水稻黄叶突变体叶绿体超微结构与突变基因定位(英文)

对黄叶突变体-黄玉B的叶绿体超微结构和遗传特性进行研究。结果表明,野生型和突变体在相同的叶龄期,叶片内叶绿体个数差异不显著(P0.05),但野生型的叶绿体基质浓厚、基粒片层堆叠比较整齐、有序,突变体基质较淡、基粒片层堆叠比较松散。遗传分析表明,该突变体黄叶性状受1对隐性基因控制,命名为xl(t);用SSR分子标记将xl(t)定位在第11染色体RM5349和RM21之间,遗传距离分别为0.82 cM和2.34 cM。     

水稻yl1黄叶突变体的基因克隆与功能分析

叶片是植物进行光合作用的重要器官,是作物产量形成的基础。作物叶色突变体不仅是研究叶绿体发育机制、培育高光效新种质的前提,而且可以作为性状标记,应用于良种繁育及杂交育种。在经化学诱变剂甲基磺酸乙酯(EMS)处理的粳稻品种Kitaake突变体库中,筛选得到黄叶突变体yl1,yl1突变体的株高、穗粒数、千粒重与野生型相比均降低。遗传分析表明,yl1黄叶表型由单隐型基因控制,图位克隆表明yl1编码叶绿素酸酯a氧化酶(chlorophyllide a oxygenase,OsCAO1,LOC_ Os10g41780)基因发生点突变;yl1突变体OsCAO1突变位点位于催化功能域,没有改变其在叶绿体中的定位,且在不同物种之间高度保守,这表明该位点可能是OsCAO1的酶活关键氨基酸位点。     

黄瓜白化突变体分析与突变基因al的精细定位

【目的】对黄瓜白化叶片突变体进行生理和遗传分析,并对该突变基因al进行精细定位,为阐明影响黄瓜叶绿体发育的重要代谢或调控机制提供参考。【方法】以2个不同背景的黄瓜材料Gy14和9930为亲本,分别与携带白化突变基因的杂合材料649构建F_2群体。对F_2群体中的野生型和白化突变体进行光合色素含量测定及叶绿体结构观察,同时筛选多态性分子标记引物,结合基因组重测序技术,对突变基因al进行精细定位。【结果】对al突变体进行表型观察,发现刚出土时其子叶颜色浅黄,之后逐渐白化,确定该白化突变为致死突变性状。与野生型相比,al突变体光合色素含量均极显著低于野生型,且叶绿素a、叶绿素b含量平均降低了90%以上。通过透射电镜对叶肉细胞内叶绿体结构进行观察发现,与野生型相比,al突变体子叶叶肉细胞中几乎无法观察到叶绿体的存在。对al突变体进行遗传分析发现,该白化性状是由一对隐性核基因控制的质量性状。通过BSA、分子标记定位、基因组重测序和染色体步移等方法,最终将al基因定位于黄瓜第7号染色体上约66 kb区间内。【结论】黄瓜白化突变的形成与叶绿体的形成密切相关,由单基因突变产生,定位于黄瓜第7号染色体上。     

水稻白化突变体alb24的遗传分析及其基因定位

[目的]对水稻叶色发育缺陷突变体的研究有助于阐释高等植物叶绿体发育和光合作用所必需的基因网络。[方法]从籼稻品种华粳籼74发展的一个株系中出现幼苗期叶片白化、四叶期枯死的表型分离,通过与粳稻中花11构建F_2群体和分子标记,对突变体进行遗传分析和基因定位。[结果]该白化突变体由一对隐性核基因控制,暂命名为alb24,定位于第6染色体SSR标记RM276和Indel标记ID4955-1之间,遗传距离分别为5．0和0．1cM。[结论]ALB24基因的初步定位为进一步的精细定位和克隆该基因奠定了基础。     

2个水稻黄叶突变体的遗传初步分析

从粳稻品种中花11的转基因植株后代中,获得了2份黄叶突变体（Y-347和Y-427）,经PCR等分析,表明这2个黄叶突变均与Ds转座子插入无关。通过突变体与正常中花11杂交和回交试验,证明这2个黄叶突变体均为单基因隐性突变。根据2个突变体间的杂交结果,初步表明,这2个突变体是由2个位点发生突变产生的。     

水稻温敏型叶绿素突变体遗传及超微结构研究

对温敏型叶绿素突变体进行遗传分析表明,离子束诱变的水稻温敏型叶绿素突变体苗期叶片黄化性状是以一对隐性核基因为主,核质互作遗传;其叶绿体在超微结构上表现为基粒数少,基粒类囊体片层数目少,发育滞后,叶绿体缺少明显的双层膜结构。     

两个新的水稻叶色突变体形态结构与遗传定位研究

【目的】对2个新的水稻叶色突变体进行形态结构与遗传分析,并且初步定位这2个突变基因。【方法】在水稻育种材料中分别发现了一株白色条纹叶突变体和一株黄叶突变体,经多代自交已形成稳定的突变系。对突变体的主要形态特征与叶绿素组分等进行分析,观察叶绿体的超微结构,并以这2个突变系杂交产生的F2群体作为定位群体,应用SSR标记对突变基因进行初定位。【结果】与其野生型相比,白色条纹叶突变体的单株穗数减少12.86%,生育期延长11.27%,黄色叶突变体的株高降低31.08%,千粒重减少14.55%,生育期延长17.86%,并且2种突变体的叶绿素含量都显著低于其野生型。电镜观察结果表明：2种突变体的类囊体结构异常,与野生型水稻相比,黄色叶突变体的类囊体片层数变少,白色条纹叶中条纹部分的类囊体片层结构几乎消失,正常绿色部分的类囊体结构没有变化。遗传分析表明：这2种突变性状均受1对隐性核基因控制,位于不同染色体上,将突变基因暂时命名为st9(t)(stripe)、chl12(t) (Chlorophyll-deficit)。将st9(t)定位到第一染色体短臂最末端,与分子标记RM1331相距9.6 cM,且与标记RM3252等共分离;将chl12(t)定位到第三染色体短臂,与分子标记RM411、RM8208之间的遗传距离分别是1.2、5.1 cM。【结论】发现了2个叶色突变新基因,为下一步的基因克隆与功能分析奠定了基础。     

烟草黄叶突变体光合特性的研究

对烟草黄叶突变体和正常绿色植株K326的叶绿素含量和光合特性进行了研究比较。结果表明,烟草黄叶突变体在整个生长发育阶段总叶绿素含量低于正常绿色植株K326,为正常绿色植株的65%左右。突变体的叶绿素a/b值大于正常绿色植株,类胡萝卜素/叶绿素值大于正常绿色植株。只有当烟叶成熟落黄时,叶片中的叶绿素含量才相当。突变体的净光合速率、蒸腾速率和气孔导度也低于正常绿色植株,净光合速率为正常绿色植株的75%左右。     

水稻向地性突变体的鉴定与遗传和定位分析

从水稻籼稻品种E优428的诱变M1代群体中获得向地性突变体la(t),该突变体在苗期倒伏生长,成熟期呈匍匐型生长,其它性状未发现异常。初步的生理研究表明该突变体不受外源激素(2,4-D,赤酶素)和光照的影响,并失去了感受重力的能力。遗传分析表明,该突变属单基因隐性突变,将该基因暂定名为la(t)。利用该突变体与籼稻品种D62B杂交,构建了F2代分离群体,用微卫星标记分析,将该基因定位于水稻第11染色体上的微卫星标记Lu2和Lu18之间,与目的基因分别相距1.0和1.7cM。通过电子杂交的方法将该基因所在区域的遗传图谱整合到国际水稻基因组计划的水稻第11染色体物理图谱中,其la(t)基因两端毗连的Lu2和Lu18SSR标记之间的物理距离约为140～200kb。为用图位克隆法分离此目的基因和研究水稻向地性生长的分子机理奠定基础。     

3个水稻叶色突变体的遗传分析及基因定位

利用甲基磺酸乙酯对常规粳稻‘秀水09’进行诱变处理,获得了3个黄叶突变体Y1-1,Yl-2和Yl-3,多代自交稳定遗传.突变体与野生型‘秀水09’相比,分蘖减少、植株变矮、苗期叶片表现明显的黄色,随着生长发育的进行,叶片逐渐返绿.遗传分析表明这3个突变体的黄叶性状均受1对隐性核基因控制.利用SSR分子标记,将突变基因Yl-1定位在第3号染色体RM282与RM6080之间的7.5 cM范围内,将突变基因Yl-2和Yl-3定位在第5号染色体分子标记5-43w与RM1237之间,遗传距离分别为2.0 cM和6.8 cM.     

水稻白色中脉Oswm突变体的遗传分析与基因定位

通过对粳稻9522γ射线诱变,从M2中筛选出1株带有白色中脉的隐性单位点突变的突变体,定名为Oswm(wm=white midrib)。Oswm叶片的近轴面中脉呈现白色,其他性状无明显异常。透射电镜观察结果表明,Oswm叶片位于白色中脉部位的叶绿体不能正常发育。为克隆OsWM基因,用Oswm突变体和籼稻广陆矮4号杂交的F2分离群体作为基因定位群体,通过图位克隆方法,首先将OsWM位点初步定位在水稻4号染色体上的SSR分子标记RM5503和RM2578之间。为了精细定位OsWM位点,在RM5503和RM2578之间发展了12个有多态性的InDel分子标记。最终将OsWM基因座位定位在CH413和CH415之间,遗传距离均为0.3 cM,物理距离约为122 kb。这为克隆OsWM基因以及研究叶绿体发育奠定了基础。     

利用反义基因沉默策略构建水稻突变体库及突变体筛选

尝试利用鸟枪反义基因沉默策略构建水稻突变体库．利用水稻反义cDNA文库转化粳稻品种中花11,获得了来源于105块潮霉素(Hm)抗性愈伤组织的1486个转化植株．随机选择来源于11个独立转化系的335个T0植株进行Hm离体叶片筛选,结果表明所有植株均呈抗性,并且与PER检测结果相吻合,说明T0植株中不存在假转化体．Southern blot分析结果表明T0植株大部分为单位点整合．T0及T1代转化植株均呈现了一些形态变异,如矮化、无分蘖或多分蘖、结实率降低、粒型或穗型改变、小穗结构改变等．利用Hm离体叶片筛选法对部分T1群体进行筛选,得到了1个变异性状与Hm抗性共分离的突变体,该突变体的变异表型为结实率比非转化对照下降约50％,每穗颖花总数比对照减少约40％,二者的总效应导致突变体单穗产量比对照约下降70％．     

分蘖角度动态型水稻的特征与基因定位研究

利用一份从贵州引进的分蘖角度在分蘖期半散生、成熟后生长紧凑的水稻特异材料N360,全生育期直立型材料9308和对照材料蜀恢527为研究对象,调查3份材料全生育期分蘖角度的变化,结果表明:从分蘖盛期到成熟期,N360、蜀恢527和9308分蘖角度减小度数分别为30、14和7,°N360具有典型的分蘖角度动态变化特点;将N360与9308杂交,构建F2代定位群体,测量亲本和F2代定位群体分蘖角度的动态变化,采用极端集团-隐性群法,并利用SSR分子标记,初步定位了控制分蘖角度动态型变化的一个主效基因于第9染色体上SSR分子标记RM201和RM215之间,遗传距离分别为21.6和19.0 cM。此外,讨论了这种水稻分蘖角度动态变化性状在育种上的应用。     

水稻卷叶突变新基因的遗传分析和初步定位

利用60Co-γ射线辐照水稻优良恢复系南花6号,获得一个水稻新型卷叶突变材料,整个生育期叶片表现为向内卷曲。经遗传分析表明,该突变性状受一对隐性基因控制。利用突变体南花6号／籼稻品种DularF2君羊体中的141个卷叶单株进行基因定位,在双亲、卷叶和正常叶的DNA池中筛选N2个多态性标记RM285和RM342,并确定该基因位于水稻第9染色体长臂上,与前人报道的r19（f）相距54．7cM,是一个未曾报道的基因,暂时命名为r113（t）。利用SSR标记将该基因定位于第9染色体RM285和RM342之间,遗传距离分别为6．74cM和11．35cM。类似于r113（t）卷叶突变体表型未见报道,该研究结果对揭示卷叶机理及在株型改良应用中具有重要意义。     

一个水稻短根毛突变体的鉴定和基因定位

 【目的】鉴定和克隆水稻根毛突变体新基因,了解水稻根毛发育的分子遗传机理。【方法】通过T-DNA插入获得短根毛突变体。采用溶液培养、形态特征观察、杂交后代的表型分离统计及基于图位克隆技术的基因定位等方法,对突变体Ossrh1的表型、遗传和基因精细定位开展研究。【结果】突变体在苗期表现为根毛长度变短,只有野生型长度的36%左右,遗传分析表明该突变性状受1对隐性基因控制,利用Ossrh1和籼稻品种Kasalath杂交构建的F2群体对OsSRH1进行基因定位, 发现与第6染色体上的SSR（simple sequence repeat）标记RM3183和RM193连锁,OsSRH1距它们的遗传距离分别为0.9 cM和1.0 cM。通过在两标记间发展3个新的STS（sequence-tagged site）标记,将OsSRH1精细定位于标记T1757和T1768之间,物理距离约为115 kb。【结论】水稻短根毛突变体Ossrh1的性状由1对隐性核基因控制,该基因位于第6染色体的STS标记T1757和T1768之间115 kb范围内。     

水稻完全显性早熟性的发现和基因定位

研究发现早籼核不育系6442S-7具有完全显性早熟特性，它与13个不同类型的中、迟熟品种杂交，F1抽穗期与6442S-7完全相同或十分相近，对F2和B1F1遗传分析表明该早熟性主要受2对显性基因控制，利用F2群体和4种分子标记技术，将6442S-7携带的1个显性早熟基因定位于水稻第3染色体短臂造近端问一侧，该基因与RAPD标记OPI11.557、SSR标记RM22、RM231、RFLP标记C515和AFＬＰ标记ＰＴ６７１的遗传距离分别为１.5、３.0、６.7、１０.9和１２.4cM，该基因系首次发现并定位，暂命名为Ｅf-cd(t).6442S-7作为完全显性早熟性种质资源，对水稻遗传改良具有重要的应用价值。     

玉米隐性矮秆突变体的遗传分析与初步定位

利用3个回交后代分离群体结合混合分群法,对发现的玉米矮秆平展叶突变体的遗传机理进行了初步分析.结果表明,该突变体主要是由于植株节间长缩短而导致株高降低,同时穗上叶夹角接近直角,表现为典型的一因多效作用.遗传分析结果表明,该材料的株高与叶夹角变异由1对隐性基因控制.利用SSR标记将该基因定位在玉米第3染色体的3.05 bin,位于SSR标记umc2265和umc2166之间,遗传距离分别为2.5和5.4 cM.     

水稻突变体对土壤汞胁迫耐性机理的初步研究

    研究水稻中花11及其汞耐性突变体对土壤汞的耐性差异和引起差异的主要原因.采用盆栽土培试验,研究不同浓度Hg2+处理对野生型和突变体生长发育、产量、叶绿素含量、净光合速率、丙二醛(MDA)含量、水稻各器官Hg2+浓度和主要抗氧化酶活性的影响.结果表明:野生型和突变体经Hg2+胁迫后表型上有显著差异,突变体对Hg2+的耐性大于野生型.Hg2+对野生型生长发育和产量的抑制作用明显大于突变体;随着Hg2+浓度的增加,野生型叶绿素、净光合速率下降速度更快;突变体叶片中超氧阴离子(O2˙)产生速率和过氧化氢(H2O2)积累量低于野生型,野生型叶片膜脂过氧化程度更高;野生型和突变体的超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性及野生型的愈创木酚过氧化物酶(G-POD)活性、突变体的抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性均呈现先上升后下降的趋势;而突变体的G-POD活性和野生型的APX活性呈现上升趋势.与突变体相比,野生型叶片中抗氧化酶活性受到更显著抑制;突变体较强的抗氧化胁迫能力与其对Hg2+的耐性密切相关.     

水稻Ds插入易倒伏突变体的形态和生理鉴定

为了从形态学和生理学角度初步分析水稻Ds插入突变体出现倒伏的可能原因,继而为进一步开展水稻倒伏相关基因的功能研究提供参考,比较了该突变体与野生型在株高、茎上各主要节间的长度、粗度、茎壁厚、叶鞘厚度以及根、茎、叶片、叶鞘、穗和稃片中纤维素和硅含量的差异.结果显示,易倒伏突变体各主要器官中纤维素含量均明显下降,硅在各器官中的分配方式也出现不同于野生型的变化.研究表明,各器官中纤维素含量下降引起的植株机械强度减弱可能是导致突变体易于倒伏的主要原因.     

水稻白化转绿突变体v13(t)的生理特性和基因定位

 【目的】在温敏型白化转绿突变体v13(t)的表型特征鉴定的基础上,对其控制基因V13(t)进行精细定位。【方法】在籼稻品种9311中获得一个白化转绿自然突变体,并对其进行表型特征、温度敏感临界值的确定,同时对不同温度下叶片中叶绿体的超微结构进行观察,并以v13(t)与武运粳7号的正反交F₂群体对其进行遗传分析和基因的精细定位。【结果】在低温（<26℃）条件下,v13(t)前3张叶片均表现为白色,只有叶尖和叶鞘表现出少许绿色,以后逐渐死亡;在28℃条件下,1—3张叶片抽出时叶尖和边缘表现为白色,以后逐渐转绿;在30℃条件下,叶片表现正常。遗传分析表明,该突变体叶色性状受1对隐性核基因控制,利用SSR分子标记将V13(t)初步定位在水稻第5染色体上的RM3638与RM459标记之间,其遗传距离分别为3.2和0.5 cM。进一步利用已公布的SSR标记和新发展的InDel标记将V13(t)定位在InDel5-11与InDel5-8之间的98.9 kb范围内,同时获得一个与V13(t)共分离的标记InDel5-2。【结论】白化转绿突变体v13(t)受1对隐性核基因V13(t)控制,V13(t)被定位在AC130729上约98.9 kb的物理距离区间内。