一个控制水稻籽粒长度主效基因--Lk-4(t)的BC2F2群体定位及其遗传效应分析

水稻籽粒大小和形状是影响稻米外观品质和产量的重要影响因素,对控制这些性状基因的定位和克隆有助于弄清籽粒大小基因的表达模式和相应的代谢系统,最终实现该性状的自由调控。运用SSR和CAPs标记对来源于蜀恢527//蜀恢527／小粒回交组合BC2F2群体800隐性长粒单株进行分析,定位了一个控制水稻籽粒长短的基因,Lk-4（t）。对F2和BC2F2群体籽粒大小形状和千粒重的遗传分析表明,回交能将大部分对目的基因效应具有干扰修饰作用的微效基因多态性除去,从而有利于对目的基因型的准确鉴定;在F2和BC2F2群体中只发现两类籽粒长短表现型,即短粒和长粒,并且二者分离比例符合3：1的典型一对等位基因分离比例。这说明群体中籽粒长短变异是受一对基因控制。通过对BC2F2群体中隐性（长粒）单株进行分子标记分析,将这个控制籽粒长短的主效基因定位在3个CAPs标记,P1-EcoRV,P2-SacⅠ和P3-MboⅠ附近。连锁分析表明,Lk-4（t）位于水稻第3染色体着丝粒附近,离标记P1-EcoRⅤ和P2-SacⅠ分别有0．90cM和0．50cM的距离。     

一份条斑和颖花异常水稻双突变体的形态特征和细胞学观察

在水稻遗传转化过程中发现一个不含外源基因的条斑和颖花异常的双突变体。该突变体的茎、叶、穗出现条斑。在分蘖盛期,一些叶片开始分岔或卷曲;花器官数目增多,表现为多内外稃,叶片状浆片,或浆片增大,雌雄蕊增多,颖花开裂。透射电镜对叶片白色组织细胞超微结构观察,发现细胞壁内陷,质体结构异常,不能发育出正常叶绿体所具有的片层和类囊体。叶绿素总含量和净光合速率明显低于野生型。突变体绿色组织部分中的细胞生长正常,但细胞较大。利用扫描电镜对花器官形态发生过程进行观察,雄蕊原基发育严重不同步,原基大小也不一样;心皮原基较小。     

植物D型细胞周期蛋白

D型细胞周期蛋白(cyclinD,CycD)调控着细胞周期G1/S的转换,基本过程为CycD在外界环境刺激下积累,并与周期蛋白依赖激酶(cyclin-dependentkinase,CDK)形成有活性的激酶,促进成视网膜细胞瘤蛋白(retinoblastoma,Rb)磷酸化,使E2F因子释放,由此促使G1/S转换,这一调控系统在高等真核生物中具有很高的保守性。CycD与其他细胞周期蛋白表达有所不同,其受到生长因子的强烈诱导,去掉生长因子后,表达水平迅速下降,导致细胞被抑制在G1期。大量研究表明,CycD是细胞周期中一个关键的“感受因子”,CycD基因的表达是细胞周期进程中的限速因子,影响着植物的生长发育。现对植物CycD的特征以及在细胞周期中的功能进行综述,并探讨了其在植物生长发育中的作用。     

PTD-hEGF融合蛋白在大肠杆菌中的表达及活性分析

为获得hEGF在大肠杆菌中的高效表达,构建了pPTD-hEGF原核表达载体。将其转化大肠杆菌BL21(DE3),经0.3mmol/LIPTG诱导,PTD-hEGF融合蛋白进行了有效表达,表达产物主要形成了包涵体。经Ni2 -NTA亲和层析纯化,融合蛋白的纯度达99.5%。MALDI-TOF-MS分析证明表达的融合蛋白氨基酸序列完全正确。PTD-hEGF融合蛋白能明显促进HEK-293细胞的分裂和生长。     

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。     

利用微卫星标记鉴定水稻的稻瘟病抗性

应用水稻稻瘟病抗性基因Pid(t)紧密连锁的微卫星标记RM262对含有该抗病基因的品种地谷与感病品种江南香糯和8987的杂交F2群体进行遗传分析和抗性鉴定,结果表明,RM262的PCR扩增物在抗、感品种之间的多态性较好;在2个F2群体中,RM262和抗病基因间的重组率分别为5.74%和8.17%,应用该标记的抗性纯合和杂合带型选择抗性植株,其准确率可达98%以上。此外,还就分子标记辅助育种进行了讨论。     

直立密穗基因DEP2-1388的遗传分析及在杂交稻中的育种利用

通过EMS诱变籼型重穗恢复系蜀恢498,获得一个直立穗突变体R1338。与野生型相比,突变体表现为植株变矮、穗直立、穗长变短、一次枝梗变短、着粒密度增加、穗部抗弯曲力极显著增强、籽粒增宽增厚、粒长变短。组织细胞学分析发现,穗颈节直径、纤维素含量和木质素含量在穗部抗弯曲上发挥了重要的作用。遗传分析表明该直立穗表型受一对半显性核基因DEP2控制,通过重测序以及MutMap方法定位发现,在R1338突变体中,DEP2第7外显子有一个A到G的碱基置换,导致第928个精氨酸(AGG)被置换成甘氨酸(GGG),推测R1338直立穗性状可能由DEP2中该SNP导致。用R1338、野生型与不同穗型不育系分别配组,R1338与弯曲穗不育系所配组合穗部表现半直立,且保持较高的结实率和杂种优势,与DEP1直立穗不育系配组表现为基因累加效应的直立穗。本研究还讨论了直立穗突变体R1338在杂交水稻育种中的利用价值。     

水稻插入突变库构建研究进展

水稻是单子叶植物基因组研究的一种模式植物 ,其全基因组测序已经完成 ,在此基础上开展功能基因组的研究。水稻插入突变体库的建立是功能基因组研究的一个重要内容 ,在此基础上也能进行正向遗传学及反向遗传学的研究。水稻插入突变体库构建的方法有T DNA插入突变、Ac Ds系统插入突变、Tos1 7插入突变。分别介绍三种方法的原理及其在水稻突变体库构建中的应用和研究进展。