搭载实践十号卫星的不同小麦品种突变体鉴定与分析

为探讨卫星搭载对小麦农艺性状、高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)和分子水平变异的影响,本研究利用十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)技术、简单重复序列(SSR)标记技术对实践十号返回式科学实验卫星搭载周麦18、周麦22和汶农14小麦品种干种子的SP3代农艺性状变异和SP5代突变系的HMW-GS和SSR分子标记多态性进行鉴定与分析。结果发现,航天诱变SP3代农艺性状与其野生型存在明显差异,且不同小麦品种对太空环境的敏感性不同。航天搭载能够诱发高分子量麦谷蛋白亚基和基因组DNA发生变异,发现3个小麦品种高分子量麦谷蛋白亚基的变异频率分别为2.15%、3.66%和5.21%,其中汶农14突变体HMW-GS亚基变异频率最高。21个SSR分子标记检测结果显示,周麦18和周麦22的航天诱变突变体与其野生型差异标记数量均不超过2个,而汶农14航天诱变的部分突变体与其野生型间差异标记数量较多,且株高和穗型等性状发生了遗传分离。综上,航天诱变使小麦基因组和蛋白组发生变异,所创制的优异特色突变体可为小麦育种的遗传改良和功能基因的研究利用提供丰富的材料基础。

Survivin启动子介导自杀基因与突变体融合基因真核表达载体的构建

目的:构建Survivin启动子介导自杀基因胞嘧啶脱氨酶(CD)与SurvivinCys84Ala突变体(SurMut)融合基因的重组腺相关病毒质粒(pAM/SurP-CDglySurMut),探讨其在肿瘤细胞中有效表达融合基因的能力.方法:PCR扩增E.coliCD基因和带有甘氨酸(gly)连接体的Survivin突变体片段,亚克隆至具有Survivin启动子的腺相关病毒载体pAM/SurP,获得重组表达载体pAM/Sur P-CDglySurMut.重组载体瞬时转染胃癌细胞,Western blot检测融合蛋白的表达.结果:经PCR扩增成功克隆E.coliCD基因和带有gly连接体的Survivin突变体片段.重组阳性克隆经限制性酶切鉴定和基因测序,证实目的基因CDglySurMut已正确插入pAM/SurP载体中.Westernblot证实Survivin启动子能够驱动CDglySurMut融合基因在胃癌细胞中表达.结论:pAM/SurP-CDglySurMut载体能够在肿瘤细胞中表达融合蛋白,为进一步探讨其靶向治疗肿瘤奠定了实验基础.

玉米矮秆突变体20F421的表型鉴定及遗传分析

矮秆资源是农作物矮化育种的物质基础,发掘矮秆基因资源对培育矮秆新品种具有重要作用。为了明确^(252)CF裂变快中子辐射诱变玉米自交系KWS49筛选得到的矮秆突变体20F421的遗传特性和矮化机理,以20F421为材料分别与玉米自交系PH6WC、B73、Mo17及KWS49杂交构建F_(1)和F_(2)分离群体,分析矮秆性状的遗传模式,并以(20F421/B73)F_(2)为定位群体,采用混池转录组测序(bulked segregant RNA-seq,BSR-seq)方法初步定位突变基因。结果表明,与KWS49相比,20F421的植株高度为95.2 cm,降低47.89%;穗位高度为23.9 cm,降低64.54%;茎秆节间长度显著缩短、叶片较直立密生,自交结实良好。遗传分析表明,F2分离群体野生型(高秆)与突变型(矮秆)植株性状分离比例符合3∶1,表明该突变体受单个核隐性基因控制;BSR-seq结果将突变基因定位在1号染色体177~255 Mb之间。通过与B73参考基因组进行比对发现,该区间内含有矮秆基因Br2,将20F421与br2突变体杂交进行等位性检测,F_(1)和F_(2)的株高均没有发生性状分离,表现为突变体20F421和br2表型,推测20F421的矮秆突变基因为矮秆基因Br2的等位突变。研究结果为进一步精细定位、克隆突变基因奠定基础,也为解析玉米矮化机理和培育矮秆玉米新品种提供重要基因资源和理论支撑。

抗枯萎病宝岛蕉早花突变体的筛选与鉴定

【目的】筛选鉴定抗枯萎病香蕉品种宝岛蕉的早花突变体,为进一步利用突变体株系选育适应性更广的香蕉新品种提供参考依据。【方法】利用多代组织培养繁育结合田间种植对比试验,依据生育期短、抗病性强、株高矮、株产高和遗传稳定筛选目标,从宝岛蕉早花突变后代中筛选优良株系,以宝岛蕉为对照,按照香蕉种质资源描述规范对优良突变株系的形态特征和生物学特性等进行观察鉴定,测定分析植株球茎生长点部位碳、氮营养累积以及成花相关激素吲哚乙酸(IAA)、玉米素(ZR)、赤霉素(GA)和脱落酸(ABA)含量差异,通过ISSR分子标记检测突变体及其野生型之间的遗传变异和亲缘关系。以宝岛蕉和主栽品种(桂蕉6号及巴西蕉)为对照,利用伤根浸菌法进行苗期抗病性鉴定,并在广西和海南开展区域种植试验及田间抗病性鉴定。【结果】筛选获得优良突变株系0523(简称0523),其新植蕉平均株高280.0 cm,假茎基围80.5 cm、中围60.0 cm,较宝岛蕉分别减小14.0%、5.8%和11.8%,新抽总叶片数26~29片;果实营养品质和单株产量与宝岛蕉无显著差异(P>0.05,下同)。0523球茎生长点碳氮比较宝岛蕉显著提高19.0%(P<0.05,下同),GA和IAA含量显著降低24.8%和22.6%,ABA和ZR含量与宝岛蕉相比略有增加,差异不显著。抗病性苗期鉴定结果显示0523为中抗且偏强,抗性水平与宝岛蕉相比略有提高,桂蕉6号为高感。突变株系0523与宝岛蕉的多态性比率为8.8%,遗传相似系数为0.95,二者存在差异。0523在广西和海南各试验点第1、2造蕉平均发病率分别为4.5%和3.5%,较主栽品种降低87.8%和94.1%,各试验点发病率均显著低于主栽品种。0523第1、2造蕉的生育期较宝岛蕉显著缩短,与主栽品种无显著差异。【结论】突变株系0523具有抗枯萎病、早熟、矮化、适应性广等优良性状,可用来培育大面积推广的香蕉新品种,或作为亲本育种材料应用于香蕉育种研究。

基于花粉形态学筛选猕猴桃突变体的研究

花粉形态特征可作为猕猴桃属植物的分类依据。现有的研究方法需要使用扫描电镜测量花粉形态的多项特征,不能满足猕猴桃遗传育种工作的需求。为了探究一种基于猕猴桃花粉形态筛选突变体的新方法,以39份不同猕猴桃花粉为试验材料(包含雌株花粉15份、雄株花粉23份、突变体两性花花粉1份),运用扫描电镜在较低倍数(1 000×)下观察,选取5项特征指标进行测量,对供试样本进行主成分分析和正态分布分析。结果表明,39份样本均为N3C4P5型,赤道面观均为三裂圆形,具3条萌发沟;主成分分析中PC1、PC2贡献的总方差为96.27%;载荷图表明,在较低倍数下5个花粉形态指标具有一定的差异性;得分图表明,样本中的雌株花粉和雄株花粉存在明显分离,它们的形态学相似度不大,极轴长度与赤道轴长度的比值(P/E)与赤道轴长度(E)二者夹角最大,具有区分意义;P/E的正态分布曲线轴须图将数据结果可视化,根据样本的区间差异筛选离群的突变体,筛选出突变体材料4份。

西瓜果实网条突变体的转录组分析

以条纹自交系西瓜(TD)和网条突变体西瓜(WT)为材料,通过分离群体的条纹性状比例探索西瓜的条性状遗传基础;以转录组测序及表达差异分析为基础,探索网条突变体西瓜在不同发育阶段的表达谱变化,筛选出条纹自交系与网条突变体西瓜之间表达差异显著的基因57个,主要富集于光合作用天线蛋白通路、生物碱生物合成通路、氨基酸代谢通路等7种代谢途径;通过加权基因共表达网络对核心基因的进一步分析,初步挖掘出部分网条突变体西瓜中有关生物胁迫抗性的基因变化情况,进一步筛选确定西瓜深绿条纹基因(ClGS,watermelon dark-green stripe)、类半胱氨酸蛋白酶抑制剂5编码基因、UDP-葡萄糖基转移酶编码基因、类长春碱合成酶编码基因、叶绿素a-b结合蛋白编码基因可能是决定西瓜网条果皮性状的核心基因;qRT-PCR验证结果表明,条纹自交系西瓜与网条突变体西瓜在基因表达上存在明显差异。本研究为西瓜不同果皮条纹育种提供了新的种质资源,也为阐明西瓜不同果皮条纹性状形成的分子调控机制提供了一定的理论依据。

一株拟南芥宽叶形突变体atscamp的分离鉴定

叶片是主要的光合作用器官,选育利于光合作用的叶片形态已成为重要的育种目标。atscamp是从拟南芥(Arabidopsis thaliana)突变体库(约6000株系)中筛选获得的1株叶片宽大突变体。Tail-PCR分析该突变体为AT1G11180位点的插入,该基因位点编码1个分泌载体膜蛋白(SCAMP)。RT-PCR检测显示,该基因转录表达水平基本为零。进一步研究发现,该突变体叶片的宽度和叶面积极显著大于野生型植株(P<0.01),但是冠幅基本保持不变;同时atscamp突变体叶绿素含量增加,叶绿素最大荧光、PSⅡ潜在光化学效率显著增加(P<0.05);相应地,突变体植株蒸腾系数(Tr)、净光合速率(Pn)和叶片水分利用效率(WUE)显著增加(P<0.05)。拟南芥AT1G11180基因的时空特异性表达分析显示,该基因仅在叶片中高表达,在其他器官中表达量很低;且随着植物发育成熟,该基因表达量逐渐增加。研究结果表明AtSCAMP基因在叶形发育中发挥着重要作用。

Survivin D53A突变体对宫颈癌细胞增殖和凋亡的影响

目的观察Survivin D53A突变体对宫颈癌细胞增殖和凋亡的影响。方法体外培养宫颈癌He La细胞,随机分为空白对照组、脂质体组、p ORF9组及Survivin D53A组。空白对照组不干预;脂质体组给予5μL阳离子脂质体DOTAP/Chol;PORF9组给予含2μg对照质粒p ORF9和5μL阳离子脂质体DOTAP/Chol转染;Survivin D53A组给予含2μg Survivin D53A质粒和5μL阳离子脂质体DOTAP/Chol转染。各组转染后,采用PI染色观察细胞凋亡形态学变化,MTT法检测细胞存活率,克隆形成实验检测细胞克隆形成数目,流式细胞术检测细胞凋亡率。结果PI染色、荧光显微镜下观察,Survivin D53A组可见明显的细胞核碎裂以及凋亡小体,其余三组均未见细胞核碎裂以及凋亡小体。空白对照组、脂质体组、p ORF9组、Survivin D53A组细胞存活率分别为100%、92.5%±4.3%、88.6%±8.5%、54.3%±3.7%,细胞克隆形成数目分别为(289.0±47.3)、(257.0±35.9)、(225.0±38.9)、(45.8±15.8)个,凋亡率分别为3.8%±1.4%、11.4%±3.7%、15.7%±2.5%和48.9%±7.1%。与其他三组比较,Survivin D53A组细胞存活率、细胞克隆形成数目明显降低,细胞凋亡率明显升高(P均<0.05)。结论 Survivin D53A突变体能够显著抑制宫颈癌细胞增殖,促进其凋亡。

水稻矮秆多分蘖突变体st1的表型特征与遗传分析

分蘖发育相关的水稻突变体是水稻分蘖分子调控机制研究的理想材料。水稻矮秆多分蘖突变体st1之前由辐射诱变获得,通过田间调查突变体st1的主要农艺性状,发现与野生型SIPI的单株有效分蘖数比较,突变体st1的分蘖数显著增加,达到野生型SIPI的3倍以上。将突变体st1与野生型SIPI杂交获得F_(1)代,种植后发现F_(1)代植株的株高和分蘖数均接近野生型SIPI,收获F_(1)代植株上自交的种子即F_(2)代种子,种植后发现存在株高和分蘖数差异显著的2种表型植株,分别有矮秆多分蘖植株和接近野生型SIPI表型的植株。分别统计这2种表型植株在群体中的数量并通过卡方测验检测。结果表明,F_(2)代群体中矮秆多分蘖植株与接近野生型SIPI表型的植株数量比符合1∶3。利用BSA(bulked segregant analysis)测序分析方法定位ST1候选基因,发现有3个主峰,但都没有显著的候选位点。通过qRT-PCR方法检测10个已报道的矮秆多分蘖相关基因在突变体st1中的表达量变化,发现在突变体st1中D53、D3和TE的表达水平都显著下降。

大白菜蜡质缺失突变体YW71的遗传及序列变异分析

以大白菜蜡质突变体YW71为对象,研究其亮绿无蜡粉性状的遗传规律和调控基因。通过遗传分析,表明YW71中的亮绿无蜡粉性状由隐性单基因控制。通过等位基因互补实验证明YW71的亮绿性状是BrWAX2等位突变引起的。序列分析表明,在YW71中BrWAX2基因在第3个外显子末端发生了39 bp的缺失,进而引起转录水平的可变剪切和翻译水平的提前终止。表达模式分析表明,BrWAX2基因在YW71茎和叶中表达量显著下降。此外,研究针对39 bp的变异开发并验证了共显性标记BrWAX2-In Del1。研究结果丰富了白菜类蔬菜蜡质突变遗传资源,将为亮绿无蜡粉品种的分子育种提供理论指导和技术支持。

芝麻染色体加倍突变体的鉴定及生物学性状分析

为探索染色体加倍对芝麻染色体核型和生物学特征的影响,本研究对通过EMS诱变创制获得的97个染色体加倍突变体开展流式细胞仪倍性鉴定、染色体组验证、核型特征分析,并选取其中1份种质(M1-01)与其二倍体(豫芝11号)进行生物学性状比较分析。染色体观察结果显示,与二倍体相比,四倍体突变体的染色体数目由26条增加至52条;染色体组型为3B,对称性较二倍体降低。生物学性状比较显示,四倍体突变体较二倍体花期延长11 d,生育期延长15 d,株高增加31.20 cm,茎粗增加0.63 cm,花冠长和宽分别增加0.28 cm和0.44 cm,蒴果宽和厚分别增加0.25 cm和0.39 cm,而单蒴粒数仅为10粒,较二倍体降低86.11%,结实率极差,且单株产量显著降低,降幅达83.82%。四倍体突变体籽粒油脂含量降低至37.54%,较二倍体下降14.85个百分点,而蛋白质含量为23.53%,较二倍体增加2.63个百分点;油酸含量提高12.43个百分点,亚油酸含量则下降11.24个百分点,油酸和亚油酸比值由0.88提高到1.54。本研究结果可为芝麻重要性状遗传研究及四倍体种质利用提供重要信息和理论支持。

苜蓿抗寒突变体生理生化及性状指标分析

为选育在黑龙江省可越冬的理想紫花苜蓿品种。以‘龙牧806’零磁空间诱变处理后二代群体中获得的lm1609、lm1625、lm1704三个抗寒突变体为实验材料,通过测定发芽指标、越冬率、产量特性指标及根系生理生化指标,进行抗寒性能鉴定。3个突变体发芽指数与对照差异不显著;发芽势、简化活力指数lm1609显著高于lm1625、lm1704,分别为82.05%、469.82(P<0.05);3个突变体的越冬率都显著低于对照组;突变体和对照6月6日起始株高差异不显著,随着植株生长,7月6日和8月6日lm1609、lm1704显著高于lm1625和对照;突变体lm1609、lm1625、lm1704三者鲜草产量差异不显著,但显著高于对照(P<0.05);三个苜蓿突变体植株根系过氧化物酶、超氧化物歧化酶均显著高于对照,并且突变体lm1609 POD、SOD最高,分别达到304.85 OD470/(min·g)、208.41 U/g(P<0.05)。lm1609突变体具有较高的抗寒特性及产量特性,是为理想的抗寒突变体材料。

玉米籽粒皱缩突变体sh2019的分子标记初步定位

玉米籽粒作为光合产物的重要贮藏器官,其发育直接影响百粒重和产量。本研究以玉米籽粒皱缩突变体sh2019、野生型玉米自交系Mo17及两者的杂交F_(2)代为材料,进行表型分析、遗传分析和分子标记初步定位。结果表明,突变体sh2019籽粒干瘪,种皮皱缩,百粒重和出苗率均比野生型显著下降,分别下降43.55%和69.56%。遗传分析发现突变体sh2019的籽粒皱缩表型受1对隐性核基因控制。利用F_(2)分离群体借助集团分离分析法进行的分子标记定位结果表明,sh2019基因被定位于玉米3号染色体上约30.18 Mb的物理距离内。本研究结果可为开展sh2019基因的精细定位及分子标记辅助育种奠定基础。

Survivin突变体对乳腺癌细胞的体内外作用

为了探讨Survivin负性突变体T34A对乳腺癌细胞MCF-7增殖与凋亡的影响,本文分别采用生理盐水、空载体质粒(PORF-9-null)及Survivin-T34A与MCF-7细胞共培养,观察体外MCF-7细胞的增殖及凋亡情况;建立乳腺癌裸鼠模型,体内实验检测Survivin-T34A对乳腺癌的抑制作用。结果表明转染了Survivin-T34A的细胞增殖率明显低于PORF-9-null组,电镜下观察可见细胞凋亡增多,流式细胞术检测显示其凋亡率明显高于空载体组。瘤内注射Survivin-T34A组的抑瘤效果明显,抑制率达47.1%。本研究提示Survivin-T34A负性突变体能够有效地抑制乳腺癌细胞的增殖,并促进其凋亡,从而发挥抗肿瘤作用。

大豆根茎过渡区弯曲突变体M_(rstz)的鉴定与基因定位

植物根茎过渡区(root-stem transition zone,RSTZ)将根和茎相互连接,其发育形态决定了大豆的地上部株型和抗倒伏潜力。本研究通过EMS诱变获得一个RSTZ弯曲或旋转的大豆突变体M_(rstz),其形态特征能够稳定遗传,是探究大豆茎秆发育规律的特异材料。将该突变体和栽培大豆中黄13杂交构建重组自交系群体,对群体中直立和弯曲型后代的RSTZ进行解剖结构比较,发现弯曲型株系比直立型株系的维管形成层较宽、次生木质部细胞层数较多、细胞形状不规则,表明维管组织分化可能是导致RSTZ形态发生差异的重要因素之一。进一步对化学组分测定发现,木质素和粗纤维含量越高越不易弯曲。选取RIL群体中弯曲型和直立型2种极端株系进行BSA-Seq,采用SNP-index和InDel-index关联分析方法鉴定到调控RSTZ形态的关联区域Chr19:43030943~45849854,该区间共含有319个基因。结合生物信息学分析、基因注释信息和表达丰度分析筛选到7个候选基因,分别为Glyma.19G170200、Glyma.19G201500、Glyma.19G187800、Glyma.19G178200、Glyma.19G197000、Glyma.19G179100、Glyma.19G196900。其中,Glyma.19G187800、Glyma.19G178200和Glyma.19G196900在大豆驯化中潜在影响RSTZ形态建成。本研究为解析大豆RSTZ组织形成及其遗传基础提供了材料基础,并为挖掘调控大豆茎秆发育基因提供新的见解。

玉米雄性不育突变体ms20s2的表型鉴定与基因定位

玉米突变体male-sterile 20s2(ms20s2)是在玉米自交系KWS49中发现的一个无花粉型雄性不育突变体。与野生型相比,ms20s2突变体花药细小且颜色偏浅,花药内未观察到花粉。扫描电镜观察表明,与野生型相比,9叶期突变体ms20s2的花药中未观察到正在减数分裂的花粉母细胞;抽雄后突变体花药壁外部角质层形成异常,内部未观察到乌式体结构。观察不同发育阶段花药的石蜡切片发现,在S6-S7时期,与野生型相比,ms20s2突变体花药部分中间层和绒毡层细胞发生异常分裂,导致花药壁萎缩,花粉母细胞无法正常进行减数分裂,最终造成花粉母细胞死亡,产生雄性不育表型。遗传分析表明,突变体ms20s2的雄性不育表型受单个隐性核基因控制。利用玉米10K SNP芯片对F2定位群体进行基因型分析,初步将该突变位点定位在玉米2号染色体长臂上6.21 Mb区段内。进一步精细定位将该区间缩小到了590 kb,区间包含一个已知的蛋白编码基因MS32(Zm00001eb106620)。对MS32基因进行测序分析,在突变体MS32基因4号外显子上发现了一段3166 bp的大片段插入,可能影响了MS32蛋白功能,造成ms20s2的花药发育异常和雄性不育的表型。等位测验结果表明,突变体ms20s2是雄性不育基因MS32的新等位突变体。组织表达分析发现该基因在玉米花药中特异表达,且仅在花药发育的S6和S7时期表达量较高,进一步验证了该基因在玉米花药绒毡层和中间层细胞发育过程中的重要作用。

辣椒野生型与果色突变体果实不同发育阶段色泽比较与品质分析

本研究以野生型6421和果色突变体E55为对象,通过测定二者不同发育阶段果实色价、色素含量及品质成分,探讨果实发育过程中色泽和品质成分变化规律。结果表明,从绿熟期至成熟期,6421、E55果色分别由绿转褐再转红和由绿转黄再转橙,二者色价指标a^(*)、C^(*)值增加而色度角(h)值降低,叶绿素(chlorophyll,Chl)含量降低,而类胡萝卜素(carotenoid,Car)含量增加,VC、可溶性糖、可溶性蛋白质以及辣椒素含量增加而纤维素含量下降。对6421、E55果实同一发育阶段色价和品质成分进行比较,绿熟期时,6421与E55果实5个色价指标(L^(*)、a^(*)、b^(*)、C^(*)和h值)、Chl、Car含量以及6个品质指标(纤维素、VC、可溶性糖、可溶性蛋白、辣椒素含量)均无显著差异(P>0.05)。转色期至成熟期,E55果实L^(*)、b^(*)、C^(*)值以及VC、可溶性糖含量均显著高于6421果实(P<0.05),可溶性蛋白质和纤维素含量均显著低于6421果实(P<0.05),辣椒素含量与6421无显著差异(P>0.05)。相关性分析表明,6421和E55果实Chl、Car含量分别与除纤维素含量之外的各品质指标呈显著或极显著负相关、正相关。各品质指标中,纤维素含量与其他指标呈显著或极显著负相关,可溶性糖、可溶性蛋白和辣椒素含量两两之间均呈显著或极显著正相关。本研究可为辣椒果色呈色机理和选育高品质型辣椒奠定理论基础。

纤花香茶菜EMS突变体库构建及ISSR与SSR分析

为筛选甲基磺酸乙酯(EMS)诱变处理纤花香茶菜种子的最佳处理条件,利用表型鉴定及ISSR和SSR双分子标记技术对典型表型变异植株进行分析,构建纤花香茶菜突变体库,为纤花香茶菜种质创新利用研究提供材料。结果表明,1.2%EMS处理7 h为纤花香茶菜种子最佳诱变处理。利用EMS诱变处理3000粒纤花香茶菜种子,对得到的1262株成株期M 1代材料进行表型鉴定,共筛选出489株表型变异植株,变异频率为38.7%,表型变异性状包括高杆、矮杆、粗茎、细茎、分枝、多分枝、叶色深等。M 2代经表型鉴定初步筛选出4株性状优良的单株。ISSR分析结果表明,9条引物共扩增出72个等位基因位点,平均每条引物扩增出8个位点,多态性位点有54个,多态性比率为75.00%。22个表型变异植株和对照组的遗传相似系数变化范围为0.6389~0.8472;SSR分析结果表明,13对SSR引物共扩增得到86个等位基因位点,平均每条引物扩增出7.81个位点,多态性位点有54个,多态性比率为62.79%。22个表型变异植株和对照组的遗传相似系数变化范围为0.5905~0.8286。基于ISSR及SSR的聚类分析结果都表明,对照组基本上能与表型变异植株区分开,说明大部分诱变植株与对照组在分子水平上具有一定的遗传差异。

外源GA_(3)处理对辣椒半矮秆突变体表型和生理特征的影响

分别用1.0、2.0、4.0、8.0 mg/L的GA_(3)处理辣椒半矮秆突变体E483的种子,分别用2.0、4.0、6.0、8.0、10.0、12.0 mg/L的GA_(3)喷施E483幼苗,以0.0 mg/L的GA_(3)处理的野生型6421(CK1)和E483(CK2)为对照,调查GA_(3)处理下E483种子萌发情况和植株表型,并测定幼苗叶片内源GA、可溶性糖、可溶性蛋白、MDA含量以及SOD、CAT、POD、GR活性。结果表明:E483种子萌发速度低于野生型6421的,GA_(3)处理可提高E483种子发芽势,且在2.0、4.0、8.0 mg/L GA_(3)处理下,E483种子发芽能力可恢复至野生型6421种子的发芽能力;E483植株较6421矮,叶片较6421小,喷施GA_(3)处理可促使E483幼苗茎秆节间伸长、茎增粗、叶面积增大,但不会改变其节位数;8.0 mg/L GA_(3)处理的E483的株高与6421的株高无显著差异;2.0 mg/L GA_(3)处理的E483茎粗与6421茎粗无显著差异;6.0 mg/L GA_(3)处理的E483的叶宽、叶面积与6421幼苗的叶面积无显著差异;E483幼苗中GA1、GA_(3)、GA20、GA29、GA_(3)4含量显著低于6421相应的值,推测该突变体属于GA合成缺陷突变体;E483叶片中可溶性糖、可溶性蛋白含量及SOD、CAT、POD、GR活性均显著高于6421的,MDA含量显著低于6421的;10.0 mg/L GA_(3)处理的E483叶片中可溶性糖、可溶性蛋白含量和SOD、CAT、POD活性达到最大值。

水稻卷叶突变体rl76的表型和组织分析及基因定位

叶片是水稻(Oryza sativa L.)进行光合作用的主要器官,叶片形态是影响水稻群体光合效率的首要因素,不断挖掘控制叶片卷曲的基因并揭示其遗传机理,可为培育叶片适度卷曲的理想株型水稻品种提供基因资源。本研究以卷叶突变体rl76为材料,开展了农艺性状调查、叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素、类胡萝卜素、纤维素、半纤维素和木质素含量测定及组织学分析,并用水稻GSR40K芯片技术对卷叶基因进行定位。表型鉴定发现,从分蘖期开始,突变体rl76与野生型相比,叶片极度内卷成葱状且直立,叶片卷曲指数极显著增加,株高和有效分蘖数显著降低,叶宽、剑叶长和穗长无明显差异。突变体rl76叶绿素含量显著高于野生型,类胡萝卜素含量无明显差异,纤维素含量和木质素含量均低于野生型。石蜡切片结构显示,rl76突变体叶片气腔消失、远轴面厚壁细胞发育缺陷及泡状细胞面积和个数减少。遗传分析表明卷叶性状符合不完全显性单基因遗传规律;采用水稻GSR40K芯片技术将rl76基因初步定位在第9染色体上12.179~16.436 Mb的区段;进一步利用F2群体中的949株极端卷叶植株进行精细定位,将卷叶基因定位在第9染色体上SSR标记T5904-7和T5904-9物理距离为30.26 kb的染色体区段,在该染色体区间内含有3个注释基因,其中LOC_Os09g23200是已报道控制水稻叶片卷曲的基因SLL1,因此推测rl76的卷叶表型可能是SLL1基因在发挥作用。综上所述,突变体rl76的卷叶表型是由9号染色体上的一个不完全显性单基因通过调控泡状细胞及远轴面厚壁细胞的发育所致。