水稻叶片内卷突变体rl(t)的鉴定与基因定位

【目的】叶片是水稻理想株型的重要内容,叶片适度卷曲可以提高光合效率。对卷叶相关基因进行遗传分析和初步定位,为下一步的基因克隆与功能分析提供研究基础。【方法】利用EMS诱变雄性不育保持系宜香1B获得一份稳定遗传的叶片向内卷曲突变体,暂命名为rl(t)。在成熟期,测定野生型和rl(t)的主要农艺性状;在分蘖期,取野生型和rl(t)叶片用FAA固定液固定进行石蜡切片,同时,用野生型和rl(t)剑叶测定叶绿素含量;在抽穗期,利用Li-6400便携式光合仪测定10株抽穗期的野生型和rl(t)的光合参数;将rl(t)与野生型及日本晴杂交,观察F_1植株表型,对F_2表型分离进行χ~2测验,对突变体进行遗传分析。以rl(t)/日本晴的F_2群体为材料,利用BSA法进行定位。【结果】与野生型相比,突变体叶片向内卷曲明显,叶片更加直立,叶色变深,其他主要农艺性状均有不同程度降低。光合特性分析表明,突变体比野生型具有更高的光合色素含量,但光合效率没有明显差异。叶片组织切片观察表明,突变体中泡状细胞变小可能是导致叶片卷曲的主要原因。遗传分析表明,该突变体受一对隐性核基因控制,利用突变体与日本晴的F_2群体进行基因定位,最终将该基因定位在第7染色体长臂InDel标记Ind3和Ind4间610 kb的物理区间。【结论】rl(t)叶片内卷是由于近轴面泡状细胞面积减小。RL(t)定位区间内未见卷叶相关基因报道,推测RL(t)可能是一对新基因。

三种不同颜色稻米的营养品质分析

对17个黑米品种、16个红米品种和30个白米品种进行了8种矿质元素、多酚以及直链淀粉含量的测定,结果发现,大量元素磷(P)的含量在有色稻米中的含量明显高于白米,其中在黑米中的含量最高;微量元素铁(Fe)、锰(Mn)、锌(Zn)、铜(Cu)的含量在有色大米中也明显高于白米。元素间的积累具有一定相关性,如钙(Ca)与钾(K),镁(Mg)与P,Fe与Mg、Ca、Cu、P,Mg与Mn、Ca,Mn与P都具有一定的相关性。有色米的多酚含量显著高于白米,且在红米中的含量最高。供试材料的直链淀粉含量都处于中低等水平,且白米和红米品种的平均直链淀粉含量均显著高于黑米。直链淀粉含量与多酚含量的相关性不显著。

Vero细胞的生长代谢特征及动力学模型构建

[目的]解决Vero细胞在大规模高密度培养过程中营养物质耗尽,代谢产物积累导致细胞生长受限的问题。[方法]固定床生物反应器培养Vero细胞,通过换液培养和灌流培养两种方式比较细胞增殖、营养物质的消耗、代谢产物的生成,基于Logistic方程、Luedeking-Piret方程建立动力学模型,并根据实际检测数据,应用Origin软件进行非线性拟合。[结果]换液培养和灌流培养两种培养方式培养Vero细胞,两种培养方式达到的最大细胞密度分别是4.35×10^(6)/mL和4.34×10^(6)/mL,在对数生长期,细胞的生长速率分别是0.54 d^(-1)和0.67 d^(-1),葡萄糖的最大消耗量分别是14.95 g/d和17.1 g/d,谷氨酰胺的最大消耗量分别是2.725 g/d和3.7 g/d;Origin软件进行非线性拟合,得到的建模参数通过验证两种培养方式的细胞生长模型预测值与实验值拟合度较高。[结论]大规模培养Vero细胞,利用灌流培养的细胞生长速率较快,对营养物质的利用率较高,是理想的细胞培养方式;所建立的代谢动力学模型能较好的反应细胞在生长过程中的反应动力学过程。

水稻穗部性状的QTL定位及上位性分析

水稻穗部性状与产量直接相关,定位克隆穗部性状相关QTL对探究穗部性状分子机制及分子植物育种具有重要意义。以粳稻TY319和籼稻保持系8B的F3群体为作图群体,对穗长、一次枝梗数、二次枝梗数、每穗总粒数和着粒密度进QTL定位与上位性分析。采用完备区间作图,共检测出14个穗部相关性状QTL,分别位于第1、第2、第7、第8、第9、第10染色体,LOD值介于2.56~4.96,表型变异贡献率介于6.90%~31.99%。控制二次枝梗数的qSB-1、及控制着粒密度的qSD-1和qSD-2未见报道,可能是新的QTL,上位性分析检测到69个互作。

不同颜色水稻品种的总蛋白、可溶性蛋白含量分析

本研究采用凯氏定氮法测定水稻籽粒中的总蛋白含量,考马斯亮蓝染色法测定可溶性蛋白含量的方法,分别测定了38个白色、16个黑色、12个红色稻米籽粒中的总蛋白和可溶性蛋白的含量,并研究了不同颜色水稻籽粒中蛋白质含量的差异以及水稻籽粒中总蛋白和可溶性蛋白的关系。结果表明总蛋白含量为6.5%~11.3%,其中黑米的总蛋白含量显著高于白米和红米;可溶性蛋白含量为1.1%~2.5%,其中红米的可溶性蛋白极显著低于白米和黑米。由此我们初步推测不同颜色水稻籽粒的总蛋白含量和可溶性蛋白含量有明显差异。此外,本研究结果还显示水稻籽粒中总蛋白含量与可溶性蛋白含量之间并没有明显的相关性。

水稻剑叶QTL定位及遗传偏分离分析

利用TY319/8B的籼粳杂交F3群体的121个单株,对剑叶长、剑叶宽及剑叶长宽比3个性状进行QTL检测,同时利用116对共显性标记对作图群体进行偏分离分析。共定位到6个控制剑叶形态QTL,其中2个剑叶长QTL,3个剑叶宽QTL,1个剑叶长宽比QTL,分别位于第4、第6、第7、第8、第10染色体,LOD值介于2.51~3.44,解释表型变异贡献率介于5.53%~11.44%,所有QTL均为已经报道过的。偏分离结果显示:有39对标记表现为偏分离,占总标记数量的33.62%,同时检测到4个偏分离热点区域,即第1染色体上RM283~RM3738,第3如染色体上InDel8~InDel12,第6染色体上RM510~RM3183,第12染色体上RM1880~RM235。

水稻穗顶退化突变体paa1331的鉴定及基因定位

水稻穗部是影响产量的重要农艺性状,其发育健全与否直接决定了水稻产量的高低.过去几十年已经有大量的粒型和穗粒数相关基因被克隆报道,但调控穗顶发育相关基因的克隆与功能的报道较少.本研究通过甲基磺酸乙酯(EMS)诱变籼稻品种宜香1B,筛选到一个能稳定遗传的穗顶退化突变体材料paa1331(panicleapical abortion1331).与野生型相比,该突变体主要表现为穗顶端严重退化(退化率高达53%),株高变矮,分蘖减少,穗粒数降低.台盼蓝染色结果表明,穗顶端退化伴随细胞程序性死亡;激素测定结果证明,突变体穗顶部生长素含量高于野生型.遗传分析表明,该突变性状受隐性单基因控制;通过图位克隆与重测序分析发现,基因LOC_Os04g40720第4外显子的碱基A突变成G,导致编码的氨基酸由天冬酰胺变为天冬氨酸.目前该基因未见报道,暂将该基因定为候选基因.