水稻抗氨基酸类似物突变体的筛选——Ⅰ.抗S-(2-氨乙基)L-半胱氨酸(AEC)突变体的筛选

以赖氨酸类似物S-(2-氨乙基)L-半胱氨酸(AEC)为选择剂,从水稻花药培养中筛选出一个抗性突变体(R_(AEC))。突变体愈伤组织经过6个月继代培养后仍保持抗性稳定。R_(AEC)再生植株根尖诱导的愈伤组织经过3个月继代培养也保持稳定的抗性。R_(AEC)细胞内赖氨酸含量提高了近2倍,苏氨酸提高5倍多。其他氨基酸,如蛋氨酸、酪氨酸、丝氨酸等都有较大量的提高。 R_(AEC)愈伤组织对赖氨酸加苏氨酸混合物也具有抗性。突变体植株较原始类型稍矮小,巳正常结实。     

逆转座子Tos17的激活与水稻白叶枯病成株抗性的关系

为了研究水稻白叶枯病成株抗性是否与逆转子激活有关,运用SSAP (sequence-specific amplification polymorphism) 对成株抗性品种苗期和成株期接种白叶枯病原菌、清水接种及健康植株的基因组进行了逆转座子扫描。在筛选的约2000个逆转座子基因片段中,9个受苗期生长发育诱导激活,两个受成株期生长发育诱导激活,苗期和成株期各有3个受病原菌诱导激活。苗期生长发育诱导激活产生的逆转座子数目高于成株期,而病原菌诱导产生的逆转座子数目与成株期相当,表明水稻白叶枯病成株抗性可能与生长发育诱导的逆转座子激活相关。     

用组织培养法筛选水稻抗白叶枯病突变体——Ⅰ.水稻愈伤组织抗白叶枯病病原菌的选择及其再生植株的抗病性鉴定

选用感病品种南粳34去壳籽粒的愈伤组织,按种白叶枯病病原菌菌株Ks 8-4,共同培养,以期筛选抗菌愈伤组织。在365块接菌愈伤组织中,有63块局部生长,从中得到抗菌新愈伤组织63块,并分化出再生植株。鉴定再生植株当代R_1 45株,有44株抗病,1株感病。部分株系得到了R_2、R_3代植株,多代鉴定表明,其抗病性是稳定的和可遗传的。     

运用致病毒素筛选抗稻瘟病细胞突变体

本文研究报道了抗稻瘟病细胞突变体筛选方法、程序与结果,并对有关问题进行了讨论。毒素对水稻成熟胚愈伤组织的诱导与分化有明显的抑制作用,抑制程度随毒素浓度提高和处理时间延长而加强,但抗感品种之间差异显著。以含毒素的诱导培养基或诱导与分化培养基均含毒素的筛选处理效果较好,而且简便易行。5年来接种筛选了29个品种25000多个外植体,在已鉴定的349个R_1个体中,有183株表现抗病。经多次接种鉴定与选择,已获得12个高抗稻瘟病的株系和1个抗病丰产品系,并对部分抗病突变体的抗性基因进行了遗传分析。     

T-DNA插入水稻群体中卷叶突变体R1-A2的遗传分析

在根癌农杆菌介导的T-DNA(携带有除草剂Basta抗性基因bar和Ds因子)转化中花11水稻群体中,获得了一个叶片发生明显内卷的突变体R1-A。经过连续三代的分离鉴定,获得突变体的纯合株(R1-A2),并与中花11号进行杂交,在调查的36个F_1植株中,全部表现为卷叶,并对Basta除草剂都表现为抗性。在852个F_2单株中,卷叶为645株,正常叶207株,卷叶和正常叶的比例为3:1,其中,卷叶株均对Basta表现抗性,正常叶株均对Basta表现敏感,表明卷叶性状和Basta抗性存在着共分离关系。用扩增Ds因子的引物,对F_2中45个卷叶抗性株进行PCR鉴定,都获得预期长度的Ds因子片段,进一步表明在这些卷叶的植株中都有T-DNA的插入;而30个正常叶敏感株都不能检测到Ds的特征片段。在以卷叶突变(R1-A2)为回交亲本的F_1B_1植株中,全部植株表现卷叶;在以中花11号为回交亲本的F_1B_1植株中,卷叶和正常叶植株的分离比为1:1。上述结果表明该卷叶突变是个显性突变,受一个基因所控制,且该基因的突变与T-DNA的插入有关。     

石斛兰转ACS反义基因抗性原球茎及转化植株的筛选与鉴定

该试验就石斛兰转化ACS(1-氨基环丙烷-1-羧酸合成酶)反义基因的不同筛选方法和筛选处理对抗性原球茎筛选的影响,以及石斛兰转基因植株的再生与鉴定进行研究.结果表明:(1)石斛兰原球茎经带有gus报告基因和ACS反义基因的农杆菌LBA4404侵染共培养5d后除菌,采用逐渐提高选择压浓度的延迟筛选,并在低选择压浓度下切割而高选择压浓度下不切割的处理方式为抗性原球茎的最佳筛选途径,抗性原球茎获得率可达14.97％.(2)抗性原球茎繁殖时应逐渐降低选择压浓度,且在低选择压浓度下进行切割处理,繁殖倍数达到1.15倍,且原球茎生长势好.(3)抗性原球茎在1/2 MS+0.5 mg/L 6-BA培养基中的分化率达到73.85％;107株无根小苗培养于1/2 MS+1.0 mg/L NAA+50.0 mg/L Km(卡那霉素)+100.0 mg/L Cef(头孢霉素)培养基中进行生根培养,共获得了13株具有卡那霉素抗性的转化植株,转化效率达到12.15％.(4)转化植株经报告基因产物GUS组织化学检测和gus的PCR检测,证实带ACS反义基因的T-DNA已整合进石斛兰基因组中,且转基因植株在形态上与未转基因植株无明显差别,3株转基因植株移栽2个月后均已成活.     

T—DNA插入水稻群体中卷叶突变体R1—A2的遗传分析

在根癌农杆菌介导的T-DNA(携带有除草剂Basta抗性基因bar和Ds因子)转化中花11水稻群体中,获得了一个叶片发生明显内卷的突变体Rl-A。经过连续三代的分离鉴定,获得突变体的纯合株(Rl-A2),并与中花11号进行杂交,在调查的36个F1植株中,全部表现为卷叶,并对Basta除草剂都表现为抗性。在852个F2单株中,卷叶为645株,正常叶207株,卷叶和正常叶的比例为3：1,其中,卷叶株均对Basta表现抗性,正常叶株均对Basta表现敏感,表明卷叶性状和Basta抗性存在着共分离关系。用扩增DS因子的引物,对F2中45个卷叶抗性株进行PCR鉴定,都获得预期长度的Ds因子片段,进一步表明在这些卷叶的植株中都有T-DNA的插入;而30个正常叶敏感株都不能检测到DS的特征片段。在以卷叶突变(Rl-A2)为回交亲本的F1B1植株中,全部植株表现卷叶;在以中花11号为回交亲本的F1B1植株中,卷叶和正常叶植株的分离比为1：1。上述结果表明该卷叶突变是个显性突变,受一个基因所控制,且该基因的突变与T-DNA的插入有关。     

通过共转化和花药培养快速获得直链淀粉含量降低且无抗性标记的转基因水稻

用根癌农杆菌共转化的方法将p13W8质粒(含反义蜡质基因)和pCAMBIA1300质粒(含潮霉素抗性基因)导入水稻.经PCR检测,发现在29个T1群体中发生抗潮霉素抗性基因和反义蜡质基因的分离;从1 264个T1单株中筛选到183个只带反义蜡质基因片段的转基因植株.选择了4个直链淀粉含量降低的T1单株进行花药培养,获得正常结实的花培苗34株;经PCR检测,有23株为只含反义蜡质基因而无潮霉素抗性基因的植株.从转化到获得直链淀粉含量降低、遗传稳定的转基因植株仅用了一年半时间.     

利用组织培养技术选育玉米抗小叶斑病突变体

大叶斑病和小叶斑病是玉米最严重的病害,选育抗大、小叶斑病优良自交系及单交种是提高玉米产量的重要措施。Ｇｅｎｇｅｎｂａｃｈ等以玉米Ａ６１９ｃｍｓＴ愈伤组织为材料,筛选出对小叶斑病毒素具有抗性的愈伤组织与再生植株［１,２］,开辟了玉米抗病育种的新途径。...     

高静水压诱导水稻变异的初步研究

以高静水压处理水稻粤香占、粤丰占、998、999和毕粳38种子后的当代群体(M1),以及从中筛选到的突变株粤变长、巨无霸、粤丰压变1号-5号、毕籼为材料,研究了静水高压对水稻生长发育及其农艺性状的影响,结果发现：(1)与对照相比,粤香占和998处理当代群体的株高和有效穗数明显增加,但株叶形态没有明显变化;粤丰占、999和毕粳38的处理群体没有明显变化;(2)粤变长和巨无霸从第二代(M2)到第四代(M4)性状稳定,未发现明显分离,但在株高、有效穗数、穗粒数、粒长和千粒重等方面,与对照相比明显不同;(3)在M,代,粤丰压变1号一5号中除粤丰压变2号外的株高都发生了分离,而且粤丰压变4号分离出了大粒型和长芒型的植株;(4)毕籼从Mz代到lVt,代,性状稳定,但其株高、穗长、粒长和穗粒数均比对照显著增加,结实率和千粒重则明显降低;(5)经静水高压处理后的粤丰占种子发芽试验中,出现了双苗和3苗现象。这些结果表明静水高压能够影响水稻的生长发育,并能诱导水稻产生变异。     

一种新的水稻生长抑制物质

植物病原菌所产生的代谢产物不仅直接引起植物病害,有的还能阻碍或促进植物的生长和发育。从水稻恶苗菌中分离出的赤霉素可以促进植物的生长。近代研究发现,引起植物叶枯病的几种病原菌,如水稻白叶枯病、稻瘟病、胡麻叶斑病、玉米小斑病、甘蔗叶枯病、高粱叶斑病等的病原菌都能产生代谢产物,给农业带来危害。     

干旱响应转录因子DREB1A基因导入水稻光温敏核不育系的研究

以成熟胚诱导的愈伤组织作为农杆菌转化的受体材料,将诱导型启动子rd29A驱动的拟南芥DREB1A基因导入粳型光温敏核不育系水稻4008S,共获得67株再生苗.再生苗经0.75 mg/L除草剂草铵膦涂布筛选,有62株再生苗表现出对草铵膦抗性.PCR检测抗性苗中DREB1A基因,结果全为阳性.挑选部分进行Southem检测.结果表明目的基因已经整合到水稻基因组中.在干旱胁迫下,转基因水稻当代(T1代)植株的电导率显著低于非转基因对照植株(P＜0.05),脯氨酸含量显著高于对照植株(P＜0.05),证明DREBIA基因能提高水稻对干旱胁迫的耐受性.     

草果叶斑病防治初步研究

从发病的草果叶片上分离得到草果叶斑病病原菌,进行药剂筛选试验,把不同处理的哈茨木霉(Tri-choderma harzimum)菌株和病原菌对峙培养,结果表明:春雷霉素400倍药液下病菌菌丝无法生长,金歌1 500倍、多菌灵800倍、易保1000倍、春雷霉素500倍药液对病原菌菌丝生长抑制率在61%以上;不同处理的哈茨木霉菌株对草果叶斑病病原菌均有抑制效果,且药物诱变和紫外线诱变的突变菌株比野生型菌株抑菌效果显著。     

水稻盐碱逆境响应锌指蛋白基因OsZFP6表达特性及功能研究

筛选到C2HC型锌指蛋白,其编码304个氨基酸,命名为OsZFP6。分别使用碱性盐(NaHCO3)和H2O2对水稻两周龄幼苗进行胁迫处理,检测到OsZFP6相对表达量受其诱导,并在叶和根中出现差异,因此,推测OsZFP6参与相应的逆境响应调节途径。我们将一个绿色荧光蛋白(GFP)与之融合,发现OsZFP6定位在细胞核。此外,对过表达OsZFP6的水稻转基因植株进行NaHCO3胁迫处理,结果表明过表达植株均具有较强的耐受性;并且在株高、鲜重生理指标上,野生型植株低于过表达OsZFP6植株,在野生型植株体内的MDA、H2O2含量高于过表达植株;说明OsZFP6在响应NaHCO3胁迫时可以通过清除过氧化物来增强植物的抗性。初步推测OsZFP6基因参与响应碱性盐胁迫途径的调控,可能在转录调控中直接或间接发挥重要作用。     

稻瘟病菌孢子和毒素对水稻抗病性的诱导与苯丙烷类代谢途径的关系

用稻瘟病菌孢子和毒素处理水稻幼苗能诱导水稻对稻瘟病的抗性,经诱导的水稻植株提取液对稻瘟病菌生长有抑制作用。苯丙烷类代谢途径的三个关键酶(PAL、CA4H、4CL)活力在水稻萌发过程中都有一个消长过程,并存在着伴随性。毒素处理提高了PAL和4CL的活力。     

罗布麻EMS突变体库构建及黄酮变异突变体筛选

罗布麻(Apocynum venetum L.)突变体的获得是人工创新种质资源的有效途径,也是开展品种选育、功能基因组研究的基础。本研究以采自东营野生罗布麻种子作为材料,预试验结果表明0.7%的甲基磺酸乙酯(EMS,ethylmethylsulfone)溶液诱变罗布麻种子13 h能够达到半致死剂量。在此浓度和处理时间下构建了一个1452株的突变体群体,对获得的M1植株进行农艺性状和总黄酮含量性状筛选,初步获得125份农艺性状突变材料,其中包括8株白化植株、23株叶型变异株、16株叶色黄纹突变体、32株苗期分枝植株以及46株叶位变异突变体,突变频率分别为0.55%、1.6%、1.1%、2.2%和3.2%。此外,还筛选到2株总黄酮含量明显高于野生型和1株低于野生型的材料。在突变群体中对黄酮代谢途径中编码黄烷酮-3-羟化酶的基因(F3H,flavanone 3-hydroxylase gene)进行测序鉴定,结果鉴定到3株F3H基因的突变体。本研究构建的罗布麻突变体库表型丰富且突变位点可以鉴定,是罗布麻新种质筛选、品种选育以及基因功能研究的良好材料。     

利用马铃薯晚疫病菌粗毒素离体筛选马铃薯抗晚疫病无性系

以3个马铃薯品种叶片外植体的愈伤组织为材料、马铃薯晚疫病病菌培养粗毒素为筛选压力进行马铃薯抗晚疫病细胞变异无性系筛选。结果表明,不同品种的叶片、愈伤组织对毒素有不同的忍耐力。“费乌瑞它”最大忍耐的粗毒素浓度为40％,“东农303”、“早大白”则为50％。马铃薯晚疫病病原菌粗毒素对愈伤组织的诱导、生长、不定芽的分化及再生苗生根有显著的抑制作用,而且浓度越大,抑制作用越强。筛选结果抗性鉴定表明,经过粗毒素筛选的细胞无性系及其再生植株对高浓度粗毒素的抗性能力显著高于对照。     

烟草抗黑胫病突变体的细胞筛选

经实验我们成功地建立了在细胞水平上筛选烟草抗黑胫病突变体的筛选体系。该体系的主要内容为:γ-射线500—2000拉德诱变高度感病品种的花药后用50—80％的黑胫病菌粗毒素为选择压力,筛选出抗毒素花粉植株,用离体叶片法测定选出抗病植株,再从后代鉴定中选出抗病性能够稳定遗传的突变系。γ-射线及高浓度毒素处理均能得到抗病植株。选自感病品种的花粉植株中约有9—50％是真正抗病的。这些抗病植株中有一部分的抗病性能够稳定遗传。用该法已从感病优质品种小黄金1025及乔庄黑苗中选出6个突变系。并自N.C.628(抗)×小黄金1025(感)及N.C.628(抗)×庆胜2号(感)的F_1花粉植株中选出4个抗病系。所有的抗病系经3—4代后均表现出稳定抗性。其中一个突变体(R400)的抗性似由不完全显性多基因控制。     

转山菠菜胆碱单加氧酶基因(AhCMO)水稻创制及其耐盐性研究

胆碱单加氧酶(Choline monooxygenase,CMO)是高等植物体内合成甜菜碱的一个关键酶.利用载体pCAMBIA3300与玉米泛素(Ubiquitin)启动子构建了AhCMO基因的过表达载体.采用基因枪轰击愈伤组织细胞将AhCMO基因转化东稻3号(OryzasativaL.subsp.japonica Kato),经抗性筛选,获得再生苗18株,选取农艺性状与野生型基本一致的其中7株进行PCR与Southern杂交检测,获得3株转AhCMO基因阳性植株;RT-PCR的检测结果表明外源AhCMO基因能正常转录;草铵膦叶片涂布试验结果表明,Bar基因在转AhCMO基因水稻植株中能正常表达;对T1代转基因再生植株进行0.5%NaCl高盐处理,结果表明,4号、7号转AhCMO基因水稻耐盐性强于非转基因对照,说明外源AhCMO基因能提高东稻3号的耐盐性.     

大麦主栽品种亲缘系数和对叶斑病的抗性分析

为明确我国大麦主栽品种的遗传多样性及其对叶斑病的抗性来源,采用亲缘系数(COP,coefficient of parentage)分析方法对155个主栽大麦品种的遗传系谱进行聚类分析,同时对其中79个供试大麦品种在苗期和成株期分别接种2个强毒性菌株进行抗性鉴定。结果显示,155个品种聚为6个类群,有亲缘关系的品种占全部品种14.77%。在品种间组成的11935个组合中,1763个组合间存在亲缘关系,其COP值变化范围在0~0.7500之间,亲缘系数总和为157.5867,平均值为0.0132。根据系谱分析发现了不同育种单位所育品种的核心亲本,并追溯其主要的祖先亲本。此外,通过对叶斑病的抗性鉴定,发现大多数供试的大麦品种感叶斑病,高抗品种主要集中在垦啤麦系列品种和蒙啤麦3号,部分华大麦和驻大麦系列的品种在苗期或成株期中抗叶斑病。系谱分析及抗性鉴定结果揭示了我国大麦叶斑病抗性基因存在不同来源,分析结果有利于提高抗叶斑病基因筛选效率和缩小筛选范围,也将促进抗叶斑病新基因资源的发掘和利用。