白剂 VBL 细胞壁染色液对细胞进行染色,制片后置于激发波长为345 nm、发射波长为430 nm 的荧光显微镜下观察。结果发现,在原生质体制备过程中,细胞周围发出的蓝色荧光初期表现分布均匀且荧光强烈,之后逐渐变为分布不均匀且荧光暗淡,最后蓝色荧光消失,表明纤维素逐渐被酶解去除;在原生质体培养过程中荧光情况与制备过程的刚好相反。结论：利用荧光增白剂 VBL 细胞壁染色液染色通过荧光强弱变化对比,可以快速、准确地检测水稻原生质体制备及培养过程中细胞壁的变化。     

SSR标记在疣粒野生稻和普通栽培稻中的多态性研究

利用SSR标记分析了疣粒野生稻同栽培稻IR24间的遗传多样性,并对引物扩增条带类型进行了比较分析.结果表明,在所用的159对引物中共有153对引物检测到多态性位点,占总引物数的96.8%.在2个材料中共有848个位点扩增出条带,其中扩增条带片段大小相同的有67条,占总带数的7.9%.引物扩增多态性条带可以分为扩增条带片段大小不同、扩增条带数目不同和扩增条带强弱不同3种类型.说明在栽培稻中开发的SSR标记在疣粒野生稻中发生了很大的变异,不适宜进行遗传多样性分析,但仍可以应用于疣粒野生稻进行分子标记辅助选择.     

小立碗藓原生质体细胞壁再生过程观察

[目的]小立碗藓具有遗传背景清楚、活体观察方便、生活史短、再生能力强等特点,是研究发育的理想模式植物.[方法]应用0.5％的崩溃酶将生长7d的原丝体酶解,得到新鲜原生质体,先过滤再用8％的甘露醇洗涤,在含有为8％的甘露醇的BCDA液体培养基内培养2d和4d.采用新鲜原生质体、再生2d和再生4d的原生质体作材料,使用透射电镜,观察不同时期原生质体的细胞壁再生过程,并运用实时荧光定量PCR技术分析了细胞壁再生相关基因的表达.[结果]研究结果表明,原生质体培养2d后开始有微纤丝发生,在原生质体培养4d时形成细胞壁结构,细胞开始进行分裂.分析细胞壁再生相关基因的表达量,发现在新鲜原生质体中基因表达量最低,原生质体培养2d和培养4d后,基因表达量均比在新鲜原生质体中的表达量高.[结论]小立碗藓原生质体在液体培养基中培养2d微纤丝发生;原生质体培养4d形成完整的细胞壁结构.     

苹果腐烂病菌原生质体制备与再生条件优化

大量高质量且能再生的原生质体是真菌遗传转化、基因修饰的重要保证。本试验选用苹果腐烂病菌强致病力菌株SDAU11-175,从酶种类、菌丝年龄、酶解时间、渗透压稳定剂及再生培养基五个方面对原生质体制备及再生条件进行了优化。结果显示:获得苹果腐烂病菌原生质体最大产量的条件是菌丝年龄54 h、3%崩溃酶和3%裂解酶组合、0.7 mol/L NaCl作为渗透压稳定剂、28℃酶解3 h,所得原生质体在YPS培养基上再生效果最好,再生率可达42.21%。     

绿色木霉原生质体制备与再生条件的探索

研究菌丝体培养时间、酶组合、酶浓度、酶解时间、酶解温度、稳渗剂类型、再生培养方式等对绿色木霉原生质体制备及再生的影响。结果表明,绿色木霉原生质体制备的优化条件为：菌丝体培养60h,用1.5%溶菌酶＋0.5%蜗牛酶的混合酶液,在pH值6.0～6.5,30～35℃,酶解4h,以0.7mol/L甘露醇为稳渗剂,原生质体的产量可达1.68×107个/ml;原生质体再生的优化条件为：PDA为再生培养基,以0.5mol/L蔗糖为稳渗剂进行双层固体培养,原生质体的再生率为6.05%～6.12%。     

金耳原生质体制备与再生研究(英文)

[目的]对金耳原生质体制备与再生体系进行研究。[方法]采用正交试验法筛选金耳原生质体制备和再生体系中酶体系、菌龄、温度、时间、渗稳剂的最佳用法。[结果]金耳原生质体的释放方式有三种类型:酶解初期的顶端释放、侧位释放和后期的原位释放。其最佳制备条件为:液体静置培养3d的菌丝体,在1%纤维素酶+1%蜗牛酶+1%溶壁酶的混合酶液中,以0.6mol/L蔗糖为渗稳剂,36℃酶解4h,得到原生质体制备率达1.76×107个/ml;最佳再生条件为:液体静置培养5d的菌丝体,在1.5%溶壁酶的酶液中,以0.6mol/L蔗糖为渗稳剂,33℃酶解3h,得到原生质体再生率达0.22%。[结论]为金耳的原生质体融合、紫外线诱变育种、基因工程研究等提供了有益支持。     

亚洲栽培稻与短花药野生稻种间杂交障碍观察

亚洲栽培稻 Oryza sativa 与短花药野生稻 O. brachyantha 分别属于稻属的AA和FF染色体组, 其种间杂交障碍影响了短花药野生稻有利基因向栽培稻的转移利用. 本研究利用激光扫描共聚焦显微术对栽培稻与短花药野生稻杂交后杂种胚胎和胚乳发育以及杂种胚囊发育过程进行了观察.结果表明,杂交小穗双受精率高达82.93%,但是杂种胚胎发育到球形胚期停滞并开始解体,游离胚乳核未能正常细胞化而出现解体,导致杂种胚胎在发育中途夭亡,不能形成正常成熟的杂种种子.杂种胚囊发育过程中,大孢子母细胞可进行减数分裂,但形成四分体异常,导致功能大孢子异常,胚囊发育到单核或二核即出现退化现象,最终无法形成正常成熟的胚囊,表现高度的雌性不育.     

1株降酚菌的原生质体制备和再生研究

为了优化组合降酚菌原生质体制备与再生的条件。以从合肥钢厂焦化废水处理池的活性污泥中驯化筛选得到1株高效降酚假单胞菌为材料,通过正交实验,探讨蔗糖浓度、溶菌酶浓度E、DTA浓度和酶解时间对该菌原生质体制备与再生的影响。原生质体制备与再生的最优条件:蔗糖浓度20%,溶菌酶浓度0.5 mg/ml,EDTA浓度0.2%,酶解时间40 min。在此条件下,它的菌株形成率为75.3%,再生率为7.8%。影响降酚假单胞菌原生质体形成率的因素顺序为蔗糖浓度>溶菌酶浓度>作用时间>EDTA浓度。     

基因芯片分析水稻灌浆期籽粒淀粉合成相关基因的表达

水稻Oryza sativa灌浆过程是籽粒胚乳细胞蔗糖转变成淀粉的过程.为了解这期间的基因表达变化,研究利用Affymetrix水稻基因芯片分析了水稻籽粒灌浆3和9 d的基因表达差异,并着重分析了淀粉合成代谢相关基因的表达模式.结果表明,在检测到信号的59个淀粉合成相关基因中,灌浆后9 d相比3 d表达丰度上调2倍的基因有20个,包括SUS2、AGPS2、AGPL2、GBSSⅠ、SSⅡa、BEⅠ等,这类基因对水稻籽粒淀粉合成和灌浆起了至关重要的作用.灌浆后9 d相比3 d表达丰度下调2倍的基因有12个,包括CIN2、SPS3、AGPL1、GBSSⅡ、SSⅢb等,这类基因可能参与胚乳细胞基本结构的形成以及初始淀粉粒的产生.     

疣粒野生稻半胱氨酸蛋白酶基因ME085的cDNA全长克隆及序列分析

为了发掘疣粒野生稻抗性基因,从受白叶枯菌诱导的疣粒野生稻叶片抑制差减文库(SSH文库)中选择抗病相关的EST序列,运用cDNA末端快速扩增法(RACE)获得一个基因全长,命名为ME085。通过生物信息学分析表明该基因全长1 171bp,具有一个750bp的开放阅读框,编码249个氨基酸,其理论等电点为5.76,相对分子质量为27 580.1,存在一个明显的半胱氨酸蛋白酶结构域。推测该基因是一个半胱氨酸蛋白酶基因。     

梅果采后软化与细胞壁组分及其降解酶活性的变化

 研究了青梅果实硬度和细胞壁组分及其降解酶活性变化。结果表明 ,采收 3d后果肉硬度开始急剧下降 ,5～ 7d下降最快 ,平均日下降 38.1% ,之后呈缓慢下降趋势。贮藏期间 ,碳酸钠可溶果胶 (SSP)和 4mol·L-1KOH可溶组分含量持续下降 ,与果肉硬度变化呈极显著正相关 (r分别为 0 .9887和 0 .8831) ,1mol·L-1KOH可溶组分含量持续上升 ,与硬度变化呈极显著负相关 (r =- 0 .7938) ,而螯合剂可溶果胶 (CSP)和 4mol·L-1KOH不溶组分含量变化缓慢。果胶甲酯酶 (PME)和 β 半乳糖苷酶活性分别在采后第 3、5天达最高值 ,而多聚半乳糖醛酸酶(PG)和羧甲基纤维素酶 (Cx)活性均在第 7天达最高值。相关性分析表明 ,β 半乳糖苷酶和PG活性可能是导致梅果水溶性果胶 (WSP)含量上升的主要原因 ,而Cx活性则可能引起难溶性的半纤维素 (4mol·L-1KOH可溶组分 )向易溶性的半纤维素 (1mol·L-1KOH可溶组分 )转化 ,从而导致了青梅果肉硬度的迅速下降。     

紫花苜蓿不同发育时期次生壁合成调控的转录组分析

【目的】探讨紫花苜蓿次生壁合成的基因网络调控变化和表达模式,确定一些关键候选基因和转录因子,为紫花苜蓿次生壁加厚调控网络的分子机制研究奠定基础。【方法】对‘中苜1号’紫花苜蓿分枝期（S1）、现蕾期（S2）、初花期（S3）和盛花期（S4）的茎进行近红外光谱法测定次生壁主要物质含量和Illumina HiSeq^TM 2500高通量转录组测序。以紫花苜蓿的近缘物种蒺藜苜蓿（Medicago truncatula）基因组作为参考基因组进行序列比对并组装构建转录本。利用FPKM法计算基因表达量,以Fold change（差异表达倍数）≥2或≤0.5（表达上调或下调）、FDR（false discover rate）≤0.05为筛选条件,在3个相邻时期转录组比较组合中（S2vs S1,S3 vs S2,S4 vs S3）筛选差异表达基因。通过Gene Ontology数据库和KEGG Pathway数据库对紫花苜蓿不同发育时期差异表达基因的功能和参与的代谢途径进行注释。【结果】共获得41 734个基因在紫花苜蓿不同发育时期的转录表达情况,27个功能注释与紫花苜蓿纤维素、木质素合成密切相关的基因差异表达,其变化趋势与纤维素和木质素含量测定结果基本一致,即随着生长发育时期的变化,表达水平逐渐提高。研究表明,初花期是紫花苜蓿次生壁合成调控的转折期,纤维素和木质素含量与其合成基因表达量在初花期均显著提高。MTR_2g016630（Ces）和MTR_7g103590（Ces A1）等纤维素合成酶基因表达水平在初花期显著上升,木质素合成途径中,MTR_1g064090（PAL1）、MTR_1g111240（C4H）和MTR_2g104960（CCR）基因表达量在初花期或盛花期相比分枝期上调表达倍数达到10倍以上。本研究中27个与植物生长发育相关的转录因子在紫花苜蓿不同发育时期差异性表达,其中NAC家族和MYB家族转录因子有18个,也有少量WRKY、BHLH、ERF、C3H等转录因子。【结论】获得‘中苜1号’紫花苜蓿在4个生长发育时期茎的基因表达谱数据,共获得54个差异表达基因,其中稳定上调基因24个,稳定下调基因30个。这些基因很有可能参与紫花苜蓿次生壁的合成调控。