【目的】克隆水稻直立短穗基因Erect and Short Panicle(ESP),分析其参与的基因调控途径,解析ESP控制株型、穗长等农艺性状的分子机理。【方法】以直立短穗突变体esp及其野生型为材料,成熟期进行株高、穗长、粒长等表型测定;构建籼粳杂交F2定位群体,挑选与突变表型一致的F2单株,利用与突变性状连锁的分子标记对目的基因进行定位;对野生型和突变体进行基因组测序,结合定位结果,找到突变位点,克隆ESP;利用生物信息学软件进行进化树和基因表达分析;提取野生型和突变体幼穗中的RNA并建库,GO(gene ontology)聚类分析表达差异基因,同时根据KEGG(kyoto encyclopedia of genes and genomes)数据库,分析野生型和突变体中植物激素信号转导和内质网蛋白加工相关基因的表达变化,并通过qRT-PCR验证。【结果】通过表型观察和农艺性状调查,与野生型相比,直立短穗突变体esp株高降低,穗长变短,穗型由弯曲变为直立,每穗粒数减少,粒长变短,粒宽和千粒重增加;有效穗数无显著差异。利用突变体esp与PA64构建籼粳F2定位群体,将目的基因定位于水稻第7染色体长臂标记C7-11和C7-14之间7.58 Mb区间内,基因组测序发现LOC_Os07g42410第6内含子与第7外显子连接位点由碱基G变异为A,导致第6内含子不能被剪切,蛋白翻译提前终止;该基因与已报道的OsDEP2/OsEP2为等位基因。进化分析显示该基因广泛存在于单子叶和双子叶植物中;表达分析表明ESP在茎秆、花序、雌蕊、内外稃和子房中高度表达,其表达水平随着子房变大而逐渐降低。利用转录组分析突变体和野生型幼穗中的基因表达,结果表明,与野生型相比,esp突变体中表达差异显著(差异>1.5倍)的基因630个,其中235个表达上调,395个表达下调。GO分析显示植物激素信号转导和内质网蛋白加工相关基因受到不同程度地调控,利用qRT-PCR进行验证,结果与转录组数据一致。【结论】直立短穗基因ESP与已报道的直立穗基因OsDEP2/OsEP2为等位基因,其突变导致株高降低、穗长变短等多个表型;ESP可能通过调节植物激素信号转导、内质网蛋白加工过程中的基因表达,进而影响植株的发育。

在粳稻中花11的组培后代中发现1个突变体ep7,其稻穗直立,且株高、有效穗、粒长和千粒质量等均显著降低;利用该突变体与籼稻华粳籼74构建F2分离群体对突变体进行遗传分析,结果表明,该突变表型由1对核隐性基因控制,并用分子标记将该基因定位于第7染色体长臂上,命名为EP7,其与InDel标记ID5198-2和ID4309-1的遗传距离分别为0.7 cM和0.5 cM;生物信息学和序列多态性分析表明,可能是大片段的DNA插入造成候选基因功能缺失,导致该突变表型的产生。

【目的】通过对一个水稻短穗小粒突变体的鉴定与基因精细定位,为水稻等禾本科作物的籽粒发育及分子改良奠定基础。【方法】在水稻EMS诱变体库中鉴定到一个短穗小粒突变体,暂命名为sps1(shorten panicle and seed 1)。成熟期观察野生型和sps1的形态变化,考察株高、节间长、穗实粒数、结实率和千粒重等农艺性状;对野生型和sps1籽粒外稃内外表皮中部进行扫描电镜观察,并利用石蜡切片进一步分析野生型和sps1籽粒的形态变化;配制缙恢10号/sps1杂交组合进行遗传分析,并利用其F2群体进行基因精细定位;对野生型和sps1两叶一心期的叶鞘进行油菜素内酯(brassinolide,BR)敏感性试验;抽穗期分析SPS1在水稻根、茎、叶、鞘和穗中的表达,并对籽粒发育相关基因和BR相关基因进行q PCR分析。【结果】sps1穗和倒1、2、3的节间长度均极显著短于野生型,导致株高半矮化;此外,sps1穗枝梗数、结实率和千粒重也显著降低;扫描电镜观察发现sps1外稃中部内外表皮细胞长度极显著小于野生型,宽度则极显著变大,石蜡切片观察进一步证实了sps1籽粒宽短是由细胞变短、变宽造成的;籽粒发育相关基因q PCR分析发现,部分通过调控细胞分裂和扩展进而影响水稻籽粒发育的基因表达量发生了显著变化,在sps1中,AFD1、SLG、HGW和GS3的表达量显著上调,GW7和GID1显著下调;选取符合3﹕1分离比例的F2代分离群体中的突变单株进行基因定位,最终将调控基因精细定位在第7染色体上标记sps1-3和sps1-2之间134 kb的物理范围内,包含19个注释基因;经测序,与野生型相比,发现sps1中的Os07g0616000在编码区有一个A-T的碱基替换,致使编码的赖氨酸变成了终止密码子,导致蛋白翻译提前终止,初步确定为候选基因。q PCR分析发现SPS1在水稻的根、茎、叶、鞘和穗中均有表达,且在茎秆中的表达量最高;生物信息学分析发现,SPS1是DEP2的一个新等位基因。sps1对外源BR的敏感性降低,BR钝感基因D1的表达极显著下调;推测SPS1/DEP2可能通过BR信号传导途径调控水稻籽粒和株型的发育。【结论】sps1是一个水稻短穗小粒突变体,SPS1编码一个表达蛋白,是DEP2的新等位基因,通过BR信号传导途径调控水稻籽粒和株型的发育。

对回交转育的簇生穗品系CL 80 2、自然簇生穗突变体麦颖稻、人工诱导簇生穗突变体双科早系列和中花 11系列进行观察和比较 ,发现人工诱导产生的簇生穗突变体具有粒长变短、长宽比变小的特点 ,而自然簇生穗突变体不存在这种现象。以簇生穗突变体麦颖稻为亲本 ,与正常穗型水稻品种杂交所得的F1代、F2 代进行系统分析。结果表明 ,F1代表现簇生但簇生程度较亲本麦颖稻轻 ,为中间类型 ;F2 代产生簇生型、中间型和正常型的分离 ,组合分离比有些符合 1∶2∶1,有些不符 ,其正常穗型的比例在 30 %～ 4 0 %之间。麦颖稻的簇生穗性状表现为部分显性。

将航天诱变突变体和野生型水稻材料进行全基因组测定,以已经完成全基因组测定的籼型水稻9311基因组序列为对照,利用SOAPsnp、SOAPindel和SOAPsv软件对序列进行SNP、InDel和SV等分析。结果发现野生型中出现SNPs 348966个,插入缺失片段(1~5 bp)62 298个,结构变异9962个;突变体材料中出现SNPs 452173个,插入缺失片段(1~5 bp)66 977个,结构变异10336个。分析表明航天诱变因子对水稻基因组的诱变作用基本上平均分布,它与各对染色体的大小呈正相关。突变体中发生的诱变类型是SNPs>InDel>SV,表明航天诱变因子对水稻基因组中单碱基...

根据水稻种子及其贮藏蛋白特性 ,结合普通实验室条件 ,对分离水稻种子全蛋白及其各蛋白组分的方法进行改进 ,建立了筛选水稻种子贮藏蛋白突变体的新方法。讨论了抽提水稻种子全蛋白时试剂加入的最佳方式以及各蛋白组分分级分离时的最佳条件。新方法简便易行 ,快速高效 ,重复性好。将该法用于种子资源库筛选 ,得到了较满意的结果。

【目的】鉴定和克隆水稻根毛突变体新基因,了解水稻根毛发育的分子遗传机理。【方法】通过T-DNA插入获得短根毛突变体。采用溶液培养、形态特征观察、杂交后代的表型分离统计及基于图位克隆技术的基因定位等方法,对突变体Ossrh1的表型、遗传和基因精细定位开展研究。【结果】突变体在苗期表现为根毛长度变短,只有野生型长度的36%左右,遗传分析表明该突变性状受1对隐性基因控制,利用Ossrh1和籼稻品种Kasalath杂交构建的F2群体对OsSRH1进行基因定位,发现与第6染色体上的SSR(simple sequence repeat)标记RM3183和RM193连锁,OsSRH1距它们的遗传距离分别为0...

【目的】对水稻穗退化突变体ｓｐｄ１１进行遗传分析及候选基因鉴定，以便了解水稻穗发育的调控机制。【方法】用化学诱变剂甲基磺酸乙酯（ＥＭｓ）处理粳稻品种中花１１的直立密穗突变体ｄＥｐ２，从突变体库中筛选到一份穗退化突变体ｓｐｄ１１。观察该突变体表型，并调查其主要农艺性状。由于突变体不能结实，将可分离出ｓｐｄ１１突变植株的株系分单株收种、种植，并对后代株系的分离情况进行调查统计，分析该突变性状的遗传行为。将ｓｐｄ１１杂合植株与冈４６Ｂ杂交的Ｆ２后代作为定位群体，对ｓｐｄ１１突变体进行基因定位，遴选候选基因并进行ｄＮＡ测序验证；同时，对不同物种中ｓｐｄ１１候选基因的同源基因所编码蛋白进行进化树和序列比．．．

水稻品种的抽穗期是重要农艺性状之一,鉴定和定位抽穗期基因,分析其遗传效应对改良水稻抽穗期至关重要。在水稻品种Nipponbare中发现一个早抽穗植株,经过多代自交获得稳定的早抽穗突变株,突变体ehd(t)比Nipponbare早抽穗15 d。遗传分析表明,该突变受1对显性核基因控制,暂命名为EHD(t)。通过2个F2定位群体,利用微卫星标记将EHD(t)定位于第8号染色体RM223和RM584之间,其遗传距离分别为5.2 cM和6.1 cM。

在杂交育种中发现的一个水稻花器官突变体,经过多代种植,已稳定遗传。以此突变体为父本,以D62A、岗46A、II-32A和金23A为母本配制杂交组合进行遗传分析,根据F2表型及χ2测验结果表明,该突变体的性状是由单隐性基因控制的。此突变体除了花器官,其它农艺性状与野生型无异。在同一突变植株中,有正常小花,也有多种花器官突变表型:内颖缺失或弯曲,浆片与异常叶状体相连,雄蕊正常或部分增多退化,部分雌蕊异常、呈双雄蕊或三柱头。所有突变体中浆片都与叶状体相连,呈浆片叶化表型,因此我们将此突变体命名为水稻浆片叶化突变体lfl(leafy lodicules),形态分析表明LFL为一个新的水稻花器官发育相关...

【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Dnal1,连续7代种植,表型均稳定遗传。开花期,调查Dnal1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/Dnal1和Dnal1/中花11杂交组合,利用F1和F2群体进行遗传分析,并利用Dnal1/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...

【目的】对水稻叶片早衰突变体W330进行遗传分析及精细定位,获得控制突变表型的基因。【方法】用60Co-γ辐射诱变籼型水稻恢复系中恢8015,从突变体库获得一份叶片早衰突变体W330。对该突变体进行表型观察和主要农艺性状调查。利用多代自交稳定的突变体W330与粳稻品种02428杂交,观察F1和F2的表型,并统计F2群体中早衰突变表型与正常野生型的分离情况,分析该突变表型的遗传行为。利用构建的F2群体进行精细定位和候选基因分析,然后对候选基因进行DNA测序、酶切分析、表达分析、酶活测定及进化分析。【结果】突变体W330从三叶期开始出现叶片衰老,直至抽穗期及黄熟期。与野生型相比,突变体W330株高...

以水稻品种明恢８６和明恢８６转基因水稻正常叶植株为对照组进行研究，对叶片横截面组织结构的观察发现，单位面积突变体外卷叶片的上表皮泡状细胞数量增加，推测外卷是由于泡状细胞数量增加引起的．遗传分析结果显示，该卷叶突变性状是由隐性单基因突变引起的．外源基因在卷叶突变体中为单拷贝，并且外源基因与卷叶性状共分离，说明卷叶性状是Ｔ－ＤＮＡ插入引起的．Ｔ－ＤＮＡ插入位点分析结果显示插入位点位于水稻第９号染色体长臂上的非基因区，是一个新的与水稻卷叶相关的突变位点．

本研究以lfl突变体作为观察材料,在表型观察的基础上,进一步对lfl突变表型分类,并以lfl与II-32A杂交得到的F2代作为定位群体,进行了遗传连锁分析。结果表明,LFL基因位于第4染色体上SSR标记RM17349与RM17411之间,遗传距离分别为0.19和1.27 cM。综合表型及定位分析可以判断出,lfl是一个新的水稻花器官突变体,此研究对进一步了解水稻花器官发育调控模式有着重要意义。

在由123个品系组成的Lemont×Dular重组自交系群体(RILs,F10)中发现了水稻裂颖突变体,该突变体30.64%的小穗颖壳开裂,稃片1-3个,雄蕊3-9枚,子房1-3枚,柱头2-5个,浆片1-3对;颖壳内有2粒或3粒种子连生或分生.经过7代连续种植,裂颖性状能够稳定遗传,根据突变体颖壳特征将其命名为水稻裂颖(split rice glume,SRG)突变体.