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[目的]淀粉约占水稻胚乳干物质总量的80%,胚乳中淀粉的组分与含量以及颗粒结构对稻米品质具有重要影响。因此,阐明水稻淀粉合成的分子机制对品质改良具有重要意义。[方法]通过60Co-γ辐照诱变粳稻品种‘中花11’(ZH11),得到1个稳定遗传的胚乳心白突变体white core(whc)。对该突变体的形态学特征、理化性质、淀粉结构等性状进行了分析,并对突变体whc和‘N22’杂交配制的F_2群体进行基因定位。[结果]与野生型相比,该突变体表现为胚乳中心粉质不透明,粒宽与有效穗数增加,千粒质量下降14.5%。whc突变体成熟种子的直链淀粉含量减少24.7%,而总蛋白含量变化不明显。胚乳横截面扫描电镜分析发现,突变体whc的粉质胚乳部位淀粉粒异常。挑选极端单株将whc精细定位在Chr 4染色体长臂的RM349和d1分子标记之间,物理距离为158 kb。测序发现whc突变体中1个编码三角状四肽重复结构域蛋白[tetratricopeptide repeat(TPR)domain containing protein]的基因发生点突变,导致蛋白翻译提前终止。qRT-PCR分析显示,whc突变体中编码AGPase各亚基以及部分淀粉合酶的相关基因表达量发生改变。[结论]水稻心白突变体whc的表型可能是由1个编码TPR蛋白结构域的基因控制。 相似文献
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构建水稻突变体库并从中筛选到3个胚乳突变体M16、M35和M72,对这3个突变体的籽粒表型及淀粉特性进行分析。结果表明:M35和M72籽粒表现为淀粉颗粒排列松散的粉质胚乳, M16则表现为淀粉颗粒中心有空腔的蜡质胚乳。3个突变体中直链淀粉含量较野生型显著下降。3个突变体和野生型均为A型淀粉,与野生型淀粉相比, M35和M72淀粉有较低的相对结晶度, M16淀粉则有更高的相对结晶度。在95℃下, M72淀粉具有最低的膨胀势和最高的水溶性, M16淀粉具有最高的膨胀势和最低的水溶性。3个突变体的淀粉均具有较低的糊化峰值温度、峰值黏度、热浆黏度、最终黏度和消减值。体外消化表明, 3个突变体的原淀粉具有较高的快速消化淀粉和较低的抗性淀粉。在回生淀粉中3种突变体具有更高的抗性淀粉。 相似文献
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水稻粉质胚乳fse3突变体的表型分析及基因定位 总被引：1，自引：0，他引：1
【目的】水稻各种类型的胚及胚乳变异突变体是解析胚发育及淀粉合成和调控路径的优良材料。研究旨在通过大规模的粉质胚乳致死突变体的基因克隆和功能鉴定,获得一系列调控胚发育及淀粉合成的关键基因,为稻米品质改良提供理论指导。【方法】从化学诱变剂N-甲基-N-亚硝基脲（MNU）处理的粳稻品种宁粳3号突变体库中,筛选到一个稳定遗传的胚乳粉质皱缩致死突变体,命名为fse3（floury and shrunken endosperm 3）。将其与9311配制杂交组合,利用F2群体中隐性极端个体进行精细定位;将种子在30℃条件下清水浸种24 h,然后在35℃黑暗条件下用TTC染色2 h检测种子活力;用体视镜观察30℃吸胀9 h后的种子胚结构;从突变体杂合植株上分离粉质成熟种子,去壳后磨成糙米粉进行理化性质分析;用扫描电镜观察成熟淀粉颗粒的结构;制备半薄切片观察发育胚乳中的淀粉颗粒结构;利用qRT-PCR测定籽粒灌浆时期的淀粉合成相关基因表达量;并通过Western-blot检测相关淀粉合成酶的蛋白积累。【结果】与野生型相比,突变体籽粒的千粒重、籽粒大小、总淀粉含量、表观直链淀粉含量等指标均降低,淀粉在尿素溶液中的膨胀能力减弱,淀粉的黏度曲线与野生型也存在显著差异,fse3突变体的最高黏度、热浆黏度、冷浆黏度以及崩解值都显著高于野生型。TTC染色表明其胚活力下降,对发育中的胚纵切片观察发现突变体没有心型胚的分化。对发育中胚乳淀粉结构进行观察,发现fse3突变体的胚乳中产生大量小而不规则排布的单淀粉颗粒,复合淀粉颗粒发育滞后。成熟种子横截面观察发现fse3突变体淀粉颗粒排列疏松,大小不均匀,颗粒间存在较大间隙。利用F2群体中分离出的22个隐性极端个体将FSE3连锁在第9染色体长臂上,随后共用1 400个极端个体将目标基因定位于228 kb的区间内,包含28个开放阅读框。qRT-PCR发现在突变体中多个淀粉合成相关基因表现出不同程度的上调和下调,Western-blot结果表明部分淀粉合成酶的蛋白积累减少。【结论】FSE3是一个新的粉质胚致死基因,基因精细定位在第9染色体228 kb的物理区间,FSE3在水稻种子胚及胚乳的发育调控中起重要作用。 相似文献
4.
[目的]分析不同温度对水稻胚乳中AGPase各同工酶基因表达水平的影响。[方法]以特青和泰国香米为材料,利用人工气候箱设置高温(日平均温度33℃)和适温(日平均温度25℃)2个温度处理,结合实时荧光定量PCR技术分析比较了水稻淀粉合成关键酶腺嘌呤-葡萄糖焦磷酸化酶(AGPase)7个同工酶基因AGPS1、AGPS2a、AGPS2b、AGPL1、AGPL2、AGPL3及AGPL4的表达特征。[结果]AGPase 3个同工酶基因AGPS2b、AGPL2和AGPL3表达较强,其中AGPL2相对表达量最高;AGPS2b、AGPL2和AGPL3在2个品种中的相对表达量在适温条件下的均高于高温处理,在特青胚乳中各时期2种温度处理下的相对表达量总体高于泰国香米中的相对表达量。[结论]本研究为进一步利用分子生物学技术培育稳定的优质水稻品种提供理论基础。 相似文献
5.
《南京农业大学学报》2017,(5)
[目的]对水稻粉质胚乳突变体b140进行表型分析和基因克隆,为阐明水稻淀粉合成机制奠定基础。[方法]以粳稻品种‘W017’为野生型,测量‘W017’和突变体b140的农艺性状,分析籽粒的灌浆期干物质积累量和理化性质,并观察淀粉颗粒的结构;构建b140与‘南京11’的F2群体,取隐性极端个体定位基因;利用qRT-PCR测定籽粒灌浆时期的淀粉合成相关基因表达量;测定相关淀粉合成酶活性。[结果]b140表现为粉质胚乳,粒宽、粒厚和千粒质量均显著低于野生型,但粒长和其他农艺性状无显著变化。b140种子的总淀粉和直链淀粉含量均显著低于野生型,而可溶性糖含量显著高于野生型。扫描电镜观察b140胚乳淀粉粒呈球形或不规则形状,排列疏松。突变基因定位在第1号染色体短臂56 kb的区间内,测序发现只有1个已知基因Os01g0179400发生突变。qRT-PCR结果显示,与野生型相比,b140胚乳中淀粉合成相关基因的表达量出现不同程度的下调。b140胚乳中腺苷磷酸葡萄糖焦磷酸化酶的活性显著低于野生型。[结论]b140由于Os01g0179400基因发生突变,导致粉质胚乳表型。Os01g0179400突变影响了淀粉合成相关基因的表达以及腺苷磷酸葡萄糖焦磷酸化酶的活性。b140的发现对于了解水稻淀粉合成和调控的机制具有一定的意义。 相似文献
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[目的]淀粉是水稻的主要成分,其含量、组成和结构对稻米品质至关重要,因此,对淀粉合成及调控路径的进一步解析将有助于稻米品质的改良。[方法]从60Co辐射诱变的‘N22’突变体库中筛选获得一份粉质、皱缩、纯合致死的突变体flo9,分析了其形态学特征和理化性质,利用扫描电镜和半薄切片技术观察胚乳内部结构;配制flo9和‘滇粳优1号’的F2群体,并挑选粉质极端个体进行定位;利用qRT-PCR分析淀粉合成相关基因的表达模式。[结果]与野生型相比,flo9突变体的千粒质量、粒长、粒宽、粒厚、直链淀粉含量和脂肪含量均显著降低,而总淀粉含量无显著差异。突变体中淀粉消减值、回复值和崩解值以及米粉在尿素溶液中的溶解能力低于野生型。突变体中造粉体多为圆形或椭圆形,单粒淀粉颗粒增多,造粉体之间排列疏松。利用314个粉质极端个体将FLO9定位在第9染色体长臂123 kb的区间内,该区间包含13个开放阅读框(ORFs)。qRT-PCR分析发现多个淀粉合成和脂质合成相关基因出现不同程度的表达变化。[结论]FLO9参与调控胚乳中淀粉和脂质的合成以及造粉体的发育,为FLO9的克隆和功能解析奠定了基础。 相似文献
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基因芯片分析水稻灌浆期籽粒淀粉合成相关基因的表达 总被引：2，自引：0，他引：2
水稻Oryza sativa灌浆过程是籽粒胚乳细胞蔗糖转变成淀粉的过程.为了解这期间的基因表达变化,研究利用Affymetrix水稻基因芯片分析了水稻籽粒灌浆3和9 d的基因表达差异,并着重分析了淀粉合成代谢相关基因的表达模式.结果表明,在检测到信号的59个淀粉合成相关基因中,灌浆后9 d相比3 d表达丰度上调2倍的基因有20个,包括SUS2、AGPS2、AGPL2、GBSSⅠ、SSⅡa、BEⅠ等,这类基因对水稻籽粒淀粉合成和灌浆起了至关重要的作用.灌浆后9 d相比3 d表达丰度下调2倍的基因有12个,包括CIN2、SPS3、AGPL1、GBSSⅡ、SSⅢb等,这类基因可能参与胚乳细胞基本结构的形成以及初始淀粉粒的产生. 相似文献
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本研究用6个水稻皱缩胚乳突变体品系测定水稻皱缩胚乳基因的等位性并鉴定这些基因所在的染色体。这6个突变体品系是:EM-5 (糖质突变体)、EM-20 (皱缩突变体)、和最近在水稻品种“Kinmaze”中发现的4个皱缩突变体EM-6、EM-22、EM-27、EM-34〔这4个皱缩突变体是通过0.75毫克分子的MNU (N-甲基-N-亚硝基脲) 处理“Kinmaze”的受精卵1小时而诱变出的〕。6个突变体品系相互杂交及分别与Kinmaze杂 相似文献
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河南农业大学玉米生物技术团队在育种中发现了一个自然突变体M 72,表现为子粒灌浆差、胚乳淀粉积累少、成苗率低且长势弱,生育期延长8~10 d。该突变体与B 73组配的F1果穗子粒表现正常,F2和BC1群体比例符合典型的单基因遗传,将该突变体命名为emp20。利用BSA(Bulked segregant analysis)分池的方法将控制该突变体的基因初步定位于bin2.04区域的SSR标记umc1485和umc2252之间,进一步利用3.2万粒子粒的BC1分离群体将其定位在SSR标记12.22-63和8306之间,物理距离为135.6 kb,生物信息学预测显示该区段有3个蛋白编码基因。 相似文献
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低直链淀粉du基因在水稻品质育种中的利用 总被引：7，自引：0，他引：7
稻米暗胚乳突变体即低直链淀粉突变体,是由理化诱变而产生,受单隐性基因-du基因控制.暗胚乳突变体的直链淀粉含量变动范围从几个百分点到15个百分点,是处于粳米和糯米之间的新型米.国外通常把控制低直链淀粉含量的基因称作混浊基因(du),而云南则把含du基因的水稻品种叫作软米,其基本特征为米饭外观油润,有光泽,食味独特,冷不回生,冷饭食口性也很好,是方便食品及米类点心的重要原料. 相似文献
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在60Coγ射线诱变的突变体中发现一个迟熟突变体(暂命名lateflower4,简称lf-4)。该突变体营养生长周期较野生型水稻长约10天。遗传分析表明,lf-4受一对隐性基因控制。以(lf-4/9311)F2群体为基础,应用INDEL分子标记确定目的基因LF-4位于第8染色体短臂M1和M2之间,进一步应用F2分离群体将该基因定位于S3和S4之间,该基因的发现和定位将有助于分子标记辅助选择和水稻改良。 相似文献
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根据粳型水稻Wx基因全序列设计引物,扩增2个空间诱变低直链淀粉突变体XLA-1和XLA-2的Wx等位基因.序列分析结果表明:XLA-1、XLA-2与原种籼小占在Wx基因DNA序列上存在较多碱基差异,这种差异以碱基改变为主;XLA-1、XLA-2在第10外显子(+1 208 bp)处存在一个单核苷酸突变(籼小占为碱基T,突变体为碱基C),编码子由TCT突变为CCT,导致丝氨酸突变成脯氨酸,氨基酸的改变可能改变了Wx蛋白的空间结构,致使它不能充分结合在淀粉颗粒上,进而导致直链淀粉含量下降.本研究初步证明在2个籼稻突变体中存在Wx的复等位基因影响直链淀粉含量. 相似文献
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不同大麦淀粉胚乳细胞中淀粉和贮藏蛋白的积累 总被引：6，自引：0，他引：6
对3个不同类型的大麦亚种华7618(粉质胚乳)、20A2(角质胚乳)和华2012(中间型)在其淀粉胚乳发育进程中，细胞内淀粉体和蛋白质体的发生、积累过程以及它们的形态变化作了光镜和透射电镜的连续观察。结果表明，粉质大麦华7618，胚乳细胞中大淀粉体增长最快，成熟时体积最大，小淀粉粒数量最多，蛋白质含量低，千粒重最大；角质大麦20A2，胚乳细胞中大淀粉体增长最慢，成熟时体积最小，小淀粉粒数量最少，蛋白质含量高，千粒重最小；中间型大麦华2012则介乎于两者之间。大淀粉体均只含1粒大淀粉粒，大淀粉体的数量在开花第13天以后基本不再增加；蛋白质体在颖果发育前期呈球状颗粒分散于淀粉体间，在颖果发育后期蛋白质体相互融合，沉积在淀粉体之间。在颖果发育中期，淀粉胚乳细胞的核逐步发生变形和解体，而小淀粉粒均在胚乳细胞核解体期间或解体之后发生。 相似文献
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为揭示一个糯玉米突变体的遗传机理,本研究对‘综31’(Z31)玉米田间发现的糯玉米突变体M2代果穗,进行籽粒淀粉糯性检测并统计分离比,依据Wx基因设计4对特异性引物,对Z31和突变体基因组DNA进行PCR扩增,回收DNA片段进行测序并进行序列比对分析。结果表明:M2代果穗中,非糯与糯籽粒符合3∶1分离比,该突变由单基因控制;Wx基因检测到6个点突变、1个插入突变和1个缺失突变,导致Wx基因无法正常表达。该研究为糯玉米育种提供了新的遗传学信息,对糯玉米种质资源的创新和育种具有重要的理论意义和实际应用价值。 相似文献
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腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶 (ADP-glucose pyrophosphorylase, AGPase) 是作物淀粉合成的关键酶，由两个小亚基 (small subunit, AGPS) 和两个大亚基 (large subunit, AGPL)组成，具有细胞质 (cytosol) 和质体 (plastid) 两种亚型。AGPL1是胞质型大亚基，对该酶活性的发挥具有重要功能。已有研究表明，过表达小麦胞质AGPase大亚基TaAGPL1-1D基因显著提高了小麦AGPase活性和淀粉积累速率，说明TaAGPL1-1D在淀粉生物合成中起着重要作用。将TaAGPL1-1D启动子与小麦籽粒cDNA文库进行酵母单杂交，筛选出一个转录因子TabHLH39，随后对TabHLH39与TaAGPL1-1D启动子之间的互作进行了验证；采用大麦条纹花叶病毒诱导的基因沉默技术，在田间小麦植株基因组内沉默了该转录因子，发现 BSMV-VIGS-TabHLH39 病毒沉默小麦植株籽粒的粒长、粒宽、粒重和淀粉含量均显著下降，且TaAGPL1-1D的表达水平也显著降低，表明TabHLH39可能通过正向调控TaAGPL1-1D基因的表达，参与了小麦淀粉的合成。 相似文献
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腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶 (ADP-glucose pyrophosphorylase, AGPase) 是作物淀粉合成的关键酶，由两个小亚基 (small subunit, AGPS) 和两个大亚基 (large subunit, AGPL)组成，具有细胞质 (cytosol) 和质体 (plastid) 两种亚型。AGPL1是胞质型大亚基，对该酶活性的发挥具有重要功能。已有研究表明，过表达小麦胞质AGPase大亚基TaAGPL1-1D基因显著提高了小麦AGPase活性和淀粉积累速率，说明TaAGPL1-1D在淀粉生物合成中起着重要作用。将TaAGPL1-1D启动子与小麦籽粒cDNA文库进行酵母单杂交，筛选出一个转录因子TabHLH39，随后对TabHLH39与TaAGPL1-1D启动子之间的互作进行了验证；采用大麦条纹花叶病毒诱导的基因沉默技术，在田间小麦植株基因组内沉默了该转录因子，发现 BSMV-VIGS-TabHLH39 病毒沉默小麦植株籽粒的粒长、粒宽、粒重和淀粉含量均显著下降，且TaAGPL1-1D的表达水平也显著降低，表明TabHLH39可能通过正向调控TaAGPL1-1D基因的表达，参与了小麦淀粉的合成。 相似文献
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《南京农业大学学报》2016,(6)
[目的]水稻叶片作为重要的光合器官,是作物产量的形成基础。叶色突变体不仅可以作为育种标记,还是研究叶绿体发育和培育高光效水稻品种的先决条件之一。[方法]从籼稻品种‘9311’的~(60)Co-γ射线辐射诱变突变体库中筛选获得了1个水稻黄叶突变体yl。利用yl/‘宁粳4号’杂交的F2群体进行基因定位。[结果]与野生型相比,yl突变体的幼叶表现出明显的黄化,叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素的含量下降。突变体叶绿体中类囊体片层结构排列松散。与野生型相比,yl突变体的每穗粒数、结实率和千粒质量下降。该性状受1对隐性核基因控制。该基因初步定位于第9染色体长臂上,进一步开发分子标记把定位区间缩小在14.5 kb内,该区域包含3个候选基因。经测序比对分析发现,yl突变体的第3个ORF的第5外显子发生碱基突变(2131CTA→G),从而造成蛋白第233位氨基酸发生改变并导致翻译提前终止,形成了1个包含原有232个氨基酸和16个新形成氨基酸残基的蛋白,该基因与已报道的水稻黄叶基因YLC1是等位基因。[结论]本研究明确了YLC1参与叶绿素的合成,为叶绿体色素合成和叶绿体发育的研究提供了基础。 相似文献
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[目的]本文旨在探索牛心甘蓝蜡粉缺失突变体410M的特征和实际应用价值,以丰富甘蓝种质资源,加速新品种创制和改良。[方法]调查牛心甘蓝野生型材料410W和蜡粉缺失突变体410M的农艺性状,测定其营养品质;扫描电镜观察其叶表超微结构;以蜡粉缺失突变体材料410M(P1)与其野生型410W(P2)为亲本分别配制6世代群体,分析410M蜡粉缺失性状的遗传规律;筛选出14个在拟南芥中参与蜡粉合成、转运的基因,并利用实时荧光定量PCR对其在410W和410M中的表达模式进行分析。[结果]蜡粉缺失甘蓝叶色亮绿,突变体410M球叶和外叶的维生素C含量显著高于野生型;其他表型及主要营养成分与野生型无明显差异。叶表超微结构观察显示,突变体叶表面光滑,蜡粉严重缺失;野生型叶表蜡粉分布致密,晶体结构主要为片状和线状。对6世代群体分离比例进行χ~2检测,结果表明410M蜡粉缺失性状为隐性单基因遗传。在参与拟南芥蜡粉生物合成、转运的14个基因中,共有7个基因在野生型中的表达显著高于突变体。[结论]蜡粉缺失突变体410M遗传稳定,商品性好,为育种和蜡粉分子基础研究的优良材料。 相似文献
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水稻淀粉胚乳细胞发育期间程序性死亡的研究 总被引：2，自引：0，他引：2
应用透射电子显微镜观察水稻淀粉胚乳细胞核在发育期间的形态变化。结果表明,伴随淀粉胚乳发育进程,其细胞核呈现染色质凝聚这一程序性细胞死亡(PCD)的典型特征。水稻胚乳细胞还出现核变形、核膜破裂、核基质进入胞质乃至核降解形成核残体的现象,细胞核从变形到解体是以一种有序的方式进行,证实水稻淀粉胚乳的细胞死亡是程序性细胞死亡。EVANS BLUE染色结果表明,水稻淀粉胚乳细胞死亡顺序是由胚乳中部向四周扩展。随发育进程,水稻胚乳中的超氧物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性持续下降。对水稻淀粉胚乳中的DNA进行 相似文献