水稻抗褐飞虱基因Bph3和Bph24(t)的聚合育种利用

在水稻(Oryza sativa)的生产实践中,常常会受到褐飞虱(Nilaparvatal lugens)等多种病虫害的威胁。聚合不同抗性基因,培育抗性品系,是应对各种生物胁迫最有效的策略。传统香稻由于其自身抗性等条件限制,无法大面积推广。本研究结合分子标记辅助选择(marker-assisted selection, MAS)技术,以含有抗褐飞虱基因Bph3或Bph24(t)的供体亲本与含有抗稻瘟病基因(Pi2、Pib或Pimh)、抗白叶枯病基因(Xa23)或香味基因(badh2)的优质三系杂交水稻保持系和恢复系进行多亲本复合杂交。将抗褐飞虱基因聚合到优良水稻品系中,筛选获得41个含有抗褐飞虱基因且与其他目的基因以不同组合方式相聚合的稳定品系。抗性鉴定、香味检测和农艺性状测定表明,各聚合品系的褐飞虱抗性水平较受体亲本均有明显提升,且具有双抗、三抗和/或香味等优良表型。这些新品系为多抗、优质水稻新品种的选育提供新的种质材料。     

水稻叶绿体基因文库的构建和rps14基因的分离

水稻(珍汕97B)叶绿体DNA经Sau3A部分水解并从低熔点琼脂糖凝胶中回收出12—23kb大小的片段。得到的片段与λ噬菌体置换型载体EMBL3 DNA重组,采用体外包装系统构建了水稻叶绿体的基因文库。通过与探针的分子杂交,从文库中分离出含编码叶绿体核糖体小亚基蛋白质S14的基因(rps14)的克隆。     

水稻钾离子通道基因OsKAT1.1的克隆、表达载体的构建及其电生理功能

K+通道是植物高效吸收和体内运输K+的载体,对保证植物的钾素营养和增强抗逆性具有重要意义.水稻生长在淹水环境中,其K+通道在长期适应物种立地条件的进化过程中可能形成了有别于拟南芥等模式植物的独特功能特征和作用机制.本研究克隆了一个水稻KAT型K+通道基因OsKAT1.1,并利用电生理技术探讨其电生理功能.研究结果表明,通过一系列亚克隆过程,我们成功构建了适用于双电极电压钳和膜片钳电生理研究的表达载体pCI-OsKAT1.1和pTracer-CMV3-OsKAT1.1.进一步的电生理试验结果验证了构建过程的准确性,并表明水稻OsKAT1.1是一个由膜电位控制的吸收型K+通道.     

利用SSR定位籼稻品种Kaharamana中抗褐飞虱基因Bph9

褐飞虱是危害水稻生产最重要的害虫之一,利用寄主抗性被认为是防治褐飞虱最经济而有效的方法。斯里兰卡水稻品种Kaharamana对东亚和东南亚的褐飞虱种群均表现抗虫性,利用分子遗传学的方法对其携带的Bph9基因进行了SSR定位。所用的遗传群体为来源于Kaharamana和02428的含有180个单株的F2分离群体,每个F2单株套袋自交获得F2：3家系。利用苗期集团鉴定埘F2：3家系进行抗褐飞虱鉴定,以推测相应F2单株的基因型。连锁分析表明,Bph9位于第12染色体上的两个SSR标记RM463和RM5341之间,分别与之相距6．8cM和9．7cM。该标记有助十将Bph9用于分子标记辅助选择育种研究。     

水稻基因图

水稻基因组计划要完成4张图:遗传图、物理图、序列图以及转录图,它们是进行基因定位与基因克隆的重要工具。水稻是模式植物,其全基因组测序的完成、丰富的遗传资源和多个基因组研究数据库,极大地推动和加速了水稻基因图的绘制。对基因图绘制的原理及在水稻中的应用进行了论述。     

水稻基因设计育种

本书系统地介绍了水稻转基因技术、花药培养、分子标记辅助育种和基因组辅助育种的基本原理和方法,阐述了水稻产量性状、抗病虫性、抗逆性状、营养品质和特异种质的遗传研究及分子育种的最新进展、水稻基因设计育种数据库建设和水稻基因设计育种的展望,反映了在水稻分子育种方面获得的成果。全书共分12章,各章节前后呼应,     

水稻SL基因调控水稻的粒形

水稻产量和稻米品质的提高是水稻研究的中心问题。水稻产量主要取决于单株穗数、每穗粒数和粒重;粒重作为一个非常重要的产量性状,由粒长、粒宽和粒厚所决定。影响粒重和粒形的基因多为数量性状基因,精细定位并克隆到的较少。本研究中,我们克隆到一个影响粒形的基因SL,超表达（SL-OE）转基因植株表现出粒长增加、粒宽减小、叶宽减小的表型;同时,SL-RNAi的转基因植株呈现出粒长缩短、叶宽增加的表型。颖壳表面细胞在超表达转基因植株中伸长,而在RNAi转基因植株中缩短。叶片横向细胞数目在转基因植株中发生变化,推测乩基因可能与细胞分裂相关。SL-OE转基因植株中G嗽因被明显上调,说明盟基因可能通过调节GW2的表达对水稻粒宽造成影响。另外,观基因影响稻米的品质。     

基因重组改良水稻

日本《农业技术》,１９９９年５４卷６期第４４３页报道：日本三重县农技中心向基因导入难的水稻品种“越光”导入外来基因取得成功,概率高达２０％以上。所用的载体是由来于通常使用的ＰＢ１０１的Ｐ１Ｇ１２１Ｈｍ（具有匀霉素抗性、内含子ＧＵＳ基因）。其要点是在短时期（约３周间）诱导分裂旺盛的细胞,感染土壤杆菌。获得的基因重组水稻生长健壮,结实正常,自殖的第１代种子也能向导入性质的后代遗传。利用这种方法,导入绿色萤光蛋白质（ＧＦＰ：ＧｒｅｅｎＦｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔｐｒｏｔｅｉｎ）基因,照射近紫外线时,无论水稻…     

植物甲酸脱氢酶基因的表达调控及其生理功能研究进展

甲酸脱氢酶（FDH）是植物中普遍存在的一种含量丰富的酶。甲酸脱氢酶也是一种NAD依赖的酶,它催化甲酸氧化成二氧化碳的可逆反应。植物FDH是植物一碳代谢的一部分,它在植物响应各种环境胁迫、低氧或缺氧过程中发挥着重要的作用,因此在农学生产上具有很大的应用潜力。最近植物来源的FDH基因克隆和表达调控及其生理学功能等各方面的研究都取得很多重要的进展。综述了近年来植物来源的FDH基因克隆和表达调控及其生理学功能方面的研究进展。     

水稻长日抑制基因PhyB的多样性及区域适应性初探

Phy 是在长日照条件下抑制水稻开花的关键基因,但目前对水稻PhyB基因的遗传基础还不清楚,研究其分子遗传机制,对于培育光周期适应性广的品种以及扩大水稻种植区域具有重要意义。本研究选择78份亚洲栽培稻(34份籼稻和44份粳稻)及47份野生稻进行测序,对Phy B基因的核苷酸多态性、单倍型进行分析,计算籼稻、粳稻和野生稻的遗传多样性。结果表明,Phy B基因共有28个单倍型,其中有2个高频率的单倍型分别存在于2个栽培稻亚种中。从Network图可以看出栽培稻分为2组(A组和B组),A组栽培稻包括全部的籼稻和4个粳稻个体,B组栽培稻全是粳稻品种。亲缘地理学分析发现,A、B两组栽培稻具有明显不同的地理分布格局,且A组和B组开花时间差异显著,说明Phy B基因的2个高频率单倍型在2个栽培稻亚种中具有区域适应性,Phy B基因在栽培稻中具有明显的驯化信号,随着水稻种植区域的扩大,进化出适应不同地域特有的等位基因,导致开花时间对不同地区的区域适应性及多样性。     

金属转运蛋白SLC39A14的生理功能及作用机制研究进展

溶质载体家族39 (solute carrier family 39, SLC39; Zrt-and Irt-like proteins, ZIPs)作为金属离子转运蛋白家族共包括14个成员,均具有8个跨膜结构域。近年来,国内外研究者围绕SLC39A14 (又称ZIP14)的离子转运及生理功能开展了深入研究,提示SLC39A14具有转运Mn~(2+)、Fe~(2+)或Zn~(2+)等二价金属离子的功能,并通过转运Fe~(2+)而参与细胞铁死亡的发生。携带SLC39A14基因纯合突变的患者表现为锰离子蓄积及年轻型帕金森样体征。此外,有研究报道SLC39A14在肝脏疾病、胰岛素代谢、脂代谢及肌肉疾病中发挥关键作用,为丰富微量元素代谢调控网络及疾病防控提供了重要理论依据。然而,Slc39a14全身敲除与组织特异性敲除小鼠之间的表型不尽相同,因此其在不同组织中的金属离子转运功能及机制尚待深入研究。该文系统综述了SLC39A14在金属离子转运、代谢紊乱疾病和分子调控机制等方面的研究进展,并就未来研究方向进行了展望和讨论。     

水稻基因枪法多基因转化研究

为探索多基因转化系统,利用基因枪法进行水稻3个质粒的共转化研究,结果从25个转基因植株中获得3个三转化植株N12、K4-39和K1-1-66,成功地将分别位于不同质粒载体上的GUS,hpt和RTBV CP基因同时导入到水稻中。3个三转化植株中N12、K4-39正常可育。对N12的后代遗传分析表明,该转基因植株中3个载体所携外源基因均呈孟德尔式分离(3:1),3个外源基因分别整合到水稻的两条染色体上。GUS基因与hpt连锁,RTBV CP位于另一条染色体上。     

中国发现水稻新基因

据最新出版的《水稻基因通讯》报道,中国水稻研究所博士李西明等科研人员,从云南地方品种鬼衣谷等材料中研究发现的1个名为抗白背飞虱的新基因Wbph6(t),已经被国际水稻基因命名组织正式命名为Wbph6,这是中国在水稻抗白背飞虱研究领域中注册的第1个抗性基因。国际水稻基因命名组织称,此前国际上关于水稻白背飞虱抗性基因命名的抗性基因有5个,它们分别是Wbph1、 Wbph2、Wbph3、Wbph4和Wbph5。中国水稻研究所的这一发现使白背飞虱的抗性标准基因上升到6个。     

水稻抗虫基因工程研究进展

近年来,随着植物基因工程的发展,水稻抗虫转化研究工作进展迅速,一批极具应用潜力的抗虫品系初露端倪。综述了目前国内外水稻抗虫基因工程取得的进展。结合植物抗虫基因工程的研究成果,对目前水稻抗虫基因工程中存在的一些问题提出了相关的对策,其中主要讨论提高外源基因表达效率的途径。     

在水稻表达了外来基因因此水稻基因操作的手段已齐备

日本筑波大学生物科学系讲师内宫博文等和东京大学教养学部教授庄野邦彦等的研究组在世界上首次成功地向水稻细胞导入、表达外来基因。由于美国斯丹福大学生物科学部的Virginia Walbot 对玉米进行基因操作也已成功(参阅 Nature 杂志1986年2月27日号),因此,被认为是很难的单子叶植物的基因操作手段的准备工作大致已经齐备。今后有效地利用这种技术,单子叶植物的水稻、玉米、小麦等主要谷类作物将成为植物生物技术的研究对象。关于水稻方面的成果已在4月份于神奈川县召开的日本育种学会上初次发表。     

水稻抗白叶枯病基因Xα-14在分子标记连锁图上的定位

选取对水稻白叶枯病原菌6个菲律宾小种均为感病的籼稻品种珍珠矮为母本,携带抗病基因Xα-14的粳稻近等基因系CBB14(抗菲律宾5号小种P5)为父本配制杂交组合。F1植株对相对应的菌系P5表现全生育期抗病, F2群体在分蘖前期接种鉴定结果表明,抗、感植株的分离符合3:1显性单基因分离比。根据对F2群体中选择的99个单株进行的RFLP分析的结果,构建了水稻第4连锁群的分子图谱,并把抗病基因Xα-14定位于RG62 0和G282之间。 Abstract:In order to map a rice bacterial blight resistance gene Xα-14,a F2 population containing 99 plants was generated from a cross between Zhenzhuai(susceptible to all six Philippines races)and CBB14 with Xα-14(resistant to race 5).It was observed that resistant and susceptible plants were segregated in a ratio of 3:1.Based on RFLP analysis in the population,a molecular linkage map of chromosome 4 was constructed,and the gene Xα-14 was located between RFLP markers RG 620 and G282.     

白芷细胞外21kD钙调素结合蛋白的生理功能初探

利用Ｓｅｐｈａｄｅｘ Ｇ１００ 及ＣＭＳｅｐｈａｒｏｓｅ层析法,从白芷悬浮培养细胞的胞外盐提液中纯化了２１ ｋＤ 钙调素结合蛋白（２１ ｋＤＣａＭＢＰ） ,测其等电点的ｐＨ 为８ ．９ ,紫外薄层扫描显示其纯度达９４ ％ 以上。以此蛋白为抗原,用免疫小鼠腹水法制备了特异性抗体。由纯化的２１ ｋＤＣａＭＢＰ及其特异性抗体研究其对白芷悬浮培养细胞增殖的影响,结果表明：加入外源纯化的２１ ｋＤＣａＭＢＰ 抑制细胞增殖,半抑制浓度约８ μｇ／ｍｌ;而加入２１ ｋＤＣａＭＢＰ特异性抗体却促进细胞增殖效应。推测胞外内源存在的２１ ｋＤＣａＭＢＰ在生理条件下可能具有参与调节胞外活化ＣａＭ 信号分子的浓度,从而调节胞外ＣａＭ 的生物学功能。     

基因枪法转基因水稻中hpt基因稳定遗传

基因枪转化将潮霉素磷酸转移酶基因（ｈｐｔ）导入粳稻品种７７１７０,获得可育的转基因植株,研究外源基因遗传的稳定性。自交后代（Ｔ１和Ｔ２）经潮霉素筛选获得抗性植株和敏感植株,分子鉴定结果表明抗性植株带有ｈｐｔ基因,而敏感植株中没有ｈｐｔ基因存在。Ｔ１和Ｔ２代中潮霉素抗性表现为显性单基因位点的遗传方式,符合孟德尔分离规律,并得到分子鉴定结果的证实。Ｓｏｕｔｈｅｒｎ杂交结果显示,ｈｐｔ基因多拷贝整合在水     

Marker-assisted pyramiding of brown planthopper (Nilaparvata lugens Stål) resistance genes Bph1 and Bph2 on rice chromosome 12

Brown planthopper (BPH) (Nilaparvata lugens St?l) is a significant insect pest of rice (Oryza sativa L.). We constructed a gene-pyramided japonica line, in which two BPH resistance genes Bph1 and Bph2 on the long arm of chromosome 12 independently derived from two indica resistance lines were combined through the recombinant selection. The gene-pyramiding was achieved based on the previously constructed high-resolution linkage maps of the two genes. Two co-dominant and four dominant PCR-based markers flanking the loci were used to select for a homozygous recombinant line in a segregating population that was derived from a cross between the parental homozygous single-gene introgression lines. BPH bioassay showed that the resistance level of the pyramided line was equivalent to that of the Bph1-single introgression line, which showed a higher level of resistance than the Bph2-single introgression line. The pyramid line should provide a useful experimental means for studying the fine structure of the chromosomal region covering these two major BPH resistance genes.     

白芷细胞外21kD钙调素结合蛋白的生理功能初探

利用Ｓｅｐｈａｄｅｘ Ｇ－１００及ＣＭ－Ｓｅｐｈａｒｏｓｅ层析法,从白芷悬浮培养细胞的胞外盐提液中纯化了２１ｋＤ钙调素结合蛋白（２１ｋＤ ＣａＭＢＰ）,测其等电点的ｐＨ为８．９,紫外薄层扫描显示其纯度达９４％以上,以此蛋白为抗原,用免疫小鼠得水法制备了特异性抗体。由纯化的２１ｋＤ ＣａＭＢＰ及其特异性抗体研究其对白芷悬浮培养细胞增殖的影响,结果表明：加入外源纯化的２１ｋＤ ＣａＭＢＰ抑制细胞增殖,