比较小麦耐盐突变体近等基因系的钾离子含量及其与SOD活性的相关性分析,结果表明:耐盐性不同的近等基因系之间钾离子含量存在着显著差异,耐盐性强的RH8706-49含钾量最高;分别为耐盐性差的H8706-34、H8706-58的3.572倍和3.167倍。小麦功能叶片的SOD活性与钾含量呈极显著线性正相关。进而表明,小麦耐盐性强弱与旗叶叶片含钾量的多少在一定范围内呈正相关,钾可能参与了SOD的活性调节。

利用RAPD技术分析了小麦耐盐突变体RH8706 49、其母本濮农3665以及与49同为"一粒传"后代的敏盐材料H8706 34的线粒体DNA,发现三个材料的线粒体DNA存在有明显的差异,初步认为这些差异可能与突变体49耐盐性的增强相关,回收克隆了突变体49线粒体DNA的特异扩增产物,为进一步的研究打下了基础。

检验小麦耐水分胁迫突变体对渗透胁迫环境的耐受能力并对其生理生化及分子特性进行研究。测定突变体愈伤组织在甘露醇,NaCl和聚乙二醇(PEG-6000)模拟的渗透胁迫下的相对生长量及其在20%甘露醇胁迫下游离脯氨酸含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量等生理生化指标,并进一步检测了突变体再生苗的K+/Na+含量及可溶性蛋白质组成和基因组DNA RAPD多态性等生化和分子特征。突变细胞系可以在对照不能生长的20%甘露醇、1.5%NaCl和20%PEG-6000胁迫条件下,分别表现出14.5%,12.8%,41.8%的相对生长量;在20%甘露醇胁迫条件下突变细胞系游离脯氨酸积累量为对照的80%,可溶性糖积...

【目的】PHO2是磷信号通路中重要的调控因子,PHO2突变会造成植物过量的磷累积。尽管已对PHO2进行了大量研究,但始终聚焦于磷元素的积累上,PHO2是否对其他元素的积累有影响尚不清楚。【方法】本研究首先利用水稻日本晴T-DNA插入突变体ospho2,研究在该突变背景下矿质元素在植株体内累积的情况。因Na在水稻和高粱pho2突变体种子中大量累积,利用水稻和高粱pho2突变体同时进行种子萌发期耐盐胁迫实验。【结果】分析野生型日本晴和ospho2突变体在成熟期时地上部和种子中大量元素和微量元素的含量,表明在地上部中ospho2突变体植株中不仅超量累积了磷元素,还累积了诸如钾、镁、锰等元素;在ospho2突变体种子中也过量累积了磷元素,但是累积程度远不如地上部分,其他元素钾、镁、钠、钙和锌等也都有一定的累积。盐胁迫下水稻和高粱pho2突变体萌发期的芽苗率较野生型显著降低。【结论】OsPHO2的突变不仅导致磷的超量累积,对其他很多元素的积累也有较大的影响。水稻和高粱pho2突变体降低了种子萌发期耐盐性。

为探讨Ta AP1-3基因在小麦三雌蕊性状形成中的作用,从小麦三雌蕊近等基因系CM28和CM28TP中克隆得到3个同源基因Ta AP1-3a、Ta AP1-3b和Ta AP1-3c。通过碱基序列、氨基酸序列、聚类及实时荧光定量分析表明,TaAP1-3a、Ta AP1-3b和Ta AP1-3c基因c DNA序列分别为1 210,1 208,1 199 bp,ORF分别为825,816,855 bp,分别编码274,271,284个氨基酸残基。Ta AP1-3a、Ta AP1-3b和Ta AP1-3c与中国春Ta AP1-3的核苷酸序列相似度分别为96.02%,93.1%,93.56%,氨基酸序列...

为了解析棉花种子质量突变体ims-15千粒质量降低的相关机制,以该突变体和其近等基因系Ji737系为试验材料,利用Illumina平台测定了开花后30 d种胚的转录组,并利用实时荧光定量PCR技术对测序结果进行验证。共筛选获得4 239个差异表达基因,其中,在ims-15中上调表达基因2 229个(52.6%),下调表达基因2 010个(47.4%)。GO功能富集分析表明,差异表达基因显著富集在生物过程中的细胞壁高分子代谢、光合作用-光能捕获、细胞壁高分子代谢、光合作用等7个条目,分子功能中的叶绿素结合、四吡咯结合、铁离子结合等4个条目和细胞组分中的光系统、类囊体、光合膜等9个条目,其中光合作用相关条目注释到的差异基因中下调基因占比达85.11%,且光能捕获、叶绿素结合和光系统Ⅰ等3个条目注释到的差异基因均为下调基因。KEGG富集分析表明,光合作用-天线蛋白、类黄酮生物合成、植物激素信号转导、苯丙素的生物合成、MAPK信号途径、糖酵解/糖异生、淀粉和蔗糖代谢等20个代谢通路显著富集,其中光合作用-天线蛋白通路的富集程度最高且该通路注释到的18个差异表达基因均在ims-15中下调表达,植物激素信号转导通路中富集到的差异基因最多。此外,发现有大量转录因子如WRKY、Dof和AP2/EREBP等家族成员影响种子粒质量的形成。qRT-PCR和RNA-seq数据相关系数R~2=0.955 9,验证了RNA-seq结果的可靠性。基于各项分析结果,明确了一些与种子质量发育密切相关的代谢途径,尤其胚性光合作用途径在种子质量形成中起重要作用;发现了植物激素信号转导途径和转录因子在种子质量形成中起着重要调控作用。

利用粳稻02428突变体的RIL群体336个F9家系,对糙米中总黄酮和生物碱等2种功能活性成分含量的变异及其与主要农艺性状的相关性进行分析。结果表明,①2种功能活性成分在F9家系间均有较大的变异,其中生物碱含量变异最大,总黄酮变异最小,变异系数分别为55.87%和22.67%。②剑叶宽与总黄酮含量(0.135**)、结实率与生物碱含量(0.130**)呈极显著相关;穗下节长与总黄酮含量(0.127*)、秕粒数与生物碱含量(-0.125*)呈显著相关。③剑叶宽、穗下节长与总黄酮含量、秕粒数与生物碱含量的相关关系主要是直接效应,直接通径系数分别为0.129,0.250和-0.298;结实率与生物碱...

【目的】构建小麦EMS突变体库,为小麦功能基因组学研究准备基础材料。【方法】利用化学诱变剂甲基磺酸乙酯(ethyl methane sulfonate,EMS)诱变处理小麦品种偃展4110种子,将获得的M2代材料进行生物学性状与农艺性状鉴定,部分M3材料播种家系进行验证。【结果】对M2代全生育期田间表型进行观察鉴定,突变群体的表型变异率约为6.6%;获得了幼苗、叶、茎、穗及成熟期等生物学特性与主要农艺性状的变异体和突变体,变异类型丰富,特别是发现了自然突变中少见的变异类型,如株高在10-15cm左右的特矮变异类型。【结论】本研究所构建的两个偃展4110EMS突变群体较为理想,可望有效地被用于小...

叶色黄化突变属于叶绿素突变。对大麦叶绿素缺乏突变体的研究及遗传控制分析,国外已有不少报道。但在国内,除李玉湘等对大麦叶绿体突变体中叶绿素蛋白质复合体进行过一些研究外,尚未见对大麦叶绿体突变体遗传控制的研究报道。笔者用30KR_（60）Coγ射线处理早熟三号大麦干种子,在M_2代分离群体中获得叶色浅黄突变体。突变体的早期世代有少量绿苗分离的现象,现已无分离,能稳定遗传。 叶绿体有自己的遗传物质（ct DNA）。但叶绿体中许多重要的蛋白质是由细胞核基因编码的。故叶绿体是受细胞核基因和质体基因（ct DNA）的双重遗传控制。核基因突变或质基因突变都可能产生叶绿素缺乏突变体。本文对突变体进行的...

许多真菌介体传播的病毒在机械接种过程中易于发生自然缺失。利用在小麦上连续机械接种WYMV的方法,自第27代起,利用RT-PCR和Northern blot方法在感病小麦中检测到一个WYMV RNA2的缺失突变株,序列分析发现缺失区域位于RNA2的214~2 808 nt,共计2 595 nt,并在缺失区域的两端存在7个碱基的反向互补序列。缺失区域上游紧邻这7个碱基双链区存在一富含AU的短序列,并据此对此D-RNA2的缺失机制进行了讨论。

为探究航天诱变小麦突变体的真伪，以实践十号卫星搭载创制的周麦18 SP_5突变群体为材料，对其籽粒表型进行分析，同时采用42对SSR标记和55K SNP芯片技术对籽粒表型差异较为显著的4个突变体进行真实性鉴定。籽粒表型分析发现，突变群体的千粒质量、粒长差异显著，其中千粒质量变异最为丰富，粒宽差异不显著，且突变群体的平均粒长、粒宽和千粒质量均显著高于野生型，说明航天诱变的有益突变频率较高。SSR标记鉴定发现，突变体ZM18-112与野生型的差异标记为18个，多态性比例高达42.85%,而ZM18-105、ZM18-26和ZM18-7与其野生型的差异标记均不超过3个。SNP芯片鉴定发现，ZM18-112与野生型的差异SNP位点所占比例高达13.3012%,而其他3个突变体与野生型的差异SNP位点所占比例不超过0.7689%。认为突变体ZM18-112是由于异花授粉或机械混杂产生的假突变体，而ZM18-105、ZM18-26和ZM18-7与野生型的遗传背景基本一致，是经过航天诱变而产生的真实突变体。

谷子叶色突变体是探究叶绿体发育机制和C4光能利用率的理想材料之一。为了研究谷子叶色突变的分子机制,从谷子主推品种长农35号的甲基磺酸乙酯(EMS)诱变库中筛选鉴定到一个苗期条纹叶突变体wsl2,通过表型鉴定、遗传背景检测和遗传分析,同时利用MutMap方法快速精细定位突变基因,并根据突变位点开发共分离分子标记等方面对该突变体进行研究。结果表明,wsl2在苗期表现为条纹叶表型,但从拔节期开始恢复为正常叶片表型;wsl2与野生型遗传背景相同且wsl2受一个隐性核基因控制;MutMap精细定位的关联区间内包含9个非同义突变基因,其中,Seita.9G561800是一个编码与叶绿体相关的PsbP蛋白基因,含有6个外显子和5个内含子,在第1外显子77 bp处发生G/T碱基突变,导致一个精氨酸(R)突变成亮氨酸(L)。根据突变碱基设计了dCAPS标记MRI498-1(Cac8Ⅰ)和共分离标记MRI501-3,进一步验证了wsl2突变体的候选基因突变位点。研究鉴定了一个新的条纹叶突变体wsl2,对PsbP基因光合作用反应机制的进一步研究奠定了理论基础,丰富了谷子叶色突变体资源,同时验证了MutMap方法克隆谷子突变基因的有效性。

【目的】对水稻粒宽突变体gw87(grain width 87)进行表型鉴定、遗传分析、基因定位及候选基因分析,为探明该基因调控水稻籽粒大小的分子机制及应用潜力奠定基础。【方法】利用甲基磺酸乙酯诱变籼稻恢复系材料676R,获得一份籽粒宽度和千粒重显著增加的突变体gw87。对该突变体进行表型观察、农艺性状调查及外源油菜素内酯(BL)敏感性、叶绿素含量、光合参数测定,了解其表型特征及生理特性。调查gw87与676R杂交F1的表型和F_2群体的分离情况,分析其遗传行为;选取该群体中的突变植株进行高通量测序,并利用gw87与粳稻品种日本晴杂交的F_2代作为定位群体,通过MutMap分析和分子标记定位,遴选候选基因并进行DNA和cDNA测序验证。利用qRT-PCR分析gw87和676R中BR合成途径基因OsDWARF4、D11和D2的表达差异。【结果】与野生型亲本676R相比,gw87突变体的株高降低,节间缩短,其中,倒一节间长度缩短最大,并呈现出扭曲的形态;叶片长度减少,宽度增加;单株有效穗数、主穗穗长和结实率显著降低,但籽粒宽度和千粒重显著增大。BL敏感性试验显示,gw87突变体幼苗对外源BL的敏感性降低。光合色素和光合参数测定表明,gw87光合色素含量增加,光合速率也有所增加。遗传分析表明gw87的突变性状是由1对隐性核基因控制。MutMap分析显示gw87突变基因位于第5染色体中部,在该染色体区域仅有1个碱基突变引起编码氨基酸变化;分子标记连锁分析表明该突变基因位于InDel标记X2和X3之间约101 kb的染色体区域;综合这两方面分析结果,最后遴选出gw87候选基因是编码一个含有AP2/EREBP DNA绑定结构域的转录因子基因LOC_Os05g32270。对该候选基因进行DNA和cDNA测序验证,发现gw87突变体中该基因DNA的第1 041位的碱基由G突变为A,导致与该位点相邻的76 bp内含子序列被剪接为外显子,引起阅读框移码,蛋白翻译提前终止。qRT-PCR分析显示gw87突变体中BR合成途径基因的表达量显著上调,表明gw87突变体中BR信号减弱。【结论】gw87是smos1、shb、rla1、ngr5的新等位突变体,但与这些突变体表型不同,gw87籽粒的宽度和千粒重显著增加,可能是LOC_Os05g32270的突变位点不同,导致其编码蛋白的功能活性不同所造成。

【目的】叶色突变体是研究叶绿素合成、叶绿体发育和光合作用的理想材料,探索小麦黄绿叶突变体的光合生理特性,旨在阐明其光合作用调控机理,为小麦黄绿叶突变体的进一步利用奠定基础。【方法】以野生型冀麦5265和突变体冀麦5265yg为试验材料,对叶色表型进行观察,采用分光光度计和试剂盒法测定色素含量和酶活性,并利用Li-6400便携式光合仪和PAM100叶绿素荧光仪进行光合气体交换参数和叶绿素荧光参数测定。【结果】表型观察和色素含量结果表明,突变体苗期叶片表现为黄绿色,抽穗后叶片逐渐转变为淡绿色。遮阴处理可以使叶片颜色部分复绿,但比野生型略浅,属于光诱导转绿型突变体。突变体叶绿素a和叶绿素b含量显著低于野生型,叶绿素a/b的比值升高,为典型的叶绿素缺乏型突变体;光响应曲线和CO_2响应曲线显示,突变体的表观量子效率(AQY)、光饱和点(LSP)、最大净光合速率(P_(n-max))、光补偿点(LCP)、暗呼吸速率(Rd)、羧化效率(CE)和饱和CO_2浓度(I_(-sat))显著高于野生型,说明突变体叶片的光合机构稳定,强光下光合速率更高;光合气体交换参数和叶绿素荧光动力学参数表明,突变体的净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、气孔导度(G_s)、光化学量子效率(F_v/F_m)、实际光化学效率(ΦPSII)和光化学淬灭系数(qP)显著高于野生型,说明其具有较强的光能转化和CO_2固定能力;突变体的超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性均高于野生型,丙二醛(MDA)含量下降,可溶性糖和可溶性蛋白含量升高,说明抗氧化酶系统通过清除氧自由基降低了氧化损伤,突变体叶片细胞膜损害减轻,抗逆性增强;突变体的核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶(Rubisco)活性显著低于野生型,磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)活性显著高于野生型,推测C_4途径光合酶PEPC活性的升高可能是突变体具有较高净光合速率的原因之一。花后遮阴以及外源喷施抗坏血酸AsA和二硫苏糖醇DTT处理表明,突变体对光强变化更敏感、叶片内AsA含量及叶黄素循环效率更高。【结论】黄绿叶突变体冀麦5265yg叶片气孔导度明显改善、热耗散降低、C_4途径光合酶活性升高,是其光合速率提高的主要原因。该结果为小麦叶色突变体高光合特性的分子调控机制研究奠定基础。

[目的]对水稻叶色白化转淡绿突变体WGL进行遗传分析与基因定位,为水稻叶绿素合成与质体发育的分子机制研究奠定基础。[方法]水稻白化转淡绿突变体WGL与‘日本晴’、‘越光’杂交构建F2群体,取隐性极端个体定位基因WGL。[结果]白化转淡绿叶突变体WGL由甲基磺酸乙酯(EMS)诱变籼稻‘南京11’获得,2叶1心期叶片开始转绿,但叶缘和叶尖仍表现白化。4叶期后,WGL叶色表现为淡绿色。与野生型相比,WGL的株高显著降低,剑叶长、剑叶宽、穗长、有效分蘖、千粒质量等均有不同程度的降低。3叶期和抽穗期光合色素含量测定结果表明:与野生型相比,3叶期WGL的叶绿素a、b和类胡萝卜素含量均显著下降,抽穗期叶绿素...