水稻(Oryza sativa L.)×狼尾草(Pennisetum sp.)杂种F_1的细胞学观察

1.本工作对于邓炎棠所获得的水稻北陆12-狼尾草杂种 F_1不孕植株进行了细胞学观察,附带对于胚囊的形成及雌配子体的分化作了简单的描述。2.在孕穗期固定的材料中观察到多数大孢子在形成过程中即退化而不能发育成胚囊。一些已形成的胚囊中没有细胞而也呈退化现象。雌配子体大多数不能正常分化为卵器、极核与反足细胞,或能分化而细胞的数目不正常,有时卵器中助细胞与卵细胞不能区分。在有一些情况下子房膨大而胚囊中充满了液体。仅在少数情况下观察到雌配子体的正常发育。3.母本水稻的染色体为 n=12,父本狼尾草的染色体为 n=9,而杂种 F_1的体细胞染色体变化在12—42之间,而在花粉母细胞中的染色体则变化在12—20之间,但也有多至30余者。4.在减数分裂中期Ⅰ及Ⅱ和后期Ⅰ及Ⅱ都经常看到有大量落后的染色体。在后期Ⅰ及Ⅱ偶然也遇到染色体桥。在末期Ⅰ及Ⅱ或甚至在形成四分孢子时仍经常观察到遗留在核外的染色体。但并不形成小核。5.在减数分裂的两次分裂中纺锺体的形成都是正常的,没有发现细胞的不等分裂,多极纺锺体或多纺锺体等现象。四分体的形成同样也是正常的,没有发现二分体或五分体等的形成。但是,小孢子形成后,其核大多数不能分裂,因而产生了败育的花粉粒。仅在极少数花的花药中见到正常的花粉粒。6.正常发育的雌雄配子非常少,因而导致了杂种 F_1植株的高度不孕性。     

水稻(Oryza sativa L.)的受精作用

本文对四个水稻品种的双受精过程作了细胞形态学的观察。作者看到,水稻在受精过程中常常有多条花粉管相继伸向珠孔,并把花粉管内含物注入胚囊。注入胚囊的内含物进入两助细胞之一,在卵细胞的一侧形成钩状构造。当合子发育成原胚时,钩状构造就逐渐消失。卵细胞与极核,除了通常的单精受精以外,有少数可能是属于多精受精的现象。卵细胞多精受精时,超数精子不但进入细胞质,而且进入细胞核。精子还可能进入原胚的胚胎细胞。     

植酸在水稻(Oryza sativa L.)细胞培养中的促进作用

植酸(C_6H_(18)O_(24)P_6)添加到固体和液体培养基中,能显著降低多酚氧化酶活性,稳定培养基中pH值和mV值,并能促进水稻细胞生长,增强细胞抗褐化和水渍化能力,从而改善细胞状态。在培养基中植酸的最佳添加量为0.1%,配合使用MES可以增强其稳定pH值的效果。     

上位性和QTL×环境互作对水稻(Oryza sativa L.)抽穗期的影响

水稻抽穗期是重要的农艺性状之一,对水稻品种的地理分布和适应性起到关键性作用。适宜的抽穗期是获得高产的前提。因此确定水稻抽穗期的遗传基础在育种计划中具有重要的意义。本研究用一套来源于亲本IR64/Azucena的双单倍体(DH)群体在两个种植季节的试验资料,用基于混合线性模型的复合区间作图方法,对水稻抽穗期QTL的加性、上位性及其与环境互作效应进行了研究。结果表明共有14个QTL影响水稻抽穗期,它们分布在除第5和第9条染色体外的10条染色体上,有8个位点携带单位点效应,5对位点携带双位点互作效应,2个单位点和1对双位点存在与环境的互作,所有效应值介于1.179～2.549天之间,相应的贡献率为1.04%～4.84%。基于所估算的QTL效应值,本研究预测了两个亲本和两个极端型品系的遗传效应值,并讨论了影响遗传效应值与实际观测值偏差的可能原因,以及研究群体所具有的遗传潜力。对水稻抽穗期QTL的定位结果与前人研究基本一致,并进一步证实了上位性和QE互作效应是水稻抽穗期的重要遗传基础。     

水稻(Oryza sativa L.)原生质体分离与培养的进一步研究

在过去工作的基础上,改进了原生质体的分离技术、培养基及培养条件,成功地获得了大量水稻原生质体再生的愈伤组织。讨论了得到实验重复结果所需要的主要条件。     

水稻(Oryza sativa L.)核基因组存在叶绿体psbA基因的同源片段

序列比较说明,重复DNA顺序pRRD9与水稻叶绿体基因组中编码QB蛋白的psbA基因存在高度的同源。用pRRD9亚克隆片段pRRD9R和片段pRRD9L对水稻的叶绿体和核DNA进行Southern杂交分析,揭示了psbA基因同源片段在某个进化时期由叶绿体基因组转移到水稻核基因组,而且两者在水稻进化过程中的变异程度存在明显的差异。利用它们对野生稻和栽培稻总DNA的Southern杂交分析,显示亚洲栽培稻与AA基因组型的野生稻有较近的亲缘关系,以及在部分野生稻产生特异的杂交带谱,说明它可以作为一种分子探针来研究水稻的进化问题。     

低钾胁迫对水稻(Oryza sativa L.)化感潜力变化的影响

研究以国际公认的化感水稻P1312777和非化感水稻Lemont为供体,稗草（Echinochloa cru-galli L.）为受体,采用稻／稗共培体系,研究低钾胁迫对水稻化感潜力变化的影响及其机制。受体稗草的形态指标分析结果表明,低钾胁迫促使化感水稻P1312777对共培稗草的根长、株高和干重的抑制率均升高,增幅远大于非化感水稻Lemont。受体稗草生理生化指标分析结果表明,低钾胁迫下化感与非化感水稻对受体稗草保护酶系（SOD、POD、CAT）及根系活力的抑制作用增强,但化感水稻P1312777比非化感水稻Lemont的抑制程度大,且达极显著差异。实时荧光定量PCR分析结果表明,低钾胁迫下,化感水稻P1312777根部与叶部中酚类代谢的关键酶——苯丙氨酸解氨酶、肉桂酸-4-羟化酶、羟化酶、O-甲基转移酶的基因均上调表达,而非化感水稻根部相应酶均下调表达,叶部除苯丙氨酸解氨酶上调,其余酶也下调表达。而萜类代谢途径关键酶——HMG—CoA还原酶、角鲨烯合酶、单萜烯环化酶、倍半萜烯环化酶、二萜烯环化酶的基因,在两种水稻根部中呈现出相同或相似的表达方式（上调或下调）,即HMG—CoA还原酶上调表达,角鲨烯合酶、单萜烯环化酶、倍半萜烯环化酶、二萜烯环化酶下调表达;而在水稻叶部,非化感水稻Lmont相应酶基因表达方式仍然不变,化感水稻P1312777除了角鲨烯合酶下调表达,其余4个酶均上调表达。水稻根系分泌物中酚类物质的HPLC分析结果表明,低钾胁迫下,化感水稻P1312777根系分泌物中,所检出的酚酸类物质总量是正常营养条件下的2．30倍,而非化感水稻Lemont则是正常营养条件下的0．91倍。综合分析认为低钾胁迫下,化感水稻P1312777抑草能力增强主要是由于酚类代谢途径关键酶基因表达上调,导致酚类代谢途径旺盛,分泌出更多的酚类物质,进而破坏受体稗草保护酶系统,抑制了稗草的正常生长。     

两种筛选标记基因在水稻(Oryza sativa L.)遗传转化中的比较

筛选标记的有效选择(筛选周期及筛选效率)是影响作物基因转化成败的重要因素之一。该文在农杆菌介导水稻转化过程中,比较研究了两个标记基因(hpt和bar基因)对抗性愈伤组织产生时间及出愈率的影响。结果表明：以hpt为筛选标记,抗性愈伤组织出现周期短,出愈率高达20％左右;而bar基因作为筛选标记时,抗性愈伤组织块出现较慢,出愈率仅10％左右。因此,在水稻的农杆菌转化中,仅作为筛选标记,hpt基因的效果要明显优于bar基因。     

水稻(Oryza sativa L.)苗期低温白化突变体al12的超微结构与基因定位

水稻苗期低温白化突变是水稻在发育早期对低温胁迫的一种适应性,是一种受发育和温度控制的条件表达,它与其他水稻白化突变有本质的不同.本研究利用便携式叶绿素测量仪测定了白化时期植株的叶绿素含量和用透射电镜观察了叶绿体的结构变化.结果发现叶绿素平均含量仅为1.2(SPAD),而叶绿体也不能正常发育仅有囊泡状结构.通过与9311的正反交实验及子代的分离表现证明该性状受一个隐性核基因的控制.另外利用SSR分子标记技术将该基因定位在第8染色体上,两侧最近的SSR标记RM5068和RM3702分别距基因0.5～1.1 cM和4.9 cM,基因被定位在约6个cM的区间内.我们将该基因暂时命名为al12.     

水稻(Oryza sativa)核型分析

水稻(Oryza sativa)核型分析结果:在12对染色体中,具中部着丝点的有5对,近中部着丝点的有6对(包括随体染色体),1对近端部着丝点。本文还着重讨论了随体的数目及所在的染色体。     

水稻(Oryza sativa L.)苹果酸酶(OsNADP-ME3)基因在逆境下的表达特性研究

水稻苹果酸酶（NADP-ME）是多基因家族,由3个胞质型NADP-ME和1个质体型NADP-ME构成。本研究针对水稻胞质型成员（命名为NADP-ME3）（NM₀01061367）进行初步的功能解析。克隆获得的NADP-ME3基因的cDNA序列全长为2240bp,其中5’非翻译区为151bp,3’非翻译区为376bp,开放读码框（ORF）长1713bp,编码570个氨基酸。为研究NADP-ME3在逆境胁迫下的表达量变化,Northern blot检测结果显示,在NaCl、NaHCO3和PEG胁迫条件下,NADP-ME3随胁迫处理时间的不同表达量呈现不同程度的变化,推断NADP-ME3可能与非生物胁迫有应答关系,将NADP-ME3转入拟南芥中并通过观察转基因拟南芥在非生物胁迫下表型变化,发现NADP-ME3能够在一定程度上提高植物对非生物胁迫的耐受性。     

上位性和QTL×环境互作对水稻(Oryza sativa L.)抽穗期的影响

水稻抽穗期是重要的农艺性状之一,对水稻品种的地理分布和适应性起到关键性作用。适宜的抽穗期是获得高产的前提。因此确定水稻抽穗期的遗传基础在育种计划中具有重要的意义。本研究用一套来源于亲本IR64/Azucena的双单倍体（DH）群体在两个种植季节的试验资料,用基于混合线性模型的复合区间作图方法,对水稻抽穗期QTL的加性、上位性及其与环境互作效应进行了研究。结果表明共有14个QTL影响水稻抽穗期,它们分布在除第5和第9条染色体外的10条染色体上,有8个位点携带单位点效应,5对位点携带双位点互作效应,2个单位点和1对双位点存在与环境的互作,所有效应值介于1.179～2.549天之间,相应的贡献率为1.04%～4.84%。基于所估算的QTL效应值,本研究预测了两个亲本和两个极端型品系的遗传效应值,并讨论了影响遗传效应值与实际观测值偏差的可能原因,以及研究群体所具有的遗传潜力。对水稻抽穗期QTL的定位结果与前人研究基本一致,并进一步证实了上位性和QE互作效应是水稻抽穗期的重要遗传基础。     

Expression of α-expansin genes in young seedlings of rice (Oryza sativa L.)

 Rice is the only cereal in which germination and coleoptile elongation occur in hypoxia or anoxia. Little is known of the molecular basis directly underlying coleoptile cell extension. In this paper, we describe the expression of α-expansin genes in embryos during seed development and young seedlings grown under various oxygen concentrations. The genes Os-EXP2 and Os-EXP1 were predominantly expressed in the developing seeds, mainly in newly developed leaves, coleoptiles, and seminal roots. These expansins expressed in the developing seeds may give cells the potential to expand after seed imbibition begins. In coleoptiles, Os-EXP4 and Os-EXP2 mRNAs were greatly induced by submergence, while they were weakly detected in aerobic or anoxic conditions. Under submerged soil conditions, the signals hybridized with probes Os-EXP4 and Os-EXP2 in coleoptiles were strongest when coleoptiles elongated in the water layer. These data show that expansin gene expression is highly correlated with coleoptile elongation in response to oxygen concentrations. The Os-EXP4 gene was also expressed in leaves, mesocotyls, and coleorhizas of young seedlings. The growth of these tissues was also correlated with the presence of expansins. Therefore, the evidence derived from this study clearly demonstrates that expansins are indispensable for the growing tissues of rice seedlings. Received: 23 December 1999 / Accepted: 24 February 2000     

水稻(Oryza satica L.)干旱胁迫响应转录因子研究进展

干旱胁迫是水稻生长发育和产量的重要限制因子。转录因子在水稻对干旱胁迫响应中起关键调控作用。水稻中参与干旱胁迫的转录因主要有DREB转录因子、NAC转录因子、b ZIP转录因子、锌指蛋白转录因子、MYB转录因子、WRKY转录因子和TIFY转录因子等。这些转录因子与特异的靶基因的顺式作用元件结合调控水稻抗旱相关基因的表达,增强水稻对干旱胁迫的适应能力,本综述对这些转录因子在干旱胁迫中的表达调控和功能进行简要概述。     

水稻(Oryza sativa L.)重复DNA顺序的克隆及序列分析——重复顺序存在意义的探讨

以大肠杆菌启动子选择质粒pKK175-6、pKK232-8为载体,将通过复性动力学方法获得的水稻重复DNA顺序片段进行克隆。阳性克隆菌株表现出对四环素或氯霉素不同程度的抗性。DNA序列分析表明．克隆到的某些水稻重复DNA顺序具有丰富的基因表达调节元件的同源序列。     

Chromosomal localization and genomic organization of α-amylase genes in rice (Oryza sativa L.)

Summary Genes for -amylase, alcohol dehydrogenase, andEm, an ABA-regulated gene expressed late in embryogenesis, were localized on rice chromosomes by the analysis of primary trisomies. The validity of the mapping approach was confirmed usingAdh-1 as a control. TheAdh-1 gene has previously been assigned to chromosome 11 using conventional techniques. In this study we confirm this assignment and report an additional locus for alcohol dehydrogenase (Adh-2) on chromosome 9. The -amylase genes were located on chromosomes 1, 2, 6, 8, and 9 while theEm gene was mapped to chromosome 5. To facilitate trisomic analysis and correlation of cloned genes with bands observed on Southern blots, a nomenclature for the rice -amylase genes has been proposed. In addition to mapping nine cloned -amylase genes, we have identified two previously uncloned -amylase genes as part of this study. Polymorphism for -amylase genes belonging to each of the three subfamilies was observed between M202 and IR36. The maximum degree of polymorphism was found among genes belonging to the RAmy3 subfamily, which also has the most diverse group of genes.     

Identification of a β-glucosidase hydrolyzing tuberonic acid glucoside in rice (Oryza sativa L.)

Tuberonic acid (TA) and its glucoside (TAG) have been isolated from potato (Solanum tuberosum L.) leaflets and shown to exhibit tuber-inducing properties. These compounds were reported to be biosynthesized from jasmonic acid (JA) by hydroxylation and subsequent glycosylation, and to be contained in various plant species. Here we describe the in vivo hydrolytic activity of TAG in rice. In this study, the TA resulting from TAG was not converted into JA. Tuberonic acid glucoside (TAG)-hydrolyzing β-glucosidase, designated OsTAGG1, was purified from rice by six purification steps with an ～4300-fold purification. The purified enzyme migrated as a single band on native PAGE, but as two bands with molecular masses of 42 and 26 kDa on SDS–PAGE. Results from N-terminal sequencing and peptide mass fingerprinting of both polypeptides suggested that both bands were derived from a single polypeptide, which is a member of the glycosyl hydrolase family 1. In the native enzyme, the K_m and V_max values of TAG were 31.7 μM and 0.25 μkatal/mg protein, OsTAGG1 preferentially hydrolyzed TAG and methyl TAG. Here we report that OsTAGG1 is a specific β-glucosidase hydrolyzing TAG, which releases the physiologically active TA.     

紫稻(Oryza sativa L.)线粒体ATP酶atp9基因转录本RNA编辑

紫稻（Oryza sativa L．）细胞质雄性不育系是本实验室新构建的新型细胞质雄性不育系。本研究使用PCR、RT—PCR等技术,得到了紫稻不育系（樱香A）及其保持系（樱香B）线粒体atp9基因的基因组序列和cDNA序列。通过对这些序列的分析发现：樱香A atp9 cDNA序列中,没有发生RNA编辑;而樱香B atp 9cDNA序列中有2个编辑位点,在樱香BcDNA序列2个编辑位点中,223位点由C替换为T,导致原来编码精氨酸密码子成为终止密码子,保证atp9 mRNA编码一个“正常长度”的ATP9多肽。而由于没有终止密码子,樱香AmRNA就不能翻译成正常的多肽。上述研究表明,RNA编辑在生成正常的ATP9多肽的过程中发挥了重要作用,同时也说明RNA编辑可能与细胞质雄性不育相关。     

紫稻(Oryza sativa L.)线粒体ATP合成酶atp6基因转录本RNA编辑

紫稻(Oryza sativa L.)细胞质雄性不育系紫稻A是本实验室构建的新型细胞质雄性不育系。本研究使用PCR、RT-PCR、DNA测序等技术,得到了紫稻细胞质雄性不育水稻不育系(樱香A)及其保持系(樱香B)线粒体atp6基因转录本cDNA序列。通过与基因组序列比对发现:樱香Aatp6cDNA序列中,没有发生RNA编辑;而樱香Batp6 cDNA序列中有16个编辑位点,在樱香B cDNA序列16个编辑位点位于15个密码子中,所编码的氨基酸均发生改变:在1003位点由C替换为T,导致原来编码谷氨酰胺密码子(CAA)成为终止密码子(TAA),保证atp6 mRNA编码一个正常的ATP6多肽;而由于没有发生RNA编辑,樱香A mRNA就不能翻译成正常的多肽。研究表明,RNA编辑在合成正常的ATP6多肽的过程中具有至关重要的作用,同时也说明RNA编辑可能与细胞质雄性不育相关。     

水稻(Oryza sativa L.)重复DNA顺序的克隆及序列分析——重复顺序存在意义的探讨

以大肠杆菌启动子选择质粒pKK175-6、pKK232-8为载体,将通过复性动力学方法获得的水稻重复DNA顺序片段进行克隆。阳性克隆菌株表现出对四环素或氯霉素不同程度的抗性。DNA序列分析表明,克隆到的某些水稻重复DNA顺序具有丰富的基因表达调节元件的同源序列。