水稻Ds插入淡绿叶突变体的鉴定和遗传分析

Ac/Ds插入突变是水稻基因功能鉴定的有力工具之一。文章从水稻中花11Ds-T-DNA转化纯合体与Ac-T-DNA转化纯合体的杂交群体中筛选到一个淡绿叶突变体。该突变体在三叶期由绿苗转为淡绿叶苗,自然光照下突变体迅速焦枯,但是在弱光照条件下,突变体能缓慢生长至开花结实;突变体光合作用特性研究表明该突变是典型的光抑制突变体。遗传分析表明该突变为Ds插入导致的隐性突变。

水稻Ds插入双分蘖突变体形成机理的分析

在水稻Ds插入突变株筛选过程中,发现1个在同一分蘖节形成大、小2个分蘖的双分蘖突变体dt1(double tillersmutant),两个分蘖均可正常抽穗形成有效分蘖。采用TAIL-PCR技术,从该突变体中克隆了Ds插入的侧翼序列,将该序列作为查询序列进行核苷酸序列数据库(NCBI-BLAST)在线比对分析,发现所克隆的Ds侧翼序列与3号染色体的克隆OJ1345H02(gi|21281466)序列同一性达100%。以FGENESH和GeneMark.hmm两种软件分别对Ds插入基因的结构进行分析,在外显子的数目、大小、位置等方面均得出高度一致的结果。同时,用NCBI Entrez server和Pfam等软件对该基因进行功能预测,推测的基因编码产物含保守的FH2结构域,为水稻类形成素蛋白。突变体后代Ds插入基因型分析显示,其后代出现分离,表明该突变体为Ds插入杂合体。

水稻Ac×Ds后代基因组DNA中Ds侧翼序列的扩增及其Ds插入分析

采用TAIL-PCR技术从经鉴定含Ac/Ds双元件的材料中扩增Ds侧翼序列并测序,对水稻Ac×Ds后代基因组DNA进行Ac和Ds插入的PCR分析。利用NCBI的BLAST软件,以Ds侧翼序列为待查询序列进行GenBank在线搜索比对,获得Ds插入相关基因的染色体定位和功能注释等信息。对扩增的93个有效Ds侧翼序列进行分析,结果显示,有21个水稻杂交后代中Ds插入于基因编码区,其余72个插入在基因间序列,其中12个插入在特定基因的上游3kb以内的间隔区。本研究强调了提高Ds侧翼序列扩增和Ac/Ds植株筛选效率的技术关键。

水稻Ds插入纯合体的筛选和鉴定

采用Basta抗性鉴定、潮霉素抗性鉴定和PCR检测相结合的方法筛选和鉴定了水稻Ds插入纯合体。在T1代 2 36个转化株系中 ,有 16个株系的全部植株表现出对Basta的敏感 ,其余 2 2 0个株系的植株表现出对Basta的抗性。经过 3代的纯合筛选 ,共鉴定出Ds插入纯合体 2 0 3个 ,这些Ds插入纯合体可用于构建Ac/Ds系统和对Ds插入突变体进行筛选和鉴定 ,为水稻功能基因组学研究提供了材料。

水稻Ds插入具芒突变体相关基因的功能预测

[目的]研究水稻Ds插入具芒突变体形成的分子机理。[方法]采用TAIL-PCR技术,从水稻Ds插入具芒突变体中克隆出Ds侧翼基因序列,分析被插入基因的结构,并分析预测基因编码的蛋白功能。[结果]Ds插入在具芒突变体7号染色体Os07g0588700基因前1 339 bp处。Ds插入位置的下游基因编码产物含一个锌指区CX2CX3FX5LX2HX3H,且含高度保守的QALGGH保守区,为水稻的单锌指蛋白。[结论]Ds转座元件插入基因组中,影响了编码锌指蛋白基因的表达调控,使突变体显示出具芒的表型。

一个有Ds插入引起的泡状细胞异常水稻卷叶突变体

基于Ac/Ds插入突变系统,筛选到一株水稻卷叶突变体.对该突变体进行了初步的表型观察和叶片组织的解剖结构显微观察.利用PCR技术对Ds插入进行了验证,同时,扩增分离了Ds侧翼序列,通过在线比对分析了Ds在该突变体基因组上的插入位点.结果显示,该突变体在幼苗期和成熟期均呈稳定的卷叶表型,叶片泡状细胞在数目和形状上存在明显不同于野生型的异常.研究还证实,突变体基因组含Ac/Ds双元件,Ds定位于水稻第10号染色体上.因而,该突变体为Ds插入的泡状细胞异常的水稻卷叶突变体.本研究为在分子水平上揭示Ds标记基因在泡状细胞发育和分化中的作用奠定了基础.

水稻Ds插入稃片失绿突变体的初步鉴定

对Ac/Ds基因捕获系统筛选到的1例水稻稃片失绿突变体进行失绿表型、主要光合色素含量分析,基于PCR技术对突变体基因组Ac和Ds元件插入进行鉴定,利用TAIL-PCR技术分离Ds侧翼序列,经在线数据库比对分析Ds插入的染色体定位,利用生物信息学软件预测Ds元件下游基因的结构。结果显示,该突变体为含Ac和Ds双元件的Ds插入突变体,其失绿表型仅限于抽穗后的外稃和内稃,稃片内叶绿素a、b和类胡萝卜素含量均显著低于野生型稃片;基于TAIL-PCR技术和Ds侧翼序列分析发现,该突变体基因组上含Ds双拷贝插入,Ds元件分别插入于突变体水稻第3和第12号染色体上;推测位于第3号染色体上的Ds插入可能对其下游基因的表达产生影响,该稃片失绿突变体在失绿表型、相关基因染色体定位上均明显不同于业已报道的白穗突变体。

水稻Ds插入易倒伏突变体的形态和生理鉴定

为了从形态学和生理学角度初步分析水稻Ds插入突变体出现倒伏的可能原因,继而为进一步开展水稻倒伏相关基因的功能研究提供参考,比较了该突变体与野生型在株高、茎上各主要节间的长度、粗度、茎壁厚、叶鞘厚度以及根、茎、叶片、叶鞘、穗和稃片中纤维素和硅含量的差异。结果显示,易倒伏突变体各主要器官中纤维素含量均明显下降,硅在各器官中的分配方式也出现不同于野生型的变化。研究表明,各器官中纤维素含量下降引起的植株机械强度减弱可能是导致突变体易于倒伏的主要原因。