一个新水稻温敏感叶色突变体的遗传分析及其基因分子定位

在粳稻品种嘉花1号（Oryza sativa L.ssp.japonica＇ Jiahua No.1＇）种子经60Coγ射线辐照处理的后代中,发现了1个低温敏感叶色突变体mr21。在较低温度（〈25.0°C）条件下,该突变体幼苗叶色呈黄色;随着温度逐渐升高,叶色由黄转绿,其临界温度约为27.5°C;在低温条件下,突变体幼苗总叶绿素含量以及叶绿素a、b的含量均较野生型嘉花1号明显下降,表明该突变体的叶色性状具有明显的温敏感性。遗传分析表明,该突变体叶色性状受1对隐性核基因控制,暂将该突变基因命名为thermo-sensitive leaf-color1（tsl-1）。以该突变体与籼稻9311（Oryza sativa L.ssp.indica＇ 9311＇）杂交的F2代分离群体作为定位群体,利用SSR分子标记将tsl-1基因初步定位在水稻（Oryza sativa）第1号染色体短臂上的MM1799与RM8132分子标记之间,其遗传距离分别为2.4cM和3.0cM;然后,进一步利用扩大F2代群体及新发展的分子标记将tsl-1基因定位在分子标记InDel2与InDel4之间的198kb内。研究结果为今后对该基因的克隆和功能分析奠定了基础。     

水稻长穗颈基因eui紧密连锁SSR标记获得

02428h是从半矮秆材料02428体细胞培养后代中发现的隐性高秆突变体, 其株高性状由1对长穗颈基因eui和1对半矮秆基因sd-1共同控制。以02428h与半矮秆材料南京11杂交的F₂为作图群体, 利用Gramene公布的SSR标记和根据NCBI中的BAC序列自己新开发的SSR标记, 将eui基因定位在第5染色体上的RM3673和RM0012之间, 两侧遗传距离分别为0.3 cM和1.0 cM, 为该基因的分子标记辅助选择奠定了基础。     

水稻叶状颖壳突变体Oslh的遗传分析和OsLH基因的定位

通过γ射线诱变,从粳稻品种9522的M2代中筛选出一株具有叶状颖壳的突变体,定名Oslh(1h=leafy hull).Oslh突变体的开花时间要比野生型晚15 d左右,内外稃和浆片发育成了叶片状器官.Oslh突变体与粳稻品种9522回交结果表明Oslh突变性状可能由单核基因隐性突变造成.以Oslh突变体与籼稻品种广陆矮4号杂交的F2代群体为基因定位群体,利用SSR和InDel分子标记将Oslh突变位点定位在3号染色体上的SSR标记RM5475和InDel标记GY305之间,遗传距离分别为2.5 cM和1.9 cM.这些结果为克隆OsLH基因和研究花器官发育的调控机理奠定了基础.     

水稻白色中脉Oswm2的遗传分析与分子标记定位

从T-DNA突变体库中获得一份以中花11为遗传背景的白色中脉突变体。该突变体剑叶以下叶片的中下部中脉表现为白色, 白色中脉附近的叶色微黄, 并且伴随株高等农艺性状的改变, 暂时将其定名为Oswm2(Oryza sativa white midrib 2)。遗传分析表明该突变性状受一对隐性单基因控制, 以Oswm2和粳稻02428杂交的F2分离群体作为定位群体, 将OsWM2基因定位在水稻第7染色体的SSR标记RM21478和RM418之间, 遗传距离分别为8.7和15.9 cM。     

一个籼稻脆性突变体的生物学特性及基因定位研究

水稻脆性突变体是研究细胞壁组分结构形成机制的重要材料。通过离子束诱变籼稻9311获得1个茎秆、叶片均脆的突变体,命名为bc9311-1。bc9311-1突变体与野生型9311相比,分蘖数减少,结实率显著降低,其他农艺性状无明显差异。叶片和茎秆的细胞壁成分分析表明,与野生型相比,bc9311-1突变体茎秆中的纤维素和木质素含量明显降低,半纤维素和SiO2含量显著增加;叶片中的纤维素含量降低,半纤维素和木质素含量增加,SiO2含量无明显差异。遗传分析表明,该脆性突变体脆性性状受单隐性基因控制。以bc9311-1突变体与02428杂交的F2群体为基因定位群体,利用SSR标记将bc9311-1突变位点定位在水稻第1染色体上,位于SSR分子标记的RM1095和RM3632之间,遗传距离分别为0.6cM和3.4cM,与其中的标记RM1183表现共分离。这些结果为进一步克隆突变基因,揭示脆性性状的分子机制奠定坚实基础。     

一个新的水稻叶绿素缺失黄叶突变体的特征及基因分子定位

从粳稻“嘉花1号”⁶⁰Coγ射线辐照的后代中筛选到一个叶绿素缺失黄叶突变体(yl11), 与野生型“嘉花1号”相比该突变体表现为全生育期植株叶片呈黄色, 叶绿素含量以及净光合速率明显下降, 叶绿体发育不完善, 并且伴随着株高等主要农艺性状的变化。遗传分析表明, 该突变性状受一对隐性核基因(yl11)控制。该突变体与籼稻“培矮64S”杂交生产的F₂、F₃群体中的分离出突变体型920个单株作为定位群体, 利用SSR和InDel分子标记将yl11基因定位在水稻第11染色体长臂上的MM2199和ID21039分子标记之间, 其物理距离约为110 kb, 目前该区域内没有发现与水稻叶绿素合成/叶绿体发育相关已知功能基因。研究结果为今后对该基因的克隆和功能分析奠定了基础。     

基于CSSL的水稻抽穗期QTL定位及遗传分析

抽穗期是水稻(Oryza sativa)品种的重要农艺性状之一, 适宜的抽穗期是获得理想产量的前提。鉴定和定位水稻抽穗期基因/QTL, 分析其遗传效应对改良水稻抽穗期至关重要。以籼稻品种9311(Oryza sativa ssp. indica ‘Yangdao 6’)为受体,粳稻品种日本晴(Oryza sativa ssp. japonica ‘Nipponbare’)为供体构建的94个染色体片段置换系群体为材料, 以P≤0.01为阈值, 对置换片段上的抽穗期QTL进行了鉴定。采用代换作图法共定位了4个控制水稻抽穗期的QTL, 分别位于第3、第4、第5和第8染色体; QTL的加性效应值变化范围为–6.4 – –2.7, 加性效应百分率变化范围为–6.4%– –2.7%; qHD-3和qHD-8加性效应值较大, 表现主效基因特征。为了进一步定位qHD-3和qHD-8, 在目标区域加密16对SSR引物, qHD-3和qHD-8分别被界定在第3染色体RM3166–RM16206之间及第8染色体RM4085-RM8271之间, 其遗传距离分别为13.9 cM和6.4 cM。研究结果为利用分子标记辅助选择改良水稻抽穗期奠定了基础。     

用AFLP标记快速构建遗传连锁图谱并定位一个新基因tms5

报导了一个分子标记连锁图的快速构建方法.通过对水稻(Oryza sativa L.)"安农S-1"和"南京11"的F2分离群体的AFLP分析找到了142个AFLP标记,用这142个AFLP标记以及已定位的25个SSR标记和5个RFLP标记构建了水稻12个染色体的分子标记连锁图,该图覆盖水稻基因组的1 537.4 cM,相邻标记间的平均间距为9.0 cM,这是在国内建立的第一张AFLP标记连锁图.在建立连锁图谱的同时把一个新基因tms5 (水稻温敏核不育基因)定位在第2染色体上.     

家蚕高密度AFLP连锁图谱的构建

为了进行家蚕Bombyx mori数量性状的QTL定位研究,以白色茧系品种C₁₀₀ (♀)和近交系大造(P50)(♂)杂交得到F₁,用F₁(♂)与双隐性标记的C₁₀₀ (♀)回交,得到回交一代(BC₁),用改进的AFLP分子标记方法,经96组选择性扩增引物扩增,获得分离比为1∶1(P≤0.05)的1 744个AFLP位点。用Map Manager QTXb19（Version 0.29）连锁图谱构建软件,构建了具有814个标记,36个连锁群的家蚕高密度AFLP分子标记连锁图谱。该连锁图谱覆盖的家蚕基因组长度为13 005 cM,连锁群长度变化范围为109.0～1 573.7 cM,连锁群的平均长度为361.25 cM,其标记间平均图距15.98 cM,最小图距2.3 cM,最大图距47.7 cM,标记间大于30 cM的gap共有39个。该连锁图平均每个连锁群23个标记,最多一个连锁群有92个标记,最少8个标记。该连锁图谱确定了与经典实验遗传图谱第15连锁群和W染色体连锁群相对应的两个连锁群。     

水稻苗期耐盐突变体的遗传分析及基因定位

在籼稻品种R401辐射诱变的M2群体中筛选到一个苗期耐盐突变体, 在150 mmol/L的NaCl溶液处理下对照植株枯萎死亡, 而突变体植株依然存活。以粳稻品种Nipponbare(不耐盐)和耐盐突变体作亲本, 构建了一个F2群体, 调查该群体在150 mmol/L的NaCl溶液胁迫下的表现, 发现Nipponbare和耐盐突变体苗期耐盐性的差异受单个主基因控制, 耐盐为隐性, 将该基因暂时命名为SST(t)。利用该F2群体, 采用集团分离分析(Bulked segregant analysis, BSA)法将SST(t)定位在第6染色体上, 进一步对F2群体中137个典型的耐盐单株的分子标记进行分析, 将该基因定位在InDel标记ID26847和ID27253之间, 约2.3 cM (或406 kb)的区间内, 与两标记分别相距1.2 cM和1.1 cM。     

水稻黄绿叶突变体ygl-63的特征和基因定位

叶绿体的正常发育对于植物至关重要,突变体研究是探明叶绿体发育过程中基因功能的有效途径。叶色突变体已引起人们广泛的关注,通过对各种植物材料的研究,叶色突变的分子机制已取得一定进展,但远未被阐明,尤其在水稻当中。目前,已报道的水稻叶色突变体,主要表现为黄化、白化、亮绿、条斑条纹、温敏变色、转绿和转紫等。该研究使用甲基磺酸乙酯( EMS)处理粳稻日本晴,获得一份遗传稳定的突变体ygl-63,其整个生育期叶片均表现为黄绿色。通过测定ygl-63和野生型苗期叶片的叶绿素含量发现,ygl-63中叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量与野生型相比分别下降了31.9％、42.2％和34.1％,同时叶绿素a/b值较野生型增加。这表明叶绿素含量的降低是导致ygl-63黄绿叶突变性状的主要原因,并且叶绿素b的降幅大于叶绿素a。在成熟后调查主要农艺性状发现ygl-63单株有效穗数和结实率分别减少8.9％和8.5％;千粒重增加10.4％;而株高,穗长和每穗着粒数和野生型相比差异并不显著。通过测量微量元素发现,ygl-63种子中的铁和锌含量较野生型显著降低,分别减少85.7％和64.8％。将ygl-63与正常绿色品种明恢63杂交获得F1和F2群体,进行遗传分析发现,ygl-63突变性状受1对隐性基因控制,通过基因定位,将该基因定位到水稻第11染色体长臂的分子标记InDel-3和InDel-5之间约2.4 cM范围内。该基因被认为是一个新的水稻叶色突变基因,暂命名为ygl-63( g)。所得结果为今后对ygl-63( g)基因的进一步研究奠定了基础。     

Cr6+对菹草叶绿素荧光参数、抗氧化系统和超微结构的胁迫影响

研究了不同浓度的Cr⁶⁺(0、1、10、30、50 mg·L^-1)对菹草叶片叶绿素、叶绿素荧光参数、抗氧化系统、可溶性蛋白含量、膜脂过氧化产物、可溶性糖含量、超氧阴离子(O₂^—·)产生以及细胞超微结构的胁迫影响。结果表明,随着Cr⁶⁺浓度的增加,总叶绿素、叶绿素a、叶绿素b和叶绿素a/b均呈下降趋势,F_o先升后降,F_v/F_m、F_m及F_v/F_o均逐渐降低;可溶性蛋白和谷胱甘肽(GSH)含量先升后降,抗坏血酸(AsA)含量逐渐下降;超氧化物歧化酶(SOD)活性逐渐下降,而过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)和谷胱甘肽还原酶(GR)活性均呈先升后降趋势; O₂^—·产生速率、丙二醛(MDA)和可溶性糖含量均表现先降后升趋势;电镜观察发现：随着Cr⁶⁺浓度的增加,对细胞超微结构的损伤也加剧,表现为叶绿体膨胀,被膜破裂,类囊体片层解体;线粒体嵴数目减少,呈空泡状。可见,Cr⁶⁺破坏了菹草正常生理活动的结构基础,造成菹草生理功能紊乱。     

水杨酸对高温强光胁迫下小麦叶绿体D1蛋白磷酸化及光系统Ⅱ功能的影响

为了研究水杨酸（SA）对高温强光胁迫下小麦叶片类囊体膜D₁蛋白磷酸化和PSⅡ功能的影响,用0.5 mmol·L^-1 SA溶液预处理灌浆期小麦叶片,以水预处理为对照,然后将预处理植株进行高温强光（35 ℃,1 600 μmol·m^-2·s^-1）处理,测定胁迫处理过程中小麦旗叶光合电子传递速率、净光合速率、叶绿素荧光参数及D₁蛋白的变化.结果表明：SA预处理有效抑制了高温强光下D₁蛋白的净降解,保持了较高的D₁蛋白磷酸化水平、全链电子传递速率和PSⅡ电子传递速率,维持了较高的PSⅡ原初光化学效率（F_v/F_m）、实际光化学效率(Ф_PSⅡ)、光化学淬灭系数（q_P）和净光合速率（P_n）.表明外源SA通过调节小麦叶绿体D₁蛋白的周转,减轻了高温强光胁迫对叶片光合机构的损伤,有利于PSⅡ的正常运转.     

Genetics and fine mapping of a yellow-green leaf gene (<Emphasis Type="Italic">ygl</Emphasis>-<Emphasis Type="Italic">1</Emphasis>) in cabbage (<Emphasis Type="Italic">Brassica oleracea</Emphasis> var. <Emphasis Type="Italic">capitata</Emphasis> L.)

Cabbage (Brassica oleracea var. capitata L.) is one of the most popular cultivated vegetables worldwide. Cabbage has rich phenotypic diversity, including plant height, head shape, head color, leaf shape and leaf color. Leaf color plays an important role in cabbage growth and development. At present, there are few reports on fine mapping of leaf color mutants in B. oleracea. In this study, a naturally occurring yellow-green leaf cabbage mutant (YL-1), derived from the self-pollinated progenies of the hybrid ‘Hosom’, was used for inheritance analysis and gene mapping. Segregation populations including F₂ and BC₁ were generated from the cross of two inbred lines, YL-1 and 01–20. Genetic analysis with the F₂ and BC₁ populations demonstrated that the yellow-green leaf color was controlled by a single recessive nuclear gene, ygl-1. Insertion–deletion (InDel) markers, designed based on the parental re-sequencing data, were used for the preliminary mapping with BSA (bulked segregant analysis) method. A genetic map constructed with 15 InDels indicated that ygl-1 was located on chromosome C01. The ygl-1 gene is flanked by InDel markers ID2 and M8, with genetic distances of 0.4 cM and 0.35 cM, respectively. The interval distance between two markers is 167 kb. Thus, it enables us to locate the ygl-1 gene for the first time in B. oleracea. This study lays the foundation for candidate gene prediction and ygl-1gene cloning.     

不同灌溉处理对铁观音茶树光合作用的影响

以田间栽培的2年生铁观音茶树为试验材料,应用叶绿素荧光诱导动力学技术,以不灌溉为对照,分析不同灌溉间隔时间处理［5 d（T₁）、10 d (T₂)、15 d (T₃)、20 d (T₄) 和25 d (T₅)］对铁观音茶树叶片光合作用的影响.结果表明: 随着灌溉间隔期的延长,2年生铁观音茶树叶片水势和叶绿素含量降低; 净光合速率(P_n)先上升后降低,在T₂下达到最大(15.55 μmol·m^-2·s^-1); 光系统Ⅱ(PSⅡ)的原初光能转化效率(F_v/F_m)、可变荧光衰减(ΔF_v)和可变荧光淬灭速率(ΔF_v/F_o)均在T₂下达到最大值,分别为0.844、342.5和4.03.初始荧光(F_o)随着灌溉间隔期的延长而降低,而对照的F_o则呈上升趋势,表明干旱可对茶树叶片PSⅡ造成损害.灌溉间隔期为10 d处理有利于茶树叶片光合电子的传递和CO₂的同化,提高茶树的光合作用效率.     

铝胁迫下北美车前和车前生长及叶绿素荧光特性的比较研究

采用系列浓度AlCl₃溶液（100、500、800、2 000 mg·L^-1）进行处理,在处理后不同时间（0,10、20、30 d）,测定北美车前（Plantago viriginica）和车前(P.asiatica)的生长及叶绿素荧光特征指数,旨在比较外来入侵种北美车前和同属本地种车前的生长及叶绿素荧光对铝胁迫响应的差异。结果表明,车前和北美车前的根冠比在轻度铝（Al³⁺=100 mg·L^-1）处理下略有上升,在中度（Al³⁺=500 mg·L^-1）以上铝浓度处理下开始显著下降;叶绿素a、b含量在轻度铝处理下变化不明显,随着铝浓度的增加和处理时间的延长呈现明显下降趋势;叶绿素荧光参数F_v/F_m、Φ_PSⅡ及F_v/F_o值在低浓度铝的短时间处理下略有上升,随着铝浓度的升高和处理时间的延长则明显下降。结果表明铝胁迫对上述两种植物的生长和叶绿素荧光参数均有一定影响,但北美车前各参数的下降幅度小于车前,表现出比车前更为耐铝的生理特性。     

湿地植物小叶章对外源氮输入的响应

选取三江平原典型沼泽湿地植物小叶章为对象,通过野外控制试验（2004—2007年）,研究了4个不同氮素输入水平［0（对照,CK）、6（N₆）、12（N₁₂）和24（N₂₄） g·m^-2·a^-1］对小叶章叶片形态、叶绿素和生物量累积等的影响.结果表明：不同氮处理间小叶章叶长和叶宽未出现显著差异,比叶面积在N₁₂处理时最小［（149.54±18.27） cm²·g^-1］,即此氮处理水平下叶片的厚度最大.叶片的叶绿素含量均呈单峰型变化,峰前,随着氮输入量的增大而增大,且N₁₂和N₂₄处理下峰值出现的时间早于N₆和CK处理;峰后,N₂₄处理下叶绿素含量迅速降低,N₆处理则降低缓慢,说明适量的氮输入延缓了叶片衰老.连续的高氮（N₂₄）输入使小叶章的生长发育有所提前,在成熟后叶片出现早衰现象.2005和2007年生长季末,小叶章地上部分生物量均随着外源氮输入量的增加而增大,但是经过4年 (2007年) 连续高氮（N₂₄）处理的小叶章地上部分生物量较输入2年 (2005年) 时降低了53.72％.     

Identification and fine mapping of a thermo-sensitive chlorophyll deficient mutant in rice (<Emphasis Type="Italic">Oryza sativa </Emphasis>L.)

A thermo-sensitive chlorophyll deficient mutant was isolated from more than 15,000 transgenic rice lines. The mutant displayed normal phenotype at 23°C or lower temperature (permissive temperature). However, when grown at 26°C or higher (nonpermissive temperature) the plant exhibited an abnormal phenotype characterized by yellow green leaves. Genetic analysis revealed that a single nuclear-encoded recessive gene is responsible for the mutation, which is tentatively designed as cde1(t) (chlorophyll deficient 1, temporally). PCR analysis and hygromycin resistance assay indicated the mutation was not caused by T-DNA insertion. To isolate the cde1(t) gene, a map-based cloning strategy was employed and 15 new markers (five SSR and ten InDels markers) were developed. A high-resolution physical map of the chromosomal region around the cde1(t) gene was made using F₂ and F₃ population consisting of 1,858 mutant individuals. Finally, the cde1(t) gene was mapped in 7.5 kb region between marker ID10 and marker ID11 on chromosome 2. Sequence analysis revealed only one candidate gene, OsGluRS, in the 7.5 kb region. Cloning and sequencing of the target region from the cde1(t) mutant showed that a missense mutation occurred in the mutant. So the OsGluRS gene (TIGR locus Os02 g02860) which encode glutamyl-tRNA synthetase was identified as the Cde1(t) gene.