全 文 ：核 农 学 报摇 圆园员缘袁圆怨渊猿冤院园源圆愿 耀 园源猿源
允燥怎则灶葬造 燥枣 晕怎糟造藻葬则 粤早则蚤糟怎造贼怎则葬造 杂糟蚤藻灶糟藻泽
收稿日期院圆园员源鄄园猿鄄圆苑摇 接受日期院圆园员源鄄园怨鄄圆园
基金项目院国家自然科学基金渊猿员员园员源圆愿冤袁浙江省 怨源员园 计划渊圆园员圆悦员圆怨园员鄄圆冤袁浙江省植物有害生物防控重点实验室鄄省部共建国家重点实验室
培育基地袁浙江省农业科学院科技创新能力提升工程项目
作者简介院陈蕾袁女袁主要从事植物分子生物学研究遥 耘鄄皂葬蚤造院 糟澡藻灶造藻蚤员怨愿圆赃糟造岳 员远猿援 糟燥皂
李秋圆袁女袁主要从事分子遗传学研究遥 耘鄄皂葬蚤造院 造蚤择蚤怎赠怎葬灶造蚤躁蚤灶早岳 员远猿援 糟燥皂遥 同为第一作者遥
通讯作者院张小明袁男袁研究员袁主要从事水稻育种研究遥 耘鄄皂葬蚤造院 曾皂扎澡葬灶早岳 皂葬蚤造援 澡扎援 扎躁援 糟灶
文章编号院员园园园鄄愿缘缘员渊圆园员缘冤园猿鄄园源圆愿鄄园苑
一个水稻木质素单体合成突变体的鉴定及分析
陈摇 蕾员袁圆 摇 李秋圆员袁猿 摇 叶胜海员 摇 金庆生员 摇 张小明员
渊员 浙江省农业科学院作物与核技术利用研究所袁浙江 杭州摇 猿员园园圆员曰圆 南京野生植物综合利用研究院袁
江苏 南京摇 圆员园园源圆曰猿 上海师范大学袁生命与环境科学学院袁上海摇 圆园园圆猿源冤
摘摇 要院在粳稻品种浙粳 愿愿 经远园 悦燥鄄酌 射线辐照产生的后代中袁获得 员 个茎秆脆弱的水稻突变体浙粳
愿愿郧匀遥 利用 皂渊葬冤怎造藻试剂测定木质素成分袁与野生型浙粳 愿愿 相比袁浙粳 愿愿郧匀 的皮层和维管束木质素
单体成分改变遥 在基因初定位基础上袁利用 孕悦砸 扩增和基因测序对第 圆 条染色体 怨园噪遭 目标区域中候
选基因进行分析袁证明 蕴韵悦赃韵泽园圆早园怨源怨园 基因第 员 个外显子 员怨员 位碱基由 悦突变为 郧遥 通过生物信息学
方法对到 蕴韵悦赃韵泽园圆早园怨源怨园 基因的家族谱尧蛋白质三维结构进行分析袁并通过 择砸栽鄄孕悦砸方法检测到 蕴韵悦
赃韵泽园圆早园怨源怨园 基因在浙粳 愿愿 根尧茎尧叶中的组成型表达和在浙粳 愿愿郧匀中极低水平表达遥 构建 圆 个亚细
胞定位载体并通过农杆菌介导的方法在烟草中瞬时表达袁第 员 次试验证明 蕴韵悦赃韵泽园圆早园怨源怨园 蛋白定位
在细胞核与细胞膜遥
关键词院水稻曰木质素曰单体合成曰脆秆曰亚细胞定位
阅韵陨院员园郾 员员愿远怨 辕 躁援 蚤泽泽灶援 员园园鄄愿缘缘员郾 圆园员缘郾 园猿援 园源圆愿
摇 摇 木质素是维管植物细胞壁的重要组成部分袁是地
球上仅次于纤维素的有机组分袁占生物圈有机碳的
猿园豫 咱员暂 遥 木质素具有增加细胞壁硬度尧加强细胞壁的
机械支持力和抗压强度尧促进机械组织的形成等作用遥
由于木质素的高硬度尧水不溶性尧难降解以及多酚类物
质的化学特性袁使得它在植物中起着支持植物体尧水分
输导尧抵御病菌微生物侵害等生物学功能咱圆暂 遥
木质素的合成首先是通过莽草酸途径在一系列酶
的催化作用下转化为芳香族氨基酸渊如苯丙氨酸尧酪
氨酸尧色氨酸等冤袁在苯丙氨酸解氨酶 孕粤蕴 的作用下形
成反式肉桂酸袁经过甲基化酶等一系列反应形成木质
素单体袁最后木质素单体聚合形成木质素咱猿暂 遥 形成木
质素的单体有 猿 种院香豆醇尧松柏醇和芥子醇袁由此将
木质素分为紫丁香基木质素渊杂鄄木质素冤尧愈创木基木
质素渊郧鄄木质素冤和对鄄羟基苯基木质素渊匀鄄木质素冤猿
种类型咱源暂 遥
对用作燃料的木材来说袁木质素含量越高尧木材能
释放越多的热量遥 但另一方面袁木质素对人类生产实
践活动也产生一些负面影响袁如木质素含量高的牧草
影响草食动物的消化咱缘暂 曰对造纸用木材来说袁木质素
是影响造纸工艺和纸张质量的主要因素之一袁在以纸
浆为主的木材利用过程中需使用大量的化学药品降解
木质素袁对环境造成严重危害袁而且增加了造纸投入成
本咱远暂 遥 因此袁在生物化学和分子水平上深入了解木质
素的合成过程尧克隆其合成过程中的关键酶基因尧通过
基因重组技术改良木质纤维原料具有重要经济价
值咱苑 原 员圆暂 遥 本研究在粳稻品种浙粳 愿愿 干种子经远园 悦燥鄄酌
射线辐照的后代中袁筛选得到 员 个与野生型相比茎秆
较脆的突变体浙粳 愿愿郧匀袁通过木质素单体成分测定尧
突变基因预测和分析尧基因表达测定对该突变体进行
鉴定袁并对突变基因的表达模式尧家族谱尧三维结构和
亚细胞定位进行分析袁为深入研究植物中木质素合成
途径提供突变体材料和理论依据遥
愿圆源
摇 猿 期 一个水稻木质素单体合成突变体的鉴定及分析
员摇 材料与方法
员郾 员摇 材料
水稻突变体来源于粳稻浙粳 愿愿 经远园 悦燥鄄酌 射线诱
变处理后的 酝圆 群体袁经海南尧杭州两地自交繁殖和选
择 愿 代袁农艺性状稳定遥 与野生型相比袁该突变体茎秆
脆嫩尧金黄色颖壳与节间遥 图位克隆群体为籼稻珍汕
怨苑月与突变体浙粳 愿愿郧匀杂交的 云圆遥
员郾 圆摇 方法
员郾 圆郾 员摇 突变体田间农艺性状的调查摇 圆园员园 年 缘 月在
杭州市浙江省农业科学院试验田同时种植浙粳 愿愿 和
浙粳 愿愿郧匀袁对茎秆的脆度进行评估遥 同年 员园 月成熟
后分别调查其农艺性状袁包括株高尧穗数尧穂长尧千粒重
等袁重复 猿 次遥
表 员摇 砸藻葬造鄄栽蚤皂藻 孕悦砸所用引物
栽葬遭藻造 员摇 酝燥造藻糟怎造葬则 皂葬则噪藻则泽 怎泽藻凿 蚤灶 砸藻葬造鄄栽蚤皂藻 孕悦砸
分子标记
酝燥造藻糟怎造葬则 皂葬则噪藻则
反向引物序列渊缘忆寅猿忆冤砸藻增藻则泽藻 责则蚤皂藻则 泽藻择怎藻灶糟藻 渊缘忆寅猿忆冤
正向引物序列渊缘忆寅猿忆冤云燥则憎葬则凿 责则蚤皂藻则 泽藻择怎藻灶糟藻 渊缘忆寅猿忆冤
蕴韵悦赃韵泽 园圆早园怨源怨园糟阅晕粤鄄员 栽栽悦栽栽郧郧悦悦栽郧郧栽郧郧粤栽郧栽悦粤郧栽粤 粤悦粤粤悦栽粤悦粤悦悦悦栽悦粤郧郧粤粤郧粤悦栽郧
蕴韵悦赃韵泽 园圆早园怨源怨园糟阅晕粤鄄圆 悦悦郧郧郧粤栽悦栽栽悦粤悦悦粤悦粤粤粤悦栽栽悦栽 粤郧粤郧郧粤栽栽栽郧郧栽悦悦栽粤悦粤粤悦郧粤悦郧
蕴韵悦赃韵泽 园圆早园怨源怨园糟阅晕粤鄄猿 栽栽悦栽栽郧郧悦悦栽郧郧栽郧郧粤栽郧栽悦粤郧栽粤 悦悦栽粤悦粤粤悦栽粤悦粤悦悦悦栽悦粤郧郧粤粤郧粤
员郾 圆郾 圆摇 突变体木质素成分的测定与分析 摇 利用
皂渊葬冤怎造藻试剂对浙粳 愿愿郧匀 的木质素成分进行测定遥
取野生型浙粳 愿愿 和突变体的茎节袁进行徒手切片袁分
别选取大小合适的材料 猿 耀 缘 片曰采用质量分数为
员园豫的高锰酸钾溶液染色 员园皂蚤灶曰用蒸馏水进行清洗曰
之后再加入质量分数为 猿豫的盐酸曰再次用蒸馏水进
行清洗袁最后用浓氨水浸洗遥 当木质素中的主要成分
是愈疮木基丙烷基团时袁经上述试验步骤处理后产生
黄褐色或褐色显色反应遥 当木质素中含有紫丁香基丙
烷基团时袁经以上试验步骤处理后该基团形成甲基一
邻酮袁呈现红紫色遥 因而根据不同的显色反应可将二
者区分开袁从而确定木质素成分中单体含量变化遥
员郾 圆郾 猿摇 水稻 阅晕粤 的提取与突变基因的测序 摇 采用
栽孕杂法对野生型和突变体植株进行全基因组 阅晕粤 提
取遥 根据 郧则葬皂藻灶藻 公布的水稻基因组序列袁利用
孕则蚤皂藻则 孕则藻皂蚤藻则 缘郾 园 软件设计引物袁分别对浙粳 愿愿 和突
变体基因组中候选基因进行 孕悦砸扩增渊采用北京康为
世纪生物技术有限公司 栽葬择 酶冤袁孕悦砸 产物用普通琼
脂糖凝胶回收试剂盒渊北京康为世纪生物技术有限公
司冤回收袁测序反应由上海杰李生物技术有限公司和
上海美吉生物技术有限公司完成袁比对野生型和突变
体的测序结果袁分析两者的序列差异遥
员郾 圆郾 源摇 砸晕粤提取和 糟阅晕粤第一链合成摇 野生型浙粳 愿愿
和突变体在田间抽穗后袁分别取其根尧茎和叶袁提取 砸晕粤遥
砸晕粤经 阅晕粤酶渊陨灶增蚤贼则燥早藻灶袁 哉杂粤冤处理之后袁用反转录试
剂盒渊陨灶增蚤贼则燥早藻灶袁哉杂粤冤进行 糟阅晕粤第一链合成遥
员郾 圆郾 缘摇 荧光定量 孕悦砸摇 对 蕴韵悦赃韵泽园圆早园怨源怨园 基因在
突变体及野生型浙粳 愿愿 中的表达情况进行实时荧光
定量分析袁引物序列利用 孕则蚤皂藻则 孕则藻皂蚤藻则 缘 设计袁序列
见表 员遥 荧光定量 孕悦砸 在伯乐 悦云载怨远 荧光定量 孕悦砸
仪渊北京科誉兴业科技发展有限公司冤上进行袁反应体
系如下院 糟阅晕粤 圆滋蕴袁 圆 伊 杂再月砸 郧则藻藻灶 员园滋蕴袁 枣燥则憎葬则凿
责则蚤皂藻则 渊员园滋皂燥造窑蕴 原员冤 园郾 源滋蕴袁则藻增藻则泽藻 责则蚤皂藻则 渊员园滋皂燥造窑
蕴 原员冤 园郾 源滋蕴袁凿凿匀圆韵 苑郾 圆滋蕴遥 反应程序为院怨缘益预变性猿园泽袁怨缘益变性 缘泽袁缘缘益退火 员园泽袁苑圆益延伸 员缘泽袁源园 个循
环遥
员郾 圆郾 远摇 生物信息学分析 摇 所得序列用 晕悦月陨 网站
渊憎憎憎援 灶糟遭蚤援 灶造皂援 灶蚤澡援 早燥增冤 月蕴粤杂栽 工具进行同源性比
对袁用 悦孕匀 皂燥凿藻造 猿郾 圆 渊 澡贼贼责院 辕 辕 憎憎憎援 糟遭泽援 凿贼怎援 凿噪 辕
泽藻则增蚤糟藻泽 辕 悦孕匀皂燥凿藻造泽 辕 冤对蛋白质三维结构进行预测遥
酝耘郧粤 程序 渊 灾藻则援 缘郾 圆 冤 渊 澡贼贼责院 辕 辕 憎憎憎援 皂藻早葬泽燥枣贼憎葬则藻援
灶藻贼 辕 冤用于系统发生分析遥
员郾 圆郾 苑摇 亚细胞定位载体的构建及亚细胞定位观察摇
从野生型浙粳 愿愿 根中提取总 皂砸晕粤袁反转录合成
糟阅晕粤袁以其为模板袁孕悦砸扩增编码目的片段的 阅晕粤片
段袁以实验室保存的含有 郧云孕的 责酝韵晕缘猿园郧云孕为表达
载 体袁 构 建 载 体 责酝韵晕缘猿园郧云孕鄄糟阅晕粤员 和
责酝韵晕缘猿园郧云孕鄄糟阅晕粤猿袁责酝韵晕缘猿园郧云孕 的载体示意图及
酶切位点见图 员袁引物设计序列如表 圆遥 经酶切尧测序
检测后确定正确的重组子袁转入农杆菌 粤杂耘中遥
图 员摇 责酝韵晕缘猿园郧云孕的载体示意图
云蚤早援 员 栽澡藻 凿蚤葬早则葬皂 燥枣 责酝韵晕缘猿园郧云孕 增藻糟贼燥则
怨圆源
核摇 农摇 学摇 报 圆怨 卷
表 圆摇 所用引物序列及酶切位点
栽葬遭造藻 圆摇 杂藻择怎藻灶糟藻泽 燥枣 贼澡藻 皂燥造藻糟怎造葬则 皂葬则噪藻则泽 葬灶凿 藻灶扎赠皂藻 糟怎贼贼蚤灶早 泽蚤贼藻泽
引物名称
晕葬皂藻 燥枣 责则蚤皂藻则泽
引物序列渊缘忆寅猿忆冤杂藻择怎藻灶糟藻 燥枣 责则蚤皂藻则泽渊缘忆寅猿忆冤
引物包含酶切位点
砸藻泽贼则蚤糟贼蚤燥灶 泽蚤贼藻
蕴韵悦赃韵泽 园圆早源怨园糟阅晕粤员鄄郧云孕鄄云 郧粤 粤郧粤栽悦栽 粤栽郧郧郧悦粤郧悦悦栽悦郧悦悦郧悦 月早造 陨陨
蕴韵悦赃韵泽 园圆早源怨园糟阅晕粤员鄄郧云孕鄄砸 郧郧 郧郧栽粤悦悦 悦悦 栽粤郧悦悦悦悦郧悦悦郧郧郧粤栽悦栽栽悦 运责灶 陨
蕴韵悦赃韵泽 园圆早源怨园糟阅晕粤猿鄄郧云孕鄄云 郧粤 粤郧粤栽悦栽 粤栽郧郧栽悦悦悦栽郧郧悦悦粤栽郧粤郧 月早造 陨陨
蕴韵悦赃韵泽 园圆早源怨园糟阅晕粤猿鄄郧云孕鄄砸 郧郧 郧郧栽粤悦悦 悦悦 悦粤郧郧栽悦郧栽悦悦粤栽郧郧悦悦栽悦 运责灶 陨
摇 摇 将 阳 性 农 杆 菌 转 化 子 悬 浮 液 和 空 载 体
责酝韵晕缘猿园郧云孕的农杆菌转化子悬浮液从本氏烟叶片
背面注入到叶肉细胞中袁在 圆缘益恒温箱中培养 圆 耀 猿凿
后袁在 在藻蚤泽泽 蕴杂酝 缘员园酝激光共聚焦扫描显微镜下观察
叶 肉 细 胞 中 发 出 的 郧云孕 荧 光遥 试 验 设 置
责酝韵晕缘猿园郧云孕空载体转化的农杆菌为对照遥
圆摇 结果与分析
圆郾 员摇 浙粳 愿愿 和突变体浙粳 愿愿郧匀木质素成分的测定
与分析
利用 皂渊葬冤 怎造藻 试剂对木质素成分进行测定遥 试
验结果显示袁野生型浙粳 愿愿 的愈创木基木质素与
皂渊葬冤怎造藻试剂反应呈黄褐色或褐色渊图 圆 原 悦尧阅冤曰而浙
粳 愿愿郧匀对应的显色反应为紫红色渊图 圆 原 阅尧云冤袁说明
存在紫丁香基丙烷基团渊杂鄄造蚤早灶蚤灶冤 渊图 圆冤遥 突变体和
野生型在相同处理条件下呈现不同的颜色反应袁说明
突变体中木质素单体的含量发生变化袁杂鄄木质素单体
含量上升遥
圆郾 圆摇 突变体农艺性状评价
与野生型浙粳 愿愿 相比袁突变体浙粳 愿愿郧匀 表现为
茎秆脆嫩尧金黄色颖壳与节间袁且表现茎秆脆嫩的植株
均表现为金黄色颖壳与节间袁反之亦然遥 对浙粳
愿愿郧匀 其它农艺性状的调查结果显示袁与野生型浙粳
愿愿 相比袁浙粳 愿愿郧匀 在株高尧穗数尧穂长尧千粒重等农
艺性状上未见明显变化渊图 猿冤遥
圆郾 猿摇 蕴韵悦赃韵泽园圆早园怨源怨园 基因的确定
李秋圆等咱员猿暂利用金黄色颖壳与节间这一与脆秆
紧密连锁的性状将突变基因定位在 怨园噪遭范围内袁在预
测区间 陨灶阅藻造 圆 和 陨灶阅藻造 猿 之间共跨越 粤孕园园源园园园尧
粤孕园园猿怨园 和 粤孕园园源园源远 猿 个 月粤悦 库遥 本研究对预测区
间的候选基因进行测序袁发现浙粳 愿愿郧匀 中 蕴韵悦 赃
韵泽园圆早园怨源怨园基因第 员 个外显子第 员怨员 位碱基由 悦 突
变为 郧袁而其他预测基因的序列与对照无差异遥 因此袁
推测 蕴韵悦赃韵泽园圆早园怨源怨园 是突变基因袁突变体浙粳 愿愿郧匀
注院粤院野生型甲苯胺蓝显色后的体视镜观察图渊源园 伊 冤曰月院突变
体甲苯胺蓝显色后的体视镜观察图渊源园 伊 冤曰悦院野生型 皂渊葬冤怎造藻
试剂染色后的体视镜观察图渊源园 伊 冤曰阅院突变体 皂渊葬冤怎造藻试剂染
色后的体视镜观察图渊源园 伊 冤曰耘院野生型 酝渊葬冤怎造藻试剂色后的体
视镜观察图渊缘园 伊 冤曰云院突变体 酝渊葬冤怎造藻试剂色后的体视镜观察
摇 摇 图渊缘园 伊 冤遥
晕燥贼藻院粤 院 栽燥造怎蚤凿蚤灶藻 遭造怎藻 泽贼葬蚤灶蚤灶早 蚤灶 憎蚤造凿 贼赠责藻 燥遭泽藻则增藻凿 蚤灶 贼澡藻
皂蚤糟则燥泽糟燥责藻 渊源园 伊 冤援 月院栽燥造怎蚤凿蚤灶藻 遭造怎藻 泽贼葬蚤灶蚤灶早 蚤灶 皂怎贼葬灶贼 燥遭泽藻则增藻凿
蚤灶 贼澡藻 皂蚤糟则燥泽糟燥责藻 渊 源园 伊 冤援 悦院 酝 渊 葬冤 怎造藻 泽贼葬蚤灶蚤灶早 蚤灶 憎蚤造凿 贼赠责藻
燥遭泽藻则增藻凿 蚤灶 贼澡藻 皂蚤糟则燥泽糟燥责藻 渊源园 伊 冤援 阅院酝渊葬冤怎造藻 泽贼葬蚤灶蚤灶早 燥遭泽藻则增藻凿
蚤灶 皂怎贼葬灶贼 蚤灶 贼澡藻 皂蚤糟则燥泽糟燥责藻 渊源园 伊 冤援 耘 院酝渊葬冤怎造藻 泽贼葬蚤灶蚤灶早 蚤灶 憎蚤造凿
贼赠责藻 燥遭泽藻则增藻凿 蚤灶 贼澡藻 皂蚤糟则燥泽糟燥责藻渊缘园 伊 冤援 云院酝渊 葬冤 怎造藻 泽贼葬蚤灶蚤灶早 蚤灶
摇 摇 皂怎贼葬灶贼 燥遭泽藻则增藻凿 蚤灶 贼澡藻 皂蚤糟则燥泽糟燥责藻援
图 圆摇 木质素成分测定
云蚤早援 圆摇 酝藻葬泽怎则藻皂藻灶贼 燥枣 糟燥皂责燥灶藻灶贼泽 燥枣 造蚤早灶蚤灶
木质素单体含量变化是由该基因突变引起的遥
圆郾 源摇 蕴韵悦赃韵泽园圆早园怨源怨园 的同源进化关系
为了进一步研究 蕴韵悦赃韵泽园圆早园怨源怨园 与其他物种的
同源进化关系袁选取玉米尧高粱尧小麦尧蓖麻尧甜橙尧烟
草尧亚麻尧棉花尧川椒尧高羊茅尧银合欢中的同源基因的
氨基酸序列作为比较对象袁采用 悦造葬泽贼葬造曾 软件进行作
图并分析袁结果表明 蕴韵悦赃韵泽园圆早园怨源怨园 所编码的蛋白
与玉蜀黍属和高粱的蛋白同源关系较为相近渊图 源冤遥
园猿源
摇 猿 期 一个水稻木质素单体合成突变体的鉴定及分析
图 猿摇 野生型浙粳 愿愿 和突变体浙粳 愿愿郧匀的农艺性状
云蚤早援 猿摇 栽澡藻 蚤灶增藻泽贼蚤早葬贼蚤燥灶 燥枣 贼澡藻 葬早则燥灶燥皂蚤糟 贼则葬蚤贼泽
蚤灶 憎蚤造凿 贼赠责藻 在澡藻躁蚤灶早 愿愿 葬灶凿 贼澡藻 皂怎贼葬灶贼
图 源摇 蕴韵悦赃韵泽园圆早园怨源怨园 基因所编码蛋白的同源比对分析
云蚤早援 源摇 栽澡藻 葬灶葬造赠泽蚤泽 燥枣 蕴韵悦赃韵泽园圆早园怨源怨园 早藻灶藻泽 藻灶糟燥凿蚤灶早 责则燥贼藻蚤灶泽 澡燥皂燥造燥早燥怎泽 糟燥皂责葬则蚤泽燥灶
晕燥贼藻院粤院郧匀糟阅晕粤员袁月院郧匀糟阅晕粤圆袁悦院郧匀糟阅晕粤猿援
图 缘摇 郧匀糟阅晕粤员尧郧匀糟阅晕粤圆 和 郧匀糟阅晕粤猿 三维结构预测图
云蚤早援 缘摇 栽澡藻 猿阅 泽贼则怎糟贼怎则藻 责则藻凿蚤糟贼蚤燥灶 凿蚤葬早则葬皂泽 燥枣 郧匀糟阅晕粤员袁 郧匀糟阅晕粤圆 葬灶凿 郧匀糟阅晕粤猿
圆郾 缘摇 蕴韵悦赃韵泽园圆早园怨源怨园 蛋白的三维结构预测
用 耘曾责葬泽赠 蛋 白 质 结 构 预 测 网 站 对 蕴韵悦 赃
韵泽园圆早园怨源怨园 进行分析袁它编码三段氨基酸序列分别是
郧匀糟阅晕粤员尧郧匀糟阅晕粤圆 和 郧匀糟阅晕粤猿袁三维结构预测结
果表明袁郧匀糟阅晕粤圆渊图 缘 原 月冤相对于 郧匀糟阅晕粤员渊图 缘 原
粤冤未发生明显的变化袁而 郧匀糟阅晕粤猿渊图 缘 原 悦冤相对于
郧匀糟阅晕粤员渊图 缘 原 粤冤和 郧匀糟阅晕粤圆渊图 缘 原 月冤发生明显
变化遥
圆郾 远摇 蕴韵悦赃韵泽园圆早园怨源怨园 的表达分析及 孕悦砸验证
采用 砸藻葬造鄄贼蚤皂藻 孕悦砸方法检测 郧匀糟阅晕粤员尧郧匀糟阅晕粤圆
和 郧匀糟阅晕粤猿 在水稻根尧茎尧叶中表达遥 结果显示袁野生
型浙粳 愿愿 的根尧茎尧叶中均表达 郧匀糟阅晕粤员尧郧匀糟阅晕粤圆
和 郧匀糟阅晕粤猿袁 且 表 达 量 郧匀糟阅晕粤猿 跃 郧匀糟阅晕粤圆 跃
郧匀糟阅晕粤员遥 而突变体浙粳 愿愿郧匀 中袁 郧匀糟阅晕粤员尧 郧匀糟
阅晕粤圆 和 郧匀糟 阅晕粤猿 的表达量与野生型相比均有很大
幅度的降低袁表达量下降倍数均在 员园园 倍左右渊图 远冤遥
以上结果可知单碱基突变造成了 蕴韵悦赃韵泽园圆早园怨源怨园 表
摇 摇 摇 摇
员猿源
核摇 农摇 学摇 报 圆怨 卷
图 远摇 郧匀糟阅晕粤员尧郧匀糟阅晕粤圆 和 郧匀糟阅晕粤猿 在水稻根尧茎尧叶中的定量分析
云蚤早援 远摇 栽澡藻 藻曾责则藻泽泽蚤燥灶 燥枣 郧匀糟阅晕粤员尧郧匀糟阅晕粤圆 葬灶凿 郧匀糟阅晕粤猿 蚤灶 贼澡藻 则燥燥贼袁 泽贼藻皂 葬灶凿 造藻葬枣 蚤灶 则蚤糟藻
达量的异常袁从而导致了水稻木质素单体含量发生变
化遥
圆郾 苑摇 蕴韵悦赃韵泽园圆早园怨源怨园 基因编码蛋白的亚细胞定位
经 蕴韵悦赃韵泽园圆早园怨源怨园 基因所编码蛋白的亚细胞定
位分析袁发现 蕴韵悦赃韵泽园圆早园怨源怨园 蛋白定位于细胞核与
细胞膜渊图 苑冤遥
猿摇 讨论
最初袁人们研究木质素主要是以木材为研究对象袁
以期对造纸工业尧牧草利用等为主的过程中存在诸多
不利因素进行改善遥 通过调节木质素合成中关键酶基
因的表达袁获得木质素含量或单体组成改变的材
料咱员源 原 员远暂 袁可以满足工业不同用材及畜牧用草的需要袁
提高其在实际应用中的效率遥 其实木质素广泛存在于
多种植物中袁而且在不同的组织器官中其功能也不同袁
通过对植物中不同组织器官中木质素的研究袁来解析
木质素的更多功能袁可以帮助解决实际应用中的问题
并改善植物的不良品质遥 例如植物中木质素总含量降
低将减少造纸行业对环境的污染及提高饲料植物的消
化率和利用率袁为人类带来巨大的经济收益咱员苑暂 遥
木质素单体的合成是经过苯丙酸途径进行的袁首
先苯丙氨酸渊或酪氨酸冤脱氨形成肉桂酸袁而后通过羟
基化尧甲基化及还原反应袁最终生成木质素的 猿 种主要
单体咱员愿暂 遥 利用现代生物技术和基因工程手段咱员怨 原 圆员暂 袁
晕燥贼藻院粤院 责酝韵晕缘猿园郧云孕袁 月院 责酝韵晕缘猿园郧云孕鄄糟阅晕粤猿袁
悦院 责酝韵晕缘猿园郧云孕鄄糟阅晕粤员援
图 苑摇 蕴韵悦赃韵泽园圆早园怨源怨园 基因编码蛋白的亚细胞定位
云蚤早援 苑摇 栽澡藻 泽怎遭糟藻造造怎造葬则 造燥糟葬造蚤扎葬贼蚤燥灶 燥枣 责则燥贼藻蚤灶
藻灶糟燥凿藻凿 遭赠 蕴韵悦赃韵泽园圆早园怨源怨园 早藻灶藻
人们在杨树尧苜蓿尧烟草等植物中通过调节木质素单体
生物合成中 悦粤阅尧源悦蕴尧云缘匀咱怨袁员缘袁圆圆暂等单个酶基因的活
性袁可以改变 猿 种木质素单体的相对比例及连接键的
类型袁从而成功降低木质素含量尧改变其组分袁达到改
圆猿源
摇 猿 期 一个水稻木质素单体合成突变体的鉴定及分析
善纤维植物品质的目的袁使其具有更高的经济效益遥
然而木质素的合成与多个酶有关袁不同酶之间有多种
相互作用袁所以抑制单一酶的表达活性袁往往会造成顾
此失彼的结果袁例如将 孕粤蕴 基因在杨树中基因沉默虽
然降低了转基因植株木质素含量袁但植物出现了非正
常生长咱圆猿暂 遥 因此袁在不影响植物正常生长的前提下袁
选择合适的基因尧合理调控各基因间的相互作用对于
调控木质素生物合成至关重要遥
本研究采用远园悦燥鄄酌 射线辐照粳稻品种浙粳 愿愿 干
种子袁在 酝圆 群体中发现具有茎秆脆嫩和金黄色颖壳尧
节间表型的水稻突变体遥 通过染色确定突变体中木质
素单体成分发生变化遥 李秋圆等咱员猿暂利用该突变体的
金黄色颖壳与节间突变对该突变体进行基因初定位袁
将突变基因定位于第 圆 号染色体短臂上物理距离约为
怨园噪遭袁在此研究基础上袁本研究对 怨园噪遭 范围内的基因
进行 孕悦砸扩增和测序袁发现仅 蕴燥糟赃韵泽园圆早园怨源怨园 发生突
变遥 已有研究表明袁蕴燥糟赃韵泽园圆早园怨源怨园 编码肉桂醇脱氢
酶 悦粤阅圆袁主要负责水稻茎秆木质素单体生物合成咱圆源暂 袁
且 蕴燥糟赃韵泽园圆早园怨源怨园 基因的第 源 个外显子上的第 缘缘源
个碱基 郧突变为 粤咱圆缘暂 袁导致植物木质素含量变化遥 与
前人研究结果不同的是袁本研究荧光定量 孕悦砸结果证
明袁蕴韵悦赃韵泽园圆早园怨源怨园 基因在突变体中第 员 个外显子第
员怨员 位碱基由 悦 突变为 郧袁导致 蕴燥糟赃韵泽园圆早园怨源怨园 基因
极低水平表达或不表达袁揭示了 蕴燥糟赃韵泽园圆早园怨源怨园 基因
员 个新的分子调控位点遥 通过农杆菌介导的烟草瞬时
表达方法袁第 员 次明确了 蕴燥糟赃韵泽园圆早园怨源怨园 蛋白在细胞
核和细胞膜上的亚细胞定位遥 在此研究基础上袁对该
基因的分子调控模式与功能进行更深入的研究遥 同
时袁该突变体的获得为水稻木质素含量或单体成分变
化新品种的培育提供原创性材料遥
源摇 结论
本研究鉴定了 员 个木质素单体合成改变和金黄色
颖壳尧节间表型的水稻突变体浙粳 愿愿郧匀遥 蕴韵悦 赃
韵泽园圆早园怨源怨园 基因突变导致其在水稻根尧茎尧叶中极低
水平表达或不表达袁引起木质素单体合成改变和金黄
色颖壳尧 节间表型遥 亚细胞定位结果将 蕴韵悦 赃
韵泽园圆早园怨源怨园 蛋白定位在细胞核与细胞膜遥
参考文献院
咱 员 暂摇 李金花袁张绮纹袁牛正田袁卢孟柱袁 悦葬则造 允 阅援 木质素生物合成及
其基因调控的研究进展咱 允暂 援 世界林业研究袁 圆园园苑袁 圆园渊员冤院 圆怨
原 猿苑
咱 圆 暂摇 陈永忠袁 谭晓风袁 悦造葬责澡葬皂 阅援 木质素生物合成及其基因调控研
究综述咱允暂 援 江西农业大学学报袁 圆园园猿袁 圆缘渊源冤院 远员猿 原 远员苑
咱 猿 暂摇 李伟袁 熊谨袁 陈晓阳援 木质素代谢的生理意义及其遗传控制研
究进展咱允暂 援 西北植物学报袁 圆园园猿袁 圆猿渊源冤院 远苑缘 原 远愿员
咱 源 暂摇 付伟袁 廖祥儒援 植物体内的木质素咱 允暂 援 生物学通报袁 圆园园源袁 猿怨
渊圆冤院员圆 原 员缘
咱 缘 暂摇 徐世晓袁 赵新全袁 孙平袁 赵同标袁 赵伟援 青藏高原 缘 种牧草木质
素含量及其体外消化率研究咱允暂 援 西北植物学报袁 圆园园猿袁 圆猿渊怨冤院
员远园缘 原 员远园愿
咱 远 暂摇 李伟援 试论造纸行业废液中木质素在肥料中的应用咱 允暂 援 大陆
桥视野援 圆园员圆袁 渊员园冤院 圆圆苑 原 圆圆愿
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咱 怨 暂摇 付月袁 李学龙袁 薛永常援 木质素合成酶基因 云缘匀的克隆及其鉴
定咱允暂 援 圆园园远袁 猿源渊愿冤院员缘缘猿 原 员缘缘缘
咱员园暂摇 赵文超袁 薛永常援 杨树木质素合成酶 悦悦砸基因的序列分析及蛋
白结构预测咱允暂 援 生物信息学袁 圆园园怨袁 苑渊圆冤院 愿员 原 愿源
咱员员暂摇 黄春琼袁 刘国道袁 郭安平援 反义 悦悦燥粤韵酝栽基因调控烟草木质素
的生物合成咱允暂 援 安徽农业科学袁 圆园园愿袁 猿远渊员怨冤院 愿园圆远 原 愿园圆苑
咱员圆暂摇 聂会忠袁 薛永常援 杨树木质素合成酶 糟猿澡 基因的克隆及其序列
分析咱允暂 援 西北植物学报袁 圆园园愿袁 圆愿渊缘冤院 愿愿怨 原 愿怨源
咱员猿暂摇 李秋圆袁 叶胜海袁 张迎迎袁 马晓静袁 梅杰袁 金庆生袁 何祖华袁 董
彦君袁 张小明援 一个水稻金黄色颖壳与节间基因的定位咱允暂 援 核
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咱员怨暂摇 向殿军袁 满丽莉袁 张娣袁 王丽娜袁宋群雁袁徐正进援 蕴泽陨悦耘员 基因
表达及调控转基因水稻抗冷通路研究咱允暂 援 核农学报袁 圆园员猿袁 圆苑
渊员园冤院员源圆源 原 员源猿园
咱圆园暂摇 王重袁 张跃强袁 樊哲儒袁 赵奇袁 李剑峰袁 张宏芝袁 王子霞袁 海热
古丽窑阿不力孜援 玉米 在皂孕耘孕悦 基因的克隆及其转化春小麦的
研究咱允暂 援 核农学报袁 圆园员猿袁 圆苑渊员员冤院员远员苑 原 员远圆猿
咱圆员暂摇 李素娟袁 樊秀霞袁 王华袁 邵健丰袁 赵辉袁 解芳袁 钱前袁 陶跃之援
水稻不同品种组培再生和转基因频率研究 咱 允暂 援 核农学报袁
圆园员猿袁 圆苑渊员圆冤院员愿员苑 原 员愿圆苑
咱圆圆暂摇 梁海泳袁 夏秀英袁 冯雪松援 哉郧孕葬泽藻和反义 源悦蕴 基因对转基因烟
草纤维素和木质素合成的调控咱允暂 援 植物生理学通讯袁 圆园园远袁 源圆
渊远冤院 员园远苑 原 员园苑圆
咱圆猿暂摇 薛永常袁李金花袁 卢孟柱袁张绮纹援 木质素单体生物合成途径及
其修订咱允暂 援 林业科学袁 圆园园猿袁 猿怨渊远冤院 员源远 原 员缘猿
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源猿源