水稻原生质体制备条件的优化及其细胞壁变化的快速检测

以疣粒野生稻和栽培稻02428的成熟种子为材料,对愈伤组织的诱导和继代、胚性悬浮细胞系建立、原生质体制备、再生细胞团分化及植株再生进行研究。结果表明：（1）水稻愈伤组织诱导的最佳2,4-D浓度为0.014 mmol/L;（2）胚性悬浮细胞系建立的最佳条件为AA 悬浮培养基+ 0.009 mmol/L 2,4-D ,每25 mL液体培养基加入0.4 g愈伤组织的初始接种量,7 d的继代周期;（3）原生质体制备的最佳条件为20 g/L纤维素酶+ 1 g/L果胶酶,酶解5 h,800 r/min离心5 min;（4）用荧光增白剂（VBL）细胞壁染色液可以快速、准确的检测原生质体制备及培养过程中细胞壁的变化情况。     

云南野生稻资源及其保护

云南野生稻生态类型丰富,且具有抗白叶枯病、抗稻瘟病、耐旱、耐寒等栽培稻不具有或已经消失的遗传基因,是水稻品种改良的优良基因库。然而,随着人类社会经济活动对生态环境影响的加剧,这一宝贵的战略性生物资源正面临着快速消失的危险。为了加强云南野生稻资源的保护,近年来,我们对云南野生稻资源开展了原生境保护(物理隔离方式和主流化方式)及非原生境保护(种质库、种质圃、细胞库和DNA库)等保护技术研究,明确了各种保护方法的优缺点和适用性,保护了云南野生稻的多样性和丰富度,为改良栽培稻储备了丰富的基因源。     

基于CRISPR/Cas9的精准基因编辑技术研究进展

基因编辑技术是一种可以在基因组水平上对DNA序列进行改造的遗传操作技术。基于CRISPR/Cas9系统的精准编辑技术是一个操作方便、应用广泛的基因编辑技术,与传统的CRISPR/Cas9不同,精准基因编辑技术可以在不需要DNA模板的情况下对基因进行定点突变。本文重点介绍了近年来基于CRISPR/Cas9介导的精准基因编辑技术的发展,并深入分析了基因精准编辑技术面临的挑战和机遇。     

云南普通野生稻和地方稻WRKY45基因的克隆及转化

以云南地方稻‘三磅七十箩’(SB70)和景洪普通野生稻为材料,根据GenBank中水稻WRKY45基因序列设计引物,进行PCR扩增。结果表明,经测序得到目的基因长约1.3kb,推导的氨基酸具有WRKY蛋白典型的保守区域WRKYGQK。经BLAST分析,与GenBank中不同栽培稻WRKY45基因的相似性在85%以上,但也存在一些核苷酸差异,这些差异可能导致其调控抗逆能力更强。构建该基因的表达载体pCAMBIA1300,重组克隆后通过农杆菌介导法转入云南栽培粳稻‘云资粳41号’中,经PCR鉴定获得24株转基因阳性植株。     

分子标记技术及其在水稻基因定位上的应用

分子标记作为一种新兴的遗传标记手段,因其特有的优势而得到广泛的应用,带动了许多领域的快速发展.本文主要对分子标记的一般特点,基于全基因序列、简单重复序列、已知的特定序列、反转录转座子、单核苷酸的分子标记的类型及各类型代表性技术的基本原理和各自的优缺点进行详尽的综述,并进一步介绍了近年来分子标记在水稻基因定位上的相关应用,如水稻高产、优质、抗逆和抗病等重要农艺性状基因的分离克隆.最后还对分子标记技术在遗传图谱构建、基因定位和分子标记辅助育种等方面的应用前景予以展望,以期该技术能发挥更大的作用.     

云南野生稻抗褐飞虱评价及其抗性基因鉴定

褐飞虱是水稻生产中最严重的害虫之一,从野生稻中发掘抗虫基因,有利于培育具有抗虫能力强的水稻新品种。该研究通过对云南野生稻进行温室和大田抗虫鉴定以及9个已知抗褐飞虱基因的PCR鉴定,发现云南野生稻对褐飞虱表现出不同程度的抗性,尤其疣粒野生稻和药用野生稻对褐飞虱表现出高抗,可作为抗虫基因发掘的优良抗源材料;不同褐飞虱抗性的云南野生稻中含有的抗褐飞虱基因差异很大,3种野生稻中均不含Bph1和Bph18(t)抗病基因,景洪普通野生稻和元江普通野生稻可能含bph2基因,东乡普通野生稻可能含bph2、Bph15和Bph27(t)基因,疣粒野生稻中可能含bph2和bph19(t)基因,药用野生稻和药用野生稻(宽叶型)中可能含bph2和Bph6基因,药用野生稻F1中可能含bph2、Bph14和bph20(t)基因,药用野生稻F2中可能含bph2和Bph27(t)基因或者其同源基因。该研究为快速发掘利用云南野生稻中的抗虫基因奠定了理论基础。     

Pi-ta+基因和几丁质酶基因双价基因导入水稻的研究

为了提高‘云资粳41’和‘云资粳43’的抗稻瘟病能力,利用农杆菌介导法将二价表达载体pCAMBIA1300-Pi-ta⁺-Bchi转化到水稻愈伤组织中。经组织培养获得再生苗,再通过氯酚红显色法、PCR检测和抗稻瘟病鉴定法获得抗稻瘟病的转基因植株,为进一步创建持久、广谱抗稻瘟病水稻新材料奠定基础。结果显示:(1)抗性愈伤组织经分化和生根培养后,共获得T⁰代水稻再生苗137株,其中‘云资粳41’14株,‘中花11’82株,‘云资粳43’41株。(2)经氯酚红显色法和PCR对再生苗检测,‘中花11’、‘云资粳41’、‘云资粳43’的转化苗阳性率分别为66%、43%和55%。证明2个外源基因已经整合到水稻基因组中。(3)对转化阳性植株温室接种稻瘟病病菌66b鉴定结果显示,转基因植株较非转基因植株对稻瘟病的抗性明显增强,而且转Pi-ta⁺基因和几丁质酶基因双价的水稻植株比转单价Pi-ta⁺基因或几丁质酶基因的水稻植株抗稻瘟病能力强。（4）氯酚红检测结果存在一定的假阳性,PCR检测结果更真实可靠,但氯酚红显色法方便、快速,结果观察直观,可对大量的转基因植株进行初步筛选。研究表明,转Pi-ta⁺基因和几丁质酶基因双价基因的水稻植株具有更高的抗稻瘟病能力。     

白叶枯病菌胁迫下云南普通野生稻SSH文库的构建及抗病相关基因分析

以云南普通野生稻为材料,利用抑制差减杂交技术（SSH）,构建了白叶枯病菌胁迫的云南普通野生稻特异表达基因的差减文库.通过对文库所有阳性单克隆进行测序,聚类分析后共获得494条高质量的表达序列标签（EST）.经过BlastN分析,有417条与已知功能的序列有较高同源性;经BlastX分析,有104条EST与未知功能蛋白或假定蛋白有较高相似性,49条EST未能找到同源匹配,341条EST与已知功能蛋白有较高同源性.初步分析发现,这些基因主要涉及能量代谢、蛋白质代谢、核酸代谢、防御与抗逆应答反应、信号转导、光合作用及膜运输等代谢过程.使用半定量RT-PCR研究了7个可能与白叶枯病抗性相关的EST序列在云南普通野生稻对照和白叶枯病菌处理的叶片中的表达情况,并获得这些基因的表达谱.结果发现,克隆编号为OR7,OR68和OR826的EST受白叶枯病菌胁迫诱导上调表达,其中OR826 EST在蛋白数据库中无同源序列,可能是一类新的白叶枯病抗性基因,而组成型表达的OR143 EST在对照和接菌处理的叶片中均能检测到其mRNA的表达,但其表达量在白叶枯病菌胁迫48 h后逐渐增强,推测这些基因直接参与了云南普通野生稻抗病防御反应.本研究为从云南普通野生稻中发掘和克隆新的白叶枯病抗性基因提供了理论依据,为进一步研究云南普通野生稻抗白叶枯病的分子机制奠定了基础.     

药用野生稻拮抗稻瘟病内生细菌的筛选、鉴定及发酵条件优化

【背景】稻瘟病是水稻的三大重要病害之一，每年对水稻生产都会造成较大的损失，生物防治稻瘟病已成防治该病害的重要手段，而目前鲜少有报道从药用野生稻中分离内生菌用以防治稻瘟病。【目的】从药用野生稻内生菌中挖掘对稻瘟病具有拮抗作用的微生物资源。【方法】采用分离法从勐遮药用野生稻中先分离出内生菌，再通过平板对峙法筛选对稻瘟病菌具有拮抗作用的菌株，通过形态学和16S rRNA基因序列分析对菌株进行鉴定，同时筛选该菌株的最适培养基、pH、培养温度和摇床转速。【结果】筛选得到拮抗菌株Z5，在LB培养基上对稻瘟病菌菌丝生长的抑制率达到96.43%，经形态学和16S rRNA基因序列分析，初步鉴定为短小芽孢杆菌(Bacillus pumilus)。在NYBD、CM、LB、NA和YSP这5种培养基中，菌株Z5的最适培养基为NYBD培养基、最适pH值为8.0-9.0、最适培养温度为35℃、最适摇床转速为250 r/min。【结论】短小芽孢杆菌Z5对稻瘟病菌的生长具有较好的抑制作用，且该菌株耐高温、较耐酸碱，作为稻瘟病生防制剂研发具有一定的价值。