水稻短根毛突变体ksrh1的遗传分析和基因定位

从EMS诱变的籼稻品种Kasalath突变体库中筛选获得了一个短根毛突变体,命名为ksrh1。该突变体在苗期表现为根毛变短,除此之外其表型与野生型没有显著差异。遗传分析表明,该突变性状受1个隐性单基因控制。将突变体ksrh1与粳稻品种日本晴杂交构建F2定位群体,利用已公布的水稻SSR标记和自行设计的STS标记对突变位点进行基因定位,最终将KSRH1定位在水稻第1染色体长臂上的S3578和S3584之间,物理距离约为67kb。     

水稻雌雄不育突变体Osfma2的细胞学观察及基因图位克隆

【目的】通过构建分离群体定位并克隆水稻雌雄不育基因OsFMA2,并对其在水稻育性调控中的功能进行探究。【方法】通过EMS诱变水稻宁粳4号得到稳定的不育突变体,对突变体进行表型及细胞学观察,利用精细定位和Mut-map相结合的方法克隆了水稻雌雄不育基因OsFMA2,通过实时荧光定量PCR检测其在各组织表达水平差异,利用水稻原生质体表达系统进行OsFMA2蛋白的亚细胞定位。【结果】细胞学观察发现突变体为雌雄不育。利用极端个体将其精细定位于水稻第6染色体长臂448 kb的区间内。结合全基因组重测序结果,最终确定OsFMA2为目标基因。该基因编码一个复制蛋白,在单子叶植物中高度保守。OsFMA2具有组织特异性,在幼穗中高表达。亚细胞定位结果显示OsFMA2蛋白定位于细胞核中。【结论】OsFMA2在幼穗中高表达,可能参与了水稻雄配子第一次减数分裂前期同源重组过程,同时,OsFMA2的表达对雌配子发育也产生了不利影响。     

水稻迟抽穗突变体dth9的遗传分析与基因定位

在EMS诱变的93-11突变体库中筛选到一个稳定遗传的迟抽穗突变体dth9(days to heading 9)。该突变体的抽穗期比野生型延长了50d左右,其他农艺性状基本无异。遗传分析表明迟抽穗性状受一个隐性核基因控制。以突变体dth9与日本晴和武运粳7号杂交构建的F2分离群体作为定位群体,利用SSR标记和新开发的8个InDel标记,将DTH9定位在第9染色体着丝粒附近D9-9和D9-17之间240kb的区间内,该区域尚未发现与抽穗期有关的基因。此外,实时荧光定量PCR结果表明,在突变体dth9中与抽穗期相关基因的表达量显著降低。     

水稻多分蘖矮秆突变体d63的遗传分析与基因定位

 多分蘖矮秆突变体d63来源于SARⅢ二倍体与明恢63杂交得到的双胚苗株系的自然突变。与野生型相比,其株高显著下降,分蘖明显增多,剑叶变细变短,结实率和千粒重均大幅下降。遗传分析表明,该突变性状受一对隐性单基因控制。该基因位于水稻第8染色体短臂上距离RM22195约0.4 cM的位置。用水稻基因组注释软件Rice Genome Annotation预测,发现从端粒区至RM22195间共有14 个注释基因,未发现已经报道的与株高、分蘖相关的同源基因。因此,推测D63可能是一个未被报道的新基因。     

水稻叶片衰老研究进展

叶片的衰老是植物生长发育的最后阶段,是一种基因编码的程序性事件。但在农业生产上,水稻叶片的过早衰老已经成为制约水稻发展的重要因素,研究水稻叶片的早衰对水稻育种改良具有重要意义。本文综述了近年来国内外有关水稻叶片衰老研究结果,主要包括水稻叶片衰老的机理、特征、影响叶片衰老的因子、常用的水稻叶片衰老的生理生化指标等,同时介绍了近年来有关水稻叶片衰老遗传研究进展。     

一个水稻颖壳扭曲突变体的遗传分析与基因定位

 从水稻育种后代材料中获得1个颖壳扭曲突变体Osth (twisted hull)。遗传分析结果表明,该突变性状由单核基因隐性突变造成。以突变体与颖壳正常籼稻R725杂交的F2群体为基因定位群体,利用SSR标记将突变位点定位在第2染色体上的SSR标记RM14128与RM208之间,遗传距离分别为1.4 cM 和2.7 cM。这些结果为该基因的精细定位和克隆以及研究水稻花发育的分子机理奠定了基础。     

水稻落粒性的遗传分析和基因定位

利用爪哇稻NS2098与籼稻桂农占杂交并自交获得的F2群体,对水稻落粒性进行了遗传分析和基因定位。结果表明,难落粒性状受1对显性基因Sh(t)控制。利用分子标记将sh(t)定位在第1号染色体的SSR标记RM11869、RM3825、RM11875、RM8278、RM315、RM11893和RM1387附近,与它们之间的遗传距离分别是1.65,1.59,1.46,1.65,1.72,1.72和4.13 cM,与落粒性基因qSH1的1个SNP临近。序列分析表明,NS2098在该SNP位点为碱基T,而桂农占为碱基G,与qSH1基因的报道结果一致,推测Sh(t)与qSH1可能是同一基因。     

水稻黄叶早衰突变体osyes1的生理特性和基因定位

【目的】叶片是水稻进行光合作用最重要的器官。叶色突变体是研究光合作用、叶绿素合成代谢和叶绿体发育的重要材料。【方法】利用⁶⁰Co辐射诱变中籼恢复系自选1号,获得黄叶早衰突变体osyes1。幼苗期对突变体和野生型进行外源H₂O₂处理。抽穗期对突变体和野生型叶片进行超氧化物歧化酶活性、过氧化氢酶活性、活性氧含量、丙二醛含量、可溶性蛋白含量、叶绿素含量、净光合速率测定以及透射电镜观察。成熟期考查突变体和野生型的主要农艺性状。以osyes1/02428的F₂群体中的隐性单株为作图群体,利用图位克隆方法定位OsYES1基因。【结果】osyes1的突变性状始于3~4叶期,水稻抽穗后,所有叶片均表现为黄叶衰老症状,致使突变体株高、穗长、每穗粒数及结实率极显著低于野生型对照。与野生型对照相比,突变体幼苗对外源H₂O₂更敏感。生理分析表明,孕穗期野生型倒3叶的叶绿素含量、过氧化物酶和过氧化氢酶活性极显著低于倒2叶和剑叶,而突变体的含量则极显著低于野生型且依次极显著降低;与野生型相比,突变体剑叶、倒2叶和倒3叶的丙二醛、H₂O₂和O₂^-含量极显著增加,而可溶性蛋白含量则相反。遗传分析表明,osyes1受一对隐性核基因控制,利用图位克隆技术将OsYES1基因定位于第7染色体短臂的RM21353与RM21384之间,物理距离为708 kb。【结论】由于osyes1叶片过早黄化衰老导致与产量相关的重要农艺性状显著下降。OsYES1基因定位在第7染色体两个SSR标记(RM21353和RM21384)之间的708 kb的物理区间内。     

水稻雌性败育基因FA的图位克隆

目的 对水稻胚囊突变体的表型观察、遗传定位和基因克隆,将为研究植物生殖发育奠定理论基础。方法 从粳稻品种宁粳4号突变体库中筛选出一个雌性败育突变体female abortion(fa),对野生型和突变体不同发育时期的胚囊进行细胞学观察并统计胚囊类型。以突变体杂合型为母本,N22为父本构建定位群体,对该表型进行遗传分析,采用图位克隆方法精确定位目的基因。结果 表型分析显示,突变体雌蕊在外观上没有表现出差异,但成熟时植株完全不育。与野生型相比, 该突变体胚囊发育异常,不能形成七细胞八核胚囊结构,而且形成多种类型的异常胚囊。遗传分析表明,该突变性状受一对隐性核基因控制。我们将该基因初定位在第1染色体的分子标记L1和L3之间,通过扩大定位群体,最终将基因定位在分子标记L10和L11之间,物理距离为117 kb。测序分析发现该区间内LOC_{_}Os01g68870外显子上有一个单碱基替换,由胸腺嘧啶(T)替换成胞嘧啶(C),氨基酸由亮氨酸变为脯氨酸,从而导致该表型的出现。qRT-PCR结果显示,相对于OsMADS13、OsAPC6、OsTDL1A基因在突变体fa胚囊中表达量而言,OsDEES1基因在突变体fa胚囊中表达量变化最为显著,FA可能是OsDEES1的上游基因。亚细胞定位结果显示,该蛋白定位于质膜。结论 FA是多孢囊基因MULTIPLE SPOROCYTE 1(MSP1)的新等位基因。本研究进一步明确了该基因对于水稻胚囊发育的重要性,可为探明它所在的调控网络体系提供新的线索。     

橡胶树HbREF3基因的克隆及功能初步分析

橡胶延伸因子（REFs）是橡胶粒子上的一种主要膜蛋白,在橡胶生物合成途径中具有延伸橡胶烃和稳定橡胶粒子等重要作用。对橡胶树不同组织的转录组测序发现,HbREF3在胶乳中具有特异性的高表达,且其在HbREFs基因家族中表达水平也相对较高,仅次于表达丰度最高的HbREF1。HbREF3的开放阅读框为528 bp,编码175个氨基酸,对应的蛋白相对分子质量为19.62 kDa,理论等电点（pI）为5.28。系统进化树分析表明,HbREF3与橡胶树其他HbREFs虽均属于分组Ⅰ,但与HbREF1明显属于不同分支。HbREFs均含有REF保守结构域,但在保守motif的分布上,不同HbREFs蛋白含有保守motif数量不等,HbREF3比HbREF1多了一个motif。生信预测分析表明,该蛋白属于亲水性蛋白,无跨膜结构域,具有14个磷酸化位点。亚细胞定位分析发现HbREF3蛋白定位在内质网上,推测其可能参与橡胶粒子的形成和胶乳的再生。本研究结果为进一步阐明HbREF3基因在橡胶树胶乳再生中的作用机制奠定了基础。     

玉米叶片早衰突变体les1的生理特性及基因初步定位

通过甲基磺酸乙酯诱变得到玉米叶早衰突变体les1(leaf early senescence 1),突变体les1从7叶期开始叶片由下往上失绿黄化,生长后期叶片黄化干枯面积逐渐增大,且突变体les1地下部分生物量及子粒变小、子粒千粒重显著降低。与叶片黄化表型一致,研究发现,突变体les1叶片中光合色素含量以及净光合速率显著降低,且突变体les1中活性氧及丙二醛大量积累,可能与叶绿素的降解及叶片早衰相关。遗传分析表明,les1的叶片早衰表型由单基因隐性突变所致,进一步通过混池建库和全基因重测序将les1的突变位点初步定位在2号染色体。     

一个水稻穗特异表达锌指蛋白基因的克隆与结构分析

利用生物信息学和RT PCR方法从水稻中克隆鉴定了一个新的具有TFⅢA型锌指结构的锌指蛋白基因,其开放阅读框为1092 bp,编码363个氨基酸残基。组织表达谱结果表明,该基因只在水稻幼穗组织中表达,在成株期的根、叶、茎以及花药中不表达,将其命名为OsZPT3 1。序列分析表明OsZPT3 1具有3个C2H2型锌指结构,在氨基酸的C端没有典型的转录抑制区域DLN box,但LXLXL的结构仍然表明OsZPT3 1可能是一个转录抑制因子。对OsZPT3 1启动子区域进行预测,结果发现3个MADS box转录因子识别位点,推测OsZPT3 1可能在MADS box转录因子的调节下,通过抑制下游基因的表达在水稻穗部器官的生长发育过程中发挥重要的调控作用。     

Distribution Characterization of Leaf and Hull Pubescences and Genetic Analysis of Their Numbers in japonica Rice (Oryza sativa)

Distributions of pubescences on leaf blade and hull in japonica rice were observed under an optical microscope. Numbers of leaf and hull pubescences in P1, P2, F1, B1, B2 and F2 generations were investigated in three combinations of japonica rice (Sidao 10A/Wuyujing 3R, Wuyujing 3A/Sidao 10R and Liuyan 189A/HR-122), and genetic analysis for these two traits were conducted by using the joint analysis method of P1, P2, F1, B2, B2 and F2 generations with the mixed major gene plus polygene inheritance models. Leaf pubescences characterized by swollen base and fine tip distributed regularly on the boundary between dark green stripe and light green stripe of leaf blade. Hull pubescences with various lengths distributed irregularly on the whole hull. Numbers of leaf pubescences in the reciprocal combinations of Sidao 10A/Wuyujing 3R and Wuyujing 3A/Sidao 10R and numbers of hull pubescences in all the three combinations were controlled by one pair of additive major genes plus additive-dominant polygenes. In the combination of Liuyan 189A/HR-122, number of leaf pubescences was controlled by one pair of additive-dominant major genes plus additive-dominant polygenes. Both numbers of leaf and hull pubescences were mainly governed by major genes.     

Relationship Between Changes in Leaf Endogenous Hormone Contents and Senescence During Grain Filling Stage of a Rice Hybrid and its Parents

A major problem in hybrid rice production is the occurrence of leaf senescence during the grain filling stage that can result in reduction of yield. Changes in contents of several endogenous hormones are related to leaf senescence. The relationship between endogenous hormones and leaf senescence in the rice hybrid Tiyou 418 and its parents Tijin and C418, was undertaken for investigation. Indicators of leaf senescence, including superoxide dismutase (SOD) activity, malondialdehyde (MDA) accumulation and chlorophyll content, as well as the contents of abscisic acid (ABA), zeatin riboside (ZR), gibberellin (GA1/3) and auxin (IAA) in the leaves were determined. Different rates of leaf senescence were observed in the three materials. Senescence occurred earliest and fastest in Tijin, followed by Tiyou 418 and then C418. A similar trend was recorded in ABA, ZR, and IAA contents during the grain filling stage in the three materials. Changes in (GA1/3 ZR IAA)/ABA ratios were also similar, being quite stable during the early stage of leaf senescence, and decreasing markedly during the late stage. The ratio declined more dramatically in Tijin, in accordance with its faster leaf senescence. The results suggest that the ratio of (GA1/3 ZR IAA)/ABA regulates chlorophyll content, SOD activity, MDA content and membrane lipid peroxidation. It is postulated that endogenous hormones may play a role in the regulation of leaf senescence in a systematic way.     

一个水稻金黄色颖壳和节间基因的遗传定位

R68是带有金黄色颖壳和节间标记的籼稻恢复系。对来源于组合中9A/R68 的F2群体的遗传分析表明,R68的金黄色颖壳和节间性状由1对隐性基因控制。利用SSR分子标记,采用隐性群体分析法,把金黄色颖壳和节间基因定位在第3染色体上,位于RM1230、RM7000和RM227、RM514之间,遗传距离分别为8.7、3.3、2.7和4.7 cM,暂将该基因命名为 gh 5。     

杂交粳稻屉优418及其亲本灌浆期叶片内源激素含量变化与衰老之间的关系

以杂交水稻屉优418及其亲本屉锦和C418为材料,研究了生育后期叶片内源激素含量变化与衰老之间的关系。结果表明杂交水稻及其亲本剑叶中ABA、GA1/3、ZR和IAA含量变化趋势基本一致。3个材料的（GA1/3+ZR+IAA）/ABA的比值变化总的趋势也基本相同,前期较平稳,后期比值迅速下降。在生育后期,屉优418和C418的（GA1/3+ZR+IAA）/ABA比值下降速率较慢,与衰老相对较慢一致;而屉锦的（GA1/3+ZR+IAA）/ABA比值下降速率较快,与其衰老较快相一致。     

几个籼稻品种对稻瘟病抗性的遗传分析

用感稻瘟病品种二九青与4个抗病品种杂交的 F₁、F₂、B₁F₁经4个不同菌系的稻瘟病菌孢子悬浮液分别进行人工接种,然后考查其抗性反应。结果表明红脚占、砦糖、Tetep 和74-5461BG 等籼稻品种对 ZB1、ZB15、ZC15、ZC3菌系的抗性均分别由显性抗性基因 Ipi-1、Ipi-2、Ipi-3和 Ipi-4控制,同时这4个抗性基因还存在着紧密的连锁关系。等位性测定也表明4个品种所具有的抗性基因都是各各等位的。     

水稻柠檬酸合酶编码基因的初步研究

 以粳稻cDNA为模板，设计一对特异性引物，获得编码水稻柠檬酸合酶基因的cDNA序列，全长为1470 bp，ORF区含475个氨基酸，推定蛋白序列与红葡萄、烟草、甜菜、拟南芥和柑橘等物种都有较高的同源性（>70％），氨基末端含一线粒体靶信号。Southern分析表明此基因在水稻基因组中具有多个拷贝数。经0.4 mmol/L IPTG诱导,根据Western印迹分析获得预测的蛋白大小为59 kD。