【摘 要】
：
水稻是全球数10亿人口的主粮之一。在其众多性状中,叶形态是影响水稻产量重要的因素之一。叶片作为水稻光合作用的主要场所,承载着生物量积累的重任,而合适的叶片卷曲和直立可以增强水稻的光合作用,减少蒸腾作用并在抗逆相关功能发挥积极的作用。但是目前为止对于卷叶具体形成机制、调控机制的了解还非常有限,因此研究如何合理地使用分子手段去精确调控水稻卷叶性状,从而增加产量,是一个具有潜力的水稻育种课题。本课题组克
论文部分内容阅读
水稻是全球数10亿人口的主粮之一。在其众多性状中,叶形态是影响水稻产量重要的因素之一。叶片作为水稻光合作用的主要场所,承载着生物量积累的重任,而合适的叶片卷曲和直立可以增强水稻的光合作用,减少蒸腾作用并在抗逆相关功能发挥积极的作用。但是目前为止对于卷叶具体形成机制、调控机制的了解还非常有限,因此研究如何合理地使用分子手段去精确调控水稻卷叶性状,从而增加产量,是一个具有潜力的水稻育种课题。本课题组克隆了1个水稻卷叶基因REL1,它的突变可导致叶片外卷、叶夹角增大和株高变矮等表型;随后通过酵母双杂交技术获得了7个与REL1互作的蛋白RIP1～RIP7（Chen et al.,2015）。本研究在此基础上主要对该基因进行了生物信息学、表达模式和亚细胞定位等技术分析;同时构建RIP4敲除和超表达转基因株系,分析鉴定该基因的功能;对ZH11、rel1、rel1rip4进行表型及农艺性状的调查和细胞学结构分析,初步探索了RIP4协调REL1调控水稻叶形态的分子机制,为完善水稻叶叶形态建成的提供理论基础。已获得的研究成果如下:1、构建pSAT1-Venus-C-RIP4转化载体,利用RIP4-Venus融合蛋白在水稻原生质体中的瞬时转化,结果表现为RIP4-Venus融合蛋白定位于叶绿体。2、构建RIP4基因的表达谱,并获得启动子植株GUS::RIP4。表达谱结果显示RIP4在水稻抽穗时期的剑叶部分表达量最高。3、构建pCXSN-RIP4转化载体,获得过表达植株RIP4-OE并筛选了三个表达量较高的株系。4、获得突变体植株rip4并成功筛选到5种不同突变类型的纯合株系。5、获得突变体植株rel1rip4并成功筛选到5种不同突变类型的纯合株系,且该5种类型株系的后代中均出现了平展叶表型,同时还伴随着株高、分蘖数、叶夹角和结实率等性状的恢复。最后通过细胞切片实验证实卷叶表型的恢复是受泡状细胞数量变化的影响,且rel1rip4中REL1表达量的下调是造成平展叶的原因。因此推测基因RIP4与REL1协同调控水稻叶形态。
其他文献
兰花（Cymbidium）是我国的传统名花,具有较高的文化价值和独特的观赏价值,市场前景广阔。花香和花色是兰花重要的观赏性状,但迄今其遗传机制尚不清楚。因此,鉴定兰花花香和花色相关基因,建立分子标记辅助兰花花色选择技术体系,对进一步开展兰花花香和花色遗传育种研究具有重要意义。本研究以‘企剑白墨墨兰’、‘吴字翠墨兰’、‘黄花1号兰’、‘黄花2号兰’、‘宫粉佳人兰’、‘小凤兰’以及‘小凤兰’和‘吴字翠
水稻种子休眠性是一个重要的农艺性状,休眠过强或过弱均不利于水稻生产。目前对于水稻种子休眠的分子机理尚不清楚。本实验室前期通过种子休眠表型观测发现一个有稳定表型的材料S10,在此基础上将S10与背景华粳籼74（W0）构建F2群体,采用BSA进行定位,利用突变体研究目的基因的功能,通过转录组测序和定量PCR研究了SD7-1基因的转录调控网络,并通过聚合育种验证了SD7-1的育种价值。主要结果如下:1、
大豆（Glyma max（L.）Merr）是一种典型的短日照（short day,SD）植物,在长日照条件（long day,LD）下花期显著延迟。大豆的种植地点、生长环境和光照条件等对花期的影响较大,故大豆适宜种植地区不广。众多因素中,光照条件是影响大豆种植区域、品质和产量的重要因素。近年来,大豆中控制开花期的重要QTL位点相继被发现,相关调控基因被克隆,并进行功能验证。但由于大豆开花期影响因素
酸性土壤中的酸铝和低磷胁迫都是影响大豆生长发育的重要因素。PHT1（phosphoric acid transport protein 1）家族在调控植物Pi转运过程中发挥重要的作用。本研究从野生大豆BW69株系中克隆出基因GsPHT1,利用生物信息学分析、表达模式分析、启动子分析、毛状根转化和拟南芥异源转化等方法进行功能研究,主要结果如下:通过生物信息学发现,GsPHT1基因全长1932 bp,
三系杂交水稻实现了水稻杂种优势的利用,具有非常重要的意义。籼稻不育系存在着稻米品质较差的问题,以及随着人工成本的增加,杂交稻制种成本等问题需要探索解决。目前已经发现多个控制稻米品质、柱头柱头外露率的QTL,可以通过聚合这些QTL,使不育系保持系的垩白减少从而提高稻米品质或者培育高柱头外露率不育系,以提高制种产量。本研究利用前人培育的多个高柱头外露率聚合系、低垩白度优质聚合系改良带有rf3、rf4不
大豆（Glycine max（L.）Merr.）是世界上重要的油料作物,为人类提供了植物蛋白、食用油和健康有益组分。一年生野生大豆（Glycine soja Sieb.et Zucc.）是栽培大豆的祖先种,具有粒形小、多荚多粒、抗逆性强等多方面优点。对野生大豆所蕴含的优异基因资源进行发掘利用以改良现有的栽培大豆品种,是大豆遗传育种的重要研究方向。华南地区是全世界最靠近赤道的野生大豆分布地,特定环境
水稻是我国最重要的粮食作物之一,在农业生产中占有十分重要的地位。CRISPR/Cas9基因编辑技术能实现对目的基因的精准编辑,具有操作简单、周期短、效率高等优点。在水稻研究中,基于组织培养的农杆菌介导法是CRISPR/Cas9系统转化最常用方法,但转化周期长,易产生嵌合体,并且部分品种组织培养难度较大,严重影响了水稻遗传转化进程。从基因工程改造和分子育种的角度,理想手段是对生殖细胞进行遗传转化。花
水稻作为世界上最重要的粮食之一,全球将近一半以上人口以大米为主要粮食来源。水稻的产量主要由有效穗数、每穗粒数和千粒重构成,通常被称为产量三要素。水稻的穗部性状在产量构成中占有一定的地位,穗长是影响每穗粒数的重要因素,而穗上部的谷粒通常会比穗下部的要重,进一步影响到千粒重,因此,培育具有合理的千粒重、每穗粒数的品种是实现高产的前提。随着科技的发展,越来越多有关于水稻产量和品质的基因得到挖掘,而在这巨
水稻是我国重要的粮食作物,保障水稻质量安全极为重要。随着我国工业化进程的加快,各类工业废物排放量日渐提高,使得土壤与水源中的重金属含量日渐增加。其中,镉污染是重金属污染中最严重的,且镉对人体有着强烈的毒害作用。水稻对镉有着极强的富集能力,世界各地因摄入镉大米导致的公众健康问题众多,对人类健康造成严重的威胁。因此,筛选并鉴定水稻中的镉积累相关QTL,并运用其进行低镉新种质创制,具有重要意义与价值。本
花色与香气是观赏植物重要的育种目标性状,分子标记辅助选择技术是随着分子生物学技术迅速发展的育种新技术,可以从基因水平上分析个体的遗传组成,显著提高植物育种的选择效率和准确性。本研究以‘骄阳’（A.‘Sierra’）和‘骄阳突变体’（A.‘Sierra Mutant’）为材料,通过转录组测序和比较分析,挖掘红掌红色和白色花色的差异表达基因。同时以A.‘Mystral’（白色有香）和A.‘Alabam