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。     

水稻窄卷叶突变体nrl7的鉴定与基因定位

叶片的形态是理想株型的重要性状, 叶片适度卷曲能提高水稻(Oryza sativa)群体的光能利用率, 研究控制水稻叶片形态的相关基因能够进一步丰富株型理论。该研究在粳稻品系C275的群体中发现了1株自然变异的窄卷叶突变体nrl7(narrow rolled leaf 7)。与野生型相比, 突变体的叶片变窄且向内卷曲; 该突变体叶片连接中脉的泡状细胞严重变形, 中脉与小叶脉之间的维管束数量均减少至1个。此外, 突变体nrl7的株高、实粒数和实粒重均降低或减少, 分别为野生型的88.46%、69.77%和68.98%, 差异达极显著水平。叶片卷曲导致单叶光合速率减弱, 与野生型相比, 突变体的光合速率降低了17%, 达极显著水平。突变体nrI7叶片的气孔导度、胞间CO₂浓度和蒸腾速率则与野生型相比无明显变化。利用图位克隆的方法将目的基因定位于水稻第3染色体短臂上的分子标记RM5444和MM1300之间, 物理距离约为185.14 kb。研究结果为该基因的克隆和进一步的功能分析奠定了基础。     

水稻雄性不育突变体tip2-zh的鉴定与基因定位

本研究从籼稻中恢8015经甲基磺乙酯(EMS,ethylmethylsulfone)诱变的突变体库中分离鉴定出了 1个无花粉型雄性不育突变体tip2-zh.突变体tip2-zh与野生型中恢8015在株高、分蘖数、分裂角度、抽穗期等农艺性状上无显著差异,但其花药瘦小、细长且呈半透明状,花药中无成熟花粉细胞;花药半薄切片观...     

水稻早衰突变体LS-es1的基因定位及候选基因分析

衰老是植物发育末期自主发生且不可逆的适应性反应, 叶片早衰相关分子机制研究对水稻(Oryza sativa)遗传改良以及抗衰老品种培育有重要意义。LS-es1是通过EMS诱变粳稻品种TP309获得的稳定遗传的早衰突变体。对LS-es1及其野生型的表型观察和生理生化分析表明, LS-es1叶片中积累了大量活性氧且细胞死亡更多, 同时LS-es1与产量相关的农艺性状均显著下降, 这也验证了LS-es1早衰的特征。对LS-es1及其野生型幼苗进行外源激素处理, 结果表明LS-es1对水杨酸(SA)、脱落酸(ABA)和茉莉酸甲酯(MeJA)更敏感。用图位克隆方法将LS-es1基因定位在水稻第7号染色体长臂46.2 kb区间内, 该区间共包括8个开放阅读框(ORF)。对该区间内的基因进行生物信息学分析, 结果发现Os07g0275300和Os07g0276000两个候选功能基因与早衰途径相关, 并且这2个基因的表达量在野生型和突变体中差异较大。研究结果为进一步克隆LS-es1基因并深入研究其生物学功能奠定了基础。     

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。     

水稻早衰突变体LS-es1的基因定位及候选基因分析

衰老是植物发育末期自主发生且不可逆的适应性反应, 叶片早衰相关分子机制研究对水稻(Oryza sativa)遗传改良以及抗衰老品种培育有重要意义。LS-es1是通过EMS诱变粳稻品种TP309获得的稳定遗传的早衰突变体。对LS-es1及其野生型的表型观察和生理生化分析表明, LS-es1叶片中积累了大量活性氧且细胞死亡更多, 同时LS-es1与产量相关的农艺性状均显著下降, 这也验证了LS-es1早衰的特征。对LS-es1及其野生型幼苗进行外源激素处理, 结果表明LS-es1对水杨酸(SA)、脱落酸(ABA)和茉莉酸甲酯(MeJA)更敏感。用图位克隆方法将LS-es1基因定位在水稻第7号染色体长臂46.2 kb区间内, 该区间共包括8个开放阅读框(ORF)。对该区间内的基因进行生物信息学分析, 结果发现Os07g0275300和Os07g0276000两个候选功能基因与早衰途径相关, 并且这2个基因的表达量在野生型和突变体中差异较大。研究结果为进一步克隆LS-es1基因并深入研究其生物学功能奠定了基础。     

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。     

水稻苗期耐盐突变体的遗传分析及基因定位

在籼稻品种R401辐射诱变的M2群体中筛选到一个苗期耐盐突变体, 在150 mmol/L的NaCl溶液处理下对照植株枯萎死亡, 而突变体植株依然存活。以粳稻品种Nipponbare(不耐盐)和耐盐突变体作亲本, 构建了一个F2群体, 调查该群体在150 mmol/L的NaCl溶液胁迫下的表现, 发现Nipponbare和耐盐突变体苗期耐盐性的差异受单个主基因控制, 耐盐为隐性, 将该基因暂时命名为SST(t)。利用该F2群体, 采用集团分离分析(Bulked segregant analysis, BSA)法将SST(t)定位在第6染色体上, 进一步对F2群体中137个典型的耐盐单株的分子标记进行分析, 将该基因定位在InDel标记ID26847和ID27253之间, 约2.3 cM (或406 kb)的区间内, 与两标记分别相距1.2 cM和1.1 cM。     

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。     

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.     

水稻短根毛突变体Ossrh2的表型分析与基因定位

在粳稻品种中花11为遗传背景的T-DNA突变体库中筛选获得一个遗传稳定的水稻（Oryzasativa）短根毛突变体Ossrh2（Oryza sativa short root hair2）。突变体在苗期表现为根毛数量减少,为野生型的61.4%,根毛长度明显变短,只有野生型的22.8%,同时根毛增粗,根毛形态也发生了变异,局部扭曲膨胀和分叉,除此之外突变体的地上部和根部生长情况与野生型相比没有显著差异。遗传分析表明,该突变性状受1对隐性单基因控制。通过对突变体T2和F2代的分子检测发现,该突变体表型非T-DNA插入引起。利用Ossrh2纯合体和籼稻品种Kasalath杂交构建的F2群体对OsSRH2进行基因定位,发现其与第10号染色体短臂上的SSR（simple sequence repeat）标记RM6370和RM474连锁,遗传距离分别为1.1cM和3.0cM。通过在两标记间发展3个新的STS（sequence-taggedsite）标记,将OsSRH2基因定位于标记S1227和S1531之间,物理距离约为304kb,为进一步克隆OsSRH2打下了基础。     

一个新水稻温敏感叶色突变体的遗传分析及其基因分子定位

在粳稻品种嘉花1号(Oryza sativa L. ssp. japonica ‘Jiahua No.1’)种子经⁶⁰Co γ射线辐照处理的后代中, 发现了1个低温敏感叶色突变体mr21。在较低温度(<25.0°C)条件下, 该突变体幼苗叶色呈黄色; 随着温度逐渐升高, 叶色由黄转绿,其临界温度约为27.5°C; 在低温条件下, 突变体幼苗总叶绿素含量以及叶绿素a、b的含量均较野生型嘉花1号明显下降, 表明该突变体的叶色性状具有明显的温敏感性。遗传分析表明, 该突变体叶色性状受1对隐性核基因控制, 暂将该突变基因命名为thermo-sensitive leaf-color 1(tsl-1)。以该突变体与籼稻9311(Oryza sativa L. ssp. indica ‘9311’)杂交的F₂代分离群体作为定位群体, 利用SSR分子标记将tsl-1基因初步定位在水稻(Oryza sativa)第1号染色体短臂上的MM1799与RM8132分子标记之间, 其遗传距离分别为2.4 cM和3.0 cM; 然后, 进一步利用扩大F₂代群体及新发展的分子标记将tsl-1基因定位在分子标记InDel2与InDel4之间的198 kb内。研究结果为今后对该基因的克隆和功能分析奠定了基础。     

一个新水稻温敏感叶色突变体的遗传分析及其基因分子定位

在粳稻品种嘉花1号（Oryza sativa L.ssp.japonica＇ Jiahua No.1＇）种子经60Coγ射线辐照处理的后代中,发现了1个低温敏感叶色突变体mr21。在较低温度（〈25.0°C）条件下,该突变体幼苗叶色呈黄色;随着温度逐渐升高,叶色由黄转绿,其临界温度约为27.5°C;在低温条件下,突变体幼苗总叶绿素含量以及叶绿素a、b的含量均较野生型嘉花1号明显下降,表明该突变体的叶色性状具有明显的温敏感性。遗传分析表明,该突变体叶色性状受1对隐性核基因控制,暂将该突变基因命名为thermo-sensitive leaf-color1（tsl-1）。以该突变体与籼稻9311（Oryza sativa L.ssp.indica＇ 9311＇）杂交的F2代分离群体作为定位群体,利用SSR分子标记将tsl-1基因初步定位在水稻（Oryza sativa）第1号染色体短臂上的MM1799与RM8132分子标记之间,其遗传距离分别为2.4cM和3.0cM;然后,进一步利用扩大F2代群体及新发展的分子标记将tsl-1基因定位在分子标记InDel2与InDel4之间的198kb内。研究结果为今后对该基因的克隆和功能分析奠定了基础。     

水稻snoRNA47基因簇的初步鉴定

通过生物信息学分析 ,在水稻染色体中发现一个新的C/D框snoRNA基因簇。此基因簇含有 3个C/D框snoRNA基因 ,它们都具有典型的C框和D框保守元件 ;末端能形成茎环结构 ;含有一段相同的 1 2nt“引导”序列 ,此序列能与水稻 1 8SrRNA中第 6 2 1位到 6 32位的序列互补配对。通过实验证明 ,这 3种snoRNA的确存在于水稻细胞核内 ,并确定出它们各自 5′端的位置。进一步对此snoRNA基因簇的表达进行研究发现 ,此基因簇中的 3个snoRNA基因共同转录成为一个多顺反子的前体。将这 3种新发现的水稻snoRNA分别命名为OSsnR4 7.1 ,OSsnR4 7.2和OSsnR4 7.3。编码它们的基因已被GenBank收录 ,其登录号分别为 :AF4 5 35 0 4 ,AF4 5 35 0 3和AF4 5 35 0 2     

水稻窄叶突变体nal(t)的表型分析与基因定位

在水稻(Oryza sativa)缙恢10号的EMS诱变群体中发现一个窄叶突变体nal(t), 表现出叶片变窄不变短、植株半矮化、节间变细变短和穗长缩短等特性。突变体苗期和成熟期叶片平均宽度为0.99 cm和1.42 cm, 分别为野生型的76%和74%,均达到极显著差异。nal(t)成熟期倒一、倒二、倒三节间长和宽分别为9.16 cm、6.97 cm、3.57 cm和0.31 cm、0.36 cm、0.45 cm, 仅为野生型的63%、83%、71%和78%、72%、79%。遗传分析表明该突变性状受1对隐性核基因控制, 利用SSR标记将NAL(T)定位在第12染色体长臂RM6869和RM28537之间, 遗传距离分别为3.1 cM和9.0 cM。     

水稻窄叶突变体nal（t）的表型分析与基因定位

在水稻（Oryza sativa）缙恢10号的EMS诱变群体中发现一个窄叶突变体nal（t）,表现出叶片变窄不变短、植株半矮化、节间变细变短和穗长缩短等特性。突变体苗期和成熟期叶片平均宽度为0.99cm和1.42cm,分别为野生型的76%和74%,均达到极显著差异。nal（t）成熟期倒一、倒二、倒三节间长和宽分别为9.16cm、6.97cm、3.57cm和0.31cm、0.36cm、0.45cm,仅为野生型的63%、83%、71%和78%、72%、79%。遗传分析表明该突变性状受1对隐性核基因控制,利用SSR标记将NAL（T）定位在第12染色体长臂RM6869和RM28537之间,遗传距离分别为3.1cM和9.0cM。