水稻温敏叶绿素突变体叶片超微结构的研究

对温敏转绿型叶绿素突变体1103S和武金4B“斑马叶”性状表达过程中叶绿素含量、叶绿体超微结构的变化进行了比较研究。结果表明,在一定条件下,叶片的失绿、复绿与叶绿素含量的下降、上升变化趋势一致;叶绿体结构在失绿区表现为严重退化,基粒和基粒片层减少,淀粉粒和嗜锇粒增多;复绿后,其叶绿体结构重建和恢复     

水稻温敏叶绿素害变体叶片超微结构的研究

对温敏转绿型素突变体1103S和武金4B“斑马叶”性状表达过程中叶绿素含量,叶绿体超微结构的变化进行了比较研究,结果表明,在一定条件下,叶片的失绿,复绿与叶绿素含量的下降,上升变化趋势一致;叶绿体结构在失绿区表现为严重退化,基粒和基粒片层减少,淀粉粒和嗜饿粒增多,复绿后,其叶绿体结构重建和恢复。     

水稻温敏失绿突变体的Rubisco活化酶活性、蛋白质与氨基酸组分的变化

在水稻温敏失绿突变性状表达过程中,对其Rutbsico含量、Rubsico活化酶活性,全叶蛋白及游离氨基酸组分变化进行测定。结果表明：突变体的Rubisco结构和含量与野生型一样,保持相对稳定;而其Rubisco活化酶活性则随一个分子量为56．2kD(PI=4．5)的特异蛋白质的存在与消失发生明显改变。当突变性状表达时,分子量为56.2kD(PI=4．5)的特异蛋白消失,其Rubisco活化酶活性下降;当叶片失绿区域复绿时,56.2kD(PI=4．5)特异蛋白出现,则Rubisco活化酶活性上升。这一密切地相关关系表明,突变体的Rubisco活化酶活性变化在光合作用过程中,除与自身结构和含量有关外,还与叶片中这一特异蛋白的存在密切相关,它可能是Rubisco活化酶活性的调节蛋白。这种调节具体表现在氨基酸代谢上,是对上游氨基酸的阻遏调控,从而使叶绿体的结构物质合成受阻,最终导致类囊体膜的退化。     

温敏失绿突变体水稻1103s在失绿过程中全叶蛋白的变化

从全叶蛋白比较入手,研究了温敏失绿突变体水稻（ＯｒｙｚａｓａｔｉｖａＬ．）１１０３ｓ失绿前、后的变化,并结合该突变体在不同温度处理和遗传背景下叶片全蛋白的变化特征分析了变温诱导与失绿的关系。结果表明,诱导后１１０３ｓ的叶片上,失绿部分的组织中没有出现冷胁迫的迹象,其Ｒｕｂｉｓｃｏ的大、小亚基表现正常。一个５１ｋＤ（ＰＩ＝４．５）的特异蛋白Ｐ１在失绿部分的组织中消失,而在叶片绿色部分的组织中检测到了Ｐ１蛋白,不过量有所减少,说明在失绿叶片上突变基因的表达存在组织差异性。Ｐ１蛋白在常温下生长的１１０３ｓ叶片中为一大量蛋白,此蛋白在“８９０２ｓ”、“窄叶青８号”等品种中均可检测到;并且持续低温处理的１１０３ｓ植株和１１０３ｓ×８９０２ｓ杂交一代的叶片中Ｐ１蛋白的表达未受影响。由此推测,Ｐ１蛋白是水稻叶片中的一个与叶绿素的代谢过程密切相关的重要功能蛋白。在１１０３ｓ中,Ｐ１蛋白的变化不是温度诱导的直接后果,而是受突变所导致的温敏过程调控的下游变化。     

高温对水稻黄叶突变体剑叶光合特性和叶绿体超微结构的影响

以水稻黄叶突变体为材料,进行高温胁迫处理(9:30～17:30,40℃;其它时间段与自然温度相同),研究高温胁迫对其剑叶光合特性和叶绿体超微结构的影响。结果表明:高温胁迫使水稻黄叶突变体剑叶净光合速率(Pn)、PSⅡ原初光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ光量子效率(фPSⅡ)和非循环光合电子传递速率(ETR)显著降低,初始荧光(F0)显著增加,同时使剑叶叶绿素、可溶性蛋白质含量显著降低,细胞膜透性显著增加,叶片的叶绿体内基粒和基质片层模糊、疏松,结构紊乱。研究发现,40℃高温胁迫致使水稻黄叶突变体剑叶叶绿体超微结构破坏,引起PSⅡ反应中心的光化学效率降低,最终造成叶片光合能力减弱。     

小麦黄化突变体叶绿体超微结构研究

利用透射电镜对小麦自然黄化突变体及其突变亲本(西农1718)叶片细胞叶绿体的数目、形态及超微结构进行比较分析。结果发现:(1)3种不同黄化程度突变体的叶绿体分布、数目、形状及大小与突变亲本无明显差异;(2)突变体叶绿素含量为野生型58%的黄绿植株与其突变亲本叶绿体超微结构无明显差异,基质类囊体与基粒类囊体高度分化,基粒数目以及基粒片层数目较多;(3)突变体金黄和绿黄植株的叶绿素含量分别为野生型的17%、24%,其叶绿体超微结构与突变亲本明显不同,突变体的叶绿体发育存在明显缺陷,其中突变体金黄植株的叶绿体内无基粒、基质片层清晰可见,有淀粉粒,嗜锇颗粒较多,而突变体绿黄植株的叶绿体内有基粒,但明显少于突变亲本,且基粒片层较少,基质类囊体较发达。结果表明该黄化突变体叶绿体超微结构的改变,是由于叶绿素含量降低造成,推测,该黄化突变是由于叶绿素合成受阻导致的。     

水稻（Oryza sativa L．）苗期低温白化突变体all2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0．5～1．1cM和4．9cM,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all2。     

水稻叶色突变体叶绿体发育规律研究

从温敏核不育系水稻'810S'中筛选出一个生长发育正常的淡黄绿叶色自然突变株'标810S',其叶绿素含量约为'810S'的50%,光合速率比野生型高.以'810S'为对照,对'标810S'进行叶片形态、叶肉细胞和叶绿体超微结构以及叶绿体蛋白研究.结果显示,'标810S'的叶长、宽和面积与'810S'相似;叶肉细胞和叶绿体发育稍迟缓,片层结构减少;叶绿体蛋白约为对照的55%,并初步鉴定出与光合作用相关的差异蛋白点13个,其中4个缺失蛋白,包括1个RuBP大亚基缺失.推测该水稻突变体叶色变浅与叶绿体基粒片层减少有关.     

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.     

Ultrastructural Observation on Chloroplast of the Thermo sensitive Green yellow Banded Leaf Mutant in Rice (Oryza sativa ssp.indica)

The green-yellow bands interrupted discolorated transverse bands on the leaves of the thermo-sensitive rice line l103s (Oryza sativa ssp. indica ) was induced by cold shock and the change of leaf color coincided with the change of chlorophyll contents. Uhrastmctural observation revealed that the chloroplast slructure in the yellow part degenerated, i.e., the number of stocks in granum abnormally decreased, thylakoid system was disintegrated and replaced by few single thylakoid, and then the whole structure of some chloroplast became vesicle-hke structure with high electronic density. Nonetheless, in the green zone of the green-yellow banded leaf, there were slight decrease in the number granum thylakoids, disordered grana arrangement in the chloroplast, and aggregation of osmiophile globule. However, it was found that these structural alternations were reversable in the process of recovery of the yellow part of the leaves into green, and the chloroplast structure renewed normally. It might be concluded that the character of green-yellow bands induced by cold shock was consequent upon a reverse process of degeneration and regeneration.     

一个籼稻脆性突变体的生物学特性及基因定位研究

水稻脆性突变体是研究细胞壁组分结构形成机制的重要材料。通过离子束诱变籼稻9311获得1个茎秆、叶片均脆的突变体,命名为bc9311-1。bc9311-1突变体与野生型9311相比,分蘖数减少,结实率显著降低,其他农艺性状无明显差异。叶片和茎秆的细胞壁成分分析表明,与野生型相比,bc9311-1突变体茎秆中的纤维素和木质素含量明显降低,半纤维素和SiO2含量显著增加;叶片中的纤维素含量降低,半纤维素和木质素含量增加,SiO2含量无明显差异。遗传分析表明,该脆性突变体脆性性状受单隐性基因控制。以bc9311-1突变体与02428杂交的F2群体为基因定位群体,利用SSR标记将bc9311-1突变位点定位在水稻第1染色体上,位于SSR分子标记的RM1095和RM3632之间,遗传距离分别为0.6cM和3.4cM,与其中的标记RM1183表现共分离。这些结果为进一步克隆突变基因,揭示脆性性状的分子机制奠定坚实基础。     

具野稻细胞质的胞质型雄性不育系的体细胞克隆变异II.体细胞克隆温敏核不育突变

在胞质型水稻雄性不育系IR66707A和IR69700A经离体培养而获得的136个体细胞克隆中,发现了温敏核不育突变5例。这类突变体在广州地区的自然气候下,早季至晚季前期表现为不育,晚季后期表现为可育。盛夏,在幼穗发育至花粉形成阶段对部分突变材料进行短日照处理,发现对短日照敏感的不育系农垦58S转换为可育,而供试的5例突变及另一对照培矮64S却与未经处理的材料一样仍表现为不育,表明它们的育性与日照长度的变化无关。在同一发育时期进行低温处理的结果显示,低温处理10d及10d以上者可发生育性转换,自交结实率在17.23%-42.19%之间,而未经处理的材料仍然表现不育,表明它们的育性转换与温度有关。以正常品种为父本与突变体杂交,F1全部为可育;F2可育与不育个体的分离比为3:1;以F1为父本与之测交,TF1代中可育与不育个体的分离比为1:1。遗传分析表明,这种温敏核不育突变为一对隐性核基因所控制。获得了由胞质型雄性不育变为胞核型雄性不育的突变体,这在体细胞克隆变异领域中是一种典型的突变。     

籼稻品种93-11同义密码子的使用偏性

利用籼稻品种93－11的全基因组序列及相应的EST数据,对影响同义密码子用法的若干因子进行了详细分析。指出93－11基因的表达水平（mRNA丰度）与3个同义密码子偏性指标CAI、CPP和ENC相关极显著（r=0.227^**,0.145^**和-0.147^**),表明高表达的基因其同义密码子非随机使用的程度越大;基因长度与CAI和CPP极显著负相关（r=-0.413^**和-0.480^**),与ENC极显著正相关（r=0.210^**),暗示较短的基因具有更高的转录活性;编码区G＋C含量对其同义密码子偏性的贡献率远高于mRNA丰度和基因长度,G＋C含量与CAI、CPP和ENC相关系数分别高达0.877^**,0.832^**和-0.740^**;起始编码区内A、T、C、G4种碱基呈明显的3周期振荡,尤以ATG下游第一个密码子所在的3个位点（＋4、＋5和＋6）偏置最强烈,由此认为在这3个特殊位点有较高的自然选择压存在;93－11中25个最优密码子的首次确定将对水稻转基因具有指导意义。     

水稻淡黄绿叶色突变体的光氧化特性研究

为了解水稻淡黄绿叶色突变体‘标810S’的光保护机制,在自然强光条件下对突变体‘标810S’及其野生型‘810S’连体剑叶经5mmol/L甲基紫精(MV)处理后的光氧化特性进行了比较研究。结果表明,在MV处理条件下,突变体‘标810S’剑叶净光合速率(Pn)、PSⅡ最大光化学量子产量(Fv/Fm)、PSⅡ实际光化学量子产量(ФPSⅡ)和光化学淬灭(qP)下降幅度明显低于野生型‘810S’,而非光化学淬灭(qN)上升幅度及PSⅠ和PSⅡ活性则明显高于‘810S’;同时,‘标810S’剑叶抗坏血酸(AsA)、还原型谷光甘肽(GSH)含量以及超氧物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、谷胱甘肽还原酶(GR)等抗氧化酶活性均明显高于‘810S’,而超氧阴离子(O-·2)产生速率、膜脂过氧化物丙二醛(MDA)含量则明显低于‘810S’。研究认为,在光氧化处理下淡黄绿叶色突变体‘标810S’是通过增加热耗散、提高抗氧化物质含量和保护酶活性、减少超氧阴离子和丙二醛的积累来维持较高的光系统活性和光合能力,从而表现出耐光抑制(光氧化)的生理特性。     

PSIIP680 ChlaAP基因在水稻叶绿体基因组中的定位

本实验总结出一套水稻叶绿体DNA的提取方法,并获得清晰的叶绿体DNA限制性内切酶图谱。Southern杂交结果表明,菠菜PSIIP680ChlaAP基因探针与水稻叶绿体DNA的Pst-1,Pst-14,Pvu-2和Sal-1片段的部分顺序有较高的同源性。根据Hirai和赵衍的水稻叶绿体基因组物理图,可以确定该基因位于紧靠RuBPCaseLS基因,距反向重复区约26kb处。高等植物叶绿体基因组中这种基因排列方式还未见报道。     

基于叶绿体基因多样性的中国水稻起源进化研究

针对目前亚洲栽培稻起源地和进化途径学说众多、分歧巨大的现状,本研究选择原产中国的98份亚洲栽培稻和125份普通野生稻为材料,对叶绿体中atpA序列、rps16内含子序列、trnP-rpl33间隔区、trnG-trnfM序列、trnT-trnL间隔区序列的五段高突变序列进行测序,利用生物信息学方法进行比对分析,绘制Network网络图,构建系统发育树。结果表明,普通野生稻的Indel和SNP数目均比亚洲栽培稻多,序列多样性丰富;基于单倍型的Network网络图和系统发育树可将所有参试材料归为3个类群,类群I主要为粳稻与普通野生稻,类群II主要为籼稻,类群III主要为普通野生稻,而类群II和类群III亲缘关系较近,提示粳、籼两个亚种可能由偏粳、偏籼的普通野生稻分别进化而来,支持二次起源学说;所有与亚洲栽培稻亲缘关系较近的普通野生稻均来源于华南地区,支持华南地区为我国亚洲栽培稻起源中心的论点。     

光敏核不育水稻'农垦58S'精细胞的分离

文章对常用的渗透压冲击法作了改进,并从水稻成熟花粉粒中分离出大量精细胞。显微镜下的2个精细胞具有二型性,用显微操作仪从中分别挑选出2个细胞群体,并以荧光素二醋酸酯(FDA)染色的结果表明,分离的精细胞是活的。