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水稻种子快速萌发,可减短吸水膨胀至出土成苗时间,减少有害生物危害,进而有效提高种子成苗率,有利于培养强壮秧苗.为此,本研究对缙恢10号EMS(甲基磺酸乙酯)诱变体库进行了筛选,从中鉴定到一个种子萌发快且矮化多蘖的突变体rgs1,进一步分析发现矮化是由于各节间均缩短造成的,而多蘖则是分蘖芽发育较快引起的.遗传分析表明rgs1的突变性状受单隐性核基因调控,定位区间内叶绿体 ... ζ-胡萝卜素异构酶编码基因LOC_Os12g21710的第3个外显子发生了G至A的碱基替换,导致蛋白翻译提前终止,从而确定为目的基因.qPCR分析发现,与野生型相比,突变体中独角金内酯(SL)合成基因HTD1、D27、D10及信号传导相关基因D14、TB1的表达均极显著降低,SL信号途径抑制因子D53的表达则极显著升高,表明rgs1矮化多蘖性状与SL缺陷有关.在rgs1中,脱落酸(ABA)合成代谢关键酶基因OsNCED1几乎无表达,MOC3和FON1的表达极显著升高,表明rgs1种子的快速萌发与ABA合成缺陷有关.RGS1可能是水稻体内精准调控SL和ABA协同作用的一个关键基因,从而调控水稻种子萌发、株高、分蘖等的发育. more

水稻籽粒大小是一个复杂的农艺性状,受多基因控制.染色体片段代换系是创造自然变异的有效手段,也是复杂性状研究的理想材料.本研究构建了一个新的水稻长大粒染色体片段代换系Z66,Z66以日本晴的基因组为遗传背景,含有来自R225的12个代换片段,平均代换长度为3.32 Mb.然后,以日本晴/Z66创建的次级 F2群体定位出12 个控制水稻籽粒大小的 QTL,并培育出具有目标 QTL 的 5 ... 个新单片段代换系(S1~S5)和 4 个新双片段代换系(D1~D4).其中有 9 个 QTL(qGL3、qGL7、qGL10、qGW6、qGW10、qRLW3、qRLW10、qGWT3、qGWT10)可被单片段代换系所验证,表明这些QTL遗传稳定.此外,还利用单片段代换系鉴定到6个新的QTL(qGL9-2、qGW9-2、qRLW6、qRLW7、qRLW9-2、qGWT7).在这18个QTL中,qGL9-2、qRLW9-1、qRLW9-2、qGW9-2、qGWT9-2可能是新鉴定的 QTL.双基因聚合分析表明,不同 QTL 间聚合产生不同的上位性效应.如 qRLW3(a=0.21)和 qRLW9-2(a=0.08)聚合产生了0.10的上位性效应,使D2具有比受体日本晴、S1(qRLW3)和S4(qRLW9-2)更大的谷粒长宽比,且差异显著.qGWT3(a=3.99)和qGWT10(a=3.98)聚合产生了-5.35的上位性效应,其遗传效应(2.62)使D3的千粒重比日本晴显著增加,而比S1(qGWT3)和S5(qGWT10)显著减少.了解QTL间的互作效应可对未来基因型的表型进行预测,从而对实现智能型设计育种至关重要. more

【目的】对一个水稻矮化剑叶卷曲突变体进行鉴定与基因定位,为水稻等禾谷类作物剑叶形态发育及分子改良奠定基础。【方法】在籼型水稻恢复系缙恢10号的甲基磺酸乙酯（EMS）突变库中筛选到一个隐性矮化剑叶卷曲突变体,命名为dcfl1（dwarf and curled flag leaf ... 1）。田间小区种植,全生育期内观察dcfl1和野生型的株型变化。苗期利用扫描电镜观察叶鞘内表皮细胞大小;孕穗期和抽穗期利用石蜡切片观察剑叶基部形态;开花期测定剑叶、倒2叶和倒3叶的叶绿素含量;成熟期考查株高、有效穗数、穗实粒数、结实率和千粒重等主要农艺性状。配制西农1A/dcfl1杂交组合,利用F1和F2群体进行遗传分析,并利用F2隐性群体进行基因定位。【结果】生育期内,突变体dcfl1都表现出矮化性状。dcfl1叶鞘内表皮细胞长度明显比野生型要短,达到了极显著水平。与野生型相比,穗长、倒1节间和倒2节间均显著变短,倒3节间和倒4节间无显著变化。抽穗期dcfl1剑叶的叶片和叶鞘连接处硬化,剑叶基部展开受阻,半边叶片向内卷曲,剑叶上部和中部正常,其他叶片也正常。农艺性状调查发现,dcfl1的有效穗数为14.24,极显著高于野生型的11.62,穗粒数、实粒数、结实率和千粒重等则无显著变化。此外,dcfl1的叶色略深,剑叶、倒2叶和倒3叶的叶绿素a含量均极显著高于野生型,类胡萝卜素含量也略有升高,但仅剑叶达到极显著差异水平,叶绿素b的含量则无显著变化。西农1A/dcfl1的F1群体中,株高和剑叶表型与野生型一致。F2群体中分离出正常和突变两种表型,突变表型与dcfl1类似,植株株高变矮,剑叶基部特异卷曲,说明矮化和剑叶基部特异卷曲是一对共分离性状。且两种表型分离比符合3﹕1,表明dcfl1突变型受1对隐性核基因控制。利用620株F2隐性单株,最终将DCFL1精细定位在第3染色体短臂In Del标记Ind03-11和Ind03-6之间78 kb的物理范围内,包含15个注释基因,为DCFL1的克隆和水稻剑叶形态发育机理研究奠定了基础。【结论】dcfl1是一个水稻矮化剑叶基部特异卷曲突变体,基因精细定位在第3染色体78 kb的物理范围内。 more

目的对水稻黄绿叶突变体ygl13（yellow-green leaf 13）进行表型鉴定和候选基因检测,以便了解水稻叶色形成和调控的分子机制。方法经甲基磺酸乙酯（EMS）诱变籼稻恢复系缙恢10号（Jinhui ... 10）,从中筛选出1份遗传稳定的黄绿叶突变体命名为ygl13,对突变体的表型进行系统观察,调查其成熟期的主要农艺性状,分别测定野生型和突变体苗期和孕穗期的叶片光合色素含量,同时利用透射电镜观察野生型和突变体ygl13的叶肉细胞及叶绿体结构。将表型正常的不育系西农1A与突变体ygl13杂交,根据F1和F2群体的性状表现与分离情况,分析该突变性状的遗传行为,并以F2作为基因定位群体,对突变体ygl13进行候选基因遴选和突变位点测序验证。结果突变体ygl13的植株叶片在整个生育期均呈现黄绿色,与野生型缙恢10号相比,突变体ygl13苗期和孕穗期叶片叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量均极显著降低。透射电镜观察结果显示,与野生型相比,突变体ygl13叶绿体结构异常,基质片层减少退化,类囊体片层减少,不规则的散乱分布。农艺性状调查结果表明,突变体ygl13穗总粒数增加了26.06%,株高和结实率分别降低了12.33%和18.82%,但穗长、有效穗、穗实粒数和千粒重无显著差异。F2群体正常叶色的植株数与黄绿叶植株数分离比经χ^2测验符合3﹕1分离比例（χ^2=2.35〈χ^20.05=3.84）,表明ygl13的黄绿叶性状由1对隐性核基因控制。YGL13被定位于第8染色体短臂InDel标记ID43和ID69之间,遗传距离分别为4.0和0.5 cM,区间物理距离约为318 kb,共有52个基因。经测序比对分析发现,ygl13突变体在Os SIG1编码区的第1005个碱基G突变为碱基A（位于第三外显子）,造成编码色氨酸（Trp或W）的密码子突变为终止密码子,导致蛋白翻译提前终止,则该基因编码520个氨基酸的蛋白质突变为334个氨基酸的截短蛋白。qRT-PCR结果表明,突变体ygl13部分光合色素代谢途径和光系统相关基因表达紊乱。结论水稻突变体ygl13的黄绿叶性状由1对隐性核基因控制,该基因与已报道的水稻质体σ因子OsSIG1为等位基因。 more

【目的】对一个新的水稻显性窄叶突变体进行鉴定，为水稻叶片形态建成的分子机理和株型育种研究奠定基础。【方法】甲基磺酸乙酯（EMS）诱变水稻籼型恢复系缙恢10号，获得一个窄叶突变体Dna11，连续7代种植，表型均稳定遗传。开花期，调查砌a11和野生型剑叶、倒2叶和倒3叶的叶宽及卷曲度，对剑叶最宽处进行石蜡切片分析；灌浆期，测量剑叶的光合色素含量，并利用Li-6400便携式光合测定仪测量光合速率、气孔导度和蒸腾速率。配制西农1A／Dna11和Dna11／中花11杂交组合，利用F1和F2群体进行遗传分析，并利用Pna11／中花11的F2隐性群体进行基因定位。田间小区种植，设置2个种植密度，株行距分别为16．7cm×26．72cm和13．36cm×20．04cm，3次重复，成熟期考查株高、有效穗数、穗实粒数、结实率、千粒重、籽粒长和籽粒宽等主要农艺性状，并估算理论产量。【结果】Dna11的叶片宽度全生育期内均极显著变窄，剑叶、倒2叶和倒3叶的叶宽分别为0．96、0．89和0．88cm，与野生型的19．6、19．41和18．42cm相比，降低了一半左右。Dna11大维管束数量与缙恢10号相比无显著变化，小维管束数量则下降了44．13％，达极显著差异水平。缙恢10号相邻大维管束之间一般有6个小维管束，Dna11则只有3个。Dna11的叶片微卷，剑叶、倒2叶和倒3叶的卷曲度分别为11．2、12．1和11．8，野生型的叶片卷曲度为零。此外，肋a11的叶片颜色略深于野生型，叶绿素a的含量略有升高，但未达到显著差异水平。光合生理测定表明，与野生型相比，Pnall的水分利用率略有升高，光合速率和蒸腾速率略有下降，气孔导度则显著降低。除叶片性状变化外，Dna11还表现籽粒变窄和茎秆变细，株高和籽粒长无明显变化。Dna11的籽粒宽度为2．33mm，与缙恢10号的2．78mm相比，极显著下降，导致Dna11的千粒重仅为野生型的73．18％，极显著下降。低密度种植条件下，Dna11的理论产量显著低于野生型；高密度种植条件下，Dna11的理论产量则显著高于野生型，较高的结实率和单株有效穗是Pna11产量提高的主要原因。西农1h／Dna11与Dna11中花11杂交组合的F2群体，剑叶的叶片宽度分别为0．99cm和0．94cm，与Dna11的0．96cm相比，无显著差异；F2群体中出现窄叶植株和宽叶植株两种类型，窄叶和宽叶单株出现的频率呈双峰分布，且

【目的】大多数的植物防御素对不同的病原菌具有抗菌活性,其中来自苜蓿种子的防御素alfAFP的转基因土豆和番茄已经被证明对病原菌具有强抗病性。进一步研究该基因对稻瘟病、纹枯病、白叶枯病三大重要病害的抑制作用,对水稻抗病基因工程研究具有重要的意义。【方法】本试验将alfAFP构建到表达载体pPIC9K上,电转化毕赤酵母（GS115）,再进行蛋白质的分泌性诱导表达,最后进行体外重组蛋白对水稻病菌的抑菌活性检测。【结果】通过15%的SDS-PAGE检测,得到大约6.5kD的重组蛋白。alfAFP融合蛋白对水稻纹枯病、稻瘟病和白叶枯病均具有一定的抑制活性,其中对纹枯病的作用最为明显。【结论】alfAFP在酵母中成功诱导表达,并对水稻测试病菌具有一定的抑制活性,预示着alfAFP防御素基因在水稻抗病基因工程中具有潜在的应用价值。