mRNA差异显示技术分离水稻铵态氮营养诱导表达基因

应用mRNA差异显示技术对不同氮素营养下水稻叶片基因表达差异进行了分析,分离了一些差异表达片段。Reverse Northern和Northern杂交确认了部分阳性克隆,结果显示片段A 02 (Oryza sativa drought stress related gene) 和A 03 (Zea mays partial mRNA for TFⅡB related protein) 受到铵态氮营养诱导表达。生理学测定结果表明,与硝态氮营养相比,水稻在铵态氮营养下具有更高的过氧化氢酶、过氧化物酶活性和还原型谷胱甘肽含量,因此,更利于自身自由基的清除,从而提高抗逆性。     

利用mRNA差别显示技术分离橡胶树死皮病相关cDNA

从中国热带农业科学院橡胶树早期预测试验地采集不同品系的橡胶树胶乳和树皮组织，分别提取纯化mRNA 合成cDNA第一链。通过4个简并锚定引物和10个随机引物进行PCR扩增，经6％变性聚丙烯酰胺凝胶电泳后发现了至少4个差异DNA片段只在健康树中表达而在死皮树中没有出现，这4个差异DNA片段分别命名为Hb1(725bp),Hb2,Hb3,Hb4。对Hb1进行了分离，纯化，经Northern杂交证实，Hb1在健康树胶乳中表达活跃，而在死皮树胶乳中表达受到强烈抑制，表明Hb1是与死皮病相关的cDNA片段，进一步将Hb1片段进行回收和克隆，并进行DNA序列分析，序列在GenBank中进行BLAST分析未发现相关同源片段，死皮病相关cDNA片段的获得，将分离全长死皮病相关基因，搞清该基因表达调控的机理提供条件，进而为从分子水平上阐明死皮病的致病机理打下了基础。     

Differential Proteins Expressed in Rice Leaves and Grains in Response to Salinity and Exogenous Spermidine Treatments

Exogenous application of spermidine(Spd) has been reported to modulate physiological processes and alleviate salt-induced damage to growth and productivity of several plants including rice. Employing a proteomic approach, we aimed at identifying rice leaf and grain proteins differentially expressing under salt stress, and in response to Spd prior to Na Cl treatment. A total of 9 and 20 differentially expressed protein spots were identified in the leaves of salt-tolerant(Pokkali) and saltsensitive(KDML105) rice cultivars, respectively. Differential proteins common to both cultivars included a photosynthetic light reaction protein(oxygen-evolving complex protein 1), enzymes of Calvin cycle and glycolysis(fructose-bisphosphate aldolase and triose-phosphate isomerase), malate dehydrogenase, superoxide dismutase and a hypothetical protein(Os I_18213). Most proteins were present at higher intensities in Pokkali leaves. The photosynthetic oxygen-evolving enhancer protein 2 was detected only in Pokkali and was up-regulated by salt-stress and further enhanced by Spd treatment. All three spots identified as superoxide dismutase in KDML105 were up-regulated by Na Cl but down-regulated when treated with Spd prior to Na Cl, indicating that Spd acted directly as antioxidants. Important differential stress proteins detected in mature grains of both rice cultivars were late embryogenesis abundant proteins with protective roles and an antioxidant protein, 1-Cys-peroxiredoxin. Higher salt tolerance of Pokkali partly resulted from higher intensities and more responsiveness of the proteins relating to photosynthesis light reactions, energy metabolism, antioxidant enzymes in the leaves, and stress proteins with protective roles in the grains.     

水稻对铵态氮和硝态氮吸收特性的研究

 采用水培方法, 研究了水稻不同生育期对铵、硝态氮的吸收特性。水稻虽为较强的喜铵作物,累积吸收的铵态氮多于硝态氮,但并不完全依赖于铵态氮。在铵、硝态氮等量共存条件下,水稻对铵、硝态氮的相对吸收量表现出明显的阶段性。从移栽到分蘖终期的营养生长期,吸收的铵态氮多于硝态氮,占营养生长期吸氮总量的68.9%;铵态氮营养主导作用在分蘖期表现得更为明显。从拔节到成熟的生殖生长期,两者的吸收比例在1左右,趋于稳定,可以同等有效地吸收铵态氮和硝态氮。在施肥实践中,应充分考虑水稻不同生育阶段吸收铵态氮、硝态氮的营养特点,合理调控土壤中铵、硝态氮比例,以满足水稻不同生育期对各种氮源的需求。     

A Rice CaMBP Gene is Induced in Organ-Specific Manner by Both Chilling and Heat-Shock Treatments

A rice CaMBP gene, OsCaMBP (AB363406), was isolated from a chilling treated rice using the fluorescent differential display (FDD) screening method. Its cDNA sequence (2094 bp) contains an opening reading frame (ORF) encoding a 569 amino acids protein (63.2 kD). OsCaMBP has the typical structural features of the CaMBP family, including the conserved IQ calmodulin-binding motif at the N-terminus. Homology analysis revealed 38.25%–47.28% identities of OsCaMBP with other CaMBPs in plants. RT-PCR analysis showed...     

氮肥运筹对水稻植株不同形态氮素含量的影响

以桂朝2号和叠加占为试验材料,以总氮、蛋白氮、叶绿素氮、可溶性蛋白氮、Rubisco-N、游离氨基态氮为指标,研究了氮肥运筹对水稻植株不同形态氮素含量的影响。结果表明,上述形态氮素含量对氮肥运筹表现出相同的趋势,即水稻抽穗期和成熟期植株总氮、蛋白氮、叶绿素氮、可溶性蛋白氮、Rubisco-N、游离氨基态氮含量均随施氮水平提高而提高,在相同施氮量条件下,重施穗肥时其含量较高。氮肥运筹对不同形态氮素含量的影响程度是不同的,其中,对Rubisco-N和游离氨基态氮的影响明显。两个品种早晚季无论是抽穗期还是成熟期不同施氮水平下Rubisco-N和游离氨基态氮含量差异均达到显著或极显著水平。相关分析表明,早晚季抽穗期和成熟期水稻植株总氮含量与蛋白氮含量均呈极显著相关。     

稻瘟病抗性基因对安徽省稻瘟病菌种群抗性的影响

为分析抗稻瘟病基因对安徽省稻瘟病菌株的抗性水平的影响,采用10个水稻抗稻瘟病单基因品系对安徽不同地区的稻瘟病菌株进行致病力测定,同时对201份水稻品种的抗稻瘟病基因Pi9进行扩增,结合田间抗性表现,分析抗性基因Pi9的利用价值。抗性基因Pi9、Pik、Pizt等对安徽地区的稻瘟病菌株具有较好的抗性,抗性频率分别为66%、60%和54%,其中携带Pi9抗性基因的水稻品种的田间抗性表现也较好,说明Pi9可直接作为分子标记辅助安徽地区水稻品种选育抗原基因。     

红莲型杂交水稻红莲优6号及其亲本苗期与分蘖期根系基因表达差异分析

运用mRNA差异显示技术（DDRT-PCR）对红莲型杂交稻组合红莲优6号及其亲本（粤泰A、扬稻6号）、保持系（粤泰B）苗期、分蘖期根系的基因表达状况进行了分析。结果显示,不同发育时期之间差异表达基因远少于同一时期之间杂种与亲本差异表达基因,苗期和分蘖期差异表达基因数量相近,但同一差异表达类型基因的数量有较大变化,分蘖期杂种表达单亲基因增多;互补表达基因可能对红莲优6号杂种优势的形成起重要作用。MF1差异片段已通过Northern杂交验证;MF1片段克隆测序结果在GeneBank中进行同源序列查对,发现是新的cDNA序列。     

Anaerobically Induced Proteins in Rice Seedlings

Abstract

Seven-day-old rice seedlings ( Oryza sativa L. cv. Kinuhikari) were subjected to anaerobic stress and their proteins were analyzed using SDS-polyacrylamide gel electrophoresis. Anaerobic stress caused only minor changes in the pattern of proteins in the shoots, but disappearance of many protein bands in the roots. Three anaerobic stress proteins (ANPs ; 36-, 40- and 87-kD protein) were selectively induced in both roots and shoots of the seedlings, and 36-kD ANP was identified as the glycolytic enzyme, glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase (GAPDH) by limited N-terminal amino acid sequencing. Activities of GAPDH in the shoots and roots were increased by the stress for over 24 h, and were 3.4- and 6.2-fold greater than those in non-stressed seedlings at 24 h, respectively. These results suggest that anaerobiosis induces the production of ANPs including GAPDH in the seedlings, which may allow the seedlings to survive under the stress condition.     

覆膜穴播方式对旱地小麦田土壤硝态氮和铵态氮积累的影响

为明确全膜覆土穴播栽培方式下旱地小麦土壤氮素的转化规律,采用比色法测定了全膜覆土穴播、传统地膜穴播和露地穴播冬、春小麦苗期、拔节期和收获期土壤硝态氮和铵态氮的含量。结果表明,在一次性基施氮肥后的第3年,0~60cm土层硝态氮累积量随土层深度的增加呈逐渐降低趋势,硝态氮大部分累积在土壤中下层(80~160cm)。随着春(冬)小麦的生长发育,各处理土壤硝态氮含量均呈"S"型变化,在120~160cm土层会出现一高峰值。相比露地穴播,全膜覆土穴播和传统地膜穴播能更好地利用0~80cm土层硝态氮。铵态氮含量在耕层土壤中较高,且随着土壤深度的增加而逐渐降低。全膜覆土穴播和传统地膜穴播减少了春(冬)小麦各生育时期0~60cm土层的铵态氮含量。     

sbk和sck双价抗虫转基因水稻的育成和鉴定

 将包含2个抗虫基因sbk\[修饰后的Cry1A(c)\]和sck（修饰后的CpTI）的质粒载体pCDMARUBA Hyg转入农杆菌EHA105中, 感染南粳45的愈伤组织, 得到再生植株。用sbk和sck基因的引物进行PCR分析, 从97个再生植株中筛选出42个含有2个抗虫基因而没有潮霉素基因的阳性植株。通过Southern杂交发现, 42个阳性植株中具有1~5个外源基因拷贝的分别有23、 11、 5、2和1个单株。用RT PCR检测发现, 4个单拷贝株衍生的28个T3代植株外源基因能正常表达。人工饲喂二化螟幼虫试验也表明, 转基因植株的幼虫死亡率达94%~100%, 抗虫能力比对照显著提高。筛选出3个农艺性状优良的株系。     

水稻杂种超亲表达26S蛋白酶体亚基基因OsHL1的克隆

运用DDRT PCR分离获得水稻杂种一代超亲表达的cDNA片段。以此序列在日本晴cDNA全长数据库进行同源搜索,检索到一个功能未知的全长cDNA,有1690 bp,命名为OsHL1,进一步分析发现它位于3号染色体上R2393和MRG4548之间。序列分析表明,该基因与日本晴编码26S proteasome regulatory particle non ATPase subunit 5基因片段的序列同源性为97％。其中包含一个完整的开放阅读框(ORF),编码443个氨基酸,氨基酸序列同源性分析发现高度保守区。RT PCR显示OsHL1基因的表达受到ABA和MeJA处理下调。推测杂种的表现可能与26S蛋白酶体亚基参与的信号调控相关。     

103个杂交稻亲本白叶枯病和稻瘟病抗性基因型检测

白叶枯病和稻瘟病是我国水稻生产的主要病害,选育抗病品种是一种经济有效的防治手段。明确抗性基因在水稻品种资源中的分布,将有助于应用分子标记辅助选择培育抗性品种。本研究针对13个重要抗病基因,包括8个白叶枯病抗性基因(Xa1、Xa4、xa5、Xa7、xa13、Xa21、Xa23和Xa26)和5个稻瘟病抗性基因(Pib、Pi2、Pi9、Pi25和Pita),应用这些基因的基因标记或连锁标记共29个,检测103份杂交稻亲本,初步确定了其等位基因分布和利用情况,为水稻基础材料的筛选及应用提供参考。     

水稻对不同小种稻瘟菌抗性差异表达基因的鉴定

 以同一水稻品种接种不同小种稻瘟菌，利用抑制消减杂交（SSH）技术构建水稻 稻瘟菌非亲和/亲和互作消减cDNA 文库。 经差异筛选、序列分析及RT PCR验证，共获得25个独立的差异表达cDNA克隆。根据与它们同源基因的功能推测，这些cDNA克隆可能参与了对病原菌的防卫反应、转录和蛋白合成与修饰等一些重要的生物学过程。通过RT PCR检测了差异表达基因在非亲和/亲和互作早期的表达谱，所有被检测基因在非亲和/亲和互作零点的表达水平均相同，而在接种后的其他时间点，它们的表达在互作反应中或被诱导或被抑制，说明这些表达的变化仅仅与接种的不同小种有关，肯定了所分离到的基因及其表达变化的可靠性。受不同小种病原菌侵染后，由于一些参与防卫反应的基因被诱导或被抑制的程度和持续时间的不同可能导致水稻小种特异的抗性。     

不同施氮量对单季稻养分吸收及氨挥发损失的影响

 以杂交晚粳浙优12为材料,研究了不同氮素用量对单季晚稻养分吸收和氨挥发损失的影响。结果表明,施氮量在0~330  kg/hm2范围内水稻植株氮积累量、磷积累量及钾积累量均表现为随施氮量的增加而增加,施氮水平超过270  kg/hm2后增施氮肥反而降低水稻对氮磷钾的吸收。施氮量在150  kg/hm2时增施有机肥有助于杂交粳稻浙优12对土壤中氮素、磷素以及钾素的吸收利用。水稻拔节期至抽穗期为吸氮量最大时期,施氮量在0~270  kg/hm2范围内杂交粳稻浙优12各生育期植株氮积累量随着施氮量增加而增加。相关分析表明,水稻产量与水稻植株全生育期氮积累量、磷积累量和钾积累量极显著正相关,其中,与水稻吸氮总量的相关系数最大。氨挥发速率、累计氨挥发量随施氮量的增加而增加,以施用基肥阶段氨挥发速率最快,累计氨挥发量最高。在基肥氮肥和分蘖肥氮肥施入后,高施肥水平(270  kg/hm2、330  kg/hm2)下氨挥发速率均远高于其他处理,其中,施氮量330  kg/hm2处理施基肥后测得的累计氨挥发量占基肥施氮量的23.9%。     

利用差异显示技术克隆小麦抗白粉病相关基因的研究

对小麦—簇毛麦抗病易位系进行差异显示分析,以期获得小麦抗白粉病基因的分子克隆。根据已克隆植物抗病基因的保守域,设计了简并引物,与锚定引物组合,对抗病诱导的小麦抗白粉病易位系进行了差异显示分析,共获得10个差异片段,其中两个片段R3-1和8C1.3-6Northern杂交为阳性。将这两个片段克隆后进行了测序,序列分析结果为两个新序列,GenBank登录号分别为AF498271和AF498272。R3-1没有发现同源性较高的植物基因序列,发现8C1.3-6与Sphenostylisstenocarpa 类几丁质酶基因有同源性。     

茶树在干旱条件下的mRNA差异表达

采用20%PEG-6000对福鼎大白茶无性系扦插苗进行模拟干旱处理,应用mRNA差异显示技术研究干旱与正常浇水对照的mRNA差异表达,发现1个在干旱条件下减量表达片段N_3-5。序列分析和同源性比对表明,N_3-5与茶树无性系Sajin茶叶色突变基因组序列标签S31.B15（Accession：DQ443473.1）有75%的同源性。根据序列相似同源基因的功能推测,该片段可能与茶树的抗旱机制有关。     

一个丙环唑诱导的水稻基因cDNA片段的分离与分析

采用差异显示技术,以丙环唑作为诱导剂,对水稻幼苗进行筛选,得到一个化学诱导表达增强的差异片段。生物信息学分析表明,此片段可在水稻EST库中找到多个同源序列,其氨基酸序列与水稻、拟南芥等植物的GMPase基因高度同源,位于水稻第1染色体,是抗坏血酸合成途径中的关键酶。RT PCR实验表明此基因在丙环唑诱导后表达增强。     

稻瘟病抗性基因的克隆及应用研究进展

稻瘟病是水稻三大病害之一,每年都给水稻生产造成巨大损失,挖掘并合理利用品种自身抗性是解决稻瘟病危害的最有效途径。本文综述了水稻稻瘟病抗性基因克隆、功能标记开发以及稻瘟病抗性分子标记辅助选择育种研究进展,为进一步克隆、研究、应用稻瘟病抗性基因提供理论指导。