水稻类病斑突变体spl41的表型鉴定及生理分析

大多数水稻类病斑突变体会提高病程基因的表达从而抑制病原菌的生长,为进一步探索类病斑突变体抗病抗逆的机制,本研究对突变体spl41的形态性状、生理、抗病性等方面进行了研究。spl41是通过甲基磺酸乙酯(EMS)诱变籼稻品种‘黄华占’,获得的一个稳定遗传的水稻类病斑突变体。结果表明,该突变体从三叶期开始出现红褐色坏死斑,斑点数目随植株生长增多并导致枯黄衰老;突变体spl41类病斑的产生使株高、穗长、分蘖数、千粒重及结实率显著下降,并导致叶片的光合色素含量低于野生型;台盼蓝、NBT和DAB染色结果显示突变体spl41病斑部位有大量的死亡细胞并伴随着H_2O_2及O_2^-的积累,表明spl41植株病斑部位正在发生细胞程序性死亡。抗病性鉴定表明,突变体spl41相比于野生型对7个水稻白叶枯病菌生理小种的抗性增强;qRT-PCR分析表明PR1b、PR3、PR4、PR5、PBZ1和Cht1病程相关基因在突变体spl41中表达量上调。这些结果为探索植物抗病机制及选育植物抗病新材料提供了分子依据。     

水稻OsNCED4基因的克隆及功能初探

脱落酸(abscisic acid,ABA)是一种抑制植物生长的植物激素,因能促使叶子脱落而得名,在植物逆胁迫中发挥关键作用。由NCED基因编码的9-顺-环氧类胡萝卜素双加氧酶(NCED),是ABA在高等植物中的关键酶。本研究已成功从水稻Ilmibyeo(O.sativa L.ssp.japonica)基因组中克隆得到Os NCED4,生物信息学分析表明,Os NCED4基因位于水稻第7号染色体上,ORF全长1749 bp,无内含子结构,编码582个氨基酸,具有NCED家族的RPE65保守结构;以该基因和其启动子序列构建组织表达载体pOsNCED4::GUS、pCaMV35S::OsNCED4:EGFP和RNAi干扰载体p Ca MV35S::OsNCED4:RNAi,用于基因表达和功能分析,并利用农杆菌介导的方法,成功获得了相应遗传载体的转基因植株;GUS染色结果表明,该基因在叶片、叶耳、小穗等组织部位均有表达;RT-PCR结果显示,Os NCED4在水稻不同生育期的根、茎、叶、叶鞘和穗子中均有不同程度的表达,但表达量具有明显的差异;亚细胞定位结果显示,OsNCED4基因编码的蛋白定位于细胞核;与野生型植株相比,RNAi植株的花粉育性无明显差异,而结实率显著下降。该研究结果为进一步研究水稻OsNCED4基因表达的调控,以及为水稻生长发育上的功能研究提供了科学依据。     

水稻早衰突变体esl6的鉴定与基因定位

自然衰老提高了植物对环境的适应性,是其生长发育的重要生命历程,但在农业生产中,叶片一旦早衰,将极大影响作物的产量和品质。为探索水稻叶片衰老的分子机理,我们对EMS诱变获得的一个早衰突变体esl6进行了研究。田间种植情况下,四叶期之前,esl6与野生型无明显差异,之后心叶发育成完整叶后叶尖黄化,叶基部保持正常绿色,一直持续到开花期;在灌浆期,esl6的所有叶片均不同程度地黄化早衰,且叶片上部的衰老程度明显严重于叶片基部。衰老部位细胞结构异常,主要表现为细胞膜破裂、液泡变大和细胞器不完整等,叶绿体中基质类囊体破裂,含有较多的淀粉粒。与野生型相比,esl6叶尖衰老部位的SOD、CAT和POD活性以及超氧阴离子O₂^?、H₂O₂和羟自由基·OH含量均极显著升高。早衰不仅导致esl6叶片光合色素含量和净光合速率极显著降低,还引起esl6的植株变矮和叶片变短,倒一和倒二节间极显著变短是导致esl6植株矮化的主要原因。遗传分析表明该性状受一对隐性核基因调控,利用西大1A/esl6的F₂分离群体,最终将调控基因定位在第9染色体203 kb的物理范围内,为下一步基因的克隆和功能研究奠定了基础,有利于水稻叶片衰老分子机理的阐释。     

水稻紫叶突变体PLM的表型与遗传研究

从爪哇稻香大粒中发现一紫叶突变体PLM,通过与绿叶水稻C181杂交,对PLM及其后代进行遗传、色素和品质的分析.结果显示:PLM紫叶突变体为隐性单基因遗传.与绿叶植株相比,PLM及其后代紫叶群体的花青素含量显著增加,叶绿素总量也有一定的增加;PLM子粒的长宽比为3.09,达到国标一级;其垩白粒率、垩白度、直链淀粉含量和胶稠度均低于国标三级,表现较差;在其杂交后代中,品质性状得到了一定改善.PLM是一优良的标记供体材料.     

水稻雄性不育及其育性恢复表达载体的构建

将ＰＣＲ扩增获得的水稻花药绒毡层特异表达基因Ｏｓｇ６Ｂ启动子（简写成６Ｂ）与来自质粒ｐＲＯＫⅡ上的ＮＯＳ终止子相连,产生了ｐＧＥＭ７Ｚ－６ＢＮＯＳ。然后将来自解淀粉芽孢杆菌中的Ｂａｒｎａｓｅ和Ｂａｒｓｔａｒ基因（简写成ＢＮ和ＢＳ）分别插入到ｐＧＥＭ７Ｚ－６ＢＮＯＳ上的ＢａｍＨ１和ＮｃｏＩ位点上,再用ＳａｌＩ和ＸｈｏＩ切下２．３ｋｂ的６ＢＢＮＮＯＳ和２．２ｋｂ的６ＢＢＳＮＯＳ片段,并分别将其插入到ｐ     

水稻BZIP类转录因子在逆境胁迫下的作用

BZIP类转录因子在植物的逆境胁迫下起着重要作用。本研究构建水稻转录因子OsBZIP88过量表达载体pHB-Osbzip88和干涉载体RNAi-Osbzip88,通过遗传转化获得转基因植株,并对转基因植株在逆境胁迫下的表型鉴定。结果表明,过表达转基因植株抗胁迫能力高于野生型和干涉转基因植株。对OsBZIP88定量表达实验表明:OsBZIP88在水稻各组织中均有不同程度表达,且在叶片中表达量最高。本研究初步探明水稻转录因子OsBZIP88在水稻逆境胁迫应答中具有重要的作用,过量表达转录因子OsBZIP88能够增强水稻的抗逆能力。研究结果为进一步了解BZIP类家族基因和挖掘水稻抗逆基因提供了一定的依据。     

水稻雄性不育突变体tpa1的表型鉴定与精细定位

雄性不育材料是杂交水稻育种的关键。本研究通过甲基磺酸乙酯(ethyl methane sulfonate, EMS)诱变优良籼稻保持系西农1B,筛选得到一个雄性不育突变体tpa1。tpa1在营养生长阶段与野生型无差异,生殖生长阶段表现雄配子不育,雌配子发育正常。表型观察发现,tpa1花粉完全破碎消失,花药外壁角质层异常,花药内壁乌式体排列异常,胼胝质合成异常,绒毡层凋亡异常,且花粉外壁缺失柱状层。遗传分析表明该突变性状受1对隐性核基因控制,利用突变体tpa1与缙恢10号构建遗传群体,最终将TPA1基因定位于4号染色体引物标记N9和N11之间,物理距离为74 kb,该区间共15个预测基因,通过重测序仅发现在LOC＿Os04g53380的外显子上发生了单碱基替换,导致了翻译的提前终止,随后对野生型和突变体tpa1该位点进行测序证实了这一突变,因此将该基因确定为TPA1的候选基因, TPA1是一个未被报道过的新的雄性不育基因。本研究将为TPA1基因的功能研究奠定基础。     

信阳地区5种叶蝉的种类鉴定及亲缘关系分析

为了解不同种叶蝉的寄主选择习性及种类分布,通过室内解剖鉴定和COI与Cytb基因遗传距离分析,明确信阳地区4种寄主植物上的叶蝉种类及亲缘关系。结果表明：茶园的叶蝉主要为小贯小绿叶蝉;花生和麻田的优势种群为板井小绿叶蝉,其中麻田还有棉叶蝉分布;桃树上的叶蝉分别为凯小绿叶蝉和桃新叶蝉。3种小绿叶蝉间的亲缘关系较近,桃新叶蝉与其他4种叶蝉的遗传距离均较远。笔者从分子水平上分析了叶蝉的亲缘关系,为进一步研究叶蝉的寄主转移及种群分布提供参考。     

水稻叶片灰白转黄突变体pyr1的鉴定与基因定位

鉴定和克隆叶色突变基因对于深入了解叶绿素合成、降解途径的关系以及植物的光合作用有着重要的作用。从EMS诱变恢复系缙恢10号后代中鉴定出1个灰白转黄突变体pyr1,该突变体在苗期部分死亡,整张叶片呈现灰白色,在不同的生育时期叶片呈现不同的颜色,直到孕穗期叶片上部和叶缘表现黄色。苗期到抽穗期突变体叶绿素含量比野生型显著或极显著降低。透射电镜观察表明,突变体与野生型细胞结构无明显差异,但叶绿体发育异常,内部大量降解,基质片层退化。遗传分析表明该性状受1对隐性基因控制,利用326株F₂隐性定位群体将PYR1基因定位在第1染色体长臂上,位于标记RM11722和Ind1之间,物理距离约92 kb,本研究为PYR1基因的图位克隆奠定了基础。     

水稻粳型亲籼系S-c座位基因型分析

S-c是控制水稻籼粳亚种间杂种F1花粉不育性的基因座位之一。在该座位,台中65的基因型为Sj/Sj,广陆矮4号的基因型为Si/Si。以台中65和广陆矮4号为遗传测验种,分别与4个粳型亲籼系配组,根据部分F2群体中植株花粉育性表型及与S-c紧密连锁分子标记基因型的偏态分离程度,测定了这4个粳型亲籼系在S-c座位的基因型,结果表明,G2416-3的基因型为Si-2/Si-2;G2605和G3004-4的基因型均为Si-1/Si-1;G2417-2-1的基因型为Sn/Sn。本文还对F1花粉不育性基因遗传分化的测定方法进行了讨论。     

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     

mRNA差异显示技术在分离水稻基因中的应用

mRNA差异显示技术是分子生物学中分离克隆基因的有效技术。笔者叙述了mRNA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。     

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。     

水稻广亲和性的鉴定与研究

选用9个待测广亲和系，并以4个标准测验品种和7个光（温）敏核不育系为亲和性测验种，按NCII交配设计配制99个组合。根据亲本的籼稻分类地位和F1杂种结实率对待测广亲和系的广亲和性进行了鉴定与研究。标准测验品种检验表明，培矮64、CPSLO-17、02428具有广亲和性，轮回422、培C311、CY8543具有一定的广亲和性，皖恢9号、早轮     

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     

水稻内稃扭曲突变体palea distortion 1(pd1)的鉴定与基因定位

在对籼稻缙恢10进行EMS(ethyl methane sulfonate)处理后的群体中,发现一个花器官突变体,主要表现为内稃扭曲并呈现外稃化特征,浆片数目增加且呈现稃状特征,雄蕊数目减少至1～4个,部分雄蕊的花丝呈现浆片化特征,暂将其命名为水稻颖壳扭曲突变体palea distortion 1(pd1)。遗传分析表明该突变性状受一个隐形单基因控制。利用群体分离分析法(bulked segregation analysis,BSA),将PD1基因定位在第2染色体的RM13693和RM13936之间,遗传距离分别为3.25cM和3.90cM。该研究结果为PD1基因的图位克隆奠定了基础。     

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