拟南芥的印记基因和印记表达调控

基因组印记是指后代仅表达亲本之一基因拷贝的现象。印记基因的发生是防止孤雌生殖发生的有效手段之一。拟南芥FIS(Fertilisation-independent seed)印记基因mea、fis2和fie在中央细胞分裂抑制和早期胚乳发育调节中发挥重要作用。fis突变体具有两种表型:当受精缺失时二倍体胚乳自主发育,而当受精发生时形成非细胞化的胚乳。FIS多梳蛋白复合体(Polycomb protein complex)包括上述3种FIS蛋白,在目标位点催化组蛋白H3第27位赖氨酸的tri-甲基化(H3K27 tri-methylation)。DME(DEMETER)和AtMET1(Methyltransferase1)参与了mea和fis2的印记表达控制。最近研究结果表明,开花植物中转座子的插入影响邻近基因的表达,是基因组印记进化的主要驱动力量。本文综述了10年来拟南芥中FIS印记基因和相关基因的发现及其调控机理,期望能为水稻、玉米等重要作物中印记基因的研究提供借鉴和参考。     

水稻早世代稳定718群体的获得及分析

水稻早世代稳定现象是近年来发现的一种特殊现象,其中多个早世代稳定群体是在利用来自水稻双胚苗中的多倍体与不同二倍体材料杂交得到的。本实验利用一自然突变的多倍体,与二倍体水稻太平369杂交,F_1代大部分为非整倍体,其中5株为二倍体,收取这5株二倍体上的种子,种下得到 F_2群体且定名为718群体。该群体田间观察整齐一致,经过对田间调查数据和微卫星结果的分析,表明该群体为一早世代稳定群体。     

水稻基因组加倍对籽粒大小调控基因表达的影响

水稻是最重要的粮食作物之一,提高水稻产量一直是育种的主要目标。水稻四倍体相对于二倍体具有籽粒变大、粒重增加的特点,研究基因组加倍后籽粒大小基因的调控模式,在育种应用方面具有十分重要的意义。本文以二倍体 -四倍体水稻为材料,分析6个控制籽粒大小基因在幼穗发育中的表达差异,同时结合转基因实验,探讨基因剂量增加对基因表达水平和籽粒大小的影响。结果发现：基因组加倍后,水稻的发育进程不变,但株高增加,叶片变宽,籽粒变大,增大后的籽粒在籼稻表现为长、宽均增加显著,而在粳稻中长度比宽度增加更为明显。进一步分析控制籽粒大小基因的表达差异情况,发现这些基因的表达不仅受发育时期的影响,在籼粳亚种间也明显不同,即受遗传背景的影响。在基因组加倍的情况下,正调控基因GS5、HGW的表达普遍高于对应的二倍体;负调控基因GS3在籼稻D9311中趋于下调或沉默,而在粳稻DBl中趋于上调,GW2在D9311中上调,而在DBl中趋于沉默。通过转基因实验分析负调控基因GW2在二倍体Bl中的表达趋势,发现其在基因剂量线性增加的情况下,表达水平高于二倍体和四倍体,导致其籽粒变小。本研究结果有助于了解水稻中控制籽粒大小的基因在二倍体和四倍体中的表达模式,为高产育种提供理论依据。     

早世代稳定水稻的ISSR标记

2个早世代稳定亲本与4个普通水稻杂交,F2代出现了8个早世代稳定株系。遗传分析表明,稳定株系出现时杂交F1群体分离,同一组合的F2群体中既出现农艺性状整齐一致的稳定株系,又出现按孟德尔分离的株系。利用26个ISSR引物对F2稳定株系进行分子标记,结果表明稳定株系出现4种类型的标记带型：母本带型出现,父本带消失;父本带型出现,母本带消失;由双亲的部分标记带组合而成;双亲标记带型消失,而出现新的标记带型。没有出现由双亲标记带组合而成标记带型。ISSR引物900标记的2000bp标记带可以将稳定株系与普通水稻材料划分为两类群。     

水稻早世代稳定相关的SSR标记

以具有早世代稳定特性的9个水稻品系和7个栽培稻进行杂交得到130个杂交组合。发现在同一个组合的F2群体中除出现孟德尔式分离株系外还出现性状整齐一致的稳定株系,在F2群体中出现了32个不同农艺性状的稳定株系。SSR标记结果表明：稳定株系F2与其F1单株的标记一致,都是纯合的,且双亲的标记在后代都有出现,双亲的标记位点在后代的染色体上同时出现,说明稳定株系为真杂种;分离株系F2与其F1单株SSR标记均为杂合;大部分稳定株系在RM276、RM258、RM248、RM1这4个标记位点都较高频率地出现非父母带型。推测出现变异的配子激活杂种合子体细胞减数分裂,合子经过减数分裂后,4个单倍体细胞经过胚胎发育选择,其中一个细胞染色体加倍而发育为纯合的二倍体植株。     

PiA水稻悬浮细胞系的建立

本研究以抗稻瘟病的粳稻PiA开花后12～15d的幼胚为材料,将诱导10～15d的愈伤不经固体培养基继代,直接转到AA液体培养基上,在较短时间内成功建立起了优良的水稻悬浮细胞系;并测定了该悬浮细胞系不同时期的生长特性和分化情况,结果表明悬浮培养适宜的继代天数是7～10d;培养30～120d的细胞分化能力和植株再生能力较好,细胞分化率和成苗率分别为57.1%和20%,为进一步利用悬浮细胞进行遗传转化和原生质体分离奠定了基础。     

标题双胚苗水稻中单倍体和二倍体不同器官的cDNA- AFLP分析

SARII-628是四川农业大学水稻研究所的一个双胚苗自然群体, 每年都能定期分离出单倍体与二倍体(n:2n)。文章对单倍体和对应的二倍体进行了cDNA-AFLP分析。合成了3个单倍体和1个二倍体的根、茎、穗和叶的cDNA, 用EcoR I/ Msp I酶切组合, 通过cDNA-AFLP技术统计这16个样本的表达差异。共选用30对引物, 在633条扩增位点上筛选出49个有差异表达的序列。结果:(1)单倍化后cDNA-AFLP总体水平虽然在各单株间略有差异但变化不大, 表达变化的位点所占比例平均为5.14%, 高于二倍体的3.93%; (2)根据样本在根、茎、穗和叶中表达出带的有无, 在扩增出的14种带型中, 有4种只出现在单倍体中, 其对应位点的表达具有单倍体的特异性; (3)对这3个单倍体在不同器官的激活和沉默位点进行汇总, 发现在根和穗中, 发生沉默的位点多于激活的位点数, 而在茎和叶中的结果正好与之相反, 但是在单倍体的所有器官中发生激活变化的位点多于沉默变化的位点; (4)对不同器官中的发生表达变化(激活+沉默)位点分析, 发现根中的变化位点最多, 在穗中的变化最少, 说明位点的表达变化具有器官特异性。     

水稻显性早熟材料D64B的发现、遗传分析和分子标记定位

D64B是从籼型杂交稻保持系D63B中发现的一个无色早熟突变株。用不育系、保持系、恢复系以及早稳型水稻品种与之杂交,F1的抽穗期多数与早熟亲本D64B相同或相近,部分偏向早熟亲本。这些结果表明D64B具有显性早熟特性。将D64B在海南陵水短日照和温江长日照下分期种植,观察到两地点因生长发育期间温度变化引起的抽穗期的变化的程度是一致的,并且在一定范围内随着生长发育期间温度升高,D64B抽穗缩短,可知D64B不感光,感温性中等。种植D64B与蜀恢527的正反交F2和回交一代BC1,三者的抽穗期均呈双峰分布,并且峰谷处于同一位置,以峰谷值103d为转折点进行分组,早熟与迟熟植株的分离比经x^2检验分别符合3：1和1：1,表明D64B的早熟特性主要受一对显性早熟核基因控制。用356对微卫星引物对亲本D64B和蜀恢527进行多态性分析,并用多态性引物扩增蜀恢527／D64B的F2早熟和迟熟近等基因池,找到多态引物RM279,进一步用RM279附近的微卫星引物扩增F2早熟和迟熟近等基因池、迟熟植株,筛到多态性引物RM71。用MAPMAKER／EXP3．0软件分析,将该早熟基因定位于第2染色体的短臂端,位于RM179和RM71之间,遗传距离分别为12．6cM和13．3cM,该基因拟名EF-3(t)。在育种实践中用D64B育成早熟不育系D64A。     

植物基因表达中的倍性效应：研究进展、问题与展望

多（单）倍体在遗传与进化研究中极为活跃并取得了巨大成就,激发了科学家对基因表达倍性效应探讨的兴趣．本文综述了多（单）倍体特别是同源倍性系列基因表达及其调控机理研究进展;分析了前人研究,特别是研究材料的局限;提出利用双胚苗创造同源倍性系列,利用高通量测序分析转录组表达与倍性调控机制的设想．     

水稻长颖壳突变体的形态发生、解剖结构观察及其遗传鉴定

长颖壳花器官突变体从野生稻(Oryza nivara Sharma et Shastry)和栽培稻(Oryza sativa subsp. indica Kato)杂交后代材料中获得。该突变体的内外稃变长、呈叶状,且顶端表现不同程度的开裂;每朵颖花的雄蕊1~10枚不等;雌蕊1~3枚不等;子房上柱头1~5个不等;有的颖花形成雄蕊/雌蕊嵌合体;子房处常附有瘤状物;此突变体结实率为18.2%;花粉可育率为62.46%。利用扫描电镜观察了该突变体花器官形态发生过程,并经遗传分析鉴定该突变性状由单隐性基因(暂命名为lh)控制。本文讨论了lh基因和以前鉴定的其他突变体基因之间的关系,通过表型分析推测,突变体基因可能影响花器官数目同时具有拟南芥B类基因的部分功能。