华中农大成功克隆水稻不育基因
两个水稻黄绿叶基因的图位克隆开题报告
两个水稻黄绿叶基因的图位克隆开题报告摘要：黄绿叶是一种常见的水稻性状，其主要表现为叶片颜色呈现黄色或绿色。
本研究旨在克隆两个影响水稻黄绿叶性状的基因。
方法采用基因组DNA测序技术，对黄绿叶的基因座进行全基因组比对，发现两个候选基因座在黄绿叶品种和正常叶品种中存在差异。
通过PCR扩增、测序等技术对这两个基因座进行进一步研究，发现其中一个基因编码一个关键的酶，参与叶绿素合成过程中的关键步骤，另一个基因则编码一个转录因子，参与包括叶绿素合成在内的多个代谢途径的调控。
研究结果表明，这两个基因对水稻黄绿叶性状的发生具有非常重要的作用，为进一步深入研究水稻黄绿叶机理提供了有益的基础。
一、研究背景水稻是世界上最主要的粮食作物之一，在中国更是占有极其重要的地位。
同时，水稻是一种具有复杂基因组结构的植物，其性状表型具有很高的可塑性和多样性。
这使得水稻成为了研究分子遗传学、基因工程和农业生产等领域的重要模式生物。
其中，水稻叶片颜色性状是人们长期以来关注的重要性状之一。
水稻黄绿叶性状是一种叶片颜色异常的性状，其表现为水稻叶片颜色呈现黄色或绿色，对水稻产量和品质有着重要的影响。
因此，寻找水稻黄绿叶的遗传基础对于我们充分发挥水稻的潜力，提高水稻产量和品质，具有很重要的意义。
二、研究目的本研究旨在通过全基因组比对和分子生物学方法，克隆出两个影响水稻黄绿叶性状的基因。
三、研究方法1.材料：本研究选取20个黄绿叶品种和20个正常叶品种作为研究对象，采集它们的叶片进行基因组DNA测序。
2.全基因组比对：将黄绿叶品种和正常叶品种的基因组DNA序列进行比对，找出基因座间的差异。
3.PCR扩增：根据比对结果，设计基因座特异引物，对两个基因座进行PCR扩增。
4.克隆基因：将PCR扩增得到的产物进行回收、克隆和测序，验证它们是否是与黄绿叶性状有关的基因。
四、预期结果和意义通过本研究，我们预期可以克隆出两个影响水稻黄绿叶性状的基因，并进行基因功能分析、表达调控分析等，以期揭示水稻黄绿叶的分子遗传机制，对于解决水稻黄绿叶问题、提高水稻产量和品质都有着重要的意义。
中国水稻遗传育种历程与展望
Hereditas (Beijing)2018年10月, 40(10): 841―857 收稿日期: 2018-07-26; 修回日期: 2018-09-04基金项目:科技部“七大作物育种”专项(编号：2016YFD0100301)，国家自然科学基金项目(编号：31701391)，湖北省自然科学基金项目(编号：2015CFA006)和武汉市应用基础研究项目(编号：2016020101010090)资助[Supported by the National Key Research and Development Program of China (No. 2016YFD0100301), the National Natural Science Foundation of China (No.31701391), the Natural ScienceFoundation of Hubei Province (No.2015CFA006) and the Application Basic Research Program of Wuhan City (No.2016020101010090)]作者简介: 吴比，博士，研究方向：水稻遗传学。
E-mail: wubi@通讯作者:邢永忠，教授，博士生导师，研究方向：水稻遗传学。
E-mail: yzxing@DOI: 10.16288/j.yczz.18-213网络出版时间: 2018/9/20 11:41:50URI: /kcms/detail/11.1913.R.20180920.1141.002.html综 述中国水稻遗传育种历程与展望吴比，胡伟，邢永忠华中农业大学，作物遗传改良国家重点实验室，武汉 430070摘要: 我国的水稻育种经历了矮化育种、杂种优势利用和绿色超级稻培育3次飞跃，其间伴随矮化育种(第一次绿色革命)、三系杂交稻培育、二系杂交稻培育、亚种间杂种优势利用、理想株型育种和绿色超级稻培育等6个重要历程。
我科学家克隆水稻增产关键基因
若食 品 中有“ 反式脂肪酸 ” 元 的声 明， 则该食 品的反式脂肪 交 的 方 式 传 递 给 下 一 代 。 它 位 于 水 稻 染 色 体 的第 八 染 色 体 明 ：
．％ ３ ０ （） 中 ， 用 是 控 制 水 稻 一 次 枝 梗 的 数 量 ， 水 稻 分 支 增 多 ， 结 酸 含 量 必 须 小 于 或 等 于 Ｏ １ 。（）检 测 方 法 ：ａ 首 选 的检 测 作 使 所 Ｏ Ｃ９ ６０ ６或 的稻粒也就越多 。据介绍 。 研究人员将 一种被称为 “Ｔ １ ” Ｓ 一２ 的 食 品 中反 式 脂 肪 酸含 量 的 方 法 为 最 新 版 本 的 Ａ Ａ ９ ． Ｏ ＳＣ ｈ ０ ， ｂ 首 水 稻 品 种 与 普 通 的水 稻 品种 “ 日本 晴 ” 交 ． 终 发 现 了 这 种 Ａ Ｃ ｅｌ 一 ５ 或 是 两 种 方 法 的 结 合 使 用 。 （ ） 选 的 色 谱 杂 最 Ｇ ｏ ｎ 为 Ｃ — ｉ ８ ， Ｐ ２ ５ ， Ｐ ７ 。 ｃ ｕ ｌ 新 基 因 。 “Ｔ ｌ ” 成 幼 穗 的 阶 段 ． 植 株 中 ＷＥ 在 Ｓ— ２形 其 Ｐ基 因 的 发 柱 （ Ｃ ｃｌｍ ） ： Ｐ Ｓ ８ Ｓ 一 ６ ０ Ｂ Ｘ一 ０ （）内 部 量 例 Ｃ Ｉ ， １：， １ ： ２ ： Ｃ ３ 。 ０ ０或 ２ ： ０ 现量 要 比普 通 的 “日本 晴 ” 近 十 倍 ． 此 确 认 其 对 一 次 枝 梗 化 标 准 ， 如 ： Ｉ ： Ｃ ３０ Ｃ ７０Ｃ １ 多 由
的形 成 有 很 大 的 促 进 作 用 。 研究人员将 这种 被称 为“ ｎ ” Ｇ ｌ ｆ 声讯 ）
基因克隆的主要方法
基因克隆的主要方法目的基因是指要研究其生物学功能的一段编码特定蛋白的DNA 序列。
在基因克隆中，首先需要利用分子生物学技术，将目的基因从染色体上分离出来，获得基因序列并构建到载体上。
一般来讲，基因克隆的策略可分为两种途径：正向遗传学途径和反向遗传学途径。
正向遗传学途径以克隆的基因所表现的功能为基础，通过基因的表达产物或表型性状鉴定进行克隆，如功能克隆和表型克隆等；反向遗传学途径则是着眼于基因本身特定的序列或者在基因组中的特定位置进行克隆，如定位克隆、同源序列法克隆等；随着DNA测序技术和生物信息学的进一步发展，又产生了电子克隆等新兴克隆技术。
简单地说，正向遗传学是从表型变化到基因变化，而反向遗传学则是从基因变化研究表型变化。
目前，在农业生物技术领域，已经从玉米、水稻、油菜、小麦、拟南芥、烟草、番茄等多种植物与动物及微生物中克隆得到了许多与植物的产量、品质、抗性及农艺性状等相关的基因。
1.功能克隆利用蛋白质的表达和功能信息分离鉴定出未知基因的方法称为未知基因的功能克隆（functional cloning）。
功能克隆法是根据性状的基本生化特征，鉴定已知基因的功能后分离目标基因的一种方法，该法是人类采用的第一个基因克隆策略。
其基本过程为：分离纯化感兴趣的蛋白质并测定部分氨基酸序列，设计相应的抗体待用；分离可能含有该蛋白的组织，提取RNA 和mRNA 进行体外翻译，在蛋白合成过程中，加入已制备的抗体，此时正在合成的该蛋白连同其模板mRNA 一同被沉淀；用蛋白酶消化沉淀中的蛋白质得到mRNA，进行反转录得到cDNA，进行测序获得要克隆的基因编码序列。
如果用功能克隆同源基因，其基本过程为：根据已知序列制备核苷酸探针或者蛋白抗体，杂交筛选cDNA文库或基因组文库，或者使用相应蛋白的抗体探针，筛选表达载体构建的cDNA 文库获得相应克隆，对选中的克隆进行测序，获得目的基因序列。
功能克隆的关键在于需要先分离出纯度高的蛋白质，测定其部分氨基酸序列或得到相应抗体；其次构建cDNA 文库或者基因组文库。
我国科学家成功克隆一个水稻增产关键基因
（） ２ 好氧处 理 系统采 用 Ｃ Ｓ Ａ Ｓ工艺 ， 以实现 完 可 全 自动控 制 ， 管理 容 易 ， 不容 易 出现 污 泥膨胀 现 象 ，
能够使 废水稳 定达标 。
在启 动 ＡＢ Ｒ厌 氧池 时 ， Ｃ Ｓ池 内部分剩余 将 ＡＳ
污泥 培养成 厌 氧污 泥 ， 由于糖 厂废 水平 均 水 温为 ３ ０
面的 结构特 点 ， 高水稻 产量 。Ｐ 基 因是控 制 水稻 理想 株 型的 关键 多效基 因。 提 Ｉ Ａ１ 最近 我 国科 学 家研 究发现 ，
基 因 Ｉ Ａ１ 生 突变后 ， Ｐ 发 会使 水稻 分蘖数 减 少， 粒数和 千粒 重（ 穗 以克表 示 的一千 粒种子 的重量 ） 增加 ， 同时茎
排放 ， 每年可 以削减 主要 Ｃ Ｄ 污染物 ４ ７ ７ ｔａ Ｏ ３ ． ６／ 。
［ ］ 李 亚 峰 ， 玉 衡 ， 立 杰 ． 用 废 水 处 理 技 术 ［ ］ 北 ５ 佟 陈 实 Ｍ ．
京： 化学 工 、 ｌ 出版 社 ， ０ ７ ２ ９２ ０ ２０ ：２— ３．
（ 任编辑 ： 责 邓大 玉）
黑色， 水 Ｃ 出 ＯＤ基 本 在 １ ０ ～ １ ０ ｍｇ Ｌ， Ｏ 除 ２０ ５０ ／ Ｃ Ｄ 去率 达 到５ ％左 右 。 表 明 ＡＢ Ｏ 这 Ｒ厌 氧池 已 基 本 启
动成功 。
制糖废 水 ， 系统 Ｃ ＯＤ、 ＯＤ 与 ＮＨ 一 的去除率 均在 Ｂ 。Ｎ
９ ％以上 ， ５ 出水 达 到《 制糖 工 业 水污 染 物 排放 标 准 》
１８ ５
广 西 科 学 院 学报 ２ １ 年 ５ 第 ２ 卷 第 ２ ００ 月 ６ 期
段， 每段 差 额 １ ～ １ｍ。ｈ 每段 水 量 的运 行 时 间 为 Ｏ ５ ／， ２， ｄ 在确 保运行 稳定 ， 污泥正 常 的前 提下不 断提 高进
水稻粒形基因GS3的克隆与功能鉴定_茆海亮
,
但主 要
倾 向 于 粒 长 受 多基 因 控 制
QT L
,
,
属 数 量性 状
。
。
本 室 长 期 研 究发 现 水 稻 第 三 染 色 体 上存 在 一 个 主 效
、
(G 男 )
,
同时 控 制 粒 长和 粒 重
本 研 究 以长 粒 品 种 明恢 6 3 为 受 体亲本
,
短粒 品 种川 7 为 和 SF 1 9
水稻粒 形 基 因
.
的 克 隆 与功 能 鉴 定
,
莽海 亮 范 楚 川 张 启 发
华 中 农 业 大 学作 物 遗 传 改 良 国 家 重 氛 实验
国 家植 物 基 因 研 究 中 心 ( 武 汉 )
对 谷 粒 长 度 的遗 传 学 研 究 认 为 该 性状 受 单 基 因
、
双基因
、
多 基 因或 微效 基 因 控制
20% 和增 加 7% 4
. 分 析定位 区 间 7
b 序列 k
找 到一 条 全长
DNA
。
,
3 r o 0 1 a
gt 3
,
来 自于 广 陆 矮
号 的 幼 芽 组 织 ( 由 中 科 院上 海 基 因 研 究 中心 提供 )
,
我 株
们 利用 该 c 5 5 驱 动 的 超表 达 载 体 并转 化 明恢 6 3 D N A 构建 由 3
供 体 亲本 构 建 G 男 的近 等基 因 系进 行 遗传 定 位
. 之 间 区 间长约 7 9 kb
。
最终 将 该 基 因 定位 于 两个 标 记 G S 6 3
7 基 因 组 获得 覆 盖该 区 间 的 9 . 6
杂交水稻之父袁隆平
“杂交水稻之父”袁隆平一、简介袁隆平，1930年9月出生于北京。
1953年毕业于西南农学院。
1953—1970年在湖南安江农校任教，1970年调入湖南省农业科学院继续杂交水稻研究，国杂交水稻工程技术研究中心暨湖南杂交水稻研究中心主任，湖南农业大学、华中农业大学、西南农业大学、武汉大学教授或博士生导师，中国遗传学会理事，中国农学会理事，中国作物学会副理事长，湖南省农学会理事长，农业部技术顾问，国家“863”计划生物领域两系法杂交水稻技术研究专题责任专家，全国杂交水稻专家顾问组副组长，联合国粮农组织杂交水稻发展项目首席顾问，中国科协常委，湖南省科协副主席。
1995年当选为中国科学院院士。
他于1964年开始从事杂交水稻研究，用九年时间于1973年实现了三系配套，并选育了第一个在生产上大面积应用的强优高产杂交水稻组合----南优2号。
为此，他于1981年荣获我国第一个国家特等发明奖，被国际上誉为“杂交水稻之父”。
中国农民说，吃饭靠“两平”，一靠邓小平（责任制），二靠袁隆平（杂交稻）。
西方世界称，杂交稻是“东方魔稻”。
他的成果不仅在很大程度上解决了中国人的吃饭问题，而且也被认为是解决下个世纪世界性饥饿问题的法宝。
国际上甚至把杂交稻当作中国继四大发明之后的第五大发明，誉为“第二次绿色命”。
二、杂交水稻的研究过程1960年，罕见的人祸天灾降临中国。
大饥荒夺去数千万人的生命。
袁隆平新眼目睹了这场遍布神州大地、来势凶猛的灾难。
严酷而沉痛的现实使他感到深深不安。
他1964年开始杂交水稻研究，当时自花授粉作物杂种优势利用是国际性禁区。
学术界流行的经典遗传学观点认为，水稻是自花授粉作物，经过长期的自然选择和人工选择，许多不良的因子已经被淘汰，积累下来的多是优良的因子，所以自交不会退化，杂交也不会产生优势。
袁隆平顶着研究水稻杂种优势利用是“对遗传学的无知”等指责和压力，坚信搞杂交水稻研究有前途，实践才是真正的权威，勇敢地向“无优势”论这一传统观念挑战，提出培育“不育系、保持系、恢复系”三系法利用水稻杂种优势的设想，拉开了我国水稻杂种优势利用的序幕。
苗期快速分选水稻人工无融合生殖克隆种子
中国水稻科学(Chin J Rice Sci), 2022, 36(6): 656－662 656 DOI: 10.16819/j.1001-7216.2022.220509苗期快速分选水稻人工无融合生殖克隆种子曹跃炫1严绘景1, 2王克剑1刘朝雷1, *(1中国水稻研究所/水稻生物学国家重点实验室, 杭州 310006; 2河南师范大学生命科学学院, 河南新乡 453007; *通信联系人,email:******************) Rapid Identification of Rice Clonal Seeds Generated by Synthetic Apomixis at Seedling StageCAO Yuexuan1, YAN Huijing1, 2, WANG Kejian1, LIU Chaolei1, *(1State Key Laboratory of Rice Biology, China National Rice Research Institute, Hangzhou 310006, China; 2College of Life Sciences, Henan Normal University, Xinxiang 453007, China; *Correspondingauthor,email:******************)Abstract:【Objective】The establishment of synthetic apomixis provides a way to fix heterosis in hybrid rice. However, synthetic apomixis only produces few clonal seeds with many tetraploid seeds. Thus, it is necessary to develop a simple and efficient method to select cloned seeds through the synthetic apomixis.【Method】The seedlings of Chunyou 84 and MiMe (the PAIR1, REC8 and OSD1 were simultaneously mutated, which can turn meiosis into mitosis in rice) were exposed to different temperature and salt concentrations, and their morphological differences were identified to determine the best treatment conditions. Then, seedlings germinated from Fix plants(The PAIR1, REC8, OSD1 and MTL were simultaneously mutated in hybrid rice Chunyou 84 by genome editing technology) were treated in the optimal treatment conditions, and cloned seeds were sorted according to morphological differences. Finally, flow cytometry was used to determine the efficiency of the distinguishing cloned seeds method.【Results】Fix plants produce 4.4% clonal seeds and 95.6% tetraploid plants, while the descendants of MiMe are all tetraploid materials. The seeds of Chunyou84 and MiMe were germinated ona net floating on deionized water at 23 ℃, 28 ℃and 32 ℃for 48 h, and the primary root diameter of MiMe was foundsignificantly larger than that of Chunyou 84 under all the three treatments at the most favorable temperature of 28 ℃. Then, the seedlings of Chunyou 84 and MiMe were cultured with 0%, 0.05%, 0.1%, 0.2% and 0.5% NaCl solutions for 7 days.Though the root and shoot length did not show significant difference between Chunyou 84 and MiMe plants, the first complete leaf from Chunyou 84 exhibited severe atrophic and necrosis phenotype in 0.1% NaCl solution, while the MiMe plants were slightly affected by salt damage. According to the above results, firstly, we germinated the Fix seeds on a net floating on deionized water at 28 ℃for 48 h, and screened the putative cloned Fix plants by observing the primary root.Then, the putative cloned Fix plants were cultured with 0.1% salt solution for 7 days, and the putative tetraploid plants were discarded based on the salt damage of the first complete leaf. Finally, the selected individual plants were verified by flow cytometry with screening efficiency of 61.1%. The cloned plants were grown in field and showed significant difference with tetraploid plants at maturity stage.【Conclusion】After temperature and salt treatment of apomixis material Fix seeds at seedling stage, the clonal Fix plants can be roughly screened by morphological differences of root and leaf phenotype.Key words: synthetic apomixes; clonal Fix screening; temperature treatment; salt treatment; morphological difference摘要：【目的】人工无融合生殖系统的建立为水稻杂种优势固定提供了途径。