mNRA差异显示技术在分离水稻基因中的应用

mNRA差异显示技术是分子生物学中分离g隆基因的有效技术.笔者叙述了mNRA差异显示技术的基本原理、存在的问题以及技术改进,并主要阐述了该技术在分离水稻基因中的应用情况.     

用mRNA差异显示法分离水稻抗白叶枯病相关基因

水稻抗病相关基因的克隆和功能研究有助于阐明水稻抗病性的分子机制。根据对水稻白叶枯病(Xanthomonas oryzae pv.oryzae)抗性基因Xa21和Xa1功能的研究^[1,2],水稻抗白叶枯病基因与白叶枯病菌无毒基因互作后,激活下游一系列防卫反应基因的表达。除抗病基因外,水稻中参与对白叶枯病抗性的调控基因和防卫基因有哪些？它们在结构和表达调控上与其他植物的调控基因和防卫基因有何异同？均不很清楚。ｍRNA差异显示技术(mRNA differential display, DD)是近年发展起来的一种用于研究诱导表达基因的有效方法^[3~6],已成功用于动物细胞及肿瘤发育的特异基因的鉴定和克隆,在分离水稻差异表达基因方面也有不少成功的报道^[7~9],这为我们在水稻白叶枯病上开展类似工作提供了理论依据。     

mRNA差异显示技术评述

真核生物mRNA差异显示技术自1992年建立以来,经过不断的改进与完善已经成为分子生物学领域的重要技术平台之一,为基因的差异表达及表达基因的克隆研究提供了强有力的工具。本文主要对mRNA差异显示技术的原理、优缺点及其近年来的改进与发展进行了介绍和评述。     

小麦T型细胞质雄性不育系、保持系mRNA差异显示及育性相关基因的研究

文献报道,植物CMS是细胞核和细胞质互作的结果,是由细胞核基因和细胞质基因共同控制的[1,2].     

对甘蔗受黑穗病菌侵染后差异表达基因的分离与鉴定

采用12个3''锚锭引物和8个5''随机引物构建引物组合, 运用DDRT-PCR差异显示方法, 分析NCo376和F134两品种接种黑穗病菌前后的基因表达差异。经克隆、测序和半定量RT-PCR验证, 获得7条真实差异表达片段, 这些片段分别同GenBank中编码细胞色素C氧化酶基因、核糖体蛋白基因、NAD-依赖型苹果酸脱氢酶基因、氨基转移酶基因、乙烯响应相关结合蛋白基因、RNA聚合酶特异转录起始因子和反转录转座子的序列的同源性达28%~99%。半定量RT-PCR分析表明, 细胞色素C氧化酶基因的表达受甘蔗黑穗病菌和水杨酸的调控, 不依赖于过氧化氢的作用机制, 在甘蔗根、茎、叶中表达的抗病基因组成型表达, 但表达水平较低。推测甘蔗受黑穗病菌侵染后, 可能通过细胞色素C氧化酶基因的诱导, 促使植保素合成增多, 以此抵抗或抑制病原菌的胁迫。该结果丰富了甘蔗与黑穗病菌互作的分子机制研究, 为甘蔗抗黑穗病分子育种奠定了基础。     

mRNA差别显示技术及其在植物逆境胁迫研究中的应用

mRNA差别显示技术是近年发展起来的一种用于分离和克隆正常与异常细胞之间差异表达基因的PCR方法,是目前筛选差异表达基因的有效方法之一。在此,介绍了mRNA差别显示技术的原理、步骤、优缺点及其发展,并着重对其在植物逆境研究中的应用现状及前景做了探讨。     

稻瘟病菌激发子诱导的水稻叶片mRNA差异表达研究

本文主要以广州优势水稻稻瘟病菌小种ZC13(97-151a)和以CO39为背景的水稻近等基因系C101LAC为材料,研究水稻激发子与稻瘟病菌之间的互作关系。采用mRNA差异显示技术,将得到的可能差异条带进行重扩增和纯化,最后得到差异显著的条带,采用重复试验,对重复性好且稳定的部分条带利用pMD18-T载体及大肠杆菌DH5α进行克隆测序,NCBI比对分析,发现某些差异片段与水稻的激酶及锌指蛋白有较高的同源性。     

甘蓝型油菜种皮色泽相关基因的cDNA-SRAP差异显示

为探寻甘蓝型油菜黄黑籽之间的种皮色泽表达差异的分子基础,探索cDNA-SRAP差异显示的可行性,选用培育7年的重组自交系群体（RILs）,根据群体分离分析法（bulked segregant analysis,BSA）构建了种子的RNA混合池,利用cDNA-SRAP法进行了差异显示研究。996对SRAP引物组合扩增出2 100条带,2次扩增重复率为65.2%,其中在黄黑籽材料之间重复稳定出现的差异片段有12条,长度在100~300 bp之间。选择其中7条差异片段,进行回收、克隆和测序,发现2个片段分别与拟南芥的NAD+ADP核糖转移酶及小肽转移蛋白3具有很高的同源性。结果表明,利用SRAP方法可以对甘蓝型油菜cDNA混合池进行差异显示研究,2条差异片段可能与甘蓝型油菜的种皮色泽基因表达相关。     

陆地棉体细胞胚胎发生过程中的mRNA差异显示分析

以未经诱导的棉花下胚轴、经愈伤诱导10d的下胚轴和胚性愈伤组织为材料,利用差异显示反转录 PCR(DDRT PCR)技术对陆地棉体细胞胚胎发生过程中的cDNA差异表达进行了初步研究。反转录获得cDNA第一链,经3个锚定引物和随机引物的DDRT PCR,产物经测序胶电泳分离,共得到约200个差异表达cDNA片段,其中51个为陆地棉胚性愈伤组织所特有,从中还获得相关基因上游或下游的调控系列,从其中一个样品中可成功分离、克隆24个cDNA片段。经Northern杂交验证,从获得的差异片段中找到了一个能稳定出现的阳性cDNA片段,该片段仅出现在胚性愈伤组织阶段。对该片段进行克隆、测序和序列同源性分析,发现该片段是一个功能未知的cDNA片段。     

水稻淀粉合成相关基因对稻米RVA谱特征的影响

以优质粳型糯稻苏御糯为供体，品质较差的籼稻桂朝2号为轮回亲本，构建了BC₂F₄群体，通过发展分子标记，研究了淀粉合成相关基因Wx、Sbe1、Sbe3、Isa、Pul、SssⅠ等对稻米淀粉RVA谱特征的影响。结果表明Wx基因对RVA谱8个特征值的表现均起主要作     

水稻叶片形态建成分子调控机制研究进展

叶片形态是水稻“理想株型”的重要组成部分,是当前水稻高产育种关注的重点。本文通过对已克隆多个叶形相关调控基因综述了水稻叶片形态(叶片卷曲度、倾角、披散程度以及叶片宽度)建成的分子遗传学研究进展。综合分析认为,水稻叶片的卷曲主要是通过卷叶基因调控叶片近轴/远轴间的发育、泡状细胞的发育及其膨胀和渗透压、厚壁组织的形成以及叶片角质层的发育等来实现。影响植株空间伸展姿态的叶倾角主要通过叶角基因调控油菜素内酯的信号传导来影响叶枕细胞的生长发育;唯一被克隆的影响叶片披垂度的披叶基因DL1是通过控制叶片中脉发育而改变叶片形态的;而窄叶基因则主要通过调控生长素的合成与极性运输、维管组织的发育和分布,影响叶片维管束数目及宽度。但到目前为止,所有已克隆的叶形调控基因间相互调控关系的研究还不够深入,还不能完整清晰地勾勒水稻叶形建成和发育的分子调控网络。因此,在已有的研究基础上更深入地探索水稻叶片形态建成的分子调控机制,对进一步构建相关的调控网络,塑造水稻理想株型具有重要意义。     

马协不育系花药超微结构观察

超微结构观察表明马协不育系药隔维管束无导管, 仅2～3个筛分子, 维管束薄 壁细胞液泡膜破裂, 线粒体有很大的电子透明区, 而同期可育花药药隔维管束有2个导管 , 6～7个筛分子, 维管束薄壁细胞液泡少。 单核期不育花药绒毡层提前解体, 液泡膜破 裂, 二核期不育花粉外壁基粒棒少, 且分布不均匀, 线粒体电子透明区不     

水稻短根相关基因OsKSR2的定位

根系是将植物固定于土壤及吸收利用水分和养分的重要器官。本研究从甲基磺酸乙酯(ethyl methane sulfonate,EMS)诱变的籼稻Kasalath突变体库中,筛选到一个水稻根系发育缺陷的突变体,命名为Osksr2 (Oryza sativa kasalath short root 2),该突变体植株整体矮小,主根、不定根和侧根的伸长都受到抑制。遗传分析表明该突变性状由1对隐性核基因控制,将该基因命名为OsKSR2。将Osksr2纯合体与粳稻日本晴杂交构建F₂群体,利用已经公布的水稻SSR标记和自行设计的STS标记进行基因定位,将OsKSR2定位在水稻第8染色体STS标记S27887与S27988之间约101 kb的范围内。通过水稻基因组注释系统共预测到17个开放阅读框(ORF),没有已知的与根系发育相关的基因。对OsKSR2的定位将为进一步克隆该基因和阐明水稻根系伸长的分子机理奠定基础。     

水稻条斑花叶突变体生态st(t) 的鉴定与遗传定位

利用EMS诱变育成优良籼型恢复系缙恢10号,从其后代中鉴定出一个白色条斑花叶突变体st(t),在三叶期开始表现白斑,拔节期白斑变为不规则线状,一直保持到成熟。突变体叶绿素含量明显下降,类胡萝卜素含量显著升高。透射电镜观察表明,突变体的绿色叶片部位与野生型相比,在细胞结构上无明显差异,叶绿体发育正常;突变体的白化部位细胞结构异常,质体内多含有积聚在一起的嗜锇小球,不能发育出正常叶绿体所具有的类囊体和基质片层结构。遗传分析表明该性状受一对隐性核基因调控,利用1 500株西农1A/st(t)的F₂隐性定位群体,最终把St(t)基因定位在第6染色体SSR标记RM19745和RM19762之间,遗传距离分别为0.07 cM和0.27 cM,根据9311基因组序列推测,两标记之间的物理距离约为345 kb。这为St(t)基因的图位克隆和分子标记辅助育种奠定了基础。     

水稻营养生长发育阶段系统的划分

文章综述了水稻营养器官（根、茎、叶）生长阶段的系统划分。在以往形态学和解剖学阶段划分的基础上,整合了近年来分子遗传学的研究进展,突变体的发现使发育阶段的划分更加准确和完善。从分子水平搞清水稻的结构及发育阶段可以为水稻的高产和稳产提供理论基础。     

不同品种稻米维生素B_1、B_2品质分析

测定不同类型25个水稻品种维生素 B_1、B_2品质的结果,维生素 B_1含量糙米0.299—0.436毫克/100克,精米0.087—0.195毫克/100克;维生素 B_2含量糙米0.068—0.092毫克/100克,精米0.029—0.043毫克/100克。在籼稻中,糙米维生素 B_1含量白米高于红米。糙米维生素 B_1、B_2含量随贮藏年限增加而递减,贮藏1年 B_1下降率为0—11%,B_     

紫外线(UV-B)照射对水稻产量及稻米蛋白质含量的影响

以抗紫外线UV-B的日本粳稻品种Sasanishiki为材料,1999年和2000年在大田条件下,探讨了不同生育时期的UV-B处理对水稻产量、糙米的大小及蛋白质含量的影响.结果表明,营养生长期(移栽至幼穗分化)、生殖生长期(幼穗分化至抽穗)及抽穗成熟期的UV-B处理对Sasanishiki的产量及其构成因素的影响不显著;生殖生长期(幼穗分化至抽穗)与     

水稻育性调控相关基因RNAi载体的构建及其表型鉴定

利用RNAi干扰技术研究不同基因对花粉发育、卵细胞发育和合子胚发育的影响是一种重要的手段。本研究通过筛选水稻在生殖发育过程中的9个重要调控基因,构建基因的RNAi表达载体,分析转基因植株育性及相关性状表型,以期探明RNAi表达载体对靶标性状的干扰效应。其中,AT61~AT63、AT64~AT66、AT67~AT69表达载体分别靶标花粉育性、卵细胞发育以及合子胚发育的调控。结果表明,除RNAi表达载体AT64没有获得转基因植株外,其余8个RNAi表达载体均获得了转基因植株;对T0代转基因植株的花粉育性、结实率以及潮霉素筛选(40 mg/L)发芽率检测的统计结果显示,RNAi表达载体AT62(花粉发育调控)、AT65(卵细胞发育调控)和AT67(合子胚发育调控)的干扰效应较强。本研究结果将为创制新型水稻基因工程不育系提供策略和选择。     

稻米胚重相关性状QTL分析

利用米粒胚重差异显著的广东早籼品种窄叶青8号（ZYQ8）和北方粳稻品种京系17（JX17），以及由它们构建的加倍单倍体（DH）群体127个株系，对糙米重、胚乳重、胚重和胚重率4个性状进行了评价与QTL分析。4个性状表现型均为连续分布，且都存在一定数量的双向超亲遗传类型，受多基因控制。共检测到13个影响4个性状的QTL，分布于