差异显示法克隆与小麦低温诱导相关的磷脂酰乙醇胺结合蛋白基因

本研究利用差异显示技术检测经低温处理的小麦品种"石新828"及对照材料中的mRNA,获得2条差异片段序列。经Blast比对后,发现其中一条长为293bp的差异片段序列与小麦的一个冷调蛋白基因的mRNA(GenBank:AB097412.1)同源性为99%。该基因编码的蛋白属于磷脂酰乙醇胺结合蛋白家族,命名为wpebp。经荧光定量PCR分析,wpebp基因的表达量随低温处理时间的增长总体呈上升趋势,表明该基因与小麦的抗寒能力相关。     

γ射线诱变籼稻保持系T98B突变体的鉴定与农艺性状分析

辐射诱变是农作物种质创新的重要手段。本研究以杂交稻骨干亲本T98B为研究对象,以300Gy剂量的60Co-γ射线对其成熟种子进行处理,从辐射后代中鉴定出农艺性状变异材料,划分了变异类群,分析了各类型突变频率,为遗传改良奠定了材料基础。结果显示,经γ射线处理后的M1和M2种子的发芽率受到了显著抑制,分别比对照T98B降低了22.35%和14.67%;从M2群体中初步筛选出了207个变异单株;经M3~M5的遗传稳定性测试后最终获得了168份可稳定遗传的突变体,总突变频率达到了0.673%。按照变异部位将突变体划分成叶变异、茎/蘖变异和穗粒/花变异等3种类群,各类群分别含有34份、37份和97份突变体,占比20.24%、20.02%和57.74%;育性、叶色和株高等性状的突变频率较高,分别达到了0.212%,0.092%和0.088%。此外,本文简要描述了各类群的表型变异特点。结果表明,利用γ射线诱变能产生丰富的农艺性状突变体,本研究为水稻遗传改良提供新的种质资源奠定了基础。     

RT-PCR克隆籼稻叶绿素a/b结合蛋白基因全长cDNA及序列的in silico分析

根据日本晴cab4基因序列(GenBank:AK104499.1)设计引物,用RT-PCR的方法从籼稻9311中克隆了叶绿素a/b结合蛋白基因的全长cDNA,命名为cab-9311(cab gene from 9311)。insilico分析表明:cab-9311与cab4基因同源性为99%,编码的蛋白含有244个氨基酸,与cab4基因编码的蛋白同源性为98%。蛋白分子质量为26.9kD,理论等电点为6.52。第54位～第216位氨基酸是一个典型的叶绿素a/b结合蛋白功能域(chlorophyll a/bbinding domain)。跨膜分析和蛋白质三级预测显示,该蛋白在C端有一个典型的跨膜区。亚细胞定位分析表明该蛋白定位于叶绿体,是一个叶绿体内囊体膜上的锚定蛋白。     

转基因改良水稻抗稻瘟病的策略及其进展

稻瘟病是由子囊菌引起的广泛发生在世界各水稻产区的主要真菌病害。由于病原菌致病性的高度分化,使得对稻瘟病很难控制和防治。长期实践证明,培育抗病品种是稻瘟病抗病育种的主要目标。随着基因工程的发展,利用转基因技术导入外源基因改良稻瘟病抗性已成为一条新途径。现有研究表明,通过某些抗病基因、抗真菌蛋白基因、杀菌肽基因的克隆和转育,可以培育出获得对稻瘟病广谱抗性的水稻品种(系)。     

核黄素参与水稻非生物胁迫响应的分析

为探究核黄素在水稻非生物胁迫响应中的作用,以粳稻Kitaake和籼稻T98B为试验材料,考察了核黄素对2种材料的盐、高温、渗透、碱和氧化胁迫响应的影响,重点测定了盐和高温胁迫下水稻体内核黄素合成基因的表达和相关生理指标。结果表明,(1)施加外源核黄素有效提高了2种水稻材料的盐和高温胁迫耐受性,降低了渗透胁迫耐受性,而其氧化和碱胁迫耐受性不受影响。(2)逆境胁迫均不同程度地促进了核黄素在2种水稻材料中的积累,尤其在盐和高温胁迫下促进效果最明显。(3)盐和高温胁迫均诱导了核黄素合成酶基因的表达,促进了核黄素的生物合成,改善了水稻的胁迫耐受性。研究表明,非生物逆境胁迫能促进核黄素在水稻体内的合成和积累,外源核黄素也能明显提高水稻对盐和高温胁迫的耐受性,但却降低了其对渗透胁迫的耐受性。     

带npt-Ⅱ基因转基因水稻快速检测技术的建立

以转溶菌酶基因水稻纯系材料中花9号(ZH9(R))及其受体品种中花9号(ZH9(CK))为材料, 以ZH9(R)中携带的npt-Ⅱ基因作为辅助筛选标记, 利用抗生素对其进行处理, 建立了一套快速检测带npt-Ⅱ基因转基因水稻的技术体系。使用不同浓度的卡那霉素(Kanamycin, Kan)和G418溶液将ZH9(R)和ZH9(CK)成株离体叶片于室内室温下置于培养皿中浸泡处理, 通过观察叶片变化, 确定G418为检测带npt-Ⅱ基因转基因水稻的最佳抗生素, 将G418(溶液)80 mg/L浓度(处理4天)作为检测该类转基因水稻成株离体叶片的临界浓度。进一步用G418对ZH9(R)和ZH9(CK)种子、幼胚和幼苗进行了不同处理。确定: (1) G418(溶液)300 mg/L浓度(处理7天)作为检测该类转基因水稻种子的临界浓度; (2) G418(1/2 MS+0.5 mg/L 6-BA+1.5%蔗糖培养基)200 mg/L浓度(处理10天)作为检测该类转基因水稻幼胚的临界浓度; (3) G418(1/2 MS+0.5 mg/L 6-BA+1.5%蔗糖培养基)150 mg/L浓度(处理12天)作为检测该类转基因水稻幼苗的临界浓度, 并且通过PCR方法证实了上述结论。将这些结论应用于ZH9(R)转育后代叶片、种子、幼胚和幼苗群体的检测, 检测效果都非常明显。这为带npt-Ⅱ基因转基因水稻建立了一套简便、直观且准确的检测方法。     

水稻黄叶少分蘖突变体yllt1的鉴定及基因定位

采用⁶⁰Co-γ射线诱变籼稻（Oryza sativa subsp.indica）保持系‘T98B’获得一份兼具黄叶和少分蘖表型的突变体yllt1（yellow leaf and less tillering 1）,利用色素含量测定、构建显隐性混池和基因表达量测定等方法从表型和遗传层面对其遗传特征进行分析。结果显示：yllt1苗期叶绿素a和叶绿素b含量为野生型水稻品种‘T98B’的77.78%和60.00%,叶绿体发育异常,缺乏功能性叶绿体类囊体片层;其分蘖盛期的单株分蘖数为野生型的21.43%。遗传分析发现,在突变体yllt1与‘T98B’的杂交F₂群体中,黄叶与少分蘖性状的重组率为0.00%,表明yllt1同时控制叶色与分蘖表型;yllt1呈隐性遗传,受一个细胞核基因独立控制。该研究进一步采用连锁分析法将yllt1精细定位到第11染色体上,经测序分析推断发生了突变的登录号为LOC_Os11g05552的基因是yllt1的目的基因;该基因编码叶绿体前体信号识别颗粒54 kD（cpSRP54）蛋白,其第1外显子的第29位碱基C发生了缺失,将造成其蛋白产物从N-端至C-端氨基酸组成的严重破坏。RT-qPCR分析结果显示,yllt1叶中叶绿素合成基因OsCAO1、OsCAO2与OsNOL等的表达量明显下调;茎中分蘖正向调控基因OsTAC1受到显著抑制,而负调控基因OsTB1与OsDLT的表达量明显增强。研究结果表明cpSRP54同时参与了水稻叶色和分蘖的调控。     

水稻蔗糖转运蛋白研究进展

蔗糖转运蛋白是光合产物运输与分配调控网络中的重要节点,主要参与蔗糖从"源"到"库"的质外体运输,在蔗糖的感应、"源"器官装载、韧皮部长距离运输和"库"器官卸载中起重要作用。总结和分析了水稻蔗糖转运蛋白基因家族的组成、蛋白结构特点、表达与调控特性、生物学功能等方面的研究进展,在此基础上,提出了蔗糖转运蛋白基础理论和应用研究方面存在的不足及应予重视和加强的主要方向。