水稻msp1-4突变体的鉴定及其UDT1和GAMYB基因的表达分析

通过对粳稻‘9522’辐射诱变,得到一隐性雄性不育突变体msp1-4（MULTIPLE SPOROCYTE）,用遗传定位方法将该基因座位定位在分子标记WY-4和WY-8之间,相距0．8cM,物理距离247kb。测序分析证明这247kb区间中的MSP1基因的编码区在第758bp到767bp之间发生了10个碱基的缺失。形态学观察结果表明该突变体和已经报告过的msp1突变体的表型基本一致。为分析水稻其它与花药发育相关的基因在msp1-4中的表达变化,用半定量RT-PCR技术检测到影响绒毡层和花粉发育的重要基因UDT1和GAMYB的表达在突变体中比在野生型水稻中低,说明这2个基因可能位于MSP1基因的下游。     

一份水稻矮杆小粒突变体的形态特征和基因定位

从水稻T-DNA插入突变体库中鉴定出一个矮杆小粒突变体t129,该突变体与野生型植株相比,植株明显矮化,籽粒粒长明显缩短,千粒重下降。遗传分析表明,t129的突变性状由一对隐性核基因控制,该基因(T129)经图位克隆定位于水稻第5染色体长臂上,引物InDel43和InDel57之间,物理距离为430 kb,并与标记InDel51共分离。本研究明确了该矮杆小粒突变体的表型特征及遗传规律,为进一步研究调控水稻株高和粒型基因奠定基础。     

水稻窄叶突变体zy17的遗传分析和候选基因鉴定

器官大小调控是一个基本的发育生物学过程,受细胞分裂和细胞扩展的影响。然而,植物器官大小调控的遗传和分子机理仍不清楚。为了进一步了解器官大小调控的分子机制,文章分离了一系列水稻叶子宽窄改变的突变体。其中,窄叶突变体zy17叶变窄,同时伴有植株矮化、穗子变小、枝梗数和穗粒数降低的表型。遗传分析表明该窄叶性状受1个隐性基因控制;细胞学分析表明该突变体叶子的细胞数目和维管束数目显著降低,表明ZY17影响了细胞分裂。基因组重测序进一步筛选出ZY17的3个候选基因：Os02g22390基因突变发生在内含子区,编码蛋白为逆转座蛋白;Os02g28280和Os02g29530基因突变都发生在外显子区,其中Os02g28280编码一个功能未知蛋白,该基因突变后,发生碱基置换,产生非同义突变;Os02g29530编码一个含糖基转移酶相关的PFAM结构域的蛋白,该基因突变后,出现两个碱基的缺失,从而导致其蛋白翻译提前终止。对候选基因的深入研究,将揭示水稻叶子大小调控的机制。     

水稻叶状颖壳突变体Oslh的遗传分析和OsLH基因的定位

通过γ射线诱变,从粳稻品种9522的M2代中筛选出一株具有叶状颖壳的突变体,定名Oslh(1h=leafy hull).Oslh突变体的开花时间要比野生型晚15 d左右,内外稃和浆片发育成了叶片状器官.Oslh突变体与粳稻品种9522回交结果表明Oslh突变性状可能由单核基因隐性突变造成.以Oslh突变体与籼稻品种广陆矮4号杂交的F2代群体为基因定位群体,利用SSR和InDel分子标记将Oslh突变位点定位在3号染色体上的SSR标记RM5475和InDel标记GY305之间,遗传距离分别为2.5 cM和1.9 cM.这些结果为克隆OsLH基因和研究花器官发育的调控机理奠定了基础.     

水稻矮脆突变体dwf1的特性与基因定位

矮脆突变体dwf1(dwarf and fragile 1)来源于EMS诱变处理的籼型恢复系缙恢10号,主要表现为根、茎、叶、叶鞘、子粒等器官特别脆,同时植株变矮、叶片披垂。株高、穗长、结实率、节间长以及千粒重有不同程度降低,细胞壁中纤维素和木质素含量下降、半纤维素含量增加,机械强度下降。茎秆表面锯齿状突起尖锐,薄壁细胞较野生型小、细胞大小不一致、排列紊乱,细胞形状不规则、长度稍有变短。该突变性状受一对隐性核基因控制,位于第9染色体上标记Ind6与Ind4之间,dwf1相对于野生型在LOC_Os09g25490第7外显子上有一个碱基的错义突变,导致氨基酸由半胱氨酸突变为精氨酸,该突变发生在基因的高度保守区域内。dwf1对深入研究水稻变矮变脆机制具有重要意义。     

氮磷饥饿诱导的水稻糖转运体基因的cDNA克隆和鉴定

运用快速扣除杂交 (RaSH)方法构建了水稻氮饥饿诱导的cDNA文库。从该文库获得了一个cDNA克隆OsNSI1 (Oryzasativanitrogenstarva tion inducible 1 )。该全长cDNA编码 5 77个氨基酸 ,蛋白分子量为 6 1 .2kD。推测得出的氨基酸序列与其他物种的糖转运体有很高的同源性。水合性分析表明OsNSI1包含有 1 2个跨膜区域和一个中心亲水环。这些数据提示OsNSI1是一个糖转运体蛋白。Southern印迹分析表明OsNSI1是一个单拷贝基因。Northern印迹分析表明OsNSI1主要在叶及根中表达 ,氮、磷饥饿能强烈诱导其表达增强     

水稻OsRab5a基因功能的初步分析

水稻OsRab5a基因在根、茎、叶、根茎结合部和颖片及愈伤组织中均有表达;OsRab5a蛋白主要参与细胞内吞过程的早期膜泡运输,GFP—OsRab5a主要存在于细胞膜上和早期内吞小体中,而GFP—OsRab5aCA则大多存在于细胞膜上。OsRab5a RNA干涉载体转化水稻愈伤组织后,导致愈伤组织在分化过程中死亡,OsRab5a基因的表达略受细胞分裂素的诱导,在分化过程中表达增强,从而推测OsRab5a可能参与激素的信号转导而在愈伤分化过程中发挥重要作用。     

一个水稻畸形颖壳突变体ah的鉴定及其突变性状的遗传分析

水稻畸形颖壳突变体ah是双胚苗品系W2555中自然突变产生的。该突变体的内外稃畸形,退化;雄蕊雌蕊化,雌蕊败育;浆片同源转化为类内外稃的结构,推测该突变体可能影响B功能基因的正常发育。与野生型相比,突变体的小穗分支稀疏,每级枝梗上颖花数目减少,一般为4～6朵;小穗顶端的颖花经常不能成熟,表现为颖花始终泛白,不能转绿,因此该突变也影响花序分生组织的发育。进一步的研究证明,该突变体的发育受外界环境的影响。突变性状的遗传分析表明,该突变体由单隐性基因控制。     

利用Inverse PCR快速筛选单个T-DNA拷贝转基因水稻植株的方法

为了获得单个T-DNA插入拷贝的植株, 我们建立了一套利用Inverse PCR(IPCR)快速检测转基因水稻中T-DNA拷贝数的方法。用IPCR的方法可以扩增出与已知T-DNA序列相邻的水稻基因组DNA未知序列,由此推测转基因水稻植株中T-DNA的拷贝数。我们共对15个转化株系20棵不同植株的DNA进行了IPCR检测。其中12株表现为T-DNA单拷贝插入,3株为双拷贝插入,1株为三拷贝插入。另外4株未检测到T-DNA插入拷贝。IPCR分析结果经过Southern杂交和测序的验证。     

水稻单C2H2型锌指基因ZOS2-01的表达与功能分析

拟南芥超雄基因(SUPERMAN,SUP)是一个单C2H2锌指基因.该基因突变后会造成雌蕊同源转化为雄蕊,正常的心皮发育受阻,因此SUP在控制花第3/4轮边界的建立和胚珠的发育中起重要作用.为了探知水稻中的SUP同源基因是否也存在类似的功能,我们根据拟南芥SUP的功能结构域,从水稻中克隆了一个与SUP类似基因,命名为ZOS2-01,并对其表达和功能进行了分析.结果表明,ZOS2-01与拟南芥的SUP和矮牵牛的PhSUP1在系统进化树上处于同一分支且与SUP的功能结构域完全相同.定量PCR和GUS表达分析表明,除胚乳外,ZOS2-01几乎在所有组织和器官中表达,但在幼穗中的表达量最高,暗示它可能参与了水稻的营养生长和花器官发育的调节.然而,采用RNA干扰和过量表达的方法减少和增加ZOS2-01的表达并没有明显影响水稻的生长发育,转基因水稻的营养生长正常,花器官发育也没有明显异常且结实正常.这些结果表明,尽管水稻ZOS2-01与拟南芥SUP具有相同的功能结构域,但它们的表达和功能可能已出现了分化,或者水稻中存在多个功能冗余的SUP类似基因.     

水稻亚种间杂种是否存在雌性不育？

水稻亚种间杂种不育性是一种普遍现象,但其遗传基础复杂。目前在亚种间杂种不育遗传上,不同研究的结论不尽一致,即使对亚种间杂种不育性主要表现为雄性不育还是雌性不育也存在争论。本对证明水稻亚种间杂种存在和不存在雌性不育的研究进行了综述与分析。从中可以看出无论是认为水稻亚种间杂种不育性表现为雄性不育还是雌性不育的结论都有一定的片面性,尤其是Sano证明基因座S－5不存在的研究存在较大的缺陷。因此,水稻亚种间杂种雌雄配子败育对小穗育性影响的大小有待进一步研究。     

水稻温敏核不育突变体0A15-1的育性表现及遗传学研究

水稻细胞质型雄性不育系IR69700A的幼穗经离体培养,获得一个体细胞克隆突变体0A15-1。经短日照和低温处理表明,0A15-1具有在高温下不育和低温下转为可育的特性,是一例温敏不育突变体。花粉染色显示0A15-l属于典败型不育。通过与明恢63、优B和广陆矮等多个父本的杂交,其F2和BC1群体的育性分离比都揭示0A15-1的不育性状受一对隐性核基因控制,并且为孢子体型雄性不育。该新种质可以用于对相关温敏核不育基因进行分子标记及用于两系法生产杂交水稻。     

Characterization and mapping of a new male sterility mutant of anther advanced dehiscence （t） in rice

Anther dehiscence is very important for pollen maturation and release.The mutants of anther dehiscence in rice (Oryza sativa L.) arefew,and related research remains poor.A male sterility mutant of anther dehiscence in advance,add(t),has been found in Minghui 63 and its sterility is not sensitive to thermo-photo.To learn the character of sterilization and the function of the add(t) gene,the morphological and cytological studies on the anther and pollen,the ability of the pistil being fertilized,inheritance of the mutant,and mapping of add(t)gene have been conducted.The anther size is normal but the color is white in the mutant against the natural yellow in the wild-type.The pollen is malformed,unstained,and small in the KI-I2 solution.The anther dehiscence is in advance at the bicellular pollen stage.A crossing test indicated that the grain setting ratio of the add(t) is significantly lower than that of the CMS line 2085A.The ability of the pistil being fertilized is most probably decreased by the add(t) gene.The male sterility is controlled by a single recessive gene of add(t).This gene is mapped between the markers of R02004 (InDel) and RM300 (SSR) on chromosome 2,and the genetic distance from the add(t) gene to these markers is 0.78 cM and 4.66 cM,respectively.     

植物信号转导与水稻雄性不育机制研究进展(综述)

本文综述 Ca2 、赤霉素、生长素等信使分子与水稻雄性不育的关系的研究概况。     

红莲型细胞质雄性不育水稻线粒体DNA的RFLP分析

应用RFLP技术,研究了红莲型不育系、保持系、杂种一代及野败型、马协型不育系的线粒体基因组。结果表明,红莲型不育系与保持系线粒体基因组之间在多个基因区域存在明显差异,为红莲型细胞质雄性不育分子机理研究提供了线索;红莲型不育系与野败型不育系的线粒体基因组之间存在显著差异,马协型不育系与野败型不育系的线粒体基因组之间存在一定差异,在分子水平揭示了不育胞质的多样性。Abstract:Restriction fragment length polymorphism (RFLP) was used to analyze rice mitochondrial genome.The results indicated obvious differences between mt genome of rice cytoplasmic male sterile line and its maintain line of Honglian type,which further clued CMS mechanism research.Mitochondrial genome difference between sterile line of Honglian type and Wild Abortive type was obvious,some difference between sterile Maxie and Wild Abortive was also detected,it offered molecular evidence for cytoplasmic heterogeneity.     

水稻雄性不育突变体ms102的鉴定和基因定位

水稻(Oryza sativa)隐性核雄性不育突变体是第三代杂交水稻技术的核心。为了挖掘优质雄性不育突变体, 该研究通过筛选优质籼稻黄华占(HHZ)的甲基磺酸乙酯(EMS)诱变突变体库, 获得1个雄性不育突变体ms102 (male sterility mutant 102)。该突变体营养生长正常, 但花药不开裂, 花粉败育。细胞学分析表明, 突变体花药绒毡层不能正常降解, 导致小孢子发育异常; 遗传分析表明, 该突变体的不育表型由1个已报道编码酰基转移酶的DPW2基因突变造成。研究获得了1个隐性核雄性不育突变体, 进一步证实了DPW2基因在水稻花药发育中的功能。     

水稻籼粳亚种及种间杂交不育基因的分子研究进展

水稻是世界上最主要的粮食作物之一,同时也是全球一半以上人口的主食。水稻（亚）种间杂种优势利用对于提高水稻产量具有重要意义,但水稻（亚）种间杂交不育性是利用杂种优势的一个主要障碍。本文详细论述了目前已经定位及克隆的（亚）种间杂交不育基因,剖析了调控其杂交育性的两种主要分子遗传机制——重复隐性配子致死模式和单座位孢子体⁃配子体互作模式,总结了相关杂种不育基因的分子演化模型,阐述了利用广亲和品种、粳型亲籼系、基因编辑技术克服水稻（亚）种间杂种不育的三种策略。展望了杂种优势提高水稻产量的发展前景,以期为水稻杂种优势的利用提供参考。     

水稻细胞质雄性不育系与保持系的呼吸途径比较

比较水稻细胞质雄性不育系珍汕97A及其保持系珍汕97B之幼穗、叶片和花药的呼吸代谢。结果表明：不育系花药的总呼吸速率、抗氰呼吸所占总呼吸比例和细胞色素氧化酶（COD）、苹果酸脱氢酶（MDH）和6－磷酸葡萄糖脱氢酶（6－PGDH）活性低于保持系;幼穗中则仅6－PGDH低于保持系;叶片间各指标均无差异。Na3PO4可抑制保持系的叶片和幼穗及不育系叶片总呼吸的30％,而仅能抑制不育系幼穗总呼吸的24％;丙二酸则抑制不育系与保持系的叶片和幼穗的总呼吸的70％。     

Characterization and Use of Male Sterility in Hybrid Rice Breeding

The hybrid rice （Oryza sativa L.） breeding that was Initiated In China in the 1970s led to a great improvement in rice productivity. In general, It increases the grain yield by over 20% to the inbred rice varieties, and now hybrid rice has been widely introduced into Africa, Southern Asia and America. These hybrid varieties are generated through either three-line hybrid and two-line hybrid systems; the former is derived from cytoplasmic male sterility （CMS） and the latter derived from genlc male sterility （GMS）. There are three major types of CMS （HL, BT and WA） and two types of GMS （photoperlod-sensitlve （PGMS） and temperature-sensitive （TGMS））. The BT- and HL-type CMS genes are characterized as orf79 and orfH79, which are chimeric toxic genes derived from mltochondrial rearrangement. Rf3 for CMS-WA Is located on chromosome 1, while Rf1, Rf4, Rf5 and Rf6 correspond to CMS-BT, CMSoWA and CMS- HL, located on chromosome 10. The Rfl gene for BT-CMS has been cloned recently, and encodes a mltochondriatargeted PPR protein. PGMS Is thought to be controlled by two recessive loci on chromosomes 7 and 12, whereas nine recessive alleles have been identified for TGMS and mapped on different chromosomes. Attention Is still urgently needed to resolve the molecular complexity of male sterility to assist rice breeding.