一个新的水稻矮秆突变体的遗传分析和基因定位

新的水稻矮秆基因的发掘,对深入研究植物株高的调控途径及株型育种有非常重要的作用。我们报道了从日本特早熟粳稻品种Kitaake的组织培养后代获得的一个矮秆突变体dm,该突变体植株细小,紧凑,机械强度降低,结实率下降,籽粒变窄,千粒重降低等。利用分离群体中的矮秆株,最终将目标基因定位在第4染色体长臂末端InDel标记EL-72和L-1之间,物理距离为168 Kb的区间内,该区间内无已报道的水稻矮秆基因,该基因可能是一个尚未被克隆的新的株高决定基因。     

一个新的水稻小粒矮秆基因的分子标记定位及效应分析

从水稻(Oryza safjva L．)半矮秆品种蜀恢I62中发现一份小粒矮秆突变体“I62d”。对I62d与4个半矮秆品种杂交F1和F2代的遗传分析表明,I62d的矮生性由一对隐性基因控制。以II-32B／162d F2代作定位群体,用分子标记将I62d突变基凶定位丁水稻第3染色体短臂,该基因与微卫星标记RM218和RMI57之间的遗传距离分别为3．5cM和10．0cM。同时,利用近等基因系分析了该基因的表型效应,结果表明它可使株高降为正常高度的1／4左右,籽粒降为正常大小的1／4左右,并使叶片显著缩短、加宽,结实率显著降低。我们认为162d突变基因是一个新的水稻小粒矮秆某因,暂命名为dI62(t）。     

一个水稻矮秆突变体的遗传分析及基因定位

水稻（Oryza sativa）是我国重要的粮食作物之一。水稻矮秆材料的引入掀起了第1次＂绿色革命＂。但近年来,在水稻育种中矮生基因遗传单一的问题越来越突出,已经严重影响到水稻产量的持续提高。利用60Co-γ射线辐照籼稻亲本材料M804获得了一个性状能够稳定遗传的矮秆突变体MU101。对该矮秆突变体和台粳16号杂交获得的F2代的遗传分析表明,该矮秆性状受1对隐性单基因控制,并暂命名为ds1。利用已有的SSR分子标记将DS1基因定位在水稻第5号染色体上,通过扩大群体和开发新的Indel标记,进一步将DS1基因定位在2个Indel标记之间,两者间的物理距离大约为384kb。该研究为DS1基因的克隆及其在生产中的应用奠定了基础。     

水稻半矮秆基因sd—t的染色体定位研究

以籼型标志基因系和IR36三体为工具材料,通过杂交研究了籼稻矮秆材料矮泰引-2所携半矮秆基因sd-t在染色体上的位置。结果表明,半矮秆基因sd-t与标志基因系019所携紫果皮基因Prp-b、标志基因系B30所携无叶舌基因lg、标志基因系027所携灰白壳基因Wh表现连锁,sd-t与Prp-b之间的交换值为2.85%±0.52%, sd-t与lg之间的交换值为27.90%±3.81%,sd-t与Wh之间的交换值为38.62%±2.99%。由于Prp-     

一个新的水稻小粒矮秆基因的分子标记定位及效应分析

一个新的水稻小粒矮秆基因的分子标记定位及效应分析 李秀兰 吴 成 邓晓建 王平荣 李仁端 杨志荣     

水稻半矮秆基因sd-t的染色体定位研究

以籼型标志基因系和ＩＲ３６三体为工具材料,通过杂交研究了籼稻矮秆材料矮泰引－２所携半矮秆基因Ｓｄ－ｔ在染色体上的位置。结果表明,半矮秆基因Ｓｄ－ｔ与标志基因系０１９所携紫果皮基因Ｐｒｐ－ｂ、标志基因系Ｂ３０所携无叶舌基因１ｇ、标志基因系０２７所携灰白壳基因Ｗｈ表现连锁,ｓｄ－ｔ与Ｐｒｐ－ｂ之间的交换值为２．８５％±０．５２％,ｓｄ－ｔ与ｌｇ之间的交换值为２７．９０％±３．８１％,ｓｄ－ｔ与Ｗｈ之间的交换值为３８．６２％±２．９９％。由于Ｐｒｐ－ｂ、ｌｇ、Ｗｈ基因均位于第４染色体上,因而推定ｓｄ－ｔ基因位于第４染色体上,其排列位置可能是Ｐｒｐ－ｂ－ｓｄ－ｔ－ｌｇ－Ｗｈ。     

水稻OsWTF1基因启动子的克隆与表达分析

目的：分析水稻OsWTF1基因启动子的功能及核心序列。方法：利用PCR技术从水稻日本晴基因组中克隆了转录因子WTF1编码区5上游大小为2049bp的调控区域,命名为OsWTF1,将它和长度为1631、608、474、415bp的5端缺失体分别与GUS基因融合构建表达载体,并用农杆菌介导法转化水稻。结果：GUS组织化学分析表明,OsWTF1、Os1631能够驱动GUS基因在根、茎、叶、叶鞘、花药、颖壳上的表达,Os608,Os474,Os415能驱动GUS在根、茎、花药、颖壳中表达,在叶鞘中未表达,而且在叶中的表达也很微弱。结论：OsWTF1启动子核心序列可能位于-1bp--415bp之间,在-608bp--1631bp之间可能存在与基因叶肉特异表达相关的重要元件。     

水稻半矮秆基因sd－g的染色体定位研究

以标志基因系和ＩＲ３６三体为工具材料,通过杂交,研究了籼稻矮秆材料双矮所携半矮秆基因ｓｄ－ｇ在染色体上的位置。结果表明：半矮秆基因ｓｄ－ｇ与标志基因系Ｍ４所携隐性主基因ｇｈ－１和Ｍ２７所携隐性主基因ｎ１表现连锁。ｓｄ－ｇ与ｇｈ－１之间的交换值为２４．３３％±３．９６％,ｓｄ－ｇ与ｎ１之间的交换值为２９．４４％±４．８１％。由于ｇｈ－１和ｎ１均位于第５染色体,因而推定ｓｄ－ｇ位于第５染色体上。     

水稻Dwarf1移码突变的新突变体鉴定

从一批水稻品种"中花11"组织培养苗里分离到一个矮化突变株"C6PS",它的T2代群体株高呈现3:1分离。利用该群体矮化单株与"珍汕97"、"牡丹江8"构建2个F2群体F2(CZ)、F2(CM),两个群体中高株与矮株均呈现3:1分离,证明该性状变异为单基因控制。"C6PS"表现型与已经报道的Dwarf1隐性突变体"d1"相似,以D1附近标记RM430检测F2(CZ)群体基因型,结果显示群体表型与RM430基因型呈极显著相关(P=0.0001),将该基因初步定位于Dwarf1附近。对"C6PS"及"中花11"进行D1序列分析显示,突变株中D1基因在其第九个外显子与第九个内含子的剪接位点上发生6个碱基的缺失,根据缺失两侧序列设计C6PS-D1L/R标记,在T2代群体该标记与表型呈现共分离,表明"C6PS"是一种新的Dwarf1突变体。cDNA测序显示突变体d1基因转录产物发生26个碱基的缺失,导致移码产生终止突变,从而无法翻译出有功能的Gα蛋白,因此,它是一个Gα功能缺失突变体。叶倾斜度检测显示"C6PS"对油菜素内酯响应比野生型"中花11"弱。     

水稻超短根突变体ssr1的遗传分析和基因定位

该研究从甲基磺酸乙酯(EMS)诱变的籼稻‘Kasalath’突变体库中筛选到1个根系超短的突变体,命名为ssr1(super short root 1),8d苗龄突变体的主根和不定根长度分别只有野生型的8.89%和2.29%,其不定根发生正常,但侧根的发生和伸长都受到严重抑制,且根毛也非常短。此外,ssr1植株整体矮小,株高不到野生型的一半。遗传分析结果表明,该突变性状由1对隐性核基因控制。利用图位克隆技术将SSR1基因定位在第9染色体的STS(sequence tagged site)分子标记9g7047K和9g7290K之间,物理距离约为243kb,在定位区间共发现39个预测基因,经分析其中没有已克隆的根系发育基因。对SSR1的定位为进一步克隆该基因和阐明水稻根构型的分子机理奠定了基础。     

水稻rab5B基因在大肠杆菌中的表达、纯化和GTP结合分析

Rab5B类蛋白因为其编码产物的N端具有特殊结构而被认为是一类特殊的蛋白质.水稻rab5B基因Osrab5B是这类蛋白质基因在单子叶植物中的首例发现.将Osrab5B基因的编码序列按正确读码框重组到具有谷胱甘肽硫转移酶（glutathione S-transferase, GST）融合标签的pGEX-4T1表达载体中,转化大肠杆菌,获得了稳定表达目标融合蛋白的菌株,经GSTrap^TM柱纯化,获得了纯化的目标融合蛋白.GTP结合试验表明,在原核细胞中表达出的GST-OsRab5B融合蛋白具有体外结合GTP的能力.     

水稻短根突变体Osksr5的遗传分析和基因定位

水稻根系对其生长、发育及产量等起着至关重要的作用。该研究从甲基磺酸乙酯（ethyl methane sulfonate,EMS）诱变的籼稻Kasalath突变体库中筛选到1个根系变短的突变体,命名为Osksr5（Oryza sativa kasalath short root 5）,该突变体植株具体表现为主根、不定根和侧根都明显变短,不定根的数目相对减少,株高与野生型相比也明显矮小。遗传分析结果表明,该突变性状由1对隐性核基因控制。利用图位克隆技术将OsKSR5基因定位在第1染色体的STS（sequence tagged site）分子标记33027k和33471k,物理距离约为444 kb。对OsKSR5基因的定位为进一步克隆该基因和阐明水稻根系发育的分子机理奠定了基础。     

水稻短根突变体Osksr6的遗传分析和基因定位

该研究对从甲基磺酸乙酯(EMS)诱变的水稻突变体库中筛选到的一个短根突变体Osksr6(Oryza sativa kasalath short root 6)进行了表型鉴定、遗传分析与基因定位。结果表明:(1)生长7d的突变体Osksr6与野生型相比,株高与不定根数量差异不明显,但主根变短61.98%、不定根变短46.42%,侧根的发生与根毛的伸长也受不同程度抑制;成熟期的Osksr6分蘖数明显减少,总穗长与结实率均较野生型差。(2)遗传分析结果显示,突变体Osksr6的短根性状受1对隐性基因控制。(3)利用图位克隆技术,将突变基因OsKSR6定位于3号染色体InDel标记28420k和28880k之间,物理距离约460kb,该区间没有已报道的与根系发育相关的基因。该研究为进一步研究水稻根系生长的分子机理奠定了基础。     

水稻Argonaute 2蛋白的原核表达与多克隆抗体制备

为了制备水稻Argonaute 2(AGO2)的多克隆抗体,该研究采用RT-PCR扩增OsAGO2蛋白165~401aa片段和440~570aa片段的编码序列,并构建了2个原核表达载体。诱导表达重组蛋白后注射家兔,制备了相应的多克隆抗体,最后利用Western blot初步分析水稻AGO2蛋白的表达模式。结果表明:成功构建2个表达载体,通过诱导获得了分子量约为30kD和23kD的重组蛋白。其中,以440~570aa片段为抗原所制备的多克隆抗体免疫印记效果较好。Western blot表明在水稻花药、愈伤组织及小穗中检测到OsAGO2表达。该研究为进一步深入探讨水稻OsAGO2基因的特性与功能奠定了基础。     

水稻MITEs类转座子mPing研究进展

Miniature Ping(mPing)是小型反向重复转座子(Miniature Inverted-Repeat Transposable Elements,MITEs)类转座子Tourist-like超家族重要成员,是水稻基因组内检测到的第一个活跃的MITEs,是MITEs大家族中少数低拷贝且可以在自然状态下维持转座活性的成员之一,因此,mPing是转座子相关领域研究的良好素材。该文综合阐述了近年来国内外有关mPing的结构、转座酶供体、激活特性以及对基因组的影响等方面的研究进展,为进一步深入探究MITEs的转座机制以及mPing转座子的开发利用提供资料。     

Ultrastructure and Gene Mapping of the Albino Mutant al12 in Rice (Oryza sativa L.)

Seedling albino mutation resistant to low temperature is an adaptability of rice (Oryza sativa L.) to cold. The mutant, a conditional expression controlled by development and temperature, differs from other albino mutants. The chlorophyll content of the mutant was measured using a portable chlorophyll meter, and the ultrastructure of the chloroplast was observed using a transmission electron microscope. Chlorophyll content was 1.2 SPAD, and the chloroplast did not develop, with only small vesicle-like structures. A segregation analysis of the reciprocal crosses between the albino mutation line with the rice line 9311 demonstrated that the albino trait was controlled by a single recessive gene, which was flanked by SSR markers RM5068 and RM3702 on the short arm of chromosome 8 with a distance of 0.5-1.1 cM and 4.9 cM, respectively. This gene was mapped within a 6 cM interval region and was tentatively referred to as al12.     

水稻组蛋白脱乙酰化酶基因HDA705启动子的克隆与表达特性分析

为探讨水稻(Oryza sativa)组蛋白脱乙酰化酶基因HDA705的功能和表达特性,根据NCBI上登录的水稻HDA705基因(GenBank登录号:AK111861)的序列,克隆了5′端2 kb的启动子片段proHDA705,并构建了proHDA705:GUS表达载体。通过农杆菌介导法转化水稻,并获得了转基因株系。GUS检测结果表明,proHDA705仅在水稻的根、茎、叶及部分颖壳的表皮毛等器官中表达,而在花器官中不表达,这表明HDA705具有组织表达特异性。     

Nitrate reductase induction and molecular characterization in rice (Oryza sativa L.)

Summary Barley nitrate reductase cDNA clone bNRp10 was used as a hybridization probe to screen a genomic DNA library of rice (Oryza sativa L.) cultivar M201. Two different lambda clones were isolated, subcloned to plasmids, and partially characterized. The subclone pHBH1 was tentatively identified as encoding a NADH nitrate reductase. Southern and dot blot analysis suggest that, in rice, nitrate reductase is encoded by a small gene family. Regulation of NADH nitrate reductase was investigated in rice cultivars Labelle and M201 representing the subspecies indica and japonica, respectively. In the absence of nitrate, only trace levels of nitrate reductase activity and mRNA were detected in seedling leaves. Upon addition of nitrate to seedling roots, nitrate reductase activity and mRNA increased rapidly in leaves. Nitrate reductase activity continued to increase over a 24 h period, but the mRNA accumulation peaked at about 6 h and then declined. Western blot analysis with a barley NADH nitrate reductase antiserum showed the presence of two bands of approximately 115 and 105 kDa. These protein bands were not detected in extracts of tissue grown in the absence of nitrate.     

水稻胁迫相关基因OsPM1启动子的克隆与分析

依据NCBI数据库OsPM1的序列信息,采用PCR技术扩增获取OsPM1的2 100bp的启动子序列。利用PLACE预测启动子的顺式作用元件分析表明,启动子内含有大量与胁迫相关的顺式作用元件,主要有ABA响应相关元件、脱水响应元件、低温响应元件、热激响应元件和转录因子结合元件。构建OsPM1的启动子和GUS基因融合表达载体,转入拟南芥。组织化学染色分析结果显示,非生物胁迫处理前,幼苗中GUS基因表达水平很低;干旱、低温、高盐等胁迫处理后,GUS基因表达量显著升高。研究表明,OsPM1的启动子能够显著提高在干旱、高盐和低温处理后下游基因的表达水平。