摘要：【目的】植物特异性IQD家族蛋白质是一类植物特有的钙调素结合靶蛋白,在植物的生物防御和发育调节中发挥重要作用。前期酵母双杂筛选试验表明,Pik-H4与OsIQD1存在互作关系,为进一步揭示Os IQD1在水稻抗稻瘟病中的生物学功能,利用CRISPR/Cas9编辑技术对OsIQD1基因进行定点编辑。【方法】通过序列比对获得水稻OsIQD1。在OsIQD1第1外显子和第5外显子(DUF4005结构域)区域设计2个20 bp的编辑靶点,将2个靶点核苷酸片段克隆至pRGEB32载体,获得p RGEB32-OsIQD1-gRNA载体,利用农杆菌介导法转化水稻Pik-H4 NIL愈伤组织,经再生培养、潮霉素检测获得转基因阳性植株,并对T0代转基因植株靶点区域序列进行PCR和测序,分析osiqd1的突变类型。【结果】转基因再生植株经过对抗潮霉素基因HPTⅡ的PCR鉴定,获得30株阳性株系。对T0代植株靶点附近序列的测序结果表明,OsIQD1基因被成功编辑,两个位点的编辑效率分别为21.67%和26.67%,其中,靶点2区域有1个纯合突变株系。【结论】研究结果为进一步利用osiqd1突变体开展其参与钙离子/钙调素信号转导通路的机制研究提供了遗传材料,初步推定OsIQD1参与植物的基础免疫反应。

摘要：【目的】稻瘟病是水稻生产上的重要限制因素,挖掘与利用抗病基因是实现水稻高产稳产的重要保障。前期研究发现,稻瘟病抗性相关osa-miR-21可能通过靶向调控多胺氧化酶基因OsPAO4调节水稻稻瘟病抗性,但目前多胺氧化酶(Polyamine oxidases,PAOs)在水稻抗病中的功能研究尚未见报道。为进一步探究其在水稻抗病中的可能生物学功能,本研究利用CRISPR/Cas9编辑技术对水稻OsPAO4基因进行定点编辑并对其后代突变体进行分析。【方法】在OsPAO4第2外显子处设计了1个20 bp的编辑靶点,将靶点核苷酸片段克隆至pRGEB32载体,获得OsPAO4编辑载体。随后,利用农杆菌介导法转化水稻Pik-H4 NIL愈伤组织中,经过再生培养、潮霉素检测获得转基因阳性植株,并对T_(0)代植株靶位点附近DNA序列进行PCR和测序分析。【结果】OsPAO4基因被成功编辑,最终获得25个转基因阳性植株,并在T_(0)代产生多种突变类型:3株纯合突变、18株杂合突变和4株未发生编辑的植株。此外,T_(0)代杂合突变ospao4-8的颖壳颜色由紫色变为深灰色,且ospao4突变体中过氧化氢酶(Catalase,CAT)活性有所升高,推测OsPAO4可能参与水稻的基础免疫过程。【结论】创制了多种类型ospao4突变体材料,初步确定OsPAO4可能参与水稻免疫过程的调控,为进一步深入揭示OsPAO4基因的具体生物学功能和分子调控机制奠定了重要基础。

摘要：利用CRISPR/Cas9技术对调控水稻产量千粒重基因TGW6定点编辑,获得了一套有重要育种价值的tgw6突变体。设计了分别由U3、U6a和U6b启动子驱动、长20 bp的guide RNA(g RNA)靶点以靶向编辑TGW6基因的外显子,首先将这3个靶点一起组装到p YLCRISPR/Cas9-MT(I)载体上,然后利用农杆菌介导侵染水稻材料H447(R819/玉针香//R819的BC3F6);提取T0代转基因植株的基因组DNA并对编辑位点附近的DNA片段进行PCR检测及测序分析。结果表明,T0代材料中tgw6的突变频率高达90%,其中纯合缺失突变率约占51%。对T1代纯合缺失突变体的千粒重性状的调查分析结果表明,部分tgw6的缺失突变能显著提高千粒重(大于5%)。不同类型tgw6突变体的成功创建不仅丰富了tgw6的变异类型,为水稻的高产稳产奠定了重要的材料基础,还证实了CRISPR/Cas9技术在水稻基因工程育种中高效、易操作的特点。

摘要：【目的】分析水稻两系不育系‘M20S’穗部性状的配合力和遗传力,加快‘M20S’潜在育种价值的应用进程。【方法】利用4个光温敏水稻不育系(‘望S’、‘深08S’、‘Y58S’以及‘M20S’)和3个恢复系(‘航恢1173’、‘航恢91’和‘航恢24’)按4×3不完全双列杂交(NCⅡ)设计组配,对不育系穗部性状的配合力及遗传力进行分析。【结果】所有性状一般配合力和特殊配合力方差差异均达显著或极显著水平,穗长和一次枝梗数主要受基因加性效应控制,总粒数、结实率、千粒质量、着粒密度和单穗质量主要受非加性效应影响。7个性状广义遗传力从大到小依次为:千粒质量、着粒密度、总粒数、单穗质量、一次枝梗数、穗长和结实率,狭义遗传力从大到小依次为:一次枝梗数、穗长、着粒密度、千粒质量、总粒数、结实率和单穗质量。‘M20S’总粒数、一次枝梗数和着粒密度3个性状一般配合力最佳,分别为42.96、17.69和45.35,单穗质量的一般配合力为正值。【结论】‘M20S’一般配合力好的性状较多,是一个优良的亲本;‘M20S/航恢24’总粒数、着粒密度和单穗质量的特殊配合力较高,符合大穗型育种要求。总粒数、千粒质量、着粒密度和单穗质量主要受遗传效应的控制;一次枝梗数和穗长等性状可以在杂交早代选择,以提高育种效率。

摘要：传统水稻育种技术最主要瓶颈是选择效率低和周期长。为了提高水稻优异材料选育和杂交稻组配效率,创新水稻分子育种策略,利用分子标记辅助选择多基因聚合和早世代杂交组配,展开水稻恢复系分子改良和杂交新组合的调查评价。供体亲本H318与恢复系亲本华占进行杂交,通过选择和设计关键有利基因的分子标记,利用毛细管电泳基因分型技术,将Wxb、fgr、Xa23、Pi2、Pi46以及Pita 6个稻米品质、香味、抗白叶枯病和抗稻瘟病相关功能基因进行聚合利用。通过多世代的田间生物学性状调查,米质、抗性等表型鉴定,获得14份以恢复系华占为遗传背景,目标基因纯合的优质、双抗和香型稳定的水稻株系。依据材料稳定遗传特性,将改良后代株系与生产应用的不育系进行测配和组合的调查评价,筛选获得潜在优良杂交稻。在育种进程中采用"多基因聚合-早世代组配"策略,实现多个有利基因快速聚合,定向改良稻米品质和抗病性等关键性状,并且促进杂交水稻组合的高效选育。

摘要：CRISPR/Cas9系统可对植物的内源基因进行有效定点编辑,为作物的遗传育种提供了新的方向。以感病水稻品种丽江为材料,抗病基因OsCOL9为靶基因,探索该系统对水稻内源基因定点编辑效率以及获得有研究意义的突变体。OsCOL9基因CDS序列全长1 266 bp,编码一个422 aa蛋白,分子量大小约为45.6 k Da,蛋白质结构的N端含有B-box结构域,C端含有CCT(CONSTANS、CONSTANS-Like、TOC1)结构域。设计4个长20 nt的guide RNAs(gRNAs)靶点,靶向编辑OsCOL9基因的CDS起始区域以及外显子的末端,分别由U3、U6a、U6b以及U6c启动子驱动,提取T1转基因植株的基因组DNA并对编辑位点附近的DNA片段进行序列分析。结果表明,T1材料中OsCOL9的碱基缺失数最多可达59 bp,突变次数最多可达11次,取得较好的基因编辑效果。同时本试验出现了脱靶效应,因此着重探讨了降低脱靶效应的方法。由于CRISPR/Cas9系统在进行基因编辑时没有外源基因的导入,加上该技术的快捷、简便,对生物技术与传统育种的结合具有重要实践意义。

摘要：根据粳型水稻Wx基因全序列设计引物,扩增2个空间诱变低直链淀粉突变体XLA-1和XLA-2的Wx等位基因.序列分析结果表明:XLA-1、XLA-2与原种籼小占在Wx基因DNA序列上存在较多碱基差异,这种差异以碱基改变为主;XLA-1、XLA-2在第10外显子(+1 208 bp)处存在一个单核苷酸突变(籼小占为碱基T,突变体为碱基C),编码子由TCT突变为CCT,导致丝氨酸突变成脯氨酸,氨基酸的改变可能改变了Wx蛋白的空间结构,致使它不能充分结合在淀粉颗粒上,进而导致直链淀粉含量下降.本研究初步证明在2个籼稻突变体中存在Wx的复等位基因影响直链淀粉含量.

摘要：艺术学科在农业高校发展过程中,遭遇科研管理办法相对滞后、科研经费使用率低、成果奖励评价体系不合理和科研理念落后等困难。只有确实落实实践科学发展观,加强项目管理、提高经费使用率,制定全面、客观、公平的评价机制,加强艺术学科科研队伍建设,才能促进艺术学科的发展。

摘要：[目的]U-box蛋白是一类决定靶标蛋白特异性的E3泛素连接酶(少部分属于泛素链聚集因子-E4),在植物抗病、抗逆和生长发育各阶段都发挥着重要作用。为揭示U-box蛋白家族基因OsPUX2在水稻防御反应中的具体生物学功能,利用CRISPR/Cas9编辑技术对OsPUX2基因进行编辑。[方法]在OsPUX2第1外显子设计1个20 bp的编辑靶点,构建了OsPUX2基因敲除载体pRGEB32-OsPUX2-gRNA载体,并通过农杆菌介导的转化方法侵染水稻Pik-H4 NIL愈伤组织,经潮霉素检测获得转基因阳性植株,并对T 0代转基因植株进行靶点区域序列进行PCR和测序分析,分析ospux2的突变类型。[结果]成功获得了ospux2的敲除突变体材料,对突变类型的分析发现,转基因编辑后代共存在7种突变类型,以缺失突变为主,其中一种纯合突变类型在OsPUX2第一个外显子的第115号碱基处缺失了一个C碱基,导致蛋白的翻译在第84个氨基酸处提前终止。[结论]该研究获得ospux2突变株系对进一步研究该基因的功能具有重要意义。

摘要：采用不完全双列杂交设计分析了G软华A等5个不育系所配杂交组合的稻米品质性状及其配合力表现。结果表明,杂交组合稻米品质各性状主要受基因加性效应的影响,也有基因加性与非加性效应共同作用。在参试的5个不育系中,G软华A表现较为突出,其胶稠度和整精米率的一般配合力最高,垩白粒率和垩白度的一般配合力最低,直链淀粉含量一般配合力较低,是改良杂交水稻品质的优良亲本。