水稻分蘖基因的克隆

2003年我国农业科研方面的一个重要性突破———科学家克隆了控制水稻分蘖的关键基因MOC1,并对其作用机理进行了初步分析,相关研究成果已在2003年4月10日出版的Na鄄ture(英国自然)杂志上发表。这是中国科学院遗传与发育生物学研究所所长李家洋院士及其合作者在生命科学基础理论研究领域的一项重要成果。“水稻是世界上最重要的粮食作物之一,世界半数以上的人口以水稻为主食。分蘖是水稻等禾谷类作物最重要的生长发育特性,它直接决定水稻在单位面积上的产量。分蘖又是单子叶植物一种特殊的分枝现象,具有重要的发育生物学意义。我们通过与合…     

控制水稻分蘖角度的新基因TAC1的分离和克隆

作为组成水稻株型的关键因子之一,分蘖角度是一个影响到水稻群体光合效率、植株抗逆性能,并最终影响到谷物产量和品质的重要农艺性状.目前国内外的相关研究,     

水稻受稻瘟病菌诱导基因的分离和克隆

利用一对抗瘟性近等基因系(Near-isogenic lines, NILs)H7R(抗病)和H7S(感病),经稻瘟病菌小种早期诱导,提取RNA,进行mRNA差异显示(Differential display,DD)分析.在获得多个DD片段的基础上,经PCR重扩增、Sourthern杂交粗筛及Northern blotting进一步鉴定.阳性片段克隆于PGEM-T载体,经序列测定,国际联网查询,已获得两个受稻瘟病菌诱导的水稻新基因cDNA片段克隆. 在我国,Magnaporthe grisea是水稻稻瘟病的主要病害菌,由于生理小种的复杂性,抗病品种的抗性丧失已成为传统育种的一大难题.国际上对采用基因工程改良水稻的抗瘟性越来越重视并已成了各国竞争的热点.然而期望通过RFLP基因定位,并借助图谱克隆抗瘟性基因尚需多年的工作和大量的投入.此外,对于水稻与稻瘟病菌之间“基因对基因”的互作在分子水平上尚缺乏了解.本研究采用了本实验室完善的mRNA差异显示技术体系,在国际上首次用DD方法,鉴定和克隆受稻瘟病菌诱导的新的水稻抗瘟性和防卫反应候选基因.     

水稻土中微生物的砷转化基因多样性研究取得新进展

<正>最近,中国科学院生态环境研究中心、城市与区域生态国家重点实验室朱永官课题组采用实时定量PCR(qPCR)、末端限制性片段长度多态性分析(T-RFLP)、以及构建克隆文库分析的方法,研究了采自于中国南方13个水稻田土壤样品中微生物的砷转化基因的丰度和多样性,证实砷氧化基因(aioA)、砷呼吸还原基因(arrA)、砷解毒还原基因(arsC)和砷甲基化基因(arsM)广泛地存在于水稻土中.     

水稻抗病基因同源序列的克隆、定位及其表达

根据已知植物抗病基因的保守区域设计引物,从抗稻瘟病水稻品种种窄叶青８号第１链ｃＤＮＡ和基因组ＤＮＡ中扩增出３个与植物抗病基因同源的序列：Ｏｓｒ１,Ｏｓｒ２和Ｏｓｒ３,三者核苷酸水平的同源性在９８％以上。     

水稻金属硫蛋白核基因的克隆及其序列特征

经ＲＮＡ杂交分析发现ｒｉｃＭＴ基因在水稻茎部高效特异表达,其表达是叶片中的１００多倍,暗示出该基因的５‘上游可能贮藏着１个高效特异表达的启动子。为了弄清ｒｉｃＭＴ基因的表达调控及启动子结构特征,从水稻基因组文库中筛选出ｒｉｃＭＴ的核基因克隆,并测出了４０８４ｂｐ序列,其中包括２９７０ｂｐ的５‘上游区,约６９０ｂｐ的转录区和４２０ｂｐ的３’下游区。     

水稻核糖体蛋白S4基因的克隆及表达特性研究

以减数分裂期的水稻雄蕊为材料建ｃＤＮＡ文库,并从中分离到一个ｃＤＮＡ克隆。ＤＮＡ序列分析和数据库比较结果表明,该ｃＤＮＡ编码一个与真核生物８０Ｓ核糖体小亚基蛋白Ｓ４高度同源的蛋白;Ｓｏｕｔｈｅｒｎ杂交表明,该基因在水稻中属一多基因家族。     

水稻早衰突变体w14的生理学特性分析及其基因的精细定位

水稻叶片早衰对水稻的产量及品质均有重要影响,研究早衰的机理对于延缓衰老和选育良种具有重要意义.本文以甲基磺酸乙酯(ethylmethylsulfone,EMS)诱变野生型粳稻品种云引(Yunyin,YY)获得的水稻早衰突变体w14为材料,研究了早衰突变体全生育期的生理及组织亚显微结构的变化.研究结果表明,突变体从分蘖盛...     

稻米淀粉RVA谱特征主要受Wx基因控制

利用一个以窄叶青８号和京系１７为新本构建的加位单倍体（ＤＨ）群体及其分子连锁图谱,对稻米淀粉粘滞性谱（ＲＶＡ ｐｒｏｆｉｌｅ）各项参数进行了数量性状基因座位ＱＴＬ分析和定位。结果表明,稻米淀粉站滞性谱６项参数在ＤＨ群体中均为连续变异,各参数表征的性状均存在一定数量的超亲类型。除了最高粘度受第１２染色体上的微效基因ｑＰＰＫ－１２控制外,其他性状均检测到Ｗｘ主效基因效应。因此,认为稻米淀粉粘滞性谱主要     

一个水稻大叶角度突变体lla的遗传分析及基因克隆

突变体是遗传学研究的基本材料. 利用突变体克隆水稻基因, 并进而研究基因的生物学功能是水稻功能基因组学的重要研究内容. T-DNA标签法是众多克隆植物基因方法的一种. 其优点是一旦确定突变性状由T-DNA插入引起, 就可以通过测定T-DNA的旁侧序列而快速分离到相应的突变基因. T-DNA标签法已广泛应用于拟南芥基因克隆中, 据统计有40%的拟南芥突变基因是用T-DNA标签法克隆的[1]. 近年来, 国内外众多研究人员采用不同的T-DNA标签系统构建了大量的水稻T-DNA插入突变体库[2~6]. 目前, 已有3例用T-DNA标签法成功分离水稻基因的报道[7~9]. ......     

13个水稻WRKY基因的克隆及其表达谱分析

转录调控因子WRKY蛋白拥有高度保守的氨基酸序列WRKYGQK和Cys₂His₂或Cys₂HisCys锌指型结构. 利用WRKY蛋白质的保守结构域, 搜索了整个水稻基因组编码WRKY蛋白质的基因, 鉴定了97个WRKY基因, 并从4℃胁迫的水稻植株cDNA文库中获得13个WRKY基因全长cDNA克隆. Northern blotting分析结果显示, 其中10个WRKY基因的表达受到NaCl, PEG, 低温(4℃)和高温(42℃)等4种非生物逆境因子胁迫的影响, 但其诱导表达模式不论在逆境因子种类还是在诱导时间上均存在着很大的差异, 这种基因诱导表达模式的差异可能体现于它们之间的生物学功能的差异.     

水稻紫黄质脱环氧化酶基因的克隆、体外表达及酶促反应

从水稻中克隆了紫黄质脱环氧化酶（VDE）基因，其全长cDNA序列为1887bp，编码446个氨基酸，其中转运肽长98个氨基酸，构建了该基因的原核表达载体pET-Rvde，在0.4mmol/L IPTG的诱导下，外源蛋白大量表达，其分子量与天然的VDE蛋白一致，表达量随诱导时间而增加。Western杂交表明表达蛋白与VDE的多克隆抗体有免疫反应，将表达蛋白用于紫黄质的脱环氧化反应，吸收光谱及HPLC分析结果表明，表达蛋白能在体外催化紫黄质转变成为玉米黄质和环氧玉米黄质。     

水稻不完全隐性卷叶主基因以rl（t）的精细定位

利用奇妙香（QMX）为轮回亲本，与卷叶珍汕97B（JZB）杂交并回交的BC4F2和BC4F3两群体为研究材料，对卷叶性状进行了遗传分析，并对卷叶基因进行精细定位．遗传分析表明，卷叶性状主要受1对不完全隐性主基因的控制，命名为rl（t），并同时受到数量性状基因和或环境的影响．利用500个SSR标记和新开发的15个InDel标记，通过BSA法在卷叶DNA池和平展叶DNA池间筛选到8个多态性标记，并用MAPMAKER／EXP3．0构建遗传连锁图．基因定位方法采用复合区间作图法（CIM）．利用BC4F2分离群体将rl（t）初步定位于第2染色体长臂，位于标记InDel 112-RM3763之间，两标记之间的遗传距离为2．4cM，rl（t）距离InDel 112约1．0cM．为精细定位rl（t），从BC4F2代经标记选择得到1个中度卷叶植株，自交扩繁成855株个体的BC4F3代株系，另发展4个新的InDel标记．连锁分析表明，InDel 112．6和InDel 113位于标记InDel 112和RM3763之间．利用BC4F3株系中分离出的191个卷叶株和185个平展叶株，将rl（t）定位于InDel 112、6-InDel113之间，物理距离为137kb、对该区段进行了初步的侯选基因分析，推测rl（t）可能参与了microRNA（miRNA）系统对叶片发育的调控．     

高粱C4型磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因的分子克隆及其转基因水稻的培育

应用PCR的方法从C4植物高粱的基因组中分离出C4型磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因(Ppc基因). 通过分步克隆的方法, 将此基因插入pCAMBIA1301质粒载体上, 构成重组的表达载体p1301-PEPC, 并利用农杆菌介导的转化系统将其转入农垦58和中花10两个粳稻品种. 经PCR分析、PEPCase活性检测、Western杂交、Northern杂交和Southern杂交等多种方法鉴定表明, C4型Ppc基因已转化进受体水稻植株的核基因组, 并能高水平表达. 生理学检测显示, 转基因水稻植株的CO₂补偿点和光呼吸速率显著降低, 光饱和光合速率和羧化效率提高, 显示出C4植物的光合特征.     

GS3 蛋白不同结构域的功能与水稻谷粒大小的关系

许多禾谷类作物的产量在很大程度上由谷粒的大小所决定. 华中农业大学作物遗传改良国家重点实验室张启发研究组, 研究了GS3 的遗传和分子特征, 这是一个主要的决定谷粒大小的数量性状位点. 研究显示, GS3 是一个谷粒大小和器官大小的负调节因子. 其野生型形式推测由4 个结构域构成: 位于N 端的植物特异性器官尺寸调节(OSR)结构域和跨膜结构域以及位于C 端的肿瘤坏死因子/神经生长因子受体(TNFR/NGFR)家族富胱氨酸结构域和C 型血管性血友病因子(VWFC). 这些结构域具有不同的调节谷粒大小的功能. OSR 结构域作为一个负调节因子的功能是充分必要的. 野生型等位基因对应于中等谷粒. OSR 功能缺失结果可导致长的谷粒.位于C 端的TNFR/NGFR 和VWFC 结构域表现出对OSR 功能的抑制性效应, 它们的功能缺失突变可产生非常短的谷粒.该研究将GS3 蛋白的功能结构域与水稻谷粒大小的自然变异联系起来. 相关研究发表在2010 年11 月9 日Proc Natl Acad Sci USA, 107(45): 19579—19584 上.     

水稻不完全隐性卷叶主基因rl(t)的精细定位

利用奇妙香(QMX)为轮回亲本, 与卷叶珍汕97B(JZB)杂交并回交的BC₄F₂和BC₄F₃两群体为研究材料, 对卷叶性状进行了遗传分析, 并对卷叶基因进行精细定位. 遗传分析表明, 卷叶性状主要受1对不完全隐性主基因的控制, 命名为rl_(t), 并同时受到数量性状基因和或环境的影响. 利用500个SSR标记和新开发的15个InDel标记, 通过BSA法在卷叶DNA池和平展叶DNA池间筛选到8个多态性标记, 并用MAPMAKER/EXP3.0构建遗传连锁图. 基因定位方法采用复合区间作图法(CIM). 利用BC₄F₂分离群体将rl_(t)初步定位于第2染色体长臂, 位于标记InDel 112~RM3763之间, 两标记之间的遗传距离为2.4 cM, rl_(t)距离InDel 112约1.0 cM. 为精细定位rl_(t), 从BC₄F₂代经标记选择得到1个中度卷叶植株, 自交扩繁成855株个体的BC₄F₃代株系, 另发展4个新的InDel标记. 连锁分析表明, InDel 112.6和InDel 113位于标记InDel 112和RM 3763之间. 利用BC4F3株系中分离出的191个卷叶株和185个平展叶株, 将rl_(t)定位于InDel 112.6~InDel 113之间, 物理距离为137 kb. 对该区段进行了初步的侯选基因分析, 推测rl_(t)可能参与了microRNA(miRNA)系统对叶片发育的调控.