水稻中乙稀通过ABA途径调控根生长

<正>中国科学院遗传与发育生物学研究所植物基因组学国家重点实验室根据水稻黄化苗乙烯反应建立了一个快速高效的突变体筛选体系,并利用该体系分离鉴定了一系列水稻乙烯反应突变体mhz。其中mhz4呈现根顿感而胚芽鞘过敏感的乙烯反应表型。MHZ4编码4蛋白,可能参与调控脱落酸(ABA)合成途径中紫黄质向新黄质的转化。MHZ4突变造成ABA缺失     

水稻抗病防御反应分子机制研究取得新进展

<正>中国科学院遗传与发育生物学研究所植物基因组学国家重点实验室储成才课题组和中国水稻所水稻生物学国家重点实验室朱旭东课题组合作,通过对不同水稻突变体库进行大规模筛选,获得两个不完全显性、叶鞘特异性自主坏死的突变体n1s1-1D和n1s1-2D。研究表明,NLS1的功能获得性突变导致了突变体特定     

研究找到调控水稻根系发生关键基因

<正>中科院遗传与发育所植物基因组学国家重点实验室储成才课题组,通过大规模筛选水稻T-DNA插入突变体库,获得了一个水稻根数目显著增加的突变体,从而找到调控水稻根系发生的关键基因。据了解,此突变体的表型由编码另一个细胞质型细胞分裂素氧化酶/脱氢酶基因OsCKX4被特异性激活而形成。OsCKX4受植物激素细胞分裂素和生长素     

中国水稻研究所揭示水稻叶绿体发育新机制

<正>近日,中国水稻研究所种质创新课题组与杭州师范大学植物逆变课题组最新研究揭示了水稻叶绿体发育的新机制。相关研究成果在线发表在国际著名期刊《科学报道(Scientific Reports)》上。叶绿体主要分布在植物叶片中,叶片的发育直接影响到叶绿体的发育。水稻叶色突变体的研究可以挖掘更多叶绿体发育相关基因,为叶色调控网络解析奠定基础。研究人员利用一个水稻白     

烟草乙烯反应突变体的抗冷性及机理分析

为了深入研究乙烯在植物抵抗逆境胁迫中的作用,以烟草为模式植物,利用幼苗对外源乙烯的"三重反应",筛选得到了40多个乙烯不敏感突变体,其中多数突变体具有较强的抗冷性;从中选取4个突变体株系,对它们耐受低温胁迫的生理基础和作用机理进行了分析。结果表明,低温(0℃)胁迫下,烟草乙烯不敏感突变体的电解质渗透率显著低于野生型,而抗氧化酶活性(POD、SOD)以及过氧化氢酶(CAT)活性都高于野生型,说明突变体具有抵抗低温胁迫的优势生理基础。进一步研究发现,低温(0℃)胁迫下,烟草突变体中冷诱导基因Nt CBFs和Nt COR47呈现高水平表达,乙烯信号传导途径中下游基因ERFs的表达也发生显著变化。这些研究为烟草乙烯不敏感突变体株系具有较强的抗冷性提供了直接的分子证据。     

科技

中国科学家成功破译水稻分蘖调控分子机理据中国农业科学院最新消息,由中国农业科学院作物科学研究所所长万建民领导的课题组,通过花粉培养研究构建了独具特色的一系列水稻突变体材料,通过对其中一个分蘖显著增加的多分蘖突变体Tiller Enhancer(TE)的基因克隆和功能分析,发现了调控水稻分蘖的一个新的重要分子机制。     

中国科学家成功破译水稻分蘖调控分子机理

据中国农业科学院最新消息，由中国农业科学院作物科学研究所所长万建民领导的课题组，通过花粉培养研究构建了独具特色的一系列水稻突变体材料，通过对其中一个分蘖显著增加的多分蘖突变体Tiller Enhancer（TE）的基因克隆和功能分析，发现了调控水稻分蘖的一个新的重要分子机制。     

中国水稻研究所揭示水稻叶片衰老新机制

正笔者从中国水稻研究所获悉,近日,该所分子育种课题组发表论文,揭示了水稻叶片衰老的新机制。水稻叶片作为重要的源器官,为植株生长和发育提供所必需的养分。叶片早衰已成为限制水稻生长的一个重要因素。该研究鉴定到一个早衰突变体pls3,该突变体具有叶片早衰以及抽穗期提前的表型。进一步发现pls3突变体活性氧大量积累、叶绿素显著降低而H2O2和MDA含量显著升高。pls3突变体对外源H2O2敏感性提高,同时衰老     

植物乙烯受体及转基因育种研究进展

在对模式植物拟南芥的遗传学和分子生物学的深入研究中,获得了乙烯应答过程中大量的突变体,分离了编码乙烯受体的基因,其编码产物的结构和功能也已得到鉴定,一些乙烯受体基因已用于转基因植物的研究。本文对近几年已确认的乙烯受体基因突变体,对乙烯受体基因的遗传途径、表达模式及其编码产物的结构、功能及其相互关系做了综述。探讨了利用乙烯受体基因进行转基因植物研究的可行性。     

蔗糖转运蛋白OsSUT2对水稻抗病性的功能分析

蔗糖转运蛋白参与了植物对生物和非生物胁迫的响应,研究蔗糖转运蛋白在植物抗病反应中的作用可以为挖掘新的抗病途径打下基础。OsSUT2影响植株生长发育,主要在将蔗糖从液泡转移到胞质这一跨液泡膜的转运过程中和糖从源器官叶片输出到库器官的过程中起作用。目前OsSUT2对水稻植株抗病性的影响仍不清晰。本研究利用基因编辑技术获得水稻蔗糖转运蛋白OsSUT2的突变体材料,通过病原菌接种实验,探究其与水稻抗病性之间的关系。结果显示,与对照相比,OsSUT2基因敲除后,突变体对稻瘟病和白叶枯的抗病性减弱,并且对水稻部分产量性状造成负面影响。     

种子休眠与萌发相关激素突变体研究进展

休眠是植物在长期的系统发育过程中形成的生物学特性,是调控种子在最佳时间和空间萌发的有效方法。影响植物种子休眠的因素复杂多样,至今人类还不能清楚地阐述其调控机理。激素在种子休眠和萌发过程中起关键作用,近年来,已从拟南芥,小麦、水稻、烟草等植物中鉴定出一系列参与休眠和萌发调控的激素突变体。本文综述脱落酸(ABA)、赤霉素(GA)、乙烯(ETH)及油菜素内醋(BR)等植物激素的相关突变体的研究进展。有助于阐明种子休眠和萌发的分子机理。     

利用水稻悬浮细胞系检测白叶枯菌致病菌株的研究

水稻与白叶枯菌互作是研究植物-病原细菌互作的模式系统之一.为了在实验室从白叶枯菌P6突变体库中检测出能够克服Xa23基因抗性的致病菌株,本试验建立了携带Xa23基因水稻品种中野1号的悬浮细胞系,系统研究了悬浮细胞系与白叶枯菌P16及其突变体致病菌株的互作,结果发现中野1号悬浮细胞系与致病菌株互作中存在强烈的过敏性反应(HR),互作细胞系经溴酚蓝染色后,其抽提液的颜色和OD595值可以作为鉴别致病菌株与非致病菌株的指标,从而成功建立了利用水稻悬浮细胞系检测P6致病突变体的实验系统.     

水稻PCD相关基因的定位研究

植物中的细胞程序化死亡(PCD)在植物的发育、抗病及植物与环境互作等过程中发挥着极其重要的作用.本研究以我国学者发现的特殊的水稻细胞死亡控制突变体3037(M)为材料, 采用微卫星DNA标记 (共计159个微卫星引物) 技术对突变体性状进行基因定位研究.结果表明, 该突变体PCD基因位于水稻的第8染色体和第12染色体,为下一步精细定     

水稻脆性突变体叶的解剖结构和化学特性

植物机械强度是一个十分重要的农艺性状, 为了解作物控制机械强度的机制, 本文对一个水稻脆性突变体[bc7(t)]叶进行了细胞学观察及叶细胞化学组成分析。光镜和电镜观察都发现突变体厚壁细胞的细胞壁变薄; 对细胞壁成分的化学分析显示突变体纤维素含量明显低于对照, 硅含量明显升高, 而木质素变化不明显; 木质素的组化反应也显示了木质素在突变体和对照之间差异不大; X-射线微区分析表明, 硅元素在突变体叶表面明显提高。上述结果表明, 突变体叶纤维素含量的降低影响了厚壁细胞次生壁的形成, 导致细胞壁变薄, 机械强度降低, 硅含量的升高有助于突变体增强机械强度。     

水稻‘9311’突变体库构建及磷响应突变体筛选

水稻是全球最重要的粮食作物之一,水稻产量的高低关系着全球社会的稳定与发展。磷元素是许多重要生物大分子的关键组分,且参与植物体内许多的生理生化反应,因此植物的生长和发育都离不开磷元素。目前,水稻中有关磷素吸收利用的基因已被挖掘且相关的分子机理研究也在不断深入,同时也取得了一些突破性的进展。但是,水稻磷素吸收利用的调控通路研究相对较复杂,尚需进一步挖掘和解析更多磷利用相关基因的功能。本研究通过设置高磷和低磷水平共筛选了1 525份水稻‘9311’突变体材料,获得了9份响应不同磷水平的差异候选材料,进一步对候选材料分析发现仅有190286突变体能够很大程度上响应磷水平变化且恢复其表型。通过分析190286突变体在高磷与低磷及恢复生长条件下相关形态生理指标,发现在低磷下其根长、地上部分及鲜重方面与‘9311’存在显著差异且为磷高效材料。该研究结果为后期水稻磷吸收利用相关基因的挖掘和功能解析奠定了基础,也为后续水稻磷高效育种提供了材料支撑。     

一个控制水稻侧生小穗形成基因的遗传定位分析

水稻的穗是一个典型的圆锥花序,其发育形态直接影响水稻产量。本研究利用本课题组创建的水稻"中花11号"T-DNA插入突变体库,通过表型筛选鉴定了一个稀穗突变体。该突变体在营养生长阶段表现为分蘖数减少,生殖生长阶段稻穗一次枝梗发育正常、但二次枝梗数和侧生小穗数目显著减少,表现为明显的稀穗表型。分子检测结果表明该突变体不是由T-DNA插入导致的。通过与籼稻品种"珍汕97"构建F2遗传定位群体遗传分析表明:该突变性状受一个隐性基因所控制。采用图位克隆的方法将目标基因定位于4号染色体上的SSR标记RM16880和RM1205之间约120 kb范围内。基因组序列分析表明:该突变体是由于LAX2基因序列缺失60 bp所导致。该突变体是LAX2的一个新的等位突变体,命名为lax2-4。lax2-4为研究LAX2控制水稻穗形态建成的分子机制积累了遗传材料。     

植物类病变突变体研究进展

植物类病变(lesion mimic,LM),指在无明显机械损伤、逆境和外界病原菌侵染的条件下,植物在叶片、叶鞘等部位自发形成类似病原物侵染的坏死斑的现象。这种局部的细胞坏死属于程序化细胞死亡(PCD)。类病变突变体是研究植物PCD和过敏反应(HR)的理想材料。本综述了植物类病变突变体的特点、发生机制以及水稻类病变突变体基因的定位、克隆及功能分析等,以期为解析植物PCD和HR作用机制及调控网络提供可参考的信息。     

水稻光叶突变新基因的克隆和亚细胞定位

水稻叶片表皮毛突变体是研究单子叶植物细胞分化和水稻品种改良的重要材料。本研究对T-DNA标签技术获得的水稻光叶突变体(单隐性核基因控制,稳定遗传)进行田间观测和扫描电镜观察,以分析突变体叶片毛状体类型和分布特征;并采用DNA-Walking和RT-PCR方法定位并克隆该突变体基因,通过对该基因进行初步的生物信息学分析,构建绿色荧光蛋白融合载体,进行亚细胞定位。研究结果显示:突变体叶缘无毛,叶面毛状体缺失,缺失的毛状体类型主要为宏毛(即钩毛),但种子颖壳表面毛状体正常生长,是国内外尚未报道的一种新型的光叶突变体;对T-DNA标签插入序列进行相似性比对,确定插入位点,表明突变体候选基因在水稻第6号染色体上,通过基因克隆获得了c DNA序列,暂命名为GLL;生物信息学分析表明,GLL基因含有8个外显子,7个内含子,该基因的开放阅读框(ORF)有702 bp,编码233个氨基酸;对GLL蛋白结构域进行分析,发现该蛋白有一个PEX11保守结构域;系统进化关系表明,GLL与预测的水稻中PEX11-5同源性最高;亚细胞定位表明该基因在细胞核、细胞质和细胞膜中表达。本研究为解析水稻及单子叶植物中毛状体发育分子机制和进行水稻品种改良奠定了基础。     

拟南芥突变体在磷饥饿反应研究中的应用

磷是构成生命的重要元素之一,也是土壤中有效性最低的一种营养元素。农作物的产量常受到缺磷的影响而受损。研究植物对磷饥饿的反应对于培育耐低磷农作物、减轻农民大量施磷肥的负担具有重要意义。将单基因拟南芥突变体与野生型进行比较是从分子到生理研究植物功能的一种理想方法。目前广泛应用的突变体主要有磷转运功能缺陷突变体、有机酸分泌功能缺失突变体、为研究某一特定基因功能而创造的突变体和根部形态突变体四类。它们在研究植物体内磷的转运、代谢、对磷的吸收和验证基因功能等方面发挥了重要作用。但是,在植物对磷饥饿的反应中,磷的跨液泡膜运输、植物对磷的具体调控机制等重要问题目前还没有明确的结果。如何创造针对性强的筛选方法,诱导筛选更多的专一突变体是将来解决这些问题的一个基本途径。     

第一届“全国水稻突变体、功能基因组与生物技术育种”研讨会纪要

第一届“全国水稻突变体、功能基因组与生物技术育种”研讨会于2005年3月31日在我国著名的南繁育种基地三亚市隆重召开。会议由中国遗传学会、水稻生物学国家重点实验室、国家植物基因研究中心(北京)和植物基因组学国家重点实验室联合主办,海南省农作物分子育种重点实验室协办,研讨会围绕水稻突变体、基因组进化以及生物技术育种进行了深入的研讨,邀请了国内外知名学者做学术报告。同时考察了中国水稻研究所海南陵水南繁基地、中国科学院遗传发育生物学研究所嘉兴农作物高新技术育种中心南繁基地等单位。中国科学院副院长李家洋院士提前到会…