水稻白条纹叶突变体gws的生理特性及突变基因共分离分析

利用水稻T-DNA插入突变体库中获得的单隐性核基因控制的白条纹叶突变体gws进行光合特性、显微结构和遗传分析等研究.结果显示gws突变体叶绿素及叶绿素合成中间产物含量都降低,光合效率下降;叶片白色区域细胞无叶绿体,白绿交界处有少量前质体和叶绿体,绿色区域的叶绿体发育正常;共分离分析表明,gws突变体的突变表型不是由T-DNA插入第二染色体位点引起.     

水稻卷叶突变体rlm1的基因克隆

叶片是植物光合作用的主要场所,优良的叶片形态有利于塑造理想的株型,提高光合效率。为了研究叶片形态建成的分子机制,自水稻T-DNA插入突变体库中筛选获得1个叶片半卷曲的卷叶突变体(roll leaf mutant,命名为rlm1),突变体rlm1主要特征为成熟叶片沿中脉向内卷,叶片最终卷成直立半圆筒状,叶片卷曲度达0.64,叶片直立参数达95,且光合效率显著优于野生型。通过图位克隆技术,确定突变体rlm1突变位点位于LOC_Os03g06654基因的第1个内含子,LOC_Os03g06654基因编码黄素单氧化酶(flavin-containing monooxygenase),RT-PCR表达分析表明LOC_Os03g06654基因因T-DNA插入而导致完全失活。该基因与已报道的水稻卷叶基因Os COW1(Constitutively Wilted 1)为等位基因,而且突变体rlm1所表现的农艺性状均佳,可期待利用该突变体进行高光合的育种实践。     

农杆菌介导转mgfp4基因水稻的获得

通过农杆菌介导法将携带mgfp4基因的植物表达载体pCAGFPHyg导入水稻明恢86中,获得101个独立克隆的转基因植株。PCR检测和Southern blot分析证明外源基因已整合进水稻基因组中,T0代种子的分离分析结果表明大部分转基因植株为单T-DNA插入。荧光检测及RT-PCR分析结果显示mgfp4基因能在水稻中表达,但其发出的绿色荧光检测效果不甚理想。     

一个水稻卷叶突变体zw209的遗传分析与精细定位

叶片是植物光合作用的主要场所,优良的叶片形态有利于塑造理想株型,提高光合效率。为了研究叶片形态建成的分子机制,从水稻T-DNA突变体库中筛选到1个叶片极度卷曲的突变体zw209,突变体有2个显著特征:1突变体泡状细胞数量和面积均变小;2突变体的叶绿素含量较高,具有较高的光合效率。遗传分析表明,zw209的突变性状由一对隐性核基因控制。通过图位克隆,将基因(ZW209)精细定位到9号染色体长臂上,位于In Del136和In Del140之间的92.3 kb区域内。在这个区域内,尚未见报告已克隆的卷叶基因,很可能是一个新的基因位点。上述结果明确了突变体的表型特征及遗传规律,为克隆ZW209基因和揭示其作用机理奠定基础。     

稻曲病菌突变体B-726生物学性状分析及其T-DNA插入位点侧翼序列的克隆

【目的】分析稻曲病菌T-DNA插入突变体库中致病力减弱突变菌株B-726的生物学性状,分析其T-DNA插入位点的侧翼序列,克隆因外源基因插入被破坏正常表达的基因,为明确该基因在稻曲病菌致病过程中的作用奠定基础,并为稻曲病防治新途径的制定提供理论依据。【方法】通过测定突变菌株B-726生长速率、产孢能力及致病力检测,分析其生物学性状;Southern杂交分析B-726外源基因插入的拷贝数;利用HiTail-PCR 获得T-DNA插入位点的侧翼序列;运用RACE-PCR技术,克隆与插入位点毗邻的基因全长;用半定量RT-PCR分析该基因表达情况。【结果】突变菌株B-726与野生菌株P1相比致病力极显著下降,产孢能力、生长速率显著下降。Southern杂交结果显示T-DNA在菌株B-726中以单拷贝形式插入。经过序列分析发现,T-DNA插入在1个命名为Uvt-726上游344 bp处,半定量PCR结果表明,Uvt-726在B-726表达量较P1显著下降。【结论】克隆了1个可能与稻曲病菌致病力相关的基因,推断该基因在稻曲病菌致病过程中起着重要的作用。     

T-DNA (Ds) 插入产生的水稻卷叶突变的遗传分析

在筛选和鉴定水稻T-DNA（Ds）插入纯合体的过程中,观察到1个叶片卷曲的突变体．对该突变体进行遗传分析表明,分离群体出现叶片卷曲和叶片正常2种植株类型,其分离比率为3：1,符合1对基因的显性遗传．Basta抗性检测及PCR分子检测证实,该突变体是由单一T-DNA（Ds）插入所引起的,突变性状与T-DNA（Ds）共分离．该突变材料可用于插入座位的基因克隆．     

水稻T-DNA插入启动子捕获系的初步筛选

利用农杆菌介导法将含报道基因β-glucuronidase(GUS)无启动子的转化载体pCAMBIA1300GUSAHyg导入籼稻明恢86获得水稻启动子捕获系.水稻启动子捕获系潮酶素抗感分离比χ2分析表明:39个水稻启动子捕获系中有28个为单T-DNA位点插入.2 653个水稻启动子捕获系报告基因GUS表达检测结果表明...     

一个水稻T-DNA插入类病斑突变体的初步研究

从T-DNA插入突变体中筛选到一个类病斑突变体AZT91,主要表现为生长缓慢、植株矮小、叶片出现条状褐斑,最后死亡。对突变体及其后代分离群体进行潮霉素抗性检测,证明该突变体是由T-DNA插入突变引起的,突变性状与T-DNA共分离。PCR和TAIL-PCR分析进一步证明了上述的观点。利用TAIL-PCR扩增了左边界侧翼序列,通过分析,初步推测该突变体可能是由于T-DNA插入后激活了单加氧酶基因的过量表达,破坏正常代谢途径,导致突变体死亡。该材料可用于水稻代谢调控机理的研究。     

抑制水稻WRKY10基因表达的分析

在水稻T-DNA插入突变体库中发现一个生长缓慢的突变体Osdg,其T-DNA插入位点侧翼序列编码一个WRKY类转录因子(OsWRKY10)。为了明确插入位点的基因是否为引起突变表型的基因,构建了抑制OsWRKY10基因表达的dsRNA干涉载体并转化水稻(Oryza sativa L.subsp.japonica,中花11),获得转基因植株(WInW)。T1代转基因植株的表型观测结果表明,部分WInW干涉植株出现生育期延长、株高下降、分蘖数减少、穗长缩短等表型,与突变体Osdg的突变表型相似,这说明,抑制OsWRKY10基因的表达可能延缓水稻的生长发育,该基因与引起Osdg突变表型的基因具有相似功能。     

水稻雄配子不育突变体mga36的鉴定与初步分析

利用Tail-PCR分离1个T-DNA插入导致的水稻配子体不育类型的雄配子不育突变体mga36的侧翼序列。比对结果显示T-DNA插入在水稻第7号染色体上1个未知蛋白基因的内含子区。RT-PCR表达分析发现候选基因MGA36在花粉成熟期的根、茎、叶、小穗中均有表达。扫描电镜观察发现突变体约50%花粉略微凹陷,表明突变发生在花粉发育晚期。综合结果显示候选基因MGA36在水稻花粉发育晚期起重要作用。     

一个水稻卷叶突变体的遗传分析

在对转基因水稻后代的筛选鉴定过程发现1个株系的T1代群体中有11株叶片卷曲、40株叶片正常,分离比例为3∶1,符合1对基因隐性遗传。该基因突变除使叶片卷曲外,还影响籽粒的发育,结实率低、籽粒畸形;通过PCR分子检测证实该突变体并不是由T-DNA插入引起,其突变性状与T-DNA没有共分离。     

水稻卷叶突变体rl15(t)的生理学分析及基因定位

【目的】对环境诱导卷叶突变体开展生理学特性分析,并对候选的突变基因开展初步定位,为下一步的基因克隆与功能分析提供研究基础。【方法】用60Coγ射线诱变粳稻品种日本晴（Nipponbare）种子,发现了一份叶片在晴朗天的正午时分高度内卷的突变体,命名为rl15(t)（rolled leaf 15）。通过田间种植鉴定,对该突变体进行表型观察及主要农艺性状调查。采用不同温度和相对湿度处理rl15(t)和野生型,以揭示影响突变体叶片卷曲的环境因素。试验设置3个处理温度（24℃、29℃、34℃）和2个相对湿度（RH=60%或95%）,在人工气候箱处理抽穗期的rl15(t)和野生型,以处理1.5 h后的剑叶测定叶片卷曲度（RLI）。自清晨6:00时至下午18:00时,每隔2 h用便携式气体交换系统Li-6400测定rl15(t)和野生型剑叶的净光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）和气孔导度（Gs）等指标,同时用WP4露点水势仪测定剑叶的叶片水势,分析并比较突变体和野生型的上述生理表现的异同。将rl15(t)与野生型日本晴杂交,观察F1植株和F2群体的叶片表型,对F2表型分离进行χ2测验,分析突变体的遗传行为。以rl15(t)×珍汕97B的F2群体为材料,利用BSA法对候选基因进行定位。【结果】与野生型亲本日本晴相比,rl15(t)突变体植株变矮、分蘖减少、穗长变短、籽粒变小、生育期延迟;rl15(t)突变体叶片短窄且在阴雨天气或晴天的清晨和黄昏时表现为正常的平展或轻微内卷,但在晴朗天的正午时分表现高度内卷。温度和湿度梯度处理试验表明,rl15(t)突变体叶片卷曲行为受环境诱导,湿度是诱导突变体叶片卷曲的主要因素,高温可促进该表型的表现。rl15(t)突变体剑叶的净光合速率、蒸腾速率和气孔导度等光合参数以及叶片水势在清晨和黄昏同野生型亲本较接近,但在正午时分均显著低于野生型;而rl15(t)突变体剑叶的水分利用效率（WUE）在清晨、正午时分和黄昏与野生型接近,但在其他时段显著高于野生型。rl15(t)与野生型亲本日本晴的F1表现叶片正常的平展,F2群体中平展叶与卷叶表型株符合3﹕1分离比,表明rl15(t)突变体的卷叶突变性状受1对隐性核基因控制。RL15(t)初步定位于水稻第10染色体长臂端SSR标记RM25302和RM25343之间,与两标记的遗传距离分别为0.8和2.0 cM。【结论】突变体rl15(t)的卷叶表型是受环境诱导的,候选基因定位于SSR标记RM25302和RM25343之间,该区段内未见同类表型基因的报道,推测RL15(t)可能是一个新的卷叶调控基因。     

T-DNA插入产生的水稻小粒突变体遗传分析

[目的]研究水稻粒形突变体的遗传特性及其在水稻遗传改良中的作用。[方法]筛选水稻T-DNA插入纯合体,鉴定表型变异,通过表型突变的遗传分析及其与T-DNA插入共分离的检测,研究水稻表型突变的遗传特性。[结果]观察到1个粒形突变体T56。主要表现为粒长变短、粒宽变窄及千粒重降低;对该突变体进行遗传分析,分离群体出现野生型和突变体2种类型,其分离比符合3∶1,表明该突变体表型受1对隐性基因控制。突变体及其后代分离群体的Basta抗性检测和PCR分子检测结果表明,该突变体由T-DNA插入所引起,突变性状与T-DNA共分离。[结论]该材料可用于插入座位的基因克隆和水稻遗传改良的种质资源。     

水稻窄卷叶突变体nrl4的表型分析与基因定位

【目的】研究水稻卷叶突变体叶形变化的分子机理,鉴定出新的水稻卷叶基因。【方法】利用EMS诱变籼稻品种浙农34,获得一个窄卷叶突变体,命名为nrl4(narrow and rolling leaf 4)。在抽穗期随机选取野生型浙农34和nrl4各10株,对其进行表型观察和主要农艺性状调查等,并测定叶绿素含量;同时用Zeiss荧光显微镜观察剑叶中部叶片横切面维管束的数目并统计泡状细胞数量。以多代自交稳定的突变体nrl4为母本与野生型浙农34杂交,观察植物F_1和F_2叶片表型,统计F_2中性状分离比并作卡方测验,分析突变表型的遗传行为。利用nrl4与粳稻品种浙农大104杂交,采用F_2分离群体进行基因精细定位。利用定量表达对定位区间内5个预测的基因进行相对表达量的分析。【结果】与野生型相比,窄卷叶突变体nrl4抽穗期时全部叶片卷曲且变窄、叶绿素含量升高;株高稍有增加,结实率增大,籽粒明显变长、变窄。窄卷叶突变体nrl4功能叶夹角不同程度减小,叶形更为直立。突变体叶近轴表面特有的泡状细胞数目降低、体积变小,导致叶片向内卷曲。突变体nrl4的叶脉数减少,叶片变窄,中脉一侧2个大维管束之间的小维管束平均为4.5个,而野生型为6.0个。遗传分析表明,突变体nrl4和浙农34杂交的F_1表型正常,F_2群体中正常植株与窄卷叶突变植株的分离比符合3﹕1,表明突变体nrl4的突变性状受1对隐性核基因控制;利用SSR和In Del分子标记将nrl4定位在水稻第3染色体长臂3M11103和3M1115之间、物理距离约为53 kb的区间。在这一区间内,有5个预测注释基因,序列比对和表达分析表明在野生型浙农34和突变体nrl4之间,这些基因序列及启动子序列均未发生变化,但是LOC_Os03g19770在突变体叶片中的表达量显著增加。【结论】nrl4叶片变窄与维管束数目减少有关,叶片发生内卷与泡状细胞数目减少、体积变小有关。水稻窄卷叶突变体nrl4的性状由1对隐性核基因控制,该基因位于第3染色体In Del标记3M11103和3M1115物理距离约为53 kb的区间内,预测区间内基因序列及5′UTR区未发现碱基变异,但LOC_Os03g19770在突变体叶片中的表达量达到了野生型植株叶片的17.5倍,推测LOC_Os03g19770为候选基因。     

T-DNA插入产生的水稻小粒突变体的遗传分析(英文)

[Objective] The aim of this study is to understand the genetic characteristics of a grain shape mutant and its possible role in genetic improvement of grain yield in rice. [Method] On the basis of the collection of T-DNA tag lines, the progeny of homozygous plants carrying T-DNA insertion were screened for mutants with mutated phenotypes. The genetic analysis of the mutant and test for the linkage between the mutated phenotype and the T-DNA insertion were carried out to determine its genetic characteristics. [Result] In the present study, a grain shape mutant induced by T-DNA insertion in rice was identified, which showed small grain. Genetic analysis of the mutant showed that the two types of phenotype, normal and small grain in the segregating populations derived from the T-DNA heterozygotes, fit the ratio of 3∶1. Test for Basta resistance showed that all the mutants were resistant while the normal plants segregated for resistant and susceptible by the ratio of 2∶1. The results indicated that the mutant phenotype cosegregated with Bar gene. The small grain mutant caused by T-DNA insertion was confirmed by PCR amplification aiming at T-DNA. [Conclusion] The grain shape mutant is useful for isolation of the tagged gene and genetic improvement in rice.     

Fine mapping of a novel wax crystal-sparse leaf3 gene in rice

Cuticular wax plays an important role in protecting plants against water loss and pathogen infection and in the adaptations to environmental stresses. The genetic mechanism of the biosynthesis and accumulation of epicuticular wax in rice remains largely unknown. Here,we show a spontaneous mutant displaying wax crystal-sparse leaves and decreased content of epicuticular wax that was derived from the cytoplasmic male sterility(CMS) restorer line Zhenhui 714. Compared with the wild type Zhenhui 714,the mutant exhibited hydrophilic features on leaf surface and more sensitivity to drought stress. The mutation also caused lower grain number per panicle and thousand grain weight,leading to the decline of yield. Genetic analysis indicates that the mutation is controlled by a single recessive gene,named wax crystal-sparse leaf3(wsl3). Using segregation populations derived from crosses of mutant/Zhendao 88 and mutant/Wuyujing 3,respectively,the wsl3 gene was fine-mapped to a 110-kb region between markers c3-16 and c3-22 on chromosome 3. According to the rice reference genome and gene analysis,we conclude that a novel gene/mechanism involved in regulation of rice cuticular wax formation.     

水稻穗形态建成基因PMM1的遗传分析与初步定位

在水稻粳稻品种中花11T-DNA插入突变体库中鉴定了3个穗形态突变体,它们均表现为植株半矮、叶夹角变小、一次枝梗轮生、复粒、粒长变短、粒宽变宽等突变表型。基因双突变杂交F1表型考查证明这3个突变体为等位突变体,T-DNA标签共分离检测表明这3个突变体的表型与T-DNA插入无关。通过与籼稻品种珍汕97配置3个杂交组合,由经典的孟德尔遗传分离比显示,突变性状受1对隐性基因(panicle morphological mutant 1,PMM1)控制。采用基因图位克隆的方法,已将基因PMM1定位在第4染色体长臂上的RM3866-1和X4(InDel)标记之间,其两侧物理图距为147kb左右。