拟南芥雄性不育突变体EC2-157基因的精细定位

通过背景纯化与遗传分析,从拟南芥雄性不育突变体中筛选到一株隐性单基因控制的雄性不育株EC2—157．细胞学观察表明,突变体的花药中不形成花粉粒．利用图位克隆的方法对不育基因ms157进行了定位,结果表明ms157位于第四条染色体上分子标记CIW7和T13K14之间285kb的区间内．目前尚未见到该区间雄性不育基因的报道,因此ms157是一个新的雄性不育基因．     

拟南芥花粉发育相关突变体gpl1的表型分析及遗传定位

以拟南芥(Arabidopsis thaliana)Col生态型种子为材料,经EMS诱变获得一株后代表型分离比异常的突变体gpl1(group less 1,gpl1),进一步观察发现,其果荚短小萎缩,不能产生种子,花粉败育,成熟花粉粒无细胞核.另外,F1代的表型分析显示gpl1突变体的性状是受隐性基因控制,而F2代的遗传分离比分析显示gpl1突变体不遵循经典的遗传分离比定律.对gpl1基因进行图位克隆,并将其定位于2号染色体上T9J22与F12C20两个分子标记之间202kb的区段内.     

一个新的拟南芥雄性不育突变体的鉴定

前期研究表明,高度不育的infer1含有arf8-1和fer1-1.利用TAIL-PCR,研究组已经证实fer1-1为一个T-DNA插在At4g33050基因(鳊码Fer1蛋白)的突变体.于是,研究组从ABRC(the Ambidopsis Biological Re-souce Center)购买了At4g33050的另一个T-DNA插入突变体fer1-2.在fer1-2与arf8-1的杂交后代F2中,得到了一个与infer1明显不同的部分雄性不育突变体,命名为infer2,该不育株的所有后代均为部分不育.表型鉴定表明infer2在花发育、花的形态结构、角果的形态结构、植株的营养生长和植株的育性等方面与infer1比较存在明显差异.分子标记分析表明infer2仅含有arf8-1的分子标记而不含有fer1-2的分子标记.因此,可以确定infer2是一个不同于infer1的新的拟南芥雄性不育突变体.infer1和infer2均可作为植物雄性不育分子机制研究的良好材料.     

拟南芥雄性不育突变体pmil的遗传与定位

通过甲基磺酸乙酯(简称EMS)诱变拟南芥Col -0种子获得一株隐形雄性不育突变体pollen mitosis1,grail.遗传分析结果显示突变体为配子体遗传,细胞学观察发现突变体花粉粒发育出现异常:细胞塌陷,细胞核在单核靠边期后和花粉第一次有丝分裂(简称PMI)前的时间段发生降解,通过图位克隆方法将该基因定位在分子标记T19L18和T1D16之间,物理距离55Kb.测序分析证明这55Kb区间中的ERECTA基因的编码区在3067bp的位置发生单碱基替换,C/G变为A/T.由此说明ERECTA基因在拟南芥从单核小孢子到二细胞花粉的发育过程中起着重要作用.     

遗传定位一个花粉发育相关的拟南芥新基因SPG1

通过EMS诱变获得一个拟南芥突变体shrunken pollen grain1,spg1.根据横切片的观察结果,与野生型相比较,突变体观察到异常的花粉粒.遗传学的实验表明:spg1突变现象由一个隐性的单基因控制.通过图位克隆的方法,spg1突变位点定位在3号染色体的分子标记3-AL138638-6632和3-AL353865-6814之间大约427kb的区间内.生物信息学的分析表明,在这个区间内没有任何已知的与育性相关的基因.以上结果说明SPG1是一个控制拟南芥雄性不育的新基因.     

拟南芥雄性不育突变体 pmi1 的遗传与定位

通过甲基磺酸乙酯（简称EMS）诱变拟南芥Col－0种子获得一株隐形雄性不育突变体pollen mitosis1,pmil．遗传分析结果显示突变体为配子体遗传．细胞学观察发现突变体花粉粒发育出现异常：细胞塌陷,细胞核在单核靠边期后和花粉第一次有丝分裂（简称PMI）前的时间段发生降解．通过图位克隆方法将该基因定位在分子标记T19L18和T1D16之间,物理距离55Kb．测序分析证明这55Kb区间中的ERECTA基因的编码区在3067bp的位置发生单碱基替换,C／G变为A／T．由此说明ERECTA基因在拟南芥从单核小孢子到二细胞花粉的发育过程中起着重要作用．     

拟南芥突变体与基因功能研究

当前,突变体已成为功能生物学研究的重要工具.文章综述了模式植物拟南芥在群体遗传变异、自发突变体表型、人工突变体库构建、突变体基因功能分析等方面取得的进展.拟南芥突变体的研究能促进其在功能、进化上的了解,更有助于其他高等植物的基因功能分析。     

一个新水稻低温敏感叶色突变体tcm11的鉴定及基因定位

对粳稻"嘉花1号"经~(60)Coγ诱变处理获得的稳定遗传低温敏感叶色突变体tcm11(thermo-sensitive chloroplast mutant 11)进行了表型鉴定与遗传分析.在20℃条件下,该突变体三叶期之前幼苗均表现为黄色,光合色素含量明显下降,叶绿体发育不完整,从第4叶开始逐渐转为浅黄绿色直至最后死亡.而在32℃条件下,其表型与野生型相比没有明显差异,具有低温敏感属性.通过对培矮64S与tcm11杂交的F_2代分离群体进行遗传分析,发现该低温敏感突变体性状是受单个隐性核基因(tcm11)控制,利用图位克隆技术对tcm11进行定位,将其定位在第11号染色体的InDel分子标记ID13252与SSR分子标记MM1361之间一个约1 566 kb的区域内.这也为后续的研究奠定了基础.     

基于荧光标记双向筛选的拟南芥CRISPR基因编辑突变体库构建

突变体库是研究基因功能的重要工具。拟南芥种质资源库(ABRC)储藏了几乎涵盖所有基因的突变体材料,其中T-DNA插入突变体占绝大多数。然而,当在T-DNA插入突变体中进行遗传转化或与其他转基因报告系统进行杂交时容易引起转基因沉默,阻碍了相关研究的开展,甚至产生错误结论。甲基磺酸乙酯(Ethyl Methane Sulfonate, EMS)诱变和快中子诱变技术可获得非转基因突变体,但这两种方法均为随机诱变技术,需要通过基因定位来确认突变位点,无法实现基因靶向敲除。CRISPR/Cas9可以对目的基因进行靶向编辑,获得不携带转基因的突变体。拟南芥中尚无利用CRISPR/Cas9进行高通量突变体库构建的报道。本研究共设计900条sgRNAs靶向300个RNA通路相关基因,通过合成sgRNA混池文库、引入DsRed2荧光筛选标记、将DNA条形码和二代测序技术相结合,实现了对转基因阳性苗的高通量鉴定和分型,并对T2代具有发育缺陷的无荧光植株进行负向筛选,成功鉴定到了不含转基因的smd3-b和rlua4突变体。     

拟南芥雄性不育突变体opw(only pollen wall)候选突变基因的克隆

在T-DNA插入突变体Salk_059463株系的群体中,筛选到两株雄性不育突变体,对TDNA序列上的一对引物进行PCR鉴定,结果表明:其基因组中没有T-DNA插入.遗传分析表明这两株雄性不育突变体由同一单个隐性基因控制,引起不育的主要原因是从花药发育的第8期开始,小孢子细胞质内容物逐渐减少直至消失,到花药发育的第12期,药室内的小孢子只剩下一个花粉壁空壳,故该突变体命名为opw(only pollen wall).利用图位克隆的方法对OPW基因进行了定位,结果表明OPW基因位于第二条染色体上分子标记T28M21和T3G21之间的12 kb区间内,该区间内一共有21个基因注释.通过克隆区间内的基因并测序发现opw-1突变体基因组中At2g40140基因编码序列的外显子在第289和第290个碱基之间插入了一个A碱基,而opw-2突变体基因组中At2g40140基因编码序列的外显子在第412和第413个碱基之间插入了一个T碱基,造成的编码序列移码使第424至第426碱基成为终止密码子,故At2g40140是编码OPW的候选基因.     

拟南芥雄性不育突变体nps的基因定位

nps是经EMS诱变筛选得到的一拟南芥雄性不育突变体．通过背景纯化与遗传分析,发现nps突变体是受隐性单基因控制．形态学观察表明,突变体的花缺失花瓣和雄蕊,主要由两轮萼片和一轮肥大的雌蕊组成．利用图位克隆的方法对不育基因NPs进行了定位,结果表明NPS位于第五条染色体上分子标记F15L12和MHJ24之间1378kb的区间内．数据库预测该区间内包含10个与花发育ABC模型相关的基因,因此,对NPS基因的研究有助于深入了解拟南芥的花发育过程与花器官形成．     

拟南芥雄性不育突变体ms1521的基因定位

ms1521是经EMS诱变筛选得到的一拟南芥雄性不育突变体,通过背景纯化与遗传分析,发现ms1521突变体是受隐性单基因控制,形态学观察表明：突变体的花缺失部分花瓣,雄蕊比较短,花药肥大,部分雄蕊的花药成丝状,利用图位克隆的方法对不育基因MS1521进行了定位,结果表明：MS1521位于第一条染色体分子标记F17F8Alu1和T19E23之间161kb的区间内,数据库预测,其中有11个与花发育有关的基因,试验将有助于对目的基因的克隆,控制花器官研究和雄性不育分子机制的研究。     

水稻白化突变体alb21生理特性和基因定位

高等植物叶绿体的正常发育需要叶绿体基因和核基因相互协调,这些基因的突变将导致叶绿体发育的缺陷．通过同位素诱变,获得了1例水稻的白化突变体alb21,其在幼苗时期就表现出白化性状,生长1个月左右逐渐死亡．遗传学分析表明,该突变属于单基因隐性突变;电镜观察表明,突变体细胞内完全丧失了叶绿体结构,只有一些空泡状的结构．突变体中既没有检测出叶绿素a或b,也没有检测出叶绿素合成的前体——原脱植基叶绿素a,说明此突变体的叶绿素合成途径受阻．因此,推测Alb21基因的突变,导致叶绿体发育受阻,叶绿素a或b以及叶绿素合成的前体——原脱植基叶绿素a不能合成．利用本实验室开发的水稻InDel分子标记,将该突变基因定位在第3条染色体上分子标记R3M51—2与R3M52—5之间约1520kb范围内．这些结果为该基因的克隆及叶绿体发育过程中的功能研究奠定了基础．     

拟南芥叶肉细胞原生质体分离及影响因素

通过对拟南芥(Arabidopsis thaliana)叶肉细胞原生质体分离条件的研究,探讨了酶解法制备拟南芥叶肉细胞原生质体的分离条件和影响因素.在不同纤维素酶质量浓度、山梨醇质量浓度、酶解液pH值、酶解时间下,测定了拟南芥叶肉细胞原生质体的产量.结果表明,在20 g/L纤维素酶、140 g/L山梨醇、pH=5.8的酶解液中,酶解时间为1.5 h,原生质体产量最高.同时,在相同分离条件下测定了拟南芥幼叶和老叶的原生质体产量,结果表明,幼叶原生质体产量显著高于老叶.     

拟南芥AHA2基因的生物信息学分析

利用生物信息学方法对拟南芥AHA2(H+-ATPase 2)基因编码蛋白的理化性质、保守结构域、疏水性/亲水性、信号肽、跨膜结构域、磷酸化修饰、二级结构和系统进化等进行了预测和分析。结果表明:AHA2属于拟南芥H+-ATPase家族成员;拟南芥AHA2基因编码的蛋白与荠菜的亲缘关系最近,具有较高的相似性。本研究的结果将为进一步研究其生物学功能提供一定的参考依据。     

Fine mapping of an incomplete recessive gene for leaf rolling in rice （Oryza sativa L.）

Genetic analysis and fine mapping of genes controlling leaf rolling were conducted using two backcrossed generations （BC4F2, BC4F3） derived from a cross between QMX, a non-rolled leaf cultivar as a recurrent parent, and JZB, a rolled leaf NIL of ZB as a donor parent. Results indicated that leaf rolling was mainly controlled by an incompletely recessive major gene, namely rl（t）, and at the same time, affected by quantitative trait loci （QTLs） and/or the environment. A genetic linkage map was constructed using MAPMAKER/EXP3.0 with eight polymorphic markers on chromosome 2, which were screened by BAS method from 500 SSR markers and 15 newly developed insertion/deletion （InDel） markers. The position of rl（t） was estimated with composite interval mapping （CIM） method using WinQTLcart2.5. Gene rl（t） was mapped between markers InDel 112 and RM3763, and 1.0 cM away from InDel 112 using 241 plants in BC4F2 population. To fine map r（t）, one BC4F3 line with 855 plants was generated from one semi-rolled leaf plant in BC4F2. Four new polymorphic InDel markers were developed, including InDel 112.6 and InDel 113 located between markers InDe1112 and RM3763. Based on the information of recombination offered by 191 rolled leaf plants and 185 non-rolled leaf plants from the BC4F3 line ,we mapped r（t） to a 137-kb region between markers InDel 112.6 and InDel 113. Homologous gene analysis suggested that r（t）was probably related to the process of leaf development regulated by microRNA.     

Genetic analysis and fine mapping of a lax mutant in rice

We have analyzed a lax mutant that exhibits altered panicle architecture in rice.The primary and secondary rachis-branches are normally initiated and each branch ends in a terminal spikelet,but all the lateral spikelets are absent and the terminal spikelet displays variegated structures in the mutant.An F2 population from the cross between the lax mutant and a japonica variety,W11,was constructed and analyzed.Using microsatellite and CAPS markers,the lax locus was mapped on the long arm of chromosome 1,co-segregated with a CAPS marker,LZ1,within an interval of 0.28 cM between a CAPS marker,HB2,and a microsatellite marker,MRG4389.RT-PCR analysis revealed that the expressions of the rice B-function MADS-box genes OsMADS2,OsMADS4,OsMADS16 and OsMADS3 were significantly reduced,whereas the expression of the rice A-function gene RAPIA was not altered.     

Post-transcriptional gene silencing signal could move rapidly and bidirectionally in grafted Arabidopsis thaliana

RNA-MEDIATED GENE SILENCING IS A UNIVERSAL GENE- REGULATION SYSTEM FUNDAMENTAL IN BIOLOGICAL PROCESSESAND PHENOMENA OF THE DOUBLE-STRANDED RNA (DSRNA) TRIGGERED SEQUENCE-SPECIFIC MRNA DEGRADATION[1―3]. RNA SILENCING OCCURS IN A BROAD RANGE OF EUKARYOTIC …     

潮霉素对拟南芥幼苗真叶形成的影响

研究了潮霉素对拟南芥幼苗子叶生长与真叶形成的影响.结果表明,生长于含潮霉素MS培养基上的拟南芥幼苗与对照相比,子叶非常小,而且没有真叶形成.随培养时间的延长,拟南芥幼苗茎尖分生区细胞越来越不规则,且萎缩.因此,推测潮霉素可能通过影响蛋白质的合成,从而影响拟南芥幼苗子叶的生长和真叶的发生,继而影响拟南芥幼苗的生长.