作物学报 ACTA AGRONOMICA SINICA 2013, 39(6): 1039?1044
https://www.doczj.com/doc/fc12442511.html,/zwxb/ ISSN 0496-3490; CODEN TSHPA9
E-mail: xbzw@https://www.doczj.com/doc/fc12442511.html,
本研究由国家高技术研究发展计划(863计划)项目(2011AA10A100), 国家自然科学基金项目(31071390)和中央高校基本科研业务费专项资金(XDJK2012A001)资助。
*
通讯作者(Corresponding author): 何光华, E-mail: hegh@https://www.doczj.com/doc/fc12442511.html,
第一作者联系方式: E-mail: guoshuang16@https://www.doczj.com/doc/fc12442511.html,(郭爽); tanhua.li@https://www.doczj.com/doc/fc12442511.html,(李云峰) **同等贡献(Contributed equally to this work) Received(收稿日期): 2012-10-31; Accepted(接受日期): 2013-01-15; Published online(网络出版日期): 2013-02-19. URL: https://www.doczj.com/doc/fc12442511.html,/kcms/detail/11.1809.S.20130219.1019.002.html
DOI: 10.3724/SP.J.1006.2013.01039
水稻颖壳退化突变体degraded hull 2 (dh2)的遗传分析与基因定位
郭 爽** 李云峰** 任德勇 张天泉 何光华*
西南大学水稻研究所 / 转基因植物与安全控制重庆市重点实验室, 重庆 400716
摘 要: 鉴定和克隆水稻花器官突变体新基因, 对了解水稻花器官发育的分子遗传机制和分子信号调控途径有重要作用。本研究报道了1个水稻颖壳异常突变体, 来源于EMS (ethyl methane sulfonate)处理的缙恢10号(Oryza sativa )诱变群体, 暂被命名为degraded hull 2 (dh2)。表型分析发现突变体小花第1轮内稃或外稃横向细胞数目减少, 导致内稃或外稃变窄而不能正常勾合, 从而呈现开裂现象, 其内3轮花器官均无明显变化。遗传分析表明该突变性状受1个隐性单基因控制。利用群体分离分析法(bulked segregation analysis, BSA), 将DH2基因定位在第3染色体的IND-5和IND-14之间, 遗传距离分别为0.99 cM 和1.49 cM 。该研究结果为DH2基因的图位克隆奠定了基础。 关键词: 水稻; degraded hull 2 (dh2); 遗传分析; 基因定位
Genetic Analysis and Gene Mapping of a degraded hull 2 (dh2) Mutant in Rice (Oryza sativa )
GUO Shuang **, LI Yun-Feng **, REN De-Yong, ZHANG Tian-Quan, and HE Guang-Hua *
Rice Research Institute / Chongqing Key Laboratory of Application and Safety Control of Genetically Modified Crops, Southwest University, Chongqing 400716, China
Abstract: The identification and cloning of novel mutant genes of floral organ in rice play an important role in understanding the molecular genetic mechanisms and molecular signal pathways regulating floral organ development. A rice mutant, degraded hull 2 (dh2), which was derived from ethylmethane sulfonate (EMS)-treated Jinhui 10 (Oryza sativa ), exhibited defects in hull develop-ment. The dh2 florets displayed open hull in whorl 1, however, the rest floral parts in other three whorls had no obvious change. Further analysis indicated that the number of transverse cells decreased, making the lemma or palea narrow, and causing the hull open. The genetic analysis revealed that the dh2 trait is controlled by a single recessive gene. Using the BSA method, the DH2 gene was finally mapped between IND-5 and IND-14 on chromosome 3 with genetic distances of 0.99 cM and 1.49 cM, respec-tively. These results are useful for the map-based cloning of DH2 gene.
Keywords: Rice (Oryza sativa ); degraded hull 2 (dh2); Genetic analysis; Gene mapping
单子叶植物的花器官与双子叶植物存在较大差异, 其发育调控机制的异同一直吸引着许多科学家的注意。水稻被认为是单子叶的模式植物, 其花器官由外向内由1对稃片(内稃和外稃)、1对浆片、6枚雄蕊和1个雌蕊构成。就形态与功能而言, 内轮花器官雄蕊和雌蕊与双子叶植物类似, 而外轮花器官内外稃、浆片与双子叶植物的花萼、花瓣相比都存在明显的差异。
通过对模式植物拟南芥及金鱼草的广泛研究,
双子叶花器官发育的分子遗传学机制取得了长足的进展, 提出了经典的花发育ABCE 模型[1-5]。该模型认为花器官特征发育主要受A 、B 、C 和E 四类花器官特征基因的组合调控, 4轮结构即花萼、花瓣、雄蕊及心皮分别由A+E 、A+B+E 、B+C+E 及C+E 共4组基因决定, 每一类基因都调控两轮或两轮以上的花器官, 其中任何一类基因的突变都会引起相应轮次器官的同源异型转变[2,5]。
近年来, 人们在禾本科的水稻、玉米等作物中鉴定
1040作物学报第39卷
了一系列的ABCE类基因, 发现调控内轮花器官(雄蕊和雌蕊) 特征的BC基因表现出较高的保守性, 而决定外轮花器官的AE基因则出现较大的分化[6-8]。在拟南芥中, A类基因AP1和AP2的突变导致花萼被转化成叶状的苞片[2,9-11], 而E功能基因SEPALATA1/2/3/4冗余地调控花萼的特征发育[3]。水稻中有3个AP1的直系同源基因OsMADS14、OsMADS15、OsMADS18和5个SEPALATA类基因OsMADS1、OsMADS5、OsMADS7、OsMADS8和OsMADS34, 然而其中只有OsMADS15和OsMADS1参与了外稃和内稃的特征发育调控。目前, 水稻等单子叶植物外轮花器官的特征发育调控机制仍然不清楚。
本研究报道的dh2突变体主要表现为内外稃的退化, 而内3轮器官无明显异常, 这种表型与以往报道的内外稃相关突变体都不一致。我们将DH2基因初步定位在第3染色体的InDel标记IND-5和IND-14之间, 遗传距离分别为0.99 cM和1.49 cM, 定位区域内没有发现已知的花器官发育调控基因。该研究结果为DH2基因的图位克隆奠定了基础。
1材料与方法
1.1试验材料
dh2来源于EMS化学诱变的恢复系缙恢10号, 经过多代自交观察, 其突变性状遗传稳定。2011年, 将小穗发育正常的材料日本晴与dh2杂交, 收获F1种子。同年, 种植于海南并收获F2种子。2012年, 在西南大学歇马水稻所研究基地种植F2群体, 用于定位DH2基因。
1.2形态学和组织学分析及统计
在开花期, 随机选取100朵dh2小花和野生型小花观察其形态并用NIKON SMZ1500体视镜分析其表型特征。参照Xiao等[12]的方法并加以改进, 选取抽穗期的野生型和突变体小穗于FAA (50%无水乙醇, 0.9 mol L?1的冰乙酸和3.7%甲醛)中4℃固定, 固定后迅速抽气, 在4℃条件下过夜, 然后用10%的氢氟酸在黑暗条件下软化处理1周, 经乙醇梯度脱水和二甲苯透明后用石蜡包埋。切片厚度为10 μm, 经1%番红和1%固绿对染后于尼康E600光学显微镜下观察照相分析。
1.3 农艺性状调查
在同一块实验田的相邻位置种植40株dh2突变体和40株野生型, 在成熟期随机各选10株, 测量和统计其株高、每穗粒数、每穗实粒数、结实率、千粒重等相关农艺性状。
1.4 基因定位
采用BSA法定位目标基因[13], 即根据F2植株表型, 分别选取10株正常单株和10株突变单株, 剪取等量叶片, 构成正常基因池和突变基因池。按CTAB法提取亲本和基因池DNA[14], 按碱煮法提取F2群体DNA[15]。参照https://www.doczj.com/doc/fc12442511.html,/ microsat/公布的SSR引物和IN/DEL引物序列, 并由上海英骏技术公司合成。PCR总体系为12.6 μL, 含1.25 μL 10×PCR buffer、1 μL 50 ng μL?1 DNA模板、0.75 μL 25 mmol L?1 MgCl2、0.5 μL 2.5 mmol L?1 dNTPs、8.0 μL ddH2O、1.0 μL 10 μmol L?1引物、0.1 μL 5 U μL?1Taq酶。PCR程序为: 94℃预变性5 min; 94℃变性30 s, 55℃退火30 s, 72℃复性1 min, 35个循环; 72℃延伸10 min。PCR产物经10%非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳, 快速银染后观察[15-16]。1.5 图谱构建
用Mapmaker3.0软件进行突变位点与标记间的连锁分析[17]。用Kosambi函数将重组率转化为遗传距离[18]。根据Gramene网站(https://www.doczj.com/doc/fc12442511.html,/)提供的水稻基因组序列信息构建物理图谱。
2结果与分析
2.1 dh2突变体的形态学和组织学分析
在正常情况下, 1个野生型水稻的小穗由1对副护颖(退化的苞片)、1对护颖(退化的侧生小花, 即不育外稃)和1个正常的顶生小花构成, 它们依次着生在小穗轴上。其中顶生小花又由4轮花器官组成, 第1轮是闭合在一起的外稃和内稃, 其中内稃有2个特异的边缘结构, 其细胞结构与内稃的主体部分及外稃明显不同; 第2轮是2枚浆片, 均着生于外稃一侧; 第3轮是6枚雄蕊; 第4轮是1枚雌蕊, 雌蕊上着生2个柱头, 雌蕊位于小花的中心, 雄蕊着生在雌蕊周围(图1-A, D)。
在dh2突变体中, 副护颖和护颖与野生型相比无明显差异, 但是在第1轮花器官中, 内外稃呈现出开裂的现象, 而这种现象可分为两种类型, 一种是内外稃两侧均开裂不闭合(图1-B), 另一种是一侧闭合另一侧开裂(图1-C, D)。通过对100个突变小花的统计, 发现有61%的突变体内外稃两侧均开裂, 而39%的突变体只有内外稃的一侧开裂。将内外稃
第6期
郭 爽等: 水稻颖壳退化突变体degraded hull 2 (dh2)的遗传分析与基因定位 1041
剥开之后, 内3轮花器官无论是从数目上还是形态上均无明显的变化(图1-E, F)。野生型小花的内外稃在组织学结构上是基本相同的, 从外到内都由4个细胞层构成, 即硅化的上皮细胞、3~6层细胞的纤维化厚壁组织、海绵状的薄壁组织和未硅化的内表皮(图1-G)[19]。为进一步解析内外稃开裂的原因, 以石
蜡切片观察野生型和突变体的细胞层次、细胞大小以及细胞数目。通过分析发现, 在突变体中, 各细胞层的细胞层数和细胞大小并没有异常明显的变化(图1-G, H, I, K, L)。对内外稃每两个主脉之间细胞数目的统计发现, 导致内外稃开裂的原因主要有两种: 一种是突变体的外稃两侧2个远端维管束之间
图1 野生型和dh2突变体的形态和组织学观察
Fig. 1 Phenotype and histology analysis of wild type and dh2 mutant
A 和G: 野生型小穗;
B 、
C 、
D 、H 和I: dh2突变体小穗, 其中图D 是图C 小穗的背面; E: 剥开内外稃后的野生型小穗; F: 剥开内外稃后的dh2突变体小穗; J: 野生型和dh2突变体内外稃主脉间细胞数目统计图, 1~6分别对应图G 、H 、I 中的1~6, 分别代表两相邻主脉间的细胞数目, dh2 (1)表示H 图的类型, dh2 (2)表示I 图的类型; K: 野生型和dh2突变体内外稃厚壁组织细胞大小统计图; L: 野生型和dh2突变体内外稃薄壁组织细胞大小统计图。**表示在0.01水平下差异显著。标尺: A~F 为1000 μm, G~I 为200 μm 。 A and G: wild-type spikelet; B, C, D, H, and I: dh2 mutant spikelet, the picture D is the back view of the spikelet in picture C; E: wild-type spikelet without lemma and palea; F: dh2 mutant spikelet without lemma and palea; J: the cartogram of cell number between wild-type and dh2 mutants’ main veins, 1–6 correspond to 1–6 in picture G, H, and I, and represent the number between two adjacent main veins, respec-tively, dh2 (1) means the types of H, dh2 (2) means the types of I; K: sclerenchyma cell size of lemma and palea in the wild type and dh2 mutant; L: parenchymal cell size of lemma and palea in the wild type and dh2 mutant. ** represents significantly different at the probability
level of 0.01. Bar: A–F are 1000 μm, G–I are 200 μm.
1042
作 物 学 报 第39卷
细胞数目减少, 导致外稃退化, 而内稃无明显变化(图1-H, J), 另一种是突变体内稃主体部分一侧细胞数目减少导致内稃退化而外稃无明显变化(图1-I, J)。
2.2 DH2基因的遗传分析
日本晴与dh2杂交的F 1植株都表型正常, F 2群体出现明显的分离, 正常植株312株, 突变植株101株, 分离比为3.089∶1.000, 经卡平方检测, 符合3∶1的分离比例, 表明dh2突变受1对单隐性基因控制。 2.3 农艺性状调查
与野生型相比, dh2突变体在株高和每穗粒数上没有显著的变化,
但其每穗实粒数极显著降低, 野生型的结实率为81.47%, 而突变体结实率仅为47.06%。另外, dh2突变体的千粒重也极显著降低, 只有14.32 g, 仅为野生型的53.96% (表1)。 2.4 DH2基因的分子定位
日本晴与dh2杂交F 2的101株突变株用于基因定位。在F 2代中分别随机选取10株正常株和10株突变株构建正常基因池和突变基因池。选用平均分布于12条染色体的400对SSR 引物进行多态性分析, 其中108对引物显示出多态性。进一步利用这108对引物对正常基因池和突变基因池进行检测, 发现DH2基因与位于第3染色体上的SSR 标记RM15079和RM2334连锁且位于两者之间, 重组子个数分别为6个和13个, 遗传距离分别为2.97 cM 和6.44 cM 。为进一步定位DH2基因, 用缙恢10号基因组重测序的结果, 通过比对日本晴基因组序列, 在初步定位区间内发展了15对InDel 标记, 其中, 5对引物(表2)呈现出多态性, 多态性达33.3%。最终, DH2被定位在第3染色体的标记IND-5和IND-14之间, 重组子个数分别为2个和3个, 遗传距离分别为0.99 cM 和1.49 cM, 并与IND-7和IND-12共分离(图2)。在定位区间内, 暂认为有2个MADS-box
表1 野生型(WT)和dh2突变体的农艺性状分析
Table 1 Agronomic characters of the wild type (WT) and dh2 mutant
材料 Material 株高 Plant height
(cm)
每穗粒数 Grain number per
panicle
每穗实粒数 Filled grain number
per panicle
结实率 Seed setting rate
(%)
千粒重
1000-grain weight
(g)
WT 115.3 176.5 143.8 81.47 26.54 dh2
115.1 179.5 84.5** 47.06** 14.32**
**表示在0.01水平下差异显著。** represents significantly different at the probability level of 0.01.
表2 7个用于基因定位的多态性引物
Table 2 Seven polymorphic markers for mapping
引物 Primer
正向序列
Forward sequence (5'–3')
反向序列
Reverse sequence (5'–3')
RM15079 AGCAGGACACAAAGAAAGGAACG CTTGGCATGATGCTATCCAGTCC IND-4 TCCTGTGTTGGACGGAGTATGC GCCTCAGAGGTTAGAAGACAGACAGC IND-5 CCTACCTGTCATTCCGTCAATCC AAGCTGGAGCTGTGGACTACTGG IND-7 GGAATCTCTCTCACCCAGTCACC CTTCCGCGCGATCTAATCTCC IND-12 CTCGACACAAAGATCAGCAATGG CTCAACCTCATCATCGCTTGC IND-14 AGGGAGTAACTAACAAGGTCACAAGG GCATAAATTCAGCTCCGTACAAGG RM2334 CATGCATCTGATCTGATTAT TGTGAAGAGTACAAGTAGGG
图2 DH2基因在第3染色体上的连锁图谱
Fig. 2 Linkage map of DH 2 on chromosome 3 of rice
第6期郭爽等: 水稻颖壳退化突变体degraded hull 2 (dh2)的遗传分析与基因定位1043
家族蛋白, 2个F-box家族蛋白, 3个MYB家族转录因子, 6个锌指结构域蛋白, 可能与花发育相关。对MADS-box家族的OsMADS86和OsMADS87两个基因编码框的测定, 并未发现差异位点, 其启动子区域和其他基因的编码框以及启动子区域的测序正在进行之中, 因此还暂未确定候选基因。
3讨论
在水稻中, 虽然内外稃都被称为第1轮花器官, 但是基于形态和细胞结构上的不同, 有观点认为内外稃主体和内稃的边缘受不同的发育调控机制调控[20]。在本研究中, dh2突变体的外稃或内稃主体部分横向细胞的分裂减少, 从而表现出内外稃不能正常闭合的现象, 暗示DH2基因在水稻外稃和内稃的主体部分发育中起重要作用, 但是不作用于内稃的边缘。先前的研究表明水稻A、E功能基因主要调控外稃和内稃主体部分的发育[19,21-23]。综合几个OsMADS1基因突变体的表型, 外稃都表现极度伸长叶化, 而内稃主要表现为伸长或主体部分退化[20-22]。在A功能基因OsMADS15的突变体中, 内稃主体部分缺失, 仅余2片边缘组织, 外稃也不同程度地伸长[23]。CYCLOIDEA (CYC)类基因RETARDED PALEA1 (REP1)只调控内稃的发育, 其突变体内稃获外稃的特征, 且生长延迟, 形态变小; 过量表达REP1产生不对称且过度分化的细胞, 导致内稃增大[24]。一个编码AT-HOOK结构域的DEGREDED PALEA 1(DP1)基因在内稃主体部分的发育中起重要作用, DP1突变导致内稃主体部分退化, 只留下两个边缘组织[20]。最近的研究发现MADS-box基因MOSAIC FLORAL ORGANS 1 (MFO1)和CHIMERIC FLORAL ORGANS 1(CFO1)突变后内稃边缘变宽, 使内稃呈现外稃的特征, 暗示MFO1和CFO1特化内稃边缘的特征发育[25-26]。这些基因中, DH2、OsMADS1和OsMADS15调控外稃和内稃主体部分的发育, 而REP1和DP1主要调控内稃的主体部分发育, MFO1和CFO1只特化内稃边缘。这些结果表明外稃和内稃主体与内稃边缘的基因调控机制差异较大, 而外稃与内稃主体的调控机制虽然有差异, 但是也共享一些调控基因。
与OsMADS1和OsMADS15基因突变影响内外稃原基的特征发育不同, dh2突变体主要表现内外稃横向细胞数目的减少, 暗示DH2基因的功能主要是调控内外稃后期的细胞分化。另外, 在DH2定位区间内没有发现已知的调控内外稃发育的基因, 暗示DH2是一个新的内外稃发育调控基因。
农艺性状调查发现, 相较于野生型, dh2突变体在株高和每穗粒数上面并没有明显的变化, 而其每穗实粒数和结实率呈极显著降低趋势。先前的研究认为抽穗扬花期降雨会造成花粉粒破裂而影响受精, 最终导致结实率降低[27]。王忠等[28]认为颖壳的不闭合或闭合不严, 会使子房受光照射、颖内湿度降低和籽粒含水量下降, 从而使输导系统早衰, 最终使果皮发育与胚乳细胞分裂充实受阻, 造成籽粒畸形和粒重下降。dh2突变体至少从抽穗期开始所有的小花都表现颖壳开裂, 所以比野生型受雨水和露水的浸染更严重, 推测这一方面影响受精以致每穗实粒数和结实率极显著下降, 同时也影响籽粒灌浆以致千粒重极显著下降。
4结论
dh2突变体内外稃开裂不闭合, 其细胞数目减少而退化, 其他花器官没有明显异常。dh2突变性状受隐性单基因的控制, DH2基因被定位于水稻第3染色体的IND-5和IND-14之间, 遗传距离分别为0.99 cM和1.49 cM, 并与IND-7和IND-12共分离。本研究结果为该基因的图位克隆奠定了基础。
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Chin J Rice Sci (中国水稻科学), 1995, 9(3): 173–178 (in Chi-
nese with English abstract)
[28]Wang Z(王忠), Gu Y-J(顾蕴洁), Yu H-L(于洪亮), Shi H-Y(石
火英), Gao Y-Z(高煜珠). Studies on the cause of formation of deformed kernel of wild abortion type male sterile line in rice.
Sci Agric Sin (中国农业科学), 1995, 28(6): 25–31 (in Chinese with English abstract)
水稻重金属镉污染研究综述 镉（Cadmium，Cd）是一种毒性极强的重金属元素，也是人体和植物非必需元素。Cd由于其在环境中具有很强的迁移转化特性及对人体的高度危害性而被列为《国家重金属污染综合防治“十二五”规划》重点关注的5大重金属污染元素之一（孙聪，2014）。镉通过食物链进入人体后，会对人体肾、肺、肝、睾丸、脑、骨骼及血液系统等产生损伤，造成急性或慢性中毒，甚至癌变。镉过量会抑制植物的生长。水稻是中国第一大粮食作物，全国约有65%人口以稻米为主食，稻米的安全品质与人类健康密切相关，目前水稻生产正受到镉污染土壤的严重威胁（孟桂元，2015）。与其它重金属元素相比，镉（Cd）对水稻显示出更大的毒性，镉的活性较强，容易被水稻吸收和富集，可以在不影响水稻正常生长的情况下积累较高含量的镉，重金属Cd通过灌溉在土壤中累积，且主要累积在0－20cm表层土壤（姜国辉，2012），经过根、茎、叶的吸收，最终迁移到稻米中，直接影响人类的健康。据不完全统计，我国受镉污染的农田面积已超过20万hm2，每年生产镉含量超标的农产品达14.6亿kg（杨双，2015），由于重金属污染导致的粮食每年减产1000多万t，受污染粮食多达1200多万t，经济损失达200多亿元。如在湖南安化县境内的某铀矿区，每年因污灌带入农田的镉达2-3kg/hm2，使近40km2的农田受到不同程度污染。严重危害了广大人民群众的身体健康（贺慧，2014）。目前土壤镉污染问题已成为国内外学者研究的热点之一（李启权，2014）。国内、外关于土壤Cd污染对水稻的生态风险进行了大量的研究，主要集中在不同水稻对Cd的富集机理、Cd 在土壤-水稻系统迁移转化的根际过程及分子机理与遗传规律、Cd诱导胁迫的生理生化特征及Cd污染土壤的生态修复等。 1、不同水稻对Cd的富集机理 大量研究表明，由于遗传特性的不同，水稻对镉的吸收存在着很大差异，这种差异不仅表现在水稻的不同类型之间，也表现在不同品种之间。李坤权等研究表明，水稻糙米中的镉浓度与水稻类型有关，即籼型＞新株型＞粳型（李坤权，2003）。李正文等采用田间试验的方法，研究了江苏省目前栽种的57个水稻品种，揭示了杂交稻Cd吸收极显著高于常规稻（李正文，2003）。徐燕玲等认为，在低污染水平土壤上，水稻对Cd的累积品种间存在一定的稳定性，而水稻类型间Cd含量没有显著差异，因此按照水稻类型来筛选是不可行的，应针
线虫的EMS诱变和突变体筛选 摘要：秀丽隐杆线虫（Caenorhabditis elegans，C. elegans）是一种被广泛研究的模式生物，其性状容易辨别，突变型多且容易获得。本实验用EMS诱变剂对同步化后的N2型怀卵成虫线虫进行不定向诱变，筛选出一系列的突变体，再通过对亲代突变体的子代进行进一步的筛选，筛选出F1、F2、F3突变体，最后获得性状稳定的、能够稳定遗传的突变体，可以将突变体至于-80℃保存。本次试验涉及到的生物技术有：无菌操作技术，同步化技术，EMS诱变技术，显微操作技术等。将获得的突变体与野生型作对比，可以在显微镜下观察到性状明显的突变体，将突变体转移、传代、保留，最后获得稳定的突变体。 关键词：秀丽隐杆线虫同步化EMS诱变无菌操作技术突变体 1.引言 秀丽隐杆线虫（Caenorhabditis elegans，C. elegans）是一种以细菌为食，居住在土壤中，无毒无害、可以独立生存的线虫。它有如下几个特点：①其个体小，成体仅1mm长，雌雄同体全身共有959个细胞，雄性线虫全身共有1031个体细胞；②为雌雄同体：雄性个体仅占群体的0.2%，可自体受精或双性生殖；③染色体组简单：只有5对常染色体和1对性染色体；④基因组便于研究：基因组大小仅为100Mb，并且内含子少，基因密度高；⑤生活周期短且随温度变化：线虫整个的生命周期仅3天（25℃）。野生型线虫胚胎发育中细胞分裂和细胞系的形成具有高度的程序性，这样就便于对其发育进行遗传学分析。温度越高，生活周期越短；⑥有大量突变株；⑦繁殖能力强：成虫一生可产300个受精卵；⑧易于保存：可以用-80℃冰箱长期保存 线虫作为模式生物，与酵母、果蝇、斑马鱼、小鼠和拟南芥等一起，为生命科学的发展做出了极大的贡献。它与其他模式生物相比，有自身优势，如：①它只有消化系统和呼吸系统，并且肉眼可见，容易研究；②它是目前最适合大规模药物筛选的多细胞动物，③它的研究成本低：既提供了一个完整动物实验系统，又避免了小鼠模型的高价费时等。但也有其缺点，如：①线虫的神经元细胞对RNAi不敏感；②线虫没有心脏、获得性免疫系统、呼吸系统等，所以一些人类疾病无法在线虫中模拟；③鉴于线虫与人类种间距离太远，线虫的作用仍是在药物研发初期，快速粗筛，提供线索，需要再经过哺乳动物模型的“细筛”。 基于线虫的自身体积小并且结构简单的优势，国内外众多的科研机构都在以线虫作为研究材料，在RNAi、衰老、药物筛选、功能基因组学等领域进行研究。研究发现，线虫中大约有35%的基因是在人体中具有等同作用，并且有大量人类遗传疾病同源基因，只有大约58%是线虫特有的，所以，从理论上讲, 只要人类疾病的靶蛋白或调控途径是物种间保守的, 就可能利用模式生物来进行研究。 目前，已经有许多成功的线虫病理模型，如：溶酶体病，阿尔茨海默症(Alzheimer’s, AD)，多囊肾病(polycystic kidney disease)，Duchenne 肌营养不良症，过氧化物体生物合成缺陷等。 甲基磺酸乙酯，简称EMS，是一种重要的致癌物之一，生物学上可以用来创建突变体库。本实验就是将EMS作为诱变剂来获得线虫的突变体。线虫有单基因突变形成的表型，例如：运动不协调（uncoordianated，Unc）、短胖（dumpy，Dpy）、打卷（roller，Rol）等，造成这些表型的基因有很多个，分别分布于各条染色体上。这些易于观察的表型作为遗传标记，给线虫的经典遗传学实验带来了极大的便利。此外，线虫还有许多组织特异性标记的品系，如在线虫中负责协调前后运动的D型运动神经元。我们通过对排卵时期的线虫进行诱变，观察诱变后线虫突变体表形，对突变体后代进行筛选，探究影响突变型基因的显隐性，
实验一主要农作物有性杂交技术 适用对象——本科农学专业 实验学时——3学时 实验类型：技术验证性实验 一、实验目的 l.以水稻为练习材料，熟悉水稻的花器构造和开花习性 2. 通过练习，掌握水稻有性杂交的方法与技术 3. 熟悉水稻杂交育种的一般程序 4.了解玉米、小麦、花生、大豆等作物的开花生物学特性和有性杂交关键技术 二、实验原理 1.花器构造 水稻(Oryza sativa，L．)属禾本科(Gramineae)稻属(Oryza)，是雌雄同花的自花授粉作物。稻穗属复总状圆锥花序，由主轴、枝梗、小枝粳组成。在小枝梗上着生小穗，每个小穗由基部的两片退化颖片（通常称为副护颖）、小穗轴和3朵小花构成。3朵小花中，顶端一朵为完全花，其下两朵均退化，仅见两片不孕外稃(通称为护颖)。可育小花有外稃（通称外颖），内稃(通称内颖)，2个浆片(通称鳞被)、6枚雄蕊和1枚雌蕊。雌蕊位于颖花基部的中央，子房一室，内藏一个胚珠；花柱先端分开成羽毛状柱头。雄蕊6枚，花丝从子房的基部生出，花药四室，长形，每个花药内约有1000粒花粉。子房与外颖间有两个小鳞片，鳞片呈圆形、白色、肉质，起着调控颖花开放的作用。 玉米（Zea mays L.）属禾本科（Gramineae）、玉米属（Zea），雌雄同株异花授粉作物。雄穗由植株顶端的的生长锥分化而成，为圆锥花序，由主轴和侧枝组成。主轴上着生4～11行成对排列的小穗，侧枝仅有2行成对小穗。每对小穗中，有柄小穗位于上方，无柄小穗位于下方。每个小穗有2枚成对护颖，护颖间着生2朵雄花，每朵雄花含有内外颖、鳞被各2枚，雄蕊3枚，雌蕊退化。 雌穗一般由从上向下的第6～7节的腋芽发育而成，为肉状花序。雌穗外被苞叶，中部为一肉质穗轴，在穗轴上着生成对的无柄雌小穗，一般有14～18行，每小穗有2枚颖片，颖片内有2朵雌花，基部的1朵不育，另1朵含雌蕊1枚，花柱丝状细长，伸出苞叶之外，先端二裂，整条花柱（俗称花丝）长满茸毛，有接受花粉能力。 小麦(T. aestivum L.)属禾本科（Gramineae）、小麦属（Triticum），是雌雄同花的自花授粉作物。麦穗属复穗状花序，由许多互生的小穗组成，小穗基部着生两个护颖和3-9朵小花，但正常发育的都是基部的2-5朵小花，小穗上部的小花往往退化。每朵小花自外向里有外颖、内颖各1片；鳞片2个；雄蕊（花丝、花药）3个；雌蕊（子房、柱头、花柱）1个，呈羽毛状分裂。外颖顶端有芒或无芒。 花生（Arachis hypogaea）属豆科（Fabaceae），蝶形花亚科（Faboideae），落花生属(Arachis)，落花生（ A. hypogaea），自花授粉作物。花生的花是两性完全花，总状花序，着生在主茎或侧枝叶
现代分子植物育种与粮食安全研讨会论文集 1 Pi-ta、Pi-b基因在江苏粳稻穗颈瘟抗性育种中的价值分析王军，杨杰，范方军，朱金燕，杨金欢，仲维功《华北农学报》, 2012, 27(6):141-145 2 利用CSIL改良新疆陆地棉品系纤维品质的研究曹志斌，郭旺珍，张天真 3 转基因高油酸甘蓝型油菜新种质研究陈松，张洁夫，浦惠明，申爱娟，陈峰，龙卫华，胡茂龙，周晓婴 4 优质高产早熟糯玉米杂交种选育方法研究陈艳萍，袁建华，孟庆长，赵文明，孔令杰，郑飞 5 应用亲缘系数分析江苏花生品种的遗传多样性陈志德，沈一，刘永惠 6 水稻重组自交系分子遗传图谱构建及分蘖角的QTL检测董少玲，张颖慧，张亚东，陈涛，赵庆勇，朱镇，周丽慧，姚姝，王《江苏农业学报》2012年02期 7 水稻条纹叶枯病和黑条矮缩病的抗性与籼粳分化的关系范方军，杨杰，王军，朱金燕，杨金欢，仲维功，《中国水稻科学》2013年05期 8 小麦-加州野大麦异染色体的选育和鉴定方宇辉，袁静娅，王海燕，曹爱忠，赵彦，陈佩度，王秀娥， 9 油菜β-CT亚基编码基因accD的SNPs分析及其分子进化付三雄，张洁夫，陈锋，顾慧，陈松，浦惠明，龙卫华，胡茂龙，高 10 玉米功能性insertion/deletion(Indel)分子标记的挖掘及其在杂交种纯度鉴定中的应用葛敏，张体付，韦玉才，赵涵 11 SRAP标记预测甘蓝型油菜常规品种间杂种优势顾慧，付三雄，戚存扣，张洁夫，浦惠明，陈松 12 小麦黄花叶病抗性QTLQYm.nau-2D的精细定位郭娇，吴真真，朱晓彪，王海燕，曹爱忠，肖进，游明安，别同德 13 油菜2个谷胱甘肽过氧化物酶基因的克隆及其在非生物胁迫下的表达胡茂龙，龙卫华，高建芹，陈新军，张洁夫，陈松，浦惠明，戚存扣 14 利用水稻花药培养技术创新种质资源胡婷婷，刘超，王健康，丁成伟，郭荣良，吴玉玲，徐家安，王友霜 15 甘薯AFLP分析改进的PAGE银染方法靳容，后猛，闫会，李强，马代夫 16 玉米转录因子基因ZmWRKY33的克隆及功能分析黎华，高勇，张娟，张媛，陈建民
第八章被子植物习题 一、名词解释 1、合蕊柱：兰科植物花中1或2枚雄蕊和花柱(包括柱头)完全愈合而成一柱体，称合蕊柱。 2、单体雄蕊：雄蕊多数，花药分离，花丝彼此连台成一束或管状，这样的雄蕊群称单体雄蕊。 3、蝶形花冠：蝶形花冠即为由旗瓣、翼瓣和龙骨瓣按下降覆瓦状排列的两侧以称的离瓣 花冠，是蝶形花科的主要特征之一。 4、双悬果：双悬果由二心皮二室有棱或有翅的子房发育而来，成熟时沿两个心皮合生面 分离成两个分果片，顶部悬挂于细长丝状的心皮柄上，称为双悬果，也称双瘦果。 5、舌状花：舌状花是菊科头状花序中一种花冠成舌状、两侧对称的小花。 二、判断题 1、配子体进二步退化是被子植物的一个进化特征。( √) 2、裸子植物和被子植物的胚乳都具有相同的功能和来源。( ×)- } 3、被子植物大多为草本、灌木，而裸子植物大多为高大乔木。所以裸子植物孢子体更为发达，被子植物的进化趋势是孢子体逐渐退化。 (×)- 4、植物的各种性状中，辐射对称的花是原始的，两侧对称及不对的花是次生的；常绿比落叶原始。(√) 5、毛莨科植物多为有毒植物和药用植物，因其含有多种生物碱。 ( √) 6、毛莨属花瓣基部有一蜜腺穴，为虫媒传粉的标志之—。( √) 7、木兰目花被多3基数，显示了与单子叶植物的联系。( √) 8、木兰科植物花各部均螺旋旋状排列。( ×)- 9、三出脉是樟科植物共有的一种特征。( ×) – 10、有无乳汁是判断是否为桑科植物的一个关键性特征。( ×) - 11、胡萝卜属于十字花科，为一种蔬菜。( ×) － 12、扶桑不属桑科，玉竹不属禾本科竹亚科，巴豆不属豆目。( √) [ 13、木瓜不属葫芦科，罗汉果不属罗汉松科。( √) 14、合欢花的观赏价值在于其花丝长而呈淡红色。( √) 15、绣线菊亚科植物多具蔷荚果，少为蒴果，菩英果由离生心皮发育而来，是初生性状(或原始性状)，蒴果由合生心皮(复雌蕊)发育而来，是次生性状(或称进化性状)。( √) 16、两体雄蕊就是10枚雄蕊中9枚合生，1枚单独着生。( ×) -- 17、荚果由单心皮子房发育而来，而角果是由二心皮子房发育而来。( √) 18、龙眼、荔枝为无患子科的著名水果。( √)
XX镇2020年受污染耕地安全利用综合技 术实施方案 为全面推进我镇受污染耕地安全利用工作，确保考核任务按时按质完成，根据省、市、县的文件精神和《XX县2020年受污染耕地安全利用工作方案》的要求，结合我镇实际，特制定本实施方案。 一、具体任务 2020年全镇安全利用中度污染耕地考核任务是12924亩（其中集中推进区1720亩）在我镇选择基础条件好、基础数据齐全、且在黄色图斑内受污染耕地集中连片的村组（XX村、XX社区、XX村、XX村、XX村等）开展安全利用。 二、技术模式 全面统一推广VIP+n修复治理技术模式，即低镉品种+淹灌+叶面阻控剂组合技术模式。 1、推广镉低积累水稻品种 统一种植镉低积累水稻品种。根据我镇生态气候条件及种植习惯，中(晚)稻科学合理搭配从我省《应急性镉低积累水稻品种指导目录》选择低镉品种进行推广种植。 2、淹水灌溉
全面实施全生育期淹水灌溉。按照《稻田镉污染修复治理水稻田间水分管理技术规程》统一实施，全生育期保持田间有水层，直到收割前7天左右自然落干，尤其是在抽穗前20天至抽穗后20天内必须保证田间有3cm水层。必须要晒田的丘块，要尽量降低晒田的程度和时间。 3、喷施叶面阻控剂 全面喷施叶面阻控剂。从省农业农村厅专家团队推荐降镉效果明显、经济适用的3-5个产品中。在每季水稻分蘖盛期、灌浆初期等2个关键时期，分别按照相应产品的使用说明统一喷施。 实施进度和农事 1、6月20日至7月5日：确定建设具体考核任务实施地点，落实到村组、农户和田块，并登记造册，上报县农业农村局，编制实施方案；启动叶面阻控剂等技术物资釆购，同时开展宣传发动及培训。 2、喷施叶面阻控剂。中稻：7月10日至15日第一次喷施叶面阻控剂，8月15日至20日第二次喷施叶面阻控剂；晚稻：7月25日至8月5日第一次喷施叶面阻控剂，8月25日至9月5日第二次喷施叶面阻控剂。 3、中、晩稻整个生育期在分蘖未期露田7天，再在收割前7天断水晒田。 四、组织实施
植物激素的作用机理 专业班级：园艺教育201302 姓名：王强学号：20135133 摘要：植物激素（plant hormone，phytohormone）是指植物细胞接受特定环境信号诱导产生的、低浓度时可调节植物生理反应的活性物质。它们在细胞分裂与伸长、组织与器官分化、开花与结实、成熟与衰老、休眠与萌发以及离体组织培养等方面，分别或相互协调地调控植物的生长、发育与分化。这种调节的灵活性和多样性，可通过使用外源激素或人工合成植物生长调节剂的浓度与配比变化，进而改变内源激素水平与平衡来实现。植物激素包括生长素（auxin）、赤霉素（GA）、细胞分裂素（CTK）、脱落酸（abscisic acid，ABA）、乙烯（ethyne，ETH）等。它们都是些简单的小分子有机化合物，但它们的生理效应却非常复杂、多样。例如从影响细胞的分裂、伸长、分化到影响植物发芽、生根、开花、结实、性别的决定、休眠和脱落等。所以，植物激素对植物的生长发育有重要的调节控制作用。关键字：植物激素，调节，生理效应 1 植物激素的作用机理 1.1 与受体结合的作用 植物激素的生物效应是多种多样的，它可以调节和控制植物的生命活动，例如：细胞的生长和分化、器官的生长、开花和结实、休眠和脱落等。激素一定要与细胞内的某些受体(大分子物质)结合以后，才能发挥作用。所谓“激素受体”是指能与激素特异结合的物质。这种受体能和相应的激素结合，识别激素的信号，并将信号转化为细胞内一系列的生物化学反应，最后表现出不同的效应。植物激素和它的受体结合是植物激素在细胞中发挥作用的第一幕。 1.2 对转录和翻译的控制 植物激素调节细胞的代谢，而代谢过程大都是在酶的参与下进行的，酶分子又都是蛋白质。所以，激素调节蛋白质的合成，也就是调节酶的合成，最终调节代谢过程。根据中心法则认为，蛋白质的生物合成是由DNA作主导，把信息转录到RNA上，RNA又将信息翻译为多肽的氮基酸顺序，形成蛋白质。 1.3 对于某些生理作用的影响 1.3.1 生长素对细胞伸长的影响
RMD水稻突变体信息及基因型鉴定 1.背景介绍： 突变体对于遗传学研究有着重要作用，随着拟南芥和水稻等物种全基因组测序的开展，人类积累了前所未有的基因序列信息，为了弄清这些基因序列的生物学信息，寻找该基因区段序列发生变异的突变体是阐释基因功能最直接最有效的方法。 植物在自然的环境条件下也会产生突变性状，早期普通正向遗传学研究往往通过寻找与某种生物学特性相关的突变体来发掘或定位某个特定基因。为配合植物功能基因组研究高通量的策略，构建水稻等物种的大型突变体库已成为必然，借助水稻全基因组测序信息、通过反向遗传学的手段大规模地筛选突变体库，理论上可以获得基因组中任一基因的突变体，最终实现阐释基因功能的目的。 2.原理： 2.1农杆菌介导的T-DNA 插入 农杆菌是寄主范围非常广泛的土壤杆菌，它能通过伤口侵染植物导致冠瘿瘤和毛状根的发生。1974从根癌农杆菌中分离出一种与肿瘤诱导相关的质粒，称为致瘤质粒（Tumor-inducing plasmid），简称Ti 质粒。Ti 质粒上存在一段DNA，能够转移并整合到植物基因组中，称为Transferred DNA，简称T-DNA。 研究发现，T-DNA 两端存在非常保守的同向重复的25bp 序列，分别称为左边界（LB）和右边界（RB）。T-DNA 的转移只与边界序列相关，尤其是RB，而与T-DNA区段的其它基因或序列无关。我们将T-DNA 区段上的致瘤基因和其它无关序列去掉，利用其转移的特性，实现农杆菌介导的T-DNA 转入水稻愈伤，从而构建水稻突变体库。大量研究表明，农杆菌T-DNA 整合到植物基因组中的位置是随机的，并且整合到植物基因组中的T-DNA 能稳定遗传。由于插入到植物基因组中的T-DNA 区段序列已知，这样随机插入到植物基因组中的T-DNA 类似于给植物基因“贴”了一个序列标签。我们利用这个标签，通过各类PCR技术最终可以获取其插入的位点。 2.2 水稻Tos17 反转录转座子 创造水稻突变体的另一种方法是利用植物的反转录转座子，它们是以DNA→RNA→DNA 的方式进行转座，在水稻上已发现大约40 种长未端重复的反转录转座子，它们是Tos1-Tos32，RIRE1-RIRE8，其中5 类被证明是有转座活性的，分别是Tos10、Tos17、Tos19、Tos25 和Tos27。这些反转录转座子只有在组织培养条件下才具备转座活性，其中Tos17 的转座活性最强，容易插入到富含基因的区域，因此可以直接用于创造插入失活的突变体库。利用含有Tos17 插入的水稻突变体库，可以进行突变性状的筛选， T os17 反转录转座子正成为水稻功能基因组研究的一个有力工具。由于Tos17 反转录转座子为水稻内源的转座子，不需要进行转基因的过程，而且平均每株含有8 个Tos17 个拷贝，在正常情况下能够稳定遗传，因此Tos17 转座子突变体库是水稻功能基因组研究的一个有用资源。但也有研究表明，Tos17 在转座过程中
两个水稻颖壳颜色突变体的遗传分析与基因定位水稻色素不仅对其自身生长发育有重要生理作用,而且在育种上及景观园艺应用等均比较广泛。在EMS诱变粳稻长粒粳(CLG)的突变体库内筛选到一个金黄色颖壳与节间突变体gh881。 与野生型相比,突变体的颖壳与节间均呈金黄色;除单株有效穗数外,gh881突变体的株高、每穗总粒数及实粒数、结实率和千粒重等主要性状均极显著降低。遗传分析和基因定位结果表明,gh881的表型受1对隐性核基因控制,位于第2号染色体短臂,并最终将该基因精细定位于标记FH-13和RH-25之间,物理距离约33.2Kb,该区域中包含四个开放阅读框(ORFs)。 序列分析结果表明,发现其中一个编码肉桂醇脱氢酶(CAD)的基因 OsCAD2(Os02g0187800)的第3563bp处发生了一个单碱基突变(G转换为A),导致该基因编码区的第297位氨基酸由甘氨酸突变为天冬氨酸,由此认为该突变体表型为OsCAD2基因单碱基突变所致。qRT-PCR结果表明,突变体的节间中OsCAD2相对表达量极显著下调,而在剑叶叶鞘及穗部则基本极显著增加,其他相关基因也发生显著变化,证实OsCAD2是木质素代谢中的重要基因,且可能与其他相关基因存在反馈调节。 同时在该突变体库筛选出一个颖壳褐色与胚乳垩白突变体clg-642。与野生型相比,突变体颖壳颜色呈褐色,胚乳垩白度明显增大;胚乳扫描电镜图片及直链淀粉含量定量分析表明,突变体胚乳中淀粉颗粒排列疏松且呈圆形,直链淀粉含量较之野生型降低了17.5%;除单株有效穗数和株高与野生型没有显著差异外, 突变体clg-642的结实率、每穗总粒数、每穗实粒数和千粒重等主要农艺性状均 极显著降低。
1文献综述 1.1水稻基因组学研究现状 1.1.2 水稻全基因组测序 水稻(Oryza sativa L.)是世界上最主要的粮食作物之一，全世界有一半的人口食用它，水稻年总产量占世界粮食作物产量第三位，维持较多人口的生活。亚洲是世界水稻主产区，近年稻米产量占世界的90%以上，中国稻米年产量占亚洲的38%。大米作为我国主要粮食种类，在养活我国13亿人口和改善我国居民营养结构中具有举足轻重的影响。同时，水稻又以其基因组相对较小(～430Mbp)，高效的遗传转化体系，与玉米、大麦和小麦等其它禾本科作物在基因组上存在明显的共线性，而成为研究单子叶植物的模式植物。 国际水稻基因组计划(IRGSP)启动于1998年，以粳稻品种(japonica)日本晴(Nipponbare)为模式材料，由中国、日本、美国等是十个国家参与，所采用的方法为逐步克隆策略(clone by clone sequencing)，随后在2002年由日本和中国科学家率先公布了第1、4染色体的精确序列(Feng et al., 2002; Sasaki et al., 2002; Consortium 2003)；2003年9月第10条染色体的全长序列由美国Clemson大学公布(Rice Chromosome 10 Sequencing Consortium, 2003)。2005年8月水稻全基因组精确序列在Nature发表(International Rice Genome Sequencing Project, 2005)。IRGSP公布的水稻“日本晴”精确序列经过分析表明：(1) 水稻“日本晴”基因组大小为389Mb，IRGSP公布的序列能够覆盖其全基因组的95%，并包含了所有的常染色质和两个完整的着丝粒；(2) 整个基因组中包含大约37544个非转座相关基因，其中71%的基因可能在拟南芥中有同源基因；(3)通过与拟南芥基因组序列对比分析发现，拟南芥90%的基因在水稻中可能存在同源物；(4) 水稻中预测的37544个基因中，29%是属于成簇的基因家族；(5) 水稻基因组中转座元件的数目和种类与玉米和高粱基因组共线性区段的扩张是一致的；(6) 有证据证明基因能从细胞器中转移到细胞核(International Rice Genome Sequencing Project, 2005)。 另外的一些科学研究部门和公司也分别启动了各自的水稻测序计划。如华大基因在2005年宣布完成籼稻品种“93-11”的全基因组序列测序，其所采用的方法为鸟枪法。Syngenta公司也于2002年宣布完成了粳稻品种“日本晴”的全基
不同基因型水稻籽粒对镉积累的差异 杨春刚１，２，３ 廖西元１，＊ 章秀福１ 朱智伟１ 陈铭学１ 王丹英１ 牟仁祥１ 陈温福２，＊ 周淑清２ （１中国水稻研究所，浙江杭州３１０００６；２沈阳农业大学水稻研究所，辽宁沈阳１１０１６１；３吉林省农业科学院水稻研究所，吉林公主岭１３６１００；＊通讯联系人，Ｅ－ｍａｉｌ：ｌｉａｏｘｉｙｕａｎ＠ｍａｉｌ．ｈｚ．ｚｊ．ｃｎ） ＧｅｎｏｔｙｐｉｃＤｉｆｆｅｒｅｎｃｅｉｎＣａｄｍｉｕｍＡｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎｉｎＢｒｏｗｎＲｉｃｅ ＹＡＮＧＣｈｕｎ－ｇａｎｇ１，２，３，ＬＩＡＯＸｉ－ｙｕａｎ１，＊，ＺＨＡＮＧＸｉｕ－ｆｕ１，ＺＨＵＺｈｉ－ｗｅｉ１，ＣＨＥＮＭｉｎｇ－ｘｕｅ１，ＷＡＮＧＤａｎ－ｙｉｎｇ１， ＭＯＵＲｅｎ－ｘｉａｎｇ１，ＣＨＥＮＷｅｎ－ｆｕ２，＊，ＺＨＯＵＳｈｕ－ｑｉｎｇ２ （１ＣｈｉｎａＮａｔｉｏｎａｌＲｉｃｅＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｈａｎｇｚｈｏｕ３１０００６，Ｃｈｉｎａ；２ＲｉｃｅＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，ＳｈｅｎｙａｎｇＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ１１０１６１，Ｃｈｉｎａ；３ＲｉｃｅＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，ＪｉｌｉｎＡｃａｄｅｍｙｏｆＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｇｏｎｇｚｈｕｌｉｎｇ１３６１００，Ｃｈｉｎａ；＊Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇａｕｔｈｏｒ，Ｅ－ｍａｉｌ：ｌｉａｏｘｉｙｕａｎ＠ｍａｉｌ．ｈｚ．ｚｊ．ｃｎ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＡｐｏｔｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｗｉｔｈｓｉｘｒｉｃｅｖａｒｉｅｔｉｅｓａｔｆｉｖｅｃａｄｍｉｕｍｓｔｒｅｓｓｌｅｖｅｌｓｗａｓｃｏｎｄｕｃｔｅｄｔｏｓｔｕｄｙｔｈｅＣｄａｃｃｕｍｕｌａ－ｔｉｏｎｓｉｎｂｒｏｗｎｒｉｃｅ．Ｃｄｃｏｎｔｅｎｔｓｉｎｂｒｏｗｎｒｉｃｅｗｅｒｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｄｉｆｆｅｒｅｎｔａｍｏｎｇｔｈｅｖａｒｉｅｔｉｅｓ，ａｓｗｅｌｌａｓｔｈｅｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙｏｆｂｒｏｗｎｒｉｃｅｔｏｓｏｉｌＣｄ．Ｉｔｗａｓｓｕｇｇｅｓｔｅｄｔｈａｔｓｃｒｅｅｎｉｎｇｏｆｌｏｗ－Ｃｄ－ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎｒｉｃｅｖａｒｉｅｔｉｅｓｓｈｏｕｌｄｂｅｕｎｄｅｒｔａｋｅｎｉｎｔｈｅｓｏｉｌｓａｔｓｉｍｉｌａｒＣｄｌｅｖｅｌｓ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｒｉｃｅ；ｃａｄｍｉｕｍ；ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ；ｇｅｎｏｔｙｐｅ 摘 要：以６个水稻品种为试材，设置５个土壤镉浓度处理的盆栽试验，对水稻糙米中重金属镉的积累进行了研究。在不同浓度的Ｃｄ处理下，水稻糙米中Ｃｄ含量在品种间存在显著差异，而且不同水稻品种的籽粒对土壤中重金属镉的敏感性不同。结果表明，重金属镉低积累水稻品种的筛选应在土壤镉含量相近的土壤上进行。 关键词：水稻；镉；积累；基因型 中图分类号：Ｓ５１１．０１；Ｘ１７３文献标识码：Ａ文章编号：１００１－７２１６（２００６）０６－０６６０－０３ 在我国，水稻生产始终是关系到国计民生的大事。以沈阳张士灌区镉污染为代表的重金属污染事件，以及我国农田土壤中的重金属含量持续增加［１］，敲响了我国粮食生产安全警钟。２００２年和２００３年农业部稻米及制品质量监督检验测试中心对我国各地稻米质量安全普查结果表明，稻米重金属镉超标的问题严重。按照我国稻米重金属镉含量０．２ｍｇ／ｋｇ的限量标准（ＧＢ１５２０１－９４），重金属镉的超标率超过１０％，一些镉污染地区的稻米含Ｃｄ量高达０．４～１．０ｍｇ／ｋｇ，远远超过我国谷物中镉的最高许可含量标准，威胁到人体健康。如何有效规避水稻重金属污染，成为当代农业科技工作者的一个新课题。 运用工程技术措施或者农业栽培技术措施来消除和减轻环境的重金属污染，虽然可以降低稻米中的镉含量，但是耗资巨大，不能从根本上解决重金属污染土壤上的粮食安全生产问题，而且处理不善易引起二次污染［２－７］。前人对重金属镉在水稻植株上的积累分布进行了一些研究，如张亚丽［８］、周启星等［９］、莫争等［１０］、吴燕玉等［１１］研究了重金属镉在水稻植株中的积累分布规律，张潮海等［１２］、吴启堂等［１３］、蒋彬等［１４］、李正文等［１５］、程旺大等［１６］研究了不同水稻品种间水稻籽粒对重金属镉积累的差异。这些研究结果表明，重金属镉在水稻植株中不同部位的积累有很大的差异；不同水稻品种对重金属镉的吸收积累存在显著的基因型差异；通过选育镉低积累水稻品种，可以得到在重金属镉中度或轻度污染的土地上生产籽粒重金属镉含量不超标的水稻品种［１７］。但是在不同浓度的土壤镉胁迫下，不同水稻品 种籽粒对重金属镉积累的规律和差异性，以及籽粒中镉低积累水稻品种的筛选方法还需要进一步研究。本研究通过６个水稻品种、５个重金属镉浓度梯度的实验，对水稻籽粒中重金属镉含量的积累规律进行了研究。 １ 材料与方法 １．１ 供试水稻材料与试验设计 试验在中国水稻研究所富阳试验基地进行。土壤为潴育性水稻土亚类，斑纹化硬泥田土属，青紫泥土种。按常规方法［１８］测定土壤的主要理化性状：有机质含量３６．９ｇ／ｋｇ、全氮２．７３ｇ／ｋｇ、全磷０．６０ｇ／ｋｇ、全钾２０．１ｇ／ｋｇ、碱解氮２３２ｍｇ／ｋｇ、铵态氮９．７ｍｇ／ｋｇ、速效磷２５．２ｍｇ／ｋｇ、速效钾６５ｍｇ／ｋｇ、ｐＨ值６．５。 供试水稻品种为Ⅱ优３０２７、丰两优１号、河田香稻、协优９３０８、合系２２－２和佳禾早占。采用土培盆栽，盆上口为方形，长４０ｃｍ、宽２５ｃｍ、高２５ｃｍ，每盆装土２０ｋｇ。２００４年５月１６日播种，６月１６日移栽，每盆６穴，单本插植；每处理种３盆作为３个重复。每盆一次性施入Ｎ、Ｐ、Ｋ含量均为１５％的复合肥３ｇ作基肥。 重金属镉（ＣｄＣｌ２）处理的土壤镉含量分别为０．７８、０．９９、２．６９、６．０１、１０２．５３ｍｇ／ｋｇ，分别记为Ｔ０、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４，每 收稿日期：２００５－０７－１８；修改稿收到日期：２００６－０８－０７。 基金项目：农业部结构调整重大专项资助项目（０４－０１－０２Ａ）。 第一作者简介：杨春刚（１９７３－），男，硕士研究生。 ０６６中国水稻科学（ＣｈｉｎｅｓｅＪＲｉｃｅＳｃｉ），２００６，２０（６）：６６０～６６２ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｒｉｃｅｓｃｉ．ｃｎ；ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｒｉｃｅｓｃｉｅｎｃｅ．ｏｒｇ
本科生文献综述题目拟南芥突变体的筛选综述 系别林学与园艺学院 班级园艺102班 姓名唐辉 学号103231228 答辩时间年月
新疆农业大学林园学院 拟南芥突变体的筛选综述 唐辉指导老师：王燕凌 摘要：本文归纳了拟南芥抗旱、抗氧化、耐低钾、耐硒、耐盐、晚花突变体筛选的研究内容。在拟南芥抗旱突变体筛选中将用到甘露醇模拟干旱胁迫来进行试 验。在抗氧化、耐低钾、耐硒中将用到Na 2SeO 3 、钾、硒、NaCl等化合物或者化学 元素对拟南芥突变体的生长发育影响来进行拟南芥突变体的筛选。概括了拟南芥突变体在甘露醇模拟干旱中的生长影响以及拟南芥突变体在抗氧化、耐低钾、耐硒、耐盐等逆境环境中生长研究方面的观点。总结了拟南芥突变体在先如今人们研究中常用的几种筛选方法，指出了拟南芥突变体筛选的研究需求，并提出筛选拟南芥抗逆突变体的重要意义。 关键词：拟南芥；突变体；筛选；研究 Screening Summary of Arabidopsis Mutants Tang Hui Instructor:Wang Yanling Abstract: This paper summarizes the Arabidopsis drought, oxidation resistance, low potassium, selenium-resistant, salt, late-flowering mutants creening research.And detailed exposition of the various materials and processes Arabidopsis mutants creening methods needed in the screening process.In the anti-oxidation, anti-potassium, selenium resistance will be used Na2SeO3, potassium, selenium, NaCl chemical elements or compounds such mutations affect thegrowth and development of the body to be screened Arabidopsis thaliana mutants.Thus summarizes the growth of Arabidopsis mutants mannitol and simulated drought in Arabidopsis mutants in anti-oxidation, anti-potassium,selenium resistance point of view, salt and other adverse environments grow research.Arabidopsis mutants summarized earlier research that people now commonly used inseveral screening methods, pointed out the Arabidopsis mutant screening research needs and the importance of screening
EMS突变体致变基因鉴定 在植物遗传学研究中，研究者除了采用传统的正向遗传学手段外，反向遗传学也得到广泛应用。采用各种物理或化学突变，导致遗传物质发生突变，进而根据突变性状来研究变异基因的生物学功能。在众多的致突变手段中，EMS突变技术由于导致的突变多为单碱基突变，且遵循C>T突变规律，在近代遗传学研究中得到广泛的应用。常规的对突变基因的鉴定多采用建立F2连锁群体，通过分子标记进行图位克隆，研究的周期长、工作量大且过程繁琐。随着高通量测序技术的快速发展，实现了在短期时间内获得植物的基因组信息，为研究突变体的突变基因的鉴定提供了一条新的研究途径。 根据对研究材料中突变基因的信息不同可以分为两种策略： 方案一：对于已经比较纯合的突变体植株，可以直接对野生型植物和突变体植株进行深度测序，通过对野生型和突变体中的变异信息的分析，直接对导致表型的致变位点进行鉴定。 方案二：对于没有初步定位突变位点信息的材料，可以对突变植株的自交F2后代中，选择具有突变表型的植株进行混合测序，突变位点在混合群体中应该处于高度纯合而极低的杂合度，因此通过对全基因组中位点进行扫描，从而定位到突变位点。该方法特别适合于大量突变体的鉴定，可以同时鉴定大量的株系，且群体建立方法简便，工作量低。
变位点，并定位突变基因，然后对可能的突变基因的表达进行检测。 方案二：如果没有定位信息，可以将多株具有突变表型的F2个体的DNA按等量混合，并进行低深度（30X）测序，即可减少工作量
又可降低测序成本。由于EMS诱变F2代中具有表型的多为隐性纯合突变，突变基因所在区间为纯合子，为了减少假阳性出现，结合分析该区间的杂合度综合分析，获得突变位点后在扩大样品群体中进一步验证，即可定位导致突变表型的位点和基因。 水稻、拟南芥、玉米等重要模式和粮食作物已经完成了基因组的完整测序，为基于高通量测序技术的突变基因的鉴定奠定了丰富的资源基础。该方案的实施将为加快作物突变体的鉴定具有重要的推动作用，并为作物功能基因组研究提供了一种高效、便捷的技术手段。该方案一中针对具有明显表型的突变体方案包括以下三个步骤：（1）测序样本的选择及测序深度的确定 选择连续多代自交的突变体植株，以及野生型植株个体，提取基因组DNA，按照标准的Illunima 建库流程，建立插入片段为350bp 的文库，根据不同作物基因组大小进行30X测序。 （2）基因组重测序数据的获得与生物信息学分析 通过对测序数据的质控之后，将获得的reads同野生型基因组序列进行，找出测序数据中的SNP、InDel，对全基因组的SNP纯合度进行分析，找出可能的突变位点，并进一步采用其他分析软件进行确认，从而锁定出突变表型相关位点及基因。 （3）突变位点的鉴定和扩大群体中验证 根据生物信息学获得突变位点信息，利用Sanger测序进一步在突变体中进行验证。
药用植物学试题 一、单项选择题(本大题共20小题，每小题1分，共20分)在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。 1．光学显微镜的有效放大倍数一般不超过( D ) A．100倍 B．500倍 C．1000倍 D．1200倍 2．输导组织中，横壁上有穿孔的属于( B ) A．管胞 B．导管 C．筛管 D．伴胞 3．具有不均匀加厚的初生壁的细胞是( A ) A．厚角细胞 B．厚壁细胞 C．薄壁细胞 D．导管细胞 4．叶的细胞中含有大量叶绿体的是( B ) A．上表皮 B．栅栏组织 C．海绵组织 D．下表皮 5．维管束进入胚囊的通道称( B ) A．珠心 B．珠孔 C．合点 D．主脉 6．无胚乳种子通常具有发达的( D ) A．胚根 B．胚茎 C．胚芽 D．子叶
7．李时珍的《本草纲目》的分类方法属于( B ) A．自然分类系统 B．人为分类系统 C．药用部位分类系统 D．主要功效分类系统 8．藻体的内部分化成表皮、皮层和髓三部分的藻类是( C ) A．水绵 B．海带 C．紫菜 D．石莼 9．啤酒酵母菌、麦角菌、冬虫夏草菌为_______植物。( B ) A．担子菌亚门 B．半知菌亚门 C．子囊菌亚门 D．藻状菌亚门 10．苔藓植物的孢子体_______在配子体上。( B ) A．腐生 B．寄生 C．共生 D．借生来源:考试大-自考 11．隐头花序是_______的特征之一。( A ) A．桑科 B．胡桃科 C．三白草科 D．蓼科 12．葫芦科植物的雌蕊由_______个心皮构成。( D ) A．1 B．2 C．3 D．4 13．唇形科的雄蕊类型为( C ) A．单体雄蕊 B．聚药雄蕊 C．二强雄蕊 D．四强雄蕊 14．金毛狗脊属于( C ) A．石松亚门 B．水韭亚门 C．真蕨亚门
植物遗传资源学报2012,13(6):1018-1022Journal of Plant Genetic Resources 水稻幼穗-颖花发育的研究进展 姜树坤1,2,3,张喜娟1,2,3,王嘉宇4,张凤鸣1,3 (1黑龙江省农业科学院耕作栽培研究所,哈尔滨150086;2黑龙江省农业科学院博士后科研工作站,哈尔滨150086; 3 中国科学院北方粳稻分子育种联合研究中心,哈尔滨150086;4沈阳农业大学农业部作物生理生态遗传育种重点开放实验室,沈阳110866) 一一摘要:水稻是世界上最重要的粮食作物之一,也是单子叶植物发育生物学研究的理想模式植物,水稻幼穗和颖花的发育 还是最终产量赖以依托的基础三对水稻幼穗和颖花发育的研究已成为植物分子遗传学和作物科学共同的研究焦点三近年来,有关水稻幼穗和颖花发育的研究取得了长足的进展,文章从幼穗和颖花的发育过程二栽培措施和环境因子对幼穗和颖花发育的影响以及幼穗和颖花发育的相关基因等方面的国内外进展进行综述,同时指出了目前研究中存在的问题及相应的研究对策三 一一关键词:水稻;穗;颖花;发育;栽培措施;生态因子 Research Advancement on Young Panicle and Spikelet Development in Rice (Oryza sativa L.) JIANG Shu-kun 1,2,3,ZHANG Xi-juan 1,2,3,WANG Jia-yu 4,Zhang Feng-ming 1,3 (1Cultivation and Farming Research Institute ,Heilongjiang Academy of Agricultural Sciences ,Harbin 150086; 2 Heilongjiang Academy of Agricultural Sciences ,Postdoctoral Scientific Research Station ,Harbin 150086; 3 Northern Japonica Rice Molecular Breeding Joint Research Center ,Chinese Academy of Sciences ,Harbin 150086; 4 Key Laboratory of Crop Physiology ,Ecology ,Genetics and Breeding ,Shenyang Agricultural University ,Shenyang 110866) Abstract :Rice,one of the world s most important food crops,is a model plant for developmental biology re- search of the grasses.Development status of rice young panicle and spikelet determines final yield.So,the research on developmental biology of young panicle and spikelet has been the same focus in plant molecular genetics and crop science.The developmental biology related to young panicle and spikelet has achieved a series of great ad- vances in recent years.The present paper reviewed their developmental process,effects of cultural practices and en-vironmental factors and related genes.And the problems and countermeasures in present research were also been discussed. Key words :Rice;Panicle;Spikelet;Development;Cultivation;Ecological factors 收稿日期:2011-10-23一一修回日期:2011-12-28 基金项目:国家自然科学基金(31100881);中国博士后科学基金(2011M501077);黑龙江省博士后资助经费(LBH-Z11030)作者简介:姜树坤,助理研究员,博士三研究方向:水稻产量生理和遗传基础三E-mail:sk_jiang@https://www.doczj.com/doc/fc12442511.html, 一一水稻产量由单位面积穗数二每穗实粒数和千粒 重3个因素构成三由于生态条件等原因,北方粳稻 穗数水平相对较高,在此基础上进一步增加的潜力较小,提高每穗粒重是实现超高产的主要途径[1-2]三每穗粒重由每穗粒数和千粒重决定,在长期自然选择和人工选择下,生产应用的品种间千粒重差异不大,对高产的作用相对较小,因此提高每穗粒数是增加每穗粒重的主攻方向三每穗实粒数由每穗颖花数 和结实率共同决定,然而结实率极易受环境因素影响,改良难度较大三因而,增加穗粒数是目前国内外水稻育种者的共识[2-5]三成熟时每穗颖花数的多少与水稻幼穗的发育状况息息相关三 1一水稻幼穗和颖花的发育过程 稻穗为圆锥花序,由穗轴二一次(一级)枝梗二二次(二级)枝梗二小穗梗和小穗(颖花)组成(图1A)三