激素对甘蓝型油菜(Brassica napus L)矮化突变体幼苗生长及内源GA3含量的影响

以甘蓝型油菜矮化突变体“DDF-1”为材料，研究了赤霉素（GA3）、生长素（IAA）和油菜素内酯（BR）3种激素对突变体幼苗的影响，并用石蜡切片观察其细胞形态，用酶联免疫吸附技术(ELISA) 检测下胚轴内源激素GA3含量.结果表明，外加一定浓度的GA3（7 mg/L）对矮化突变体“DDF-1”的下胚轴伸长作用显著，但不能使之恢复到野生型的长度；萌发早期，BR有明显的促进伸长作用，萌发后期效果不明显；突变体对IAA敏感性较弱.三种激素交互作用对矮秆下胚轴伸长的影响也不显著.施加外源GA3的矮化突变体“DD     

一种优良半矮秆水稻品种的分离与分子鉴定

株1S是中国南方稻区杂交水稻育种广泛应用的优良籼型温敏雄性核不育系.为了改良其农艺性状,我们采用体细胞无性系诱变方法筛选半矮秆突变体.本文报道了2个体细胞无性系突变体SV1S和SV14S的表型和初步分子鉴定结果.与亲本株1S相比,突变体的高度降低,基部节间长度缩短,节间壁显著增厚,但是上部的节间变化不明显.更重要的是,我们发现赤霉素生物合成途径中的关键酶基因GA20ox-2出现了约200bp的缺失突变,导致该基因在半矮秆突变体中的转录水平降低.研究结果表明,突变体SV1S和SV14S很可能是由于同一缺失突变导致赤霉素合成受阻,从而部分导致了半矮秆性状的出现.然而,2个突变体苗期的高度相同,以及糊粉层细胞!-淀粉酶活性和赤霉素敏感性降低等性状与以前报道的sd-1突变体有所不同.因此,我们推测在SV突变体中可能还存在第二个突变位点.该结果也进一步证实了体细胞无性系诱变在水稻育种中具有良好的应用前景.     

水稻突变体B1-24的细胞学观察及其激素调控

以半矮化水稻突变体B1-24及其野生型惠阳珍珠早(Hyz)幼苗为材料,探究其细胞学特征及其对激素的响应.在光下生长的B1-24幼苗比Hyz矮14.62%,第一真叶长度短11.18%,黄化苗植株的中胚轴长度增长41.89%,但Hyz的胚芽鞘长度比之长28.71%.细胞学观察发现,与野生型相比,突变体第一真叶叶片细胞长度和宽度都无显著差异.B1-24黄化苗的胚芽鞘细胞长度仅为Hyz的45.95%,而中胚轴细胞长度是其118.28%.B1-24对激素GA3(600 μg/ml)和IAA(7 μg/ml)的处理敏感,其细胞长度显著增长,植株表型更接近Hyz.而50 μg/mL PAC处理使其严重缩短.推测B1-24的半矮化突变可能与激素合成或响应有关     

玉米矮杆突变体A5的表型鉴定及转录组分析

玉米矮化植株株型紧凑、抗倒伏、耐密植,能够提高光能利用率,从而提高产量。文章对源自PH6WC的玉米矮杆突变体A5进行了表型鉴定、遗传分析和转录组分析。结果表明突变体A5株高较野生型显著降低37.99%,其矮化表型由节间长度缩短所致;遗传分析表明A5矮化表型受一对隐性单基因控制,外源GA_3不能彻底恢复其矮杆表型;转录组分析共鉴定出2 040个差异表达基因,包含上调表达基因708个和下调表达基因1 332个,其中有赤霉素合成相关基因d1(Zm00001d039634)和ga2ox(Zm00001d037565)及细胞分裂相关基因tan1(Zm00001d038060)等。     

水稻突变体B1-24的细胞学观察及其激素响应

以半矮化水稻突变体B1-24及其野生型惠阳珍珠早(Hyz)幼苗为材料,探究其细胞学特征及其对激素的响应.在光下生长的B1-24幼苗比Hyz矮14.62%,第一真叶长度短11.18%,黄化苗植株的中胚轴长度增长41.89%.B1-24黄化苗的胚芽鞘细胞长度仅为Hyz的45.95%,而中胚轴细胞长度是其118.28%.B1-24分别经激素GA3(600μg/mL)和IAA(7μg/mL)处理,其细胞长度显著增长,50μg/mL PAC处理使其严重缩短.推测B1-24的半矮化突变可能与激素合成或响应有关.     

甘蓝型油菜矮化突变体的茎秆发育转录组分析

甘蓝型油菜矮化突变体"NDF-1"是从高秆油菜"3529"理化诱变群体中分离的矮化突变体,它的株高只有高秆亲本的1/3,是一个优良的甘蓝型油菜矮化资源.本文应用RNA-Seq测序技术分析了"NDF-1"茎开始伸长的抽薹期和花期转录组,为深入了解油菜茎秆发育机理提供基因组层面的参考.抽薹期和花期的测序数据通过筛选得到了4.55亿条质量合格的clean reads.经过对高质量序列的组装注释,筛选得到"NDF-1"和"3529"间的2147条差异表达基因(DEGs).选择其中的20个差异表达基因进行了荧光定量PCR验证.通过GO和KEGG分析,发现"NDF-1"的矮化与赤霉素、生长素和油菜素内酯相关,细胞伸长异常和细胞壁的不正常形成也影响"NDF-1"的茎秆发育.从差异基因中筛选出与植物矮化性状相关的基因,为利用矮化基因改善性状和矮化机理的研究和提供了更多信息.     

4个高秆突变体的遗传分析及其评价

本文研究了采用辐射诱变获得的4个高秆突变体的遗传,并对其秆型结构及其育种应用进行了分析.结果表明,h1和h3的高秆为一对显性基因控制,属于中部节间伸长的类型;211和213的高秆为一对隐性基因控制,秆型结构属于上部节间伸长的类型.利用211和213组配的杂种具有与原杂交稻相似的株叶形态和产量构成因素及其产量潜力.     

利用转录组测序分析大豆矮小突变体中差异表达基因

植株高度是影响农作物产量的重要性状,本实验以大豆矮小突变体为研究材料,发现GA3处理可以部分恢复其矮化表型。为了探究其至矮的分子机制,运用RNA-Seq技术测序分析了野生型和突变体的转录组差异,结果表明有多个与植物激素相关的基因差异表达,其中Glyma19g01590与植物激素GA调节有关,生物信息学分析表明差异表达基因Glyma19g01590的开放阅读框有594 bp,推测编码198个氨基酸,该蛋白具有GASA(Gibberellic Acid-Stimulated in Arabidopsis)保守区域,GASA保守区域与GA调节有关。半定量RT-PCR实验表明Glyma19g01590在突变体中的表达水平明显高于野生型,qRT-PCR实验表明Glyma19g01590在突变体的表达量大约是是野生型的24倍。根据以上结果推测Glyma19g01590基因是导致大豆矮小表型的因素之一。     

甘蓝型油菜G蛋白β亚基基因的克隆和表达分析

根据拟南芥等G蛋白β亚基基因的DNA序列,采用RT-PCR技术从甘蓝型油菜中克隆了一个编码G蛋白β亚基基因的全长cDNA,命名为BnAGB1.BnAGB1含有1134 bp的完整开放阅读框,编码378个氨基酸,与其它植物的Gβ亚基氨基酸序列有很高的同源性,且具有保守的Gα、Gγ结合区域及WD-40结构域.对甘蓝型油菜矮化突变体及其野生型中不同组织和不同发育时期的BnAGB1表达进行实时定量PCR分析表明:BnAGB1在矮化突变体和野生型的各个组织中均有表达;在生长旺盛期的子叶期、抽薹期和荚果期有较高的表达,而在两片真叶期、四片真叶期和花期表达较低;而且,在所有分析的不同时期和组织中,矮化突变体中的表达均显著或极显著高于野生型.以上结果表明,BnAGB1参与了甘蓝型油菜的生长发育进程的调控,与油菜矮化突变性状表现可能相关.     

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.