水稻类成花素家族成员OsFTL5和OsFTL6双突变体的创建与分析

为了揭示水稻中类成花素家族(FT-like)成员的生物学功能,利用CRISPR-Cas9技术对OsFTL5和OsFTL62个成员进行基因编辑,以期得到编辑突变体.在OsFTL5基因的编码区选择了2个靶位点5T1和5T2,与OsFTL6基因的编码区选择的靶位点6T1分别组合后,构建了2个融合sgRNA表达框(U6a::6...     

水稻染色质重塑因子OsINO80通过调节植物激素水平参与避荫反应

在农业生产中,为提高产量而进行的高密度种植常引起避荫反应(shade avoidance)。避荫反应是植物为了更好的获得阳光而进化出的机制,在植物适应外界环境变化中发挥着重要的调控作用。目前虽有表观遗传因子调节避荫反应的报道,但对相关机制仍知之甚少。本文报道了水稻染色质重塑因子INO80家族成员OsINO80在避荫反应中的正向调控作用。OsINO80敲减植株表现出对避荫条件不敏感的表型,转录组数据分析发现OsINO80不仅促进了一些暗形态建成基因的表达,也抑制了很多光形态相关基因的转录水平,这些基因主要涉及到参与避荫反应的多种植物激素的生物合成过程。综上所述,本研究初步揭示了OsINO80可能通过调节植物激素的代谢水平调控水稻避荫反应。     

利用CRISPR-Cas9系统高效创制水稻品系“17318”的 OsGW2、OsGN1a基因定向突变体

CRISPR-Cas9系统在水稻功能基因的功能研究、性状改良与分子设计育种中起着重要的作用。本研究成功构建了水稻高效定向敲除OsGW2和OsGN1a的CRISPR/Cas9载体pZJP049。并将该载体通过农杆菌介导转化水稻"17318"愈伤,获得水稻再生苗。PCR扩增的方法进行转基因植株阳性检测,结果显示阳性率为100%。PCR-RFLP结果表明OsGN1a基因位点的突变效率为77.7%。PCR-SSCP检测结果显示OsGW2基因位点突变率为100%。双基因聚合突变体(gw2gw2gn1agn1a)的种子在长度和宽度均有明显增加,与预期一致。本研究通过CRISPR-Cas9系统快速聚合Gn1a, GW2基因,实现了目标性状的精确改良。     

水稻中5个FT-Like家族成员的基因编辑突变体的创建与分析

为了揭示水稻中FT-like亚家族成员的生物学功能,采用CRISPR/Cas9技术对其中的OsFTL4、OsFTL5、OsFTL6、OsFTL7和OsFTL11进行基因编辑.在5个基因的编码区各选择1个靶点构建1个融合的sgRNA表达框,将表达框装载到CRISPR/Cas9表达载体中,通过农杆菌介导的遗传转化法侵染水稻...     

一个水稻白化致死突变体abl25鉴定及其基因定位

经Co60辐照的粳稻嘉花1号得到一个新的致死白化突变体albino lethal 25(abl25),该突变体从发芽至4叶期表现为白化苗,之后逐渐死亡.与野生型嘉花1号相比,abl25突变体的叶绿素含量和类胡萝卜素的含量大大降低,叶绿体结构不正常,说明其叶绿体发育受到严重阻碍,导致植物死亡.遗传分析表明:该突变体受一对隐性核基因(abl25)控制,进一步利用abl25与广占63S杂交的F2分离群体,将该突变体基因(abl25)定位于第2染色体上SSR标记RM424与Indel分子标记ID7330之间,随后利用新开发的分子标记和扩大群体将其定位在Indel分子标记ID9111和ID9261之间的150 kb内,发现abl25是一个新的水稻苗期白化致死基因.     

一个新的水稻幼苗黄叶突变体的遗传分析及其基因的初步定位

在60Coγ射线辐照的水稻突变体库中,发现了一个以粳稻品种日本晴为遗传背景的幼苗叶色黄化突变体syl11(seedling yellow leaf 11).与野生型相比,突变体幼苗第二和第三叶表现黄色,在其完全展开之前叶片自其顶端开始转绿,长到四叶期其叶色恢复正常;并且该突变体syl11幼苗黄色叶片光合色素含量明显下降.遗传分析表明,该突变体的遗传性状由1对隐性核基因控制.本研究以培矮64S/syl11的F2代突变型植株作为定位群体,应用微卫星(SSR)分子标记以及新发展的InDel分子标记,将基因syl11定位在水稻第11号染色体长臂上的RM26652和处于着丝粒附近的ID11974分子标记之间,其遗传距离分别为0.5 cM和0.7 cM.     

一个水稻抗纹枯病突变体的遗传分析及其基因的初步定位

高水平抗纹枯病突变体和高感纹枯病品种蜀恢881杂交构建分离群体,经F2分离世代的遗传分析,抗、感单株比例符合3 1(χc2=0.563,χ12,0.05=3.84),初步确定该突变体对纹枯病的抗性由一对显性主效基因所控制,命名为Rsb-2(t)。利用已合成的530对微卫星引物,对抗纹枯病突变体和蜀恢881进行多态性引物筛选,用多态性引物对上述F2分离群体的全部感病单株和部分抗病单株的DNA进行PCR分析,借助MAPERMAKER/EXP3.0软件,对其微卫星标记实验数据进行连锁分析,将Rsb-2(t)定位于第3染色体的p臂,发现RM218、RM251、RM4321和RM5748与Rsb-2(t)连锁,它们均位于着丝粒端,连锁距离分别为32.1 cM,41.1 cM,42.4 cM和49.7 cM。研究结果为进一步对该基因的精细定位奠定了基础。     

一个水稻苗期白化致死突变体asl6的鉴定及其基因定位

经60Coγ诱变处理粳稻"嘉花1号"得到一个稳定遗传苗期白化致死突变体asl6(albino seedling lethality 6).与野生型(WT)相比,该突变体从发芽出苗起一直表现白化,四叶期逐渐死亡,叶合色素含量几乎没有且没有完整的叶绿体结构.通过qRT-PCR分析发现,与叶绿体发育、叶绿素合成及光合作用相关的基因表达量明显下调.对利用asl6突变体与"培矮64S"杂交获得的F2代分离群体进行遗传分析,发现该突变表型受单个隐性核基因控制.利用图位克隆技术将该asl6基因定位于第2号染色体的InDel分子标记ID31982与SSR分子标记MM5712之间约293 kb的区域内.目前,该范围内没有叶色相关基因的报道,可能为一新的调控水稻叶绿体发育的基因.     

水稻矮化突变体差异表达cDNA片段的克隆与分析

利用抑制性消减杂交（Suppressive subraction hybridization,SSH）分离本实验室获得的一株水稻矮化突变体dwarf69与其野生型对照品系特光矮-2（Rryza sativa,TGA-2 indica）间表达有差异的cDNA片段,分别以dwarf69作为驱赶子,TGA-2为检测子,以及以dwarf69作为检测子,TGA-2为驱赶子建立了两个差异表达cNDA文库,分别代表在TGA-2和dwarf69中特异表达的cDNA,经反式Northern检测这两个文库共得到10个阳性克隆。     

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.     

突变体的诱发及其在水稻种质资源改良中的应用

文章简要阐述了几种常见的诱发突变技术及其在水稻种质资源创新上的应用，对诱发突变技术及其未来应用趋势进行了简单的阐述．     

一个新的水稻矮秆突变体sd-sl的遗传与基因定位研究

新的矮秆基因的发掘、研究和利用对水稻育种和植物生长发育机制研究有重要的作用.用60Coγ射线辐照粳稻9522,获得一个能稳定遗传的突变体.该突变体表型为株高较野生型矮,叶片短而微卷.将该突变体与籼稻广陆矮杂交,F2代呈3∶1分离,说明该突变体受隐性单基因控制.通过InDel分子标记对F2代分离群体进行遗传定位,将该基因定位于第6染色体InDel标记OS604附近.随后又发展了多对有多态性的InDel分子标记,将该基因座位精细定位在InDel标记XL6-6和XL6-1之间,AP003490和AP005619上,两个引物之间的物理距离为118 kb.本研究为该克隆基因及其作用机理的探究奠定了基础.     

水稻“9311”突变体库的氯酸盐毒性筛选与分析

【目的】用氯酸盐筛选水稻(Oryza sativa)突变体库,分析氯酸盐对水稻的毒性。【方法】使用化学诱变剂甲基磺酸乙酯(Ethyl methanesulphonate,EMS)处理水稻材料“9311”种子,构建完成了水稻“9311”突变体库。【结果】通过水培法并利用氯酸盐的特性对诱变材料进行筛选,共筛选了2 361份诱变M2代材料,且与野生型相比获得了40份对氯酸盐表现差异敏感的材料。【结论】研究结果为进一步的材料创建与相关基因克隆提供了基础,也为水稻硝酸盐吸收与转化相关分子机理的研究奠定了基础。     

水稻nmads 1基因的序列测定与结构分析

用PCR对6个水稻基因组BAC克隆进行了筛选，得到了水稻nmads1基因2933bp的序列，通过与mmads1基因的cDNA序列比较，发现nmads1基因含6个内含子和6个外显子，5′非编码区有2个TATA盒及1个Car G类似序列。     

水稻LEC1A基因过量表达载体的构建及其转化

拟南芥的LEC1基因是胚胎发生的一个重要调控因子,控制着胚胎发育的多个不同方面.水稻的LEC1A基因与拟南芥的LEC1基因有比较高的同源性.利用RT-PCR克隆到水稻LEC1A基因并构建了该基因的过量表达载体,经农杆菌介导法将其导入水稻幼胚诱导的胚性愈伤组织,经组织培养和抗性筛选获得再生植株.经PCR鉴定成功获得了22株转基因水稻,为进一步研究水稻LEC1A基因的功能奠定了基础.     

水稻矮化突变体G蛋白α亚基基因的结构和表达

利用γ-Co60辐射诱发水稻特光矮-2(Oryza sativa L.cv.TGA-2)产生变异,获得一种稳定遗传的新型水稻矮化突变体dwarf69.dwarf69和TGA-2及其杂交后代F1、F2、F3成熟期的株高数据表明矮化表型受一对隐性基因控制.进一步研究发现,虽然dwarf69和TGA-2的G蛋白α亚基基因(Rice G protein alpha-subunit,RGA)编码区核苷酸序列只有一个核苷酸的差异,但RGA在野生型TGA-2中的表达量明显高于在突变体dwarf69中的表达量.对矮化突变体dwarf69和野生型TGA-2的RGA基因5＇上游区的序列分析表明,dwarf69 RGA 5＇上游区比TGA-2RGA5＇上游区多出1076bp.首次报道水稻矮化突变体中的RGA5＇上游区序列与其野生种的RGA5＇上游区序列存在显著的差异.     

籼稻矮杆突变体Tm049的表型分析及其对外源赤霉素的响应

利用60Coγ射线辐照籼稻93-11,获得一个性状稳定的矮化突变体材料Tm049,对其表型、节间细胞结构及生理特性方面进行了分析。研究结果表明,Tm049植株矮化、叶色略深且短而宽、分蘖少、穗型直立状、籽粒小而圆、属于dn型矮杆;第一节间和第二节间细胞体积和数目发生变化;第二叶鞘对外源赤霉素(GA3)敏感性降低;内源GA3水平略高于野生型.推测该突变体可能与GA的信号途径缺失有关.研究结果为今后该基因的定位克隆、功能分析及分子标记辅助培育理想株型的新品种奠定了研究基础.     

60Co γ-Ray射线诱变水稻突变体的分离和遗传学初步分析

为了研究水稻发育的分子机制,我们利用γ射线对粳稻品种9522进行诱变,共诱变了3 000 g种子,M1代单株收种,M2代移栽5 963个株系于上海农科院.在M2代中筛选突变体,并在M3代中复选,最终得到了叶、株型育性等各类形态突变体666份.对其中162株突变体进行了遗传分析,有53.61%的突变体出现3∶1的分离,这些突变体是隐性的单位点突变.同时,这些突变体的分离也为水稻功能基因分离和功能鉴定等研究打下了良好的基础,并为水稻发育的研究提供了宝贵的材料.     

水稻基因ST1的克隆及原核表达

指出了基因ST1是决定水稻柱头和花柱形成的关键基因,属于水稻中的XHS基因家族.将ST1的全长cDNA序列构建到原核表达载体pET-28a中,并转化了表达菌株大肠杆菌BL21.经Western bolt验证表明:所表达80 kD蛋白即为目的蛋白,为后续的蛋白功能等研究提供了实验基础.