水稻类病变突变体spl5胚性悬浮细胞系的构建

类病变突变体(lesion mimic mutant)是一类研究细胞死亡与抗病机制的有效工具。试验以水稻类病变突变体spl5为材料,构建了spl5突变体的胚性悬浮细胞系。结果表明诱导spl5突变体愈伤组织的最佳2,4-D浓度为2 mg·L-1,疏松的Ⅱ型胚性愈伤组织经悬浮继代培养3～4个月后可获得理想的胚性悬浮细胞系,FDA-PI染色结果表明该细胞悬浮体系活力高。水稻类病变突变体spl5胚性悬浮细胞系的建立可为进一步研究spl5突变体细胞死亡及其与病原菌互作的机制奠定基础。

水稻类病变突变体lmm1的诱发与初步分析

用1.0%化学诱变剂EMS处理抗稻瘟病水稻品种Katy,获得一个水稻类病变坏死突变体,命名为lmm1。与对照Katy相比,该突变体的主要农艺性状表型发生了显著变异:植株变矮,分蘖数和千粒重显著减少。遗传学分析研究表明,该突变为单基因细胞核隐性突变。经稻瘟病与纹枯病真菌人工接种实验,结果表明该突变体比对照Katy具有更强的广谱抗性,表明lmm1对于提高水稻广谱抗性具有一定的价值。

植物类病变突变体的诱发与突变机制

植物类病变突变体(lesionmimicmutant,LMM)是在无明显逆境或病原物侵染时,植物自发地形成类似病斑的一类突变体。它涉及到细胞程序性死亡(programmedcelldeath,PCD),往往能提高植物的抗病能力。因此,它对于揭示植物抗病反应机制,增加植物的广谱抗性具有重要意义。现就植物类病变突变体的诱发与表型特点、突变基因的分子定位与克隆及类病变表型的形成机制研究进展作一简要综述,以期为植物细胞程序性死亡机制和抗病分子作用机制研究提供有益的信息。

水稻类病变突变体g303的鉴定和基因定位

通过γ射线辐射诱变籼稻9311和中恢8015分别获得了2个类病变突变体 g303和 g342.g303播种4-5周叶片开始出现黄褐色斑点.随着植株的生长发育,至成熟期病斑几乎布满整个植株.与野生型相比,突变体 g303株高、结实率、千粒重显著下降,叶绿素含量、光合速率显著降低.遗传分析表明,g303类病变性状由一对隐性基因控制.利用 g303/日本晴 F2群体进行定位,将突变基因定位于第12染色体标记 InD10和 InD12之间,遗传距离分别为0．19 cM 和0．76 cM.测序分析发现,该基因与 SL 基因等位,其中 g303和 g342分别在编码区第572位和第1206位发生单碱基缺失,导致翻译提前终止.实时 RT-PCR 结果显示抗病相关基因在突变体 g303中表达量显著上升,说明该基因突变很可能激活了防卫反应.

一个抗病性增强的水稻类病变突变体的蛋白质组学研究

水稻类病变突变体chl1具有抗病性增强的类病变表型,对水稻白叶枯病和稻瘟病都具有很强的抗性。利用蛋白质组学技术分析chl1与其野生型之间的差异表达蛋白,探讨chl1类病变表型的形成和抗病反应的分子机制。利用荧光双向差异凝胶电泳(two-dimensional fluorescence difference gel electrophoresis,2D-DIGE)技术和质谱分析,chl1中共鉴定到70个差异表达的蛋白点,包括46个上调蛋白点和24个下调蛋白点。这些蛋白点参与不同的生物过程,包括防御相关、光合作用、氧化还原、氨基酸/蛋白质代谢、分子伴侣、碳水化合物代谢。对这些差异表达蛋白进行生物信息分析,推测它们所在的复杂调控网络可能参与chl1叶片细胞程序性死亡(programmed cell death,PCD)及其抗病性的调控。

水稻类病变突变体中抗病相关基因的研究进展

水稻类病变突变体是一类在水稻叶片表面自发形成类病斑表型的水稻突变体,且其中部分突变体会表现出对于水稻病原菌侵染增强的抗性,但控制该表型的类病变基因却似乎分别参与了各不相同的防御途径。文章主要综述了水稻类病变突变体的发现与挖掘,类病变基因的克隆及功能分析等,并对其在水稻抗病性研究中的应用作了展望。

大豆类病变皱叶突变体NT301遗传分析和2对基因定位

通过研究类病变突变体,挖掘抗病基因,利用分子设计育种的方法快速培育优良抗病大豆新品种,可减轻化学农药对环境的污染,降低病害的抗药性。本研究以^(60)Coγ诱变获得的类病变皱叶突变体NT301为父本,分别与W82、KF1和KF35进行杂交,构建了F_(2)和F_(2:3)分离群体,通过SSR标记和SNP分析,将目标基因1(rl1)缩小到18号染色体937 kb区间内,包含66个候选基因,将目标基因2(rl2)缩小到8号染色体130 kb区间内,包含15个候选基因。接着,本研究利用基因芯片技术对近等基因系进行了基因表达谱研究,得到了差异表达基因参与的KEGG调控通路。另外对8号染色体的15个候选基因进行半定量与荧光定量RT-PCR表达分析发现,只有基因Glyma.08G332500在突变体NT301与野生型中的差异达到了4倍,推测Glyma.08G332500基因是突变体NT301的候选基因。

水稻类病变突变体cdb的遗传分析与基因定位

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。

水稻类病变突变体lmi的鉴定及其基因定位

水稻类病变突变体lmi(lesion mimic initiation)是从γ射线诱变的籼稻品种中籼3037的后代中发现的,属于起始型的类病变突变体.无菌培养、台盼蓝染色及遮光实验表明,该突变体受光照控制细胞自主性死亡.遗传分析表明,该突变性状由一对隐性基因控制.利用lmi和93-11杂交的F2群体对lmi基因进行初步遗传定位,发现该基因定位于水稻第8号染色体着丝粒附近的两个微卫星分子标记RM547和RM331之间,与两者遗传距离分别为1.2和3.2 cM.进一步利用这两个标记之间发展的CAPS标记C4135-8,C4135-9及C4135-10对lmi基因进行精细的遗传定位,结果表明,lmi基因与标记C4135-10共分离.这一结果为克隆lmi基因奠定了基础.

一个水稻类病变黄叶突变体的鉴定和精细定位

从15 000多个水稻转基因株系中发现了一个类病变黄叶突变体。该突变体最显著的特征为叶片由下而上依次黄化,同时出现类似病原体感染的病斑。根据突变体表型,将该突变体命名为syl1(spotted and yellow leaves 1)。遗传学分析表明,该突变性状受1对隐性核基因控制。PCR检测和潮霉素抗性分析显示,该突变表型不是由T-DNA插入引起的。为了克隆该基因,将此突变体和籼稻品种龙特甫杂交获得F2和F3定位群体,利用网上公布的SSR标记首先将突变基因定位在第12染色体短臂端分子标记RM7619附近。随后利用日本晴和9311序列的差异,在该区域新设计了9对InDel分子标记,进一步将syl1基因定位在BAC克隆OSJNBa0002O20内分子标记WL32与WL35之间约102kb的区域。为进一步克隆syl1基因奠定了基础。

水稻类病变突变体及抗病性的研究进展

植物类病变突变体是一类在没有病原物侵染情况下就能自发产生坏死斑的突变体,这类突变往往导致植株的抗病增强和防御相关基因的组成性表达。水稻中已报道了将近200个来源不同的类病变突变体,截至2009年5月底52个水稻类病变突变体已被鉴定和命名,其中6个控制类病变性状的基因被克隆,它们分别编码不同的蛋白,包括热激蛋白转录因子、E3泛素连接酶、酰基转移酶、质膜蛋白激酶、锌指蛋白和锚蛋白。尽管这些蛋白不是直接与植物抗病途径相关,但是在41个已鉴定的水稻类病变突变体中,绝大多数提高了对白叶枯病或稻瘟病的抗性,表明这些类病变基因的突变激活了植株的防御系统,并且不同的类病变基因可能参与了不同的抗病信号传导途径。深入研究水稻类病变突变体对作物抗病的分子机理研究和栽培品种的遗传改良都具有重要的意义。

植物类病变突变体研究进展

植物类病变(lesion mimic,LM),指在无明显机械损伤、逆境和外界病原菌侵染的条件下,植物在叶片、叶鞘等部位自发形成类似病原物侵染的坏死斑的现象。这种局部的细胞坏死属于程序化细胞死亡(PCD)。类病变突变体是研究植物PCD和过敏反应(HR)的理想材料。本综述了植物类病变突变体的特点、发生机制以及水稻类病变突变体基因的定位、克隆及功能分析等,以期为解析植物PCD和HR作用机制及调控网络提供可参考的信息。

植物类病变坏死突变体及其基因的研究进展

在植物中类病变坏死突变现象广泛存在 ,突变体植株在无病害侵染也未受逆境或损伤的条件下自发形成与病原物侵染后坏死类似的症状 ,它们与植物抗病及细胞程序化死亡相关 ,并可能增强系统抗病性。综述了几种植物的典型类病变坏死突变体及其基因的研究情况 ,探讨了其发生的机制并对今后的应用前景进行了展望 .

水稻类病变突变体T34的鉴定和候选基因分析

利用EMS处理浙粳22种子,从突变体库中筛选获得了1个水稻类病变突变体T34。T34突变体从3叶期开始在叶片及叶鞘出现橘红色斑块,并随着生长发育可布满整个植株;类病斑的形成不受温度的影响。组织化学染色分析显示T34表现为细胞自主性死亡的坏死病斑。T34突变体对2个白叶枯病菌小种的抗性显著增强。遗传分析表明,T34类病变性状由1对隐性基因控制。以T34突变体与籼稻9311杂交的F2分离群体作为定位群体,将突变基因定位在12号染色体短臂上着丝点附近分子标记STS-12-50和STS-12-34之间的360 kb区域内。测序分析发现,该基因与SL基因等位,在编码区第673位碱基G突变成T,导致其蛋白225-天冬氨酸突变成225-酪氨酸,与已报道的sl/spl1突变体SL基因突变位点均不同。生物信息学方法分析发现T34突变体SL蛋白三级结构与野生型的存在较大差异,推测这一单碱基突变导致了类病变性状的发生。

大豆叶突变体abl-CT的发掘与特性分析

从300 Gy60Co辐照处理的大豆品种南农CT-2后代筛选出1个叶异常突变体abl-CT。abl-CT在V3～V4期后新生叶片出现严重皱缩,叶缘卷曲,表现类似病毒感染症状。与正常植株相比,abl-CT出现叶片、栅栏组织、海绵组织变厚,叶脉突起度显著变小,其中abl-CT栅栏组织厚度增加明显,皱叶特性受1对隐性基因控制。通过连续自交,已获得该突变的近等基因系,为揭示大豆对病原特别是病毒的反应机制、提高大豆抗病性研究与育种利用奠定了材料基础。

水稻抗稻瘟病菌防卫反应的细胞学分析与防卫基因表达

对水稻类病变坏死突变体lmm1(LmmKaty)与原亲本及双单倍体YT14和YT16接种稻瘟病菌24h内的抗病反应、细胞学和分子作用机理进行了研究。人工接种实验表明,与原亲本相比,该突变体对稻瘟病菌具有更强的抗性。突变体接种20～24h后,自动荧光检测到细胞死亡,而对照则未检测到。表明该突变体通过细胞程序性死亡阻止稻瘟病菌的蔓延,从而提高了抗病性。Northernblotting结果发现,抗病品系YT14中的防卫相关基因、苯丙氨酸解氨酶基因和β-葡聚糖酶基因在人工接种稻瘟病菌6h后开始表达,16～24h后上述基因表达量快速增加;而病程相关蛋白基因PR-1和几丁质酶基因在人工接种稻瘟病菌24h后才开始表达。与YT14相比,感病品系中上述基因的表达明显延迟。表明在人工接种稻瘟病菌24h内水稻可启动抗病防卫反应,从而对稻瘟病菌产生抗性。

高产稳产小麦新品种运麦14观74的选育与应用

运麦14观74是利用Ayc13145为母本,08-13为父本进行有性杂交,历经9年通过系谱法选育而成半冬性,抗穗发芽,高产的小麦新品种。也是类病变突变体材料。2018年通过山西省农作物品种审定委员会审定(审定编号:晋审麦20180004)。