水稻野生型愈伤组织中耐盐细胞频率的影响因素

利用组织培养技术研究愈伤组织的倍性、品种、外植体对野生型愈伤组织中耐盐细胞频率的影响。发现 :( 1)单倍体和二倍体愈伤组织的耐盐细胞频率比较接近 ,四倍体愈伤组织的耐盐细胞频率一般比单倍体和二倍体愈伤组织的小 ;( 2 )不同品种的耐盐细胞频率差异大 ;( 3)二倍体植株幼穗培养产生的二倍体愈伤组织和四倍体植株花药培养产生的二倍体愈伤组织的耐盐细胞频率没有显著的差异     

抗除草剂基因导入旱稻（Oryza sativa）栽培品种

摘要：以生产上优良旱稻（Oryza sativa L. ）新品种旱稻297、旱稻10号等的幼胚愈伤组织为转化受体材料，用基因枪法把抗Basta除草剂的bar基因导入了这些品种的愈伤组织，经两轮Basta抗性筛选和分化获得了再生植株，对再生植株进行PCR扩增和Southern杂交检测，T0和T1代Basta抗性实验表明，bar基因已整合到旱稻的基因组DNA中，并在T1代继续表达。对各品种幼胚培养的诱导、分化培养基实验表明，MB和MS培养基可作为这5个品种的愈伤组织诱导培养基，改良的RMB2、RMS2培养基可显著地提高愈伤组织的分化频率。实验所获得的转基因植株和建立的遗传转化系统，为旱稻的抗除草剂分子育种和其它基因转化奠定了初步的基础。     

Identification of Quantitative Trait Loci Affecting Grain Fat Content in Rice (Oryza sativa L.)

Fat content (FC) partially determines rice grain quality. The objective of this study was to identify stably expressed quantitative trait loci (QTL) for FC. A total of 85 inbred lines derived from the backcross between Sasanishiki (japonica, as the recurrent parent) and Habataki (indica) were used to detect QTLs for rice fat content. Seven QTLs (denoted as qFC‐1, qFC‐2, qFC‐3, qFC‐6, qFC‐10, qFC‐11, and qFC‐12) were detected on chromosomes 1, 2, 3, 6 10, 11, and 12, respectively, using inclusive composite interval mapping (ICIM) method. Among them, three major QTLs (qFC‐3, qFC‐6, and qFC‐11) with large effect were further confirmed across two different environments using some chromosome segment substitution lines (CSSLs), where Habataki was used as the donor parent and Sasanishiki as the recurrent parent. Further experiments showed that one of the major QTLs (qFC‐11) could increase fat content, fat index, and grain yield together. To our knowledge, qFC‐11 is a newly detected stable QTL that will provide new opportunities for improving rice fat content through marker‐assisted selection.     

抗除草剂基因导入早稻（Oryza sativa）栽培品种

以生产上优良旱稻(Oryza sativa L．)新品种旱稻297、旱稻10号等的幼胚愈伤组织为转化受体材料,用基因枪法把抗Basta除草剂的bar基因导入了这些品种的愈伤组织,经两轮Basta抗性筛选和分化获得了再生植株,对再生植株进行PCR扩增和Southern杂交检测,T0和T1代Basta抗性实验表明,bar基因已整合到旱稻的基因组DNA中,并在T1代继续表达。对各品种幼胚培养的诱导、分化培养基实验表明,MB和MS培养基可作为这5个品种的愈伤组织诱导培养基,改良的RMB2、RMS2培养基可显著地提高愈伤组织的分化频率。实验所获得的转基因植株和建立的遗传转化系统。为早稻的抗除草剂分子育种和其它基因转化奠定了初步的基础。     

我国转基因抗除草剂水稻的生态风险与控制

转基因抗除草剂水稻(Oryza sativa)的生态风险备受业界和公众关注。探讨其生态风险大小和收益多少,对于防范风险、明辨是非、权衡利弊、科学决策具有重要参考价值。以往研究注重单项风险分析,主要采用模拟条件分析,风险和效益的对比少、全局和集成分析不足。本文较全面地分析了转基因抗除草剂水稻的生态风险和收益,提出了控制生态风险的技术措施,对于促进我国转基因抗除草剂水稻的健康稳步发展具有现实意义。     

DDT and HCH Residues in Basmati Rice (Oryza sativa) Cultivated in Dehradun (India)

Organochlorine pesticides were used earlier for agricultureproduction. Their residues may still be present in soil and mayaccumulate in food crops, posing potential health problems to consumers. DDT, HCH, their isomers and metabolites were analyzedin samples of soil and rice plants collected from ten differentvillages of a well-known Basmati rice growing area in Dehradun.Residues of both pesticides were found in all samples ofsoil and different parts of rice plants except for a few grainsamples. Maximum residue was observed in husk and minimum ingrains. The average concentration of DDT in soil ranged from0.013 to 0.238 ppm. p,p′-DDE was the major metabolite (>63%). Theaverage concentration of DDT in rice grain varied from 0.002 to 0.040 ppm. o,p′-DDT was the main isomer (>93%). Theaverage concentration of HCH in soil ranged from 0.122 to 0.638 ppm. β-HCH was the predominant (43%) isomerfollowed by α-HCH (21%). The average HCH concentrationin rice grain ranged between 0.013 and 0.113 ppm. All four isomers were present in grains. The levels of DDT and CHCin grains were similar in magnitude as those from differentIndian states, but well below the maximum residue limit of 0.1 ppm for DDT and 0.05 ppm for HCH prescribed by the Government ofIndia and WHO/FAO. As such, the pesticide residue levels in thisexport commodity are not of hazardous nature.     

大规模RNA阵列验证水稻茎组织特异性高表达基因

在前期大规模水稻(Oryza sativa)EST测序和生物信息学分析的工作中，发现一些在茎cDNA文库中高水平表达基因，包括叶绿素a／b结合蛋白(T007D10)、富脯氨酸蛋白(S037D04)、脱落酸和逆境诱导蛋白(S057803)、微管蛋白(S060D11)等基因。为验证这些基因是否为茎特异性表达基因，选择高冗余度的EST克隆制备cDNA探针，与高通量的RNA阵列进行杂交。结果表明：叶绿素a／b结合蛋白基因在叶中高丰度表达且受光诱导，是一个光合作用相关基因，而不是茎特异性基因；微管蛋白基因在茎和根中都具有较高的表达丰度，说明根的纤维化和茎的木质化是同一生化过程；脱落酸和逆境诱导蛋白基因虽然在茎中高表达，但其丰度容易受环境条件(如营养缺乏、逆境等)的影响，而不是在茎中以组成型方式稳定表达，不能被称为茎特异性表达基因。这些结果提示出在一个EST数据库中高冗余度的基因并不能完全代表该文库的特征，也不能单纯通过EST分析技术认定它们是组织特异性表达基因，需要进一步的确认。通过在不同发育阶段、不同生理状态及不同逆境状态下获得全局性的表达谱特征，才能较客观地评价一个基因是否为组织特异性表达基因。     

Integrated Nutrient-Management Technology for Direct-Seeded Upland Rice (Oryza sativa) in Northwestern Himalayas

Alarming climate change, rainfed upland farming, and low resource-use efficiency of conventional fertilizer management practices are major production constraints detrimental to rice productivity in the northwestern (NW) Himalayas. Recent agronomic intervention of direct-seeded rice (DSR) coupled with suitable rice germplasm well suited to rainfed upland ecosystems in combination with appropriate integrated nutrient-management (INM) technology can enhance the rice productivity in the region. Thus, a field experiment with seven treatments replicated three times in a randomized block design was conducted on INM technology in rainfed upland rice cv. HPR-1156 (Sukaradhan-1) to harness the potential of DSR technology in order to boost rice productivity in the NW Himalayas. Results on INM in direct-seeded upland rice revealed that nitrogen, phosphorus, and potassium (NPK) at 90:45:45 kg ha^?1 + farm yard manure (FYM) at 5 t ha^?1 (oven dry-weight basis) significantly resulted in the greatest magnitude of growth and development (plant height, tillers m^?2) and yield-contributing characters (panicles m^?2, panicle length, grains panicle^?1 and 1000-grain weight), resulting in significantly greatest grain, straw, and biological yield followed by sole use of NPK at 90:45:45 kg ha^?1 and NPK at 60:30:30 kg ha^?1 + FYM at 5 t ha^?1, respectively, in rainfed upland rice. Application of NPK at 90:45:45 kg ha^?1 + FYM at 5 t ha^?1 again resulted in significant improvement in soil organic carbon and available NPK status over other treatments and initial soil fertility status in an acidic Alfisol. Overall, it is inferred that INM technology with judicious use of NPK at 90:45:45 kg ha^?1 + FYM at 5 t ha^?1 in rainfed upland rice under DSR technology can enhance the rice productivity and resource-use efficiency in NW Himalayas.     

油菜素内酯对水稻细胞伸长和分裂的调控

油菜素内酯(brassinosteroid,BR)是调控植物生长发育的重要的激素之一。为明确BR在调控水稻(Oryza sativa)细胞发育过程中的作用,本研究以不同浓度外源BR处理的水稻愈伤组织、悬浮系和内源BR信号增强的BR突变体Os BZR1-OE为材料,对BR处理后水稻愈伤组织的体积和细胞分布状况、单个悬浮细胞的形状和大小、Os BZR1-OE转基因水稻的细胞进行了观察,并对细胞分裂关键基因的表达量、对细胞分裂具有重要作用的细胞骨架蛋白(F-actin)的积累进行了分析。结果表明,低浓度(1×10-10 mol/L)BR处理的愈伤组织块体积(1.03 cm3)大于对照(0.73 cm3),但高浓度BR(1×10-6 mol/L)处理的愈伤组织块的体积(0.27 cm3)明显小于对照;从细胞核的分布也能印证上述结果,低浓度BR处理后的愈伤组织细胞核排列疏松,表明细胞体积较大,即1×10-10 mol/L BR促进了水稻愈伤组织细胞体积的增加,高浓度BR处理后的愈伤组织细胞核密度大,表明细胞体积较小,即1×10-6 mol/L BR抑制了水稻愈伤组织细胞体积的增加;低浓度BR促进水稻悬浮系单个细胞的伸长,而高浓度的BR抑制悬浮系细胞的伸长;内源BR信号增强的突变体Os BZR1-OE下胚轴细胞明显短于野生型水稻下胚轴细胞;本研究通过碘化丙碇(propidium iodide,PI)和异硫氰酸荧光素(fluorescein isothiocyanate isomerⅠ,FITC)-鬼笔环肽染色对悬浮系细胞的形态和微丝细胞骨架进行观察,发现BR处理可促进水稻悬浮系细胞和微丝骨架的分裂,高浓度BR对细胞分裂的促进效果更明显;双向电泳结果表明,BR处理可促进微丝骨架蛋白的表达;RT-PCR结果表明,BR可增加促进有丝分裂的CDC48(cell division cycle protein 48)和能缩短细胞周期的CYCD2(cyclin D2)基因的表达。上述结果表明,低浓度BR促进水稻细胞的伸长,高浓度BR抑制水稻细胞的伸长,BR促进微丝骨架F-actin的积累,通过促进有丝分裂基因CDC48和缩短细胞周期的因CYCD2的表达而调控水稻细胞的分裂。本研究为BR在作物控高抗倒伏方面的应用提供了理论依据。     

cDNA微阵列检测水稻幼苗空间特异表达基因*

以含有2200个独立水稻转录本的膜质cDNA微阵列鉴别萌发期水稻(Oryza sativa L.)幼苗的空间特异表达基因。经比较表达谱，得到了在胚芽、胚轴和胚根中特异表达的基因分别为31、36和73个。其中，胚轴特异表达基因包括聚泛蛋白、UDP-葡萄糖焦磷酸酶、蔗糖合酶、磷酸甘油酸激酶等参与糖、蛋白质代谢反应的蛋白，意味着在萌发期水稻幼苗中，胚乳贮藏淀粉和贮藏蛋白的降解反应主要发生在胚轴部。实验检测到的胚芽和胚根特异表达基因包括一些具有防御功能的基因及多个参与复制、转录和翻译过程的基因，如胚芽特异表达的基因中，翻译起始因子5a、40s核糖体蛋白s28及核糖体蛋白136与蛋白合成有关；而过敏性蛋白、β-D-葡聚糖外水解酶和肌动蛋白-11等为抗病相关基因。胚根特异表达的基因中，肽链延伸因子1-α、TATA盒结合蛋白、DNA复制蛋白A2、组蛋白和两种核糖体蛋白等与复制、转录和翻译有关；而富含甘氨酸蛋白、创伤诱导性碱性蛋白、Bowman-Birk蛋白酶抑制因子、脂类转运蛋白-2等基因则与幼苗的防卫反应有关。通过分析这些空间特异表达基因，揭示出一些潜在的生物学规律，为研究萌发生理学提供了有价值的信息。     

水稻光温敏核不育的分子与表观调控机理

两系法杂交水稻(Oryza sativa)的核心是光温敏核不育系,近年来对光温敏核不育系的研究取得了巨大进展.本文概述了光温敏雄性核不育基因的定位与克隆、育性转换机理、不育分子机制以及光温敏核不育的表观调控新进展,并对光温敏核不育的表观遗传学研究前景进行展望,以期为两系杂交水稻育种提供理论指导.     

水稻白条纹转绿突变体wsl887的鉴定和基因定位

温敏型水稻叶色突变基因的挖掘可以丰富水稻遗传资源,且为研究低温调控叶绿体发育机制的材料。本研究利用⁶⁰Co射线辐射诱变贵州地方稻种资源桥港珍珠米,获得一个新的白条纹转绿突变体wsl887。通过表型鉴定和主要农艺性状调查可知,在自然条件下wsl887叶幼苗呈现白条纹表型,成熟后主要农艺性状与野生型相比均无显著差异;在20℃条件下wsl887叶片呈现白化,光合色素含量显著降低;在25℃条件下wsl887叶片呈现白色条纹,光合色素含量显著升高;在30℃条件下wsl887叶色与野生型无明显差异,光合色素含量无显著差异。透射电镜观察显示,在20℃条件下,wsl887叶肉细胞中无叶绿体或者叶绿体发育畸形;在30℃条件下,wsl887叶绿体数量和形态均恢复正常。qRT-PCR分析表明,wsl887在20℃和30℃条件下,与野生型相比,部分光合色素代谢途径基因、光合作用及线粒体电子传递相关基因的表达水平呈现不同程度的变化。遗传分析表明,wsl887突变体的表型受一对隐性核基因WSL887控制,该基因被定位于2号染色体上的SSR标记RM262和RM5427之间,物理距离为743.6 kb。该白条纹转绿突变体wsl887是一个新的温敏型叶色突变体,在自然条件下其主要农艺性状没有发生显著变化,未对植株产量造成影响,因此在杂交水稻上具有较大的应用价值。在不同温度条件下,由细胞质编码的基因表达量均显著减少,由此推测该突变基因可能与细胞质中叶绿体的发育有关。本研究结果为进一步克隆wsl887突变基因和研究基因功能奠定了一定的理论基础。     

基因枪介导转化水稻花粉获得转基因植株

植物花粉是一种理想的植物遗传转化材料,利用转化后的花粉授粉,借助于植物胚胎的自然发育获得转基因种子,从而简化转化过程.大量研究表明基因枪是花粉转化的较理想工具,目前基因枪介导的花粉转化只在烟草、油菜等少数作物中获得成功.水稻是世界主要粮食作物,建立一个高效的水稻遗传转化体系对于水稻的遗传改良具有十分重要的意义.     

三种类型阻控剂对不同品种水稻富集镉的影响

如何降低水稻中镉(Cd)的含量已经成为一个研究热点。在湖南省衡阳县某地受轻度镉污染的农田上种植两季水稻(早稻、晚稻),随机采购市场上销售的阻控剂(石灰、硅肥和叶面锌肥),研究这3种类型阻控剂对水稻富集镉及稻谷中镉含量的影响,这3种类型的阻控剂的施用方式是石灰和硅肥作为基肥施于土壤,叶面锌肥通过叶面喷施。结果表明:与没有施加阻控剂相比,除石灰和晚稻锌处理之外,其他处理增产效果显著。在3种类型的阻控剂中,叶面锌肥对籽实富集镉的阻控效果最佳,分别使早稻Y俩优792和晚稻农香130降低了51.28%和50.92%,基施硅肥阻镉效果次之。田间试验结果进一步表明施硅肥和喷施叶面锌肥可作为当地的水稻镉污染阻控剂,但叶面锌肥与稻谷中镉的交互作用需要更深入的探讨。     

Policosanol Content and Composition of Korean Rice (Oryza sativa L.) Cultivars

Policosanols (PCs) are a group of long‐chain alcohols that have been reported to have many beneficial physiological activities. In this study, the total content and composition of PCs in 15 rice (Oryza sativa L.) cultivars from Korea were characterized by gas chromatography–time‐of‐flight mass spectrometry. This method proved to be sufficiently precise and accurate with respect to the degree of endogenous biological variability found in the rice samples. Octacosanol (C28) and triacontanol (C30) were the major components of PCs in all cultivars. In addition, there were positive correlations among the determined PC contents. Given its high PC content, the Heughyangbyeo cultivar may appear to be a good candidate for future breeding programs.     

OsEXPA8基因对水稻悬浮细胞的周期和大小的影响

膨胀素是植物细胞特有的一种细胞壁松弛蛋白,在很大程度上决定着植物细胞的生长速率.α-膨胀素(α-expansin,EXPA)和β-膨胀素(β-expansin,EXPB)是植物膨胀素家族中两个较大的亚家族.水稻(Oryza sativa)中至少有34个α-膨胀素基因.本研究通过转基因技术,研究了一个水稻根特异性表达的α-膨胀素基因OsEXPA8对水稻悬浮细胞的细胞周期和细胞大小的影响.利用流式细胞仪,分析不同培养时期野生型和转基因型细胞周期的差异,结果发现,35S∷OsEXPA8(过表达)转基因悬浮细胞大部分处于G2/M期,而OsEXPA8-RNAi (knock-down)转基因悬浮细胞多处在G1期;利用血球计数板测定细胞数量,结果表明,35S∷OsEXPA8转基因细胞数量＞野生型细胞数量＞OsEXPA8-RNAi转基因细胞数量;利用显微镜测定不同培养时期的细胞大小,发现35S∷OsEXPA8转基因细胞大小＞野生型细胞大小＞OsEXPA8-RNAi转基因细胞大小;测定愈伤组织块大小,发现35S∷ OsEXPA8转基因愈伤组织块大小＞野生型愈伤组织块大小＞ OsEXPA8-RNAi转基因愈伤组织块大小.本研究结果表明,OsEXPA8能够促进水稻悬浮细胞的分裂和生长,从而增加细胞数量,增大细胞体积,对水稻悬浮细胞的生长具有调控作用.该研究将有助于更好地了解植物细胞壁的松弛过程,从而深入地认识植物的生长发育进程.同时,膨胀素作为一种细胞壁松弛因子在农业上具有潜在的生物工程应用价值.     

水稻密码子优化基因Mat#增强草铵膦抗性

来自细菌Nocardia sp.AB2253的蛋氨酸砜N-乙酰基转移酶基因(methionine sulfone Nacetyltransferase gene,Mat)编码产物具有N-乙酰基转移酶活性,能解除灭生性除草剂草铵膦的毒性,但在植物中表达效率较低.本研究用水稻(Oryza sativa)偏爱密码子优化的Mat#基因转化籼稻品系9K(Oryza sativa ssp.indica),经过PCR和Southern杂交验证,证明该基因已经整合至水稻基因组中.除草剂抗性检测结果显示,该转化体的芽期草铵膦耐受浓度至少为600 mg/L、秧苗期草铵膦耐受浓度至少为1 000 mg/L,对草铵膦的抗性水平不低于转双丙氨酰膦抗性基因(bialaphos resistance gene,Bar)水稻9KA2.酶活性测定结果显示,该转化体叶片中的N-乙酰基转移酶活性约为非转基因对照中的6.6倍.说明优化后的Mat#基因增强了草铵膦抗性,可作为转化筛选标记和抗除草剂目的基因应用于转基因作物育种.