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磷是构成生命的重要元素之一,也是土壤中有效性最低的一种营养元素。农作物的产量常受到缺磷的影响而受损。研究植物对磷饥饿的反应对于培育耐低磷农作物、减轻农民大量施磷肥的负担具有重要意义。将单基因拟南芥突变体与野生型进行比较是从分子到生理研究植物功能的一种理想方法。目前广泛应用的突变体主要有磷转运功能缺陷突变体、有机酸分泌功能缺失突变体、为研究某一特定基因功能而创造的突变体和根部形态突变体四类。它们在研究植物体内磷的转运、代谢、对磷的吸收和验证基因功能等方面发挥了重要作用。但是,在植物对磷饥饿的反应中,磷的跨液泡膜运输、植物对磷的具体调控机制等重要问题目前还没有明确的结果。如何创造针对性强的筛选方法,诱导筛选更多的专一突变体是将来解决这些问题的一个基本途径。 相似文献
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EMS诱变辣椒亲本‘S15’获得1个耐涝突变体‘RW15’。前期研究认为,保护酶和内源激素代谢相关的8个基因与其耐涝特性相关。本研究通过对不同水涝处理时间的‘S15’和‘RW15’的根和叶进行基因实时定量分析,以探讨其在耐涝机制中的作用。研究发现,水涝胁迫下,生长素诱导蛋白相关的Cap.ARATH,乙烯响应相关的Cap.RAP2、MYB家族相关的Cap.MYB1R1和过氧化物酶Cap.POD相关的4个基因表达量等7个基因表达量在突变体中显著升高,另1个与过氧化物酶Cap.POD相关Capana02g003649基因表达量却下降;另外,同一处理时间的‘RW15’对水涝胁迫响应时间快及响应程度高于‘S15’,Cap.MYB1R1表达量最高,且胁迫前后表达差异达到6.94倍。研究表明,突变体‘RW15’主要通过提高内源激素和保护酶代谢等相关功能基因的表达达到耐涝能力的增强,该研究对突变体耐涝机制解析提供数据了参考。 相似文献
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从粳稻品种‘嘉花1号’的60Coγ射线辐照的后代中筛选到一个水稻温敏感失绿突变体tcd51,该突变体在24℃条件以下,幼苗从三叶期开始呈白色失绿,而28℃以上条件下其表型与野生型‘嘉花1号’一致,呈正常绿色,表明其幼苗叶色失绿是一种温敏感性状。透射电镜观察表明,突变体tcd51的叶绿体在20℃条件下发育不全,且光合色素含量明显下降,而在32℃条件下叶绿体结构和光合色素含量与野生型基本一致。遗传分析表明,该温敏感失绿突变表型受1对隐性核基因(tcd51)控制。利用该突变体与‘培矮64S’杂交构建F2群体以及InDel和SSR分子标记,将tcd51基因定位在水稻第5染色体上的ID5与ID7分子标记之间的507 kb的区间内,跨越6个BACs,包含26个ORFs。转录表达分析表明,tcd51突变体在20℃低温条件下叶绿素合成、光合作用和叶绿体发育相关基因(PORA,psa A,psb A,rpo B,rpo C)转录水平大幅度下调,而在32℃条件下与野生型无明显差异,说明TCD51可能是一个低温响应且受低温影响的水稻苗期生长的关键基因。本研究为tcd51基因的进一步克隆和功能探索提供了一定的参考。 相似文献
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铁是植物必需的一种微量营养元素。农作物的产量及品质经常因土壤缺铁而降低。研究植物在低铁条件下生长发育及对铁缺乏响应的分子机制,有助于揭示植物铁营养的遗传基础,有利于改良和培育耐低铁的农作物。笔者根据野生型拟南芥在低铁条件下的生长和生理表型确定了遗传筛选突变体的指标,并建立了筛选拟南芥与缺铁信号及信号转导相关突变体的方法。利用这种方法,笔者筛选出11株突变体并克隆了一个可能与植物耐低铁胁迫相关的基因,证明该方法适用于鉴别铁营养相关的重要基因以及分子遗传学的研究。 相似文献
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水稻类病变突变体是解析植物细胞死亡和相关抗性机制的重要材料。本研究通过EMS诱变粳稻品种‘黎榆B’,获得了一个遗传稳定的类病变突变体cdb(Cell death like blast)。突变体从分蘖期开始在叶片上出现中间部位呈褐色、边缘为橙黄色的不规则坏死斑,出斑2～3周之内扩散至整个叶片和叶鞘,成熟期坏死斑蔓延至整株,叶片早枯,植株失去再生能力。与野生型相比较,突变体cdb粒型发生显著变化,粒宽增加,粒厚减小,花粉育性有一定丧失,结实率显著下降。遮光实验结果表明,cdb病斑表型的发生受自然光照的激发。光合色素含量测定和光合速率指标测量结果发现,突变体cdb的光合色素含量与野生型相比明显降低,净光合速率呈极显著下降。遗传分析结果表明,突变体cdb的病斑性状受单隐性核基因控制。基因定位发现该基因位于12号染色体上,在标记RM12CD05和RM1047之间约5.0 cM区域内,该区域内未存在明确定位克隆的水稻类病变突变基因,说明cdb是一种新的水稻类病变突变体。本研究为下一步该类病变基因的克隆、功能分析、类病变形成机制探究以及突变基因应用提供理论依据。 相似文献
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分蘖是水稻最重要的农艺性状之一,其决定水稻的最终产量。多蘖矮杆突变体htd7(t)是粳稻品种‘日本晴’经350 Gy 的60Co-γ射线辐射处理后产生的突变体。为了克隆HTD7(t)基因,将htd7(t)与‘9311’配制正反杂交组合进行遗传分析发现,htd7(t)多蘖矮杆性状是受1 对隐性核基因控制。利用SSR分子标记将HTD7(t)初步定位在第11 染色体分子标记RM21 与RM254 之间,遗传距离分别为5.6 cM和3.2 cM。利用已经公布的水稻基因组数据,在该基因附近新发展了13 对InDel 标记,对HTD7(t)进行精细定位。根据定位结果构建覆盖HTD7(t)基因的BAC 重叠群,最终将HTD7(t)定位在InDel11-3 和InDel11-5之间的64.8 kb的物理距离内。 相似文献
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植物磷利用研究在水稻分子设计育种中的应用 总被引：1，自引：0，他引：1
磷是植物生长发育所必需的大量元素,作物对磷肥的利用效率约20%~30%,提高水稻的磷利用效率是实现绿色超级稻分子设计育种的关键。本研究首先对目前植物的磷吸收和运输过程中磷转运体、根构型改变、根际有机酸分泌、酸性磷酸酶和植酸酶的研究进展进行了总结,进一步总结了植物长距离及局部磷信号传导和调控的相关基因及网络,最后探讨了植物磷吸收和利用高效基因在水稻分子设计育种中的策略和方法。通过对植物磷吸收和利用代谢途径的梳理,为培育水稻磷高效的新品种提供设计思路,进而验证磷吸收和利用代谢通路涉及的基因在水稻中的表达调控模式,为提高水稻的育种效率提供理论参考。 相似文献
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大多数水稻类病斑突变体会提高病程基因的表达从而抑制病原菌的生长,为进一步探索类病斑突变体抗病抗逆的机制,本研究对突变体spl41的形态性状、生理、抗病性等方面进行了研究。spl41是通过甲基磺酸乙酯(EMS)诱变籼稻品种‘黄华占’,获得的一个稳定遗传的水稻类病斑突变体。结果表明,该突变体从三叶期开始出现红褐色坏死斑,斑点数目随植株生长增多并导致枯黄衰老;突变体spl41类病斑的产生使株高、穗长、分蘖数、千粒重及结实率显著下降,并导致叶片的光合色素含量低于野生型;台盼蓝、NBT和DAB染色结果显示突变体spl41病斑部位有大量的死亡细胞并伴随着H_2O_2及O_2^-的积累,表明spl41植株病斑部位正在发生细胞程序性死亡。抗病性鉴定表明,突变体spl41相比于野生型对7个水稻白叶枯病菌生理小种的抗性增强;qRT-PCR分析表明PR1b、PR3、PR4、PR5、PBZ1和Cht1病程相关基因在突变体spl41中表达量上调。这些结果为探索植物抗病机制及选育植物抗病新材料提供了分子依据。 相似文献
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磷高效转基因水稻磷效率特征分析 总被引：1，自引：0，他引：1
为了了解磷高效转基因水稻的磷效率特征及其对土壤磷素的影响,笔者以磷高效转基因水稻OsPT4和磷高效突变体水稻PHO2及其非转基因亲本水稻‘日本晴’为供试材料,采用盆栽试验研究在不同施磷条件下磷高效水稻对土壤磷素的吸收效率、利用效率、转运效率以及对土壤碱性磷酸酶活性、全磷含量和速效磷含量的影响。结果发现：OsPT4和PHO2的分蘖数、根长、根干重、穗干重和生物量均高于‘日本晴’;OsPT4和PHO2根的磷吸收效率分别显著高出‘日本晴’3.18倍和3.98倍;叶的磷吸收效率分别比‘日本晴’提高0.92倍和8.07倍;穗的吸收效率分别高出亲本36.59%和29.44%;茎的磷利用效率分别高出亲本2.77倍和3.71倍;磷转运效率分别显著高出亲本88.57%和22.06%。水稻材料OsPT4和PHO2成熟期对根际土壤碱性磷酸酶活性、全磷含量和速效磷含量与‘日本晴’均无显著性差异。磷高效吸收材料OsPT4和PHO2优势主要表现在根和叶的磷吸收效率、茎的磷利用效率及其植株本身的磷转运效率3个方面。 相似文献
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《分子植物育种》2021,19(14):4536-4542
本研究通过对优质丰产滇型杂交粳稻‘滇禾优34’杂种F1群体中不育株进行分类调查,结合骨干恢复系‘南34’及其Rf1恢复基因功能丢失突变体基本农艺性状和生物信息学分析,初步探明恢复系恢复基因功能丢失的现象和成因。结果表明,‘南34’的自然突变致使恢复基因Rf1功能丧失是导致‘滇禾优34’杂种F1群体出现不育株(两年占比分别为0.26%和0.79%)的主要因素;‘南34’野生型的结实率相对于其突变体无明显差异,在花粉育性、株高、穗长、粒长性状上野生型略高于突变体,在粒宽性状上突变体略大于野生型。通过克隆恢复系‘南34’野生型及突变体的Rf1位点,测序比对后发现在其ORF区域突变体相对于野生型缺失一段长为574 bp的序列,使其无法编码一些PPR蛋白,该序列的缺失可能导致恢复功能丧失。该研究结果为水稻三系育种和应用中恢复基因遗传变异机制的解析奠定理论基础。 相似文献
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叶色突变体作为一种易于观察的性状突变,是开展光合系统的结构和功能、叶绿素生物合成及其调控机制研究的理想材料。本研究以水稻T-DNA插入细条纹叶色突变体为研究材料,通过叶片的形态鉴定、石蜡切片、叶绿素和光合速率测定,分析突变体的表型和光合特性;采用TAIL-PCR技术,定位和克隆该突变基因。结果表明:突变体苗期幼叶上呈现间断的白色细条纹,而叶鞘、叶脉表现正常,三叶期后至分蘖期叶片逐渐转绿;突变体叶色对温度变化敏感;是国内外尚未报道的一种新型水稻细条纹叶色突变体。根据T-DNA插入标签,确定突变候选基因位于第7染色体上,并对候选基因进行了克隆已获得部分cDNA序列,暂命名为fs3(t)。 相似文献
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根毛是植物吸收水分和养分的重要器官。本研究从T-DNA突变体库中获得一个以中花11为遗传背景的水稻短根毛突变体, 命名为ossrh3 (Oryza sativa short root hair 3)。该突变体的根毛伸长严重受阻, 并且伴随株高、主根长、侧根长和侧根数目等性状的改变。遗传分析表明该突变性状受1对隐性单基因控制, 利用ossrh3纯合体和籼稻品种Kasalath杂交构建F2定位群体, 利用已公布的水稻SSR (simple sequence repeat)和自行设计的STS (sequence- tagged site)标记, 最终将OsSRH3定位在水稻第1染色体上的标记S38978和S39016之间, 物理距离约为37.7 kb, 包含8个候选基因, 为进一步克隆OsSRH3基因和研究禾本科作物根毛发育的分子调控机理提供了依据。 相似文献
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一个水稻长护颖突变体的遗传分析和基因定位 总被引：1，自引：0，他引：1
花器官发育异常突变体是研究植物花发育分子机理的重要材料。本研究在特种栽培稻品种"鸭血糯"中发现一个长护颖自然突变体,命名为Osleg(Oryza sativa long empty glumes)。组织细胞学分析表明,该突变体护颖的远轴表皮细胞凸凹不平,毛状体较多,许多瘤状体轴向平行排列,与外稃表皮细胞结构相似。遗传分析结果表明,该突变性状受一对隐性基因控制。将Osleg纯合体与籼稻品种9311杂交构建F2定位群体,利用已公布的水稻SSR标记和自行设计的STS标记对突变位点进行基因定位,最终将OsLEG定位在水稻7号染色体短臂上的LC15和LC25标记之间,物理距离约207kb,为进一步克隆OsLEG基因和研究禾本科植物花器官的分子调控机理提供了重要科学依据。 相似文献
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水稻巨胚突变体的基因克隆与功能研究进展 总被引：1，自引：0，他引：1
巨胚稻是以巨胚突变体为材料培育而来的功能稻,其胚比普通稻大2～3倍,因富含γ-氨基丁酸和矿物质元素等营养物质而受到广泛关注.巨胚突变体是一类由基因突变导致胚显著增大的突变材料,利用这些突变体科学家克隆了3个控制胚增大的基因GE (Giant embryo)、LE (Large embryo)和GO (Goliath)/PLA3(Plastochron3),初步解析了水稻胚的发育调控机制,并对巨胚稻籽粒的营养组分、理化特性及其应用进行了研究.结果 表明,胚的发育机制复杂,受到多方面的调控影响,当前人们对巨胚形成机制的认知仍然有限.巨胚突变体中营养物质显著高于普通水稻,但其氨基酸代谢通路并不清楚.此外,针对巨胚突变体糙米和萌发糙米的理化性质研究较少,制约了人们对巨胚稻的开发和利用.本研究主要综述了水稻巨胚突变体基因的克隆及功能研究最新进展,以期拓展我们对胚发育调控网络的认知,为巨胚稻的进一步开发和利用提供科学依据. 相似文献
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油茶ALMT基因的克隆及低磷胁迫下的表达分析 总被引：1，自引：0，他引：1
《分子植物育种》2016,(6)
本研究以油茶品种‘长林4号’无性系扦插苗为材料,采用RT-PCR技术分离出一个油茶铝激活苹果酸转运体基因。该基因的c DNA全长1 761 bp,编码586个氨基酸,分子量为65.59 k D,理论等电点(PI)为6.27。与其他植物的ALMT蛋白高度同源,将该基因命名为CoALMT(Gen Bank登录号:KT932706)。CoALMT蛋白含有6个跨膜区,可能定位在细胞质膜上。CoALMT蛋白二级结构中α-螺旋(Alpha helix)、β折叠(Extended strand)、β转角(Beta turn)、无规则卷曲(Random coil)分别占52.05%、16.89%、8.70%、22.35%。以‘长林4号’和‘长林166号’无性系扦插苗为材料,利用qRT-PCR技术分析了沙培条件下两个不同无性系在不同磷水平下不同器官组织中CoALMT基因的表达。结果表明,低磷处理下,两个无性系油茶根系CoALMT的表达量均上升,说明油茶根系中CoALMT基因的表达受到低磷诱导。茎和叶中的表达模式与根中存在差异。低磷处理下不同组织中,‘长林166号’中CoALMT基因的表达量均比‘长林4号’高。综上结果可知CoALMT基因参与油茶对低磷的响应,其可能会影响油茶的磷吸收与利用效率。 相似文献