甲醇老化对花生种子一些氧化酶活性的影响

不同浓度的甲醇老化花生种子引起不同程度的劣变。30%甲醇处理是甲醇胁迫的临介浓度。甲醇老化使萌发花生种子过氧化物酶、过氧化氢酶和抗坏血酸氧化酶活性下降,其中过氧化物酶和抗坏血酸氧化酶活性下降尤为显著,过氧化物酶活性在萌发后期有明显增加。甲醇胁迫使种子多酚氧化酶活性上升,而人工老化则明显下降,表明甲醇胁迫与人工老化对花生种子活力的影响存在不同的作用方式。     

玉米种胚HSP20基因对人工老化处理的响应

以玉米杂交种“郑单958”为材料, 采用高温(45°C)高湿(100%相对湿度)对玉米种子进行人工老化处理, 并用转录组技术, 研究植物HSP20基因对种子人工老化处理的响应, 旨在为揭示种子衰老的分子机制提供依据。结果表明, 随着老化时间的延长, 种子活力和种胚内过氧化氢酶的活性均表现下降趋势; 过氧化氢含量在老化第3天达到最大值, 随后下降; 丙二醛含量逐渐升高; 转录组检测表明, 种子老化过程中差异显著的HSP20基因有25个, 这些基因编码的HSP20蛋白主要被定位在细胞核、线粒体、以及叶绿体上, 其序列中均含有ACD保守序列(RVDWRETPDAHEIVVDVP GMRREDLRIEVEDNRVLRVSGERRRAEERKGDH WHREERSYGRFWRRFRLPENADLDSVAASLDSGVL TVRFRK)。该序列中含有较多的Arg (11.2%)、Lys (7.2%)、Pro (4.2%)、Thr (3.9%)等氨基酸, 老化过程中积累的ROS可能氧化这些氨基酸, 导致HSP20结构破坏、功能丧失。利用qRT-PCR技术对挑选的编码细胞质、叶绿体和线粒体HSP20的基因的表达模式分析显示, 随着老化程度的加深, 2个编码细胞质HSP20的基因上调表达, 另外两个编码叶绿体和线粒体HSP20基因的表达量在老化第3天达最大值, 随后下降。推测HSP20基因对种子老化有重要作用, HSP20蛋白的ACD结构域中Arg、Lys等氨基酸的靶向氧化可能是种子衰老的主要原因之一。     

人工老化对小麦种子活力及醇溶蛋白组成的影响

为揭示种子活力与醇溶蛋白组成变化的关系,以小麦品种百农矮抗58、周麦18、新麦208、郑麦9023和杂交小麦(BNS/05525)为材料,高温(43±1)℃、高湿(95％相对湿度)老化处理0,4,6,9,12,15d和20 d,对老化处理种子的活力及醇溶蛋白组成进行了分析.结果表明,随着老化时间的延长,小麦种子的发芽势、发芽率、发芽指数和活力指数逐渐降低,老化20 d的小麦种子发芽势、发芽率、发芽指数和活力指数均降为0,种子活力丧失.在同一老化程度下,杂交小麦种子的发芽势、发芽指数、活力指数均高于百农矮抗58、周麦18、新麦208、郑麦9023,说明杂交小麦的抗老化能力较强;电导率在种子老化的0～12 d内变化较小,种子老化到15d时电导率迅速升高;5个小麦品种种子老化20 d后,发芽率从100％下降到0,醇溶蛋白的表达均出现了带型的变化,ω区醇溶蛋白出现了谱带的丢失、新蛋白的增加及蛋白表达量的上升和下降.种子活力丧失与蛋白的丢失、新谱带的产生都是在同一时间(种子老化20 d),说明种子活力的丧失与ω区域醇溶蛋白的消失和新增加的蛋白质有关;种子老化程度的加剧,导致了某些存活能力差的基因型消失,消失的基因可能与种子活力的表达相关.     

人工老化麦类种子及其遗传完整性变化的研究

本文以3个黑麦品种和1个小麦品种,通过人工老化、根尖细胞观察、酶活性分析、电泳技术、电导率和种子活力测定等方法,对种子种质人工老化(模拟贮藏过程老化)中遗传完整性变化进行了较系统的研究。结果表明:黑麦种子在高温高湿人工老化条件下与自然条件下发芽率变化相同,呈反S曲线。过氧化氢酶和过氧化物酶活性在老化初期略有上升,然后急剧下降,再后,下降的速度减慢。酯酶和过氧化物酶同工酶的条带数随着老化程度的增加而逐渐减少。发芽率为40～50%是同工酶变化的临界期,这时同工酶条带数急剧减少,随着种子的老化。种子根尖有丝分裂后期异常染色体频率增加,异常染色体频率与种子发芽率呈直线负相关,异常染色体的种类有单桥、双桥、多桥、片段、落后染色体等,种子活力随着老化时间的延长而下降。老化初期,发芽率尚未表现明显下降时,种子活力即开始下降。种子电导率变化规律不明显,使用有机溶剂可以改变老化种子的活力。丙酮—赤酶素溶液能抑制衰老种子的萌发,尿素水溶液浸种能提高种子活力,较高浓度的PEG水溶液浸种能够显著提高种子活力。     

人工老化处理对不同休眠特性水稻种子生理特性的影响

以2个具有休眠特性差异的籼稻品种(4K58(Ⅱ-32B休眠)、4K59(Ⅱ-32B))及其各自与不育系(Ⅱ-32A)的杂交F2代种子(C 178、C 179)为材料,采用人工加速老化方法获得不同老化天数(0,3,6,9d)的种子。探讨了老化处理对种子丙二醛(MDA)含量,过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)活性的影响。结果表明,随老化时间延长,4个品种种子MDA含量显著增加,CAT活性显著降低;自交系种子的MDA含量及SOD、CAT和APX活性均显著低于杂交种;4K58和C 178种子的抗氧化物酶活性均分别低于4K59和C 179。研究认为,人工老化处理显著抑制了种子体内抗氧化系统的活性,加深了膜脂过氧化程度,加剧了种子的劣变。另外,研究还推测具有休眠特性的水稻种子更不耐贮藏。     

小麦抗坏血酸过氧化物酶TaAPX基因克隆与表达分析

为了研究非生物胁迫处理下小麦抗坏血酸过氧化物酶(APX)的作用,以小麦百农207为试验材料,根据小麦APX基因序列,采用RT-PCR技术对小麦APX基因进行克隆、生物信息学分析及组织表达模式分析;对小麦进行非生物胁迫处理,分析小麦APX基因在环境胁迫条件下的表达特征。结果表明,TaAPX基因包含876 bp的开放阅读框,编码1个291个氨基酸组成的蛋白质,分子质量为31.73 ku,等电点为7.74,分子式C_(1417)H_(2246)N_(394)O_(423)S_5,TaAPX可能是两性蛋白,无信号肽,为非分泌蛋白。蛋白质序列比对和进化树分析表明,小麦与大麦的APX编码蛋白的氨基酸全长序列相似性最高达到97.25%,亲缘关系最近。实时荧光定量PCR分析表明,TaAPX在小麦幼根、茎、茎节、幼叶、叶鞘、雌蕊和雄蕊中均有表达,其中在幼叶中表达量最高,其次是茎、茎节,在幼根、叶鞘中表达量较低,在雌、雄蕊中表达量最低。在非生物胁迫条件下该基因受干旱、低温胁迫表达增强,而在NaCl胁迫和渗透胁迫下表达降低。综上,获得了TaAPX基因的编码区序列,分析发现其响应干旱、低温和盐等逆境胁迫,提示该基因可能与小麦抗逆境机制密切相关。     

玉米杂交种子生产技术(三)

五、玉米杂交种子生产技术玉米杂交种第一代的增产幅度最大,尤其是单交种。因此每年都需制种,生产高质量的杂交种子。杂交制种必须隔离安全,父、母本花期相遇良好,亲本自交系纯度高,同时又严格去杂,母本去雄及时、彻底、干净。实践证明,同样的自交系和同样纯度的种子,由于制种技术不同,杂交种子的质量和杂交种的增产效果有很大差别。所以     

人工老化过程中柔枝松种子酶活性变化的研究

对柔枝松(Pinus flexilis James.)种子进行酶活性变化实验,结果表明,经过人工老化处理,5个柔枝松种源种子胚乳中的APX和PPO活性的初始值都明显比正常种子高,而POD、SOD和CAT的初始活性值下降.种源Rs、Rg和Rl的种子品质较好,种源Rsd的酶活性变化最大.由此可以作为引进柔枝松优良种质资源的依据,同时也为国内林木种子活力的研究提供借鉴.     

人工老化对夏玉米登海605和鲁单818的影响

为探讨种子老化过程中种子活力与抗氧化酶活性的关系,人工老化对田间长势情况的影响,在人工老化条件下对登海605和鲁单818的萌发种子抗氧化酶活性、种子活力、干物质积累和产量形成展开研究.结果表明,发芽率、发芽势与产量的形成显著相关,人工老化处理降低玉米的种子活力、田间干物质积累和产量,呈现出老化前期缓慢降低、老化2d后迅速下降的变化趋势,且存在显著的基因型差异.     

人工老化和修复处理对小麦种子活力及生理特性的影响

种子在贮藏过程中,会出现老化现象,使种子活力下降,生理特性发生改变.本实验采用高温高湿(T=52.3℃,RH=80％)人工老化方法处理小麦种子,并以500 mg/L抗坏血酸(AsA)、20％聚乙二醇(PEG) 6000、500 mg/L赤霉素(GA3)3种溶液进行老化种子的修复,人工老化及修复后的种子经室内发芽试验,分别测定种子发芽指标、种子活力、过氧化物酶(POD)活性、丙二醛(MDA)含量变化情况.结果表明,经人工老化处理后,小麦种子的发芽势下降2.27％,发芽率下降2.67％,种子活力(TTC还原强度)下降7.29％,这三者虽都有所下降,但未达到显著水平(p＜0.05);而老化种子的活力指数和发芽指数下降显著,分别较未老化处理种子下降35.86％和51.51％.PEG修复处理能显著提高老化种子的发芽指数;GA3修复处理对老化种子活力指数的修复效果最好;AsA和GA3修复处理使老化种子的MDA含量显著降低,但未达到未经处理种子的MDA含量水平;PEG、GA3和AsA修复处理对POD酶活性都有一定程度的提高,但影响不显著.     

不同花粉密度条件下光温敏雄性不育小麦BS366异交结实分析

研究了人工授粉和田间不同授粉方式条件下,光温敏雄性不育小麦BS366的异交结实情况。结果表明,在不育系花后不同时间人工饱和授粉条件下,其异交结实率呈先增后减的变化,花后第4天至第8天,异交结实率达80%以上,其中第5天为88%;穗中部异交结实能力最强,但异交结实粒数变异也最为明显;多次人工饱和授粉的异交结实率达94.7%,说明该不育系具有较高的异交结实潜力;花后天数与异交结实率的关系可以用方程y=-1.457 7x2 20.489x 12.472(R2=0.914 6**)描述,观察值与模拟值相差0～9%。田间不同授粉方式下,距恢复系1.5 m内,不育系异交结实变异较大,2.0 m以外无显著差异;距恢复系0.5 m内,不育系异交结实率较高,行间差异不显著;辅助授粉时,距恢复系1.0 m以内的不育系异交结实率和杂交种子重量的增幅最大,异交结实率最高可增加45%。光温敏雄性不育小麦BS366制种时播种宽度应控制2.0 m,并在花后8 d内,尤其是花后4～8 d进行辅助授粉,可实现较高异交结实率。     

苹果炭疽病抗性miRNA的筛选

为筛选炭疽病菌侵染苹果属植物后相关miRNA的响应情况,以抗病品种‘八棱脆’海棠、感病品种‘嘎啦’苹果2个为试验材料,分别用胶胞炭疽孢子悬浮液侵染组培苗,4天后发病,提取植物总RNA并反转miRNA,用qRT-PCR分析2种植物中抗病相关miRNA相对表达量的差异,并对其靶基因进行预测。在抗性品种中miR390a和miR396b/c/f表达量下调,而在感病品种中表达量上调,且其靶基因均有LRR受体样丝氨酸/苏氨酸蛋白,miR482b靶基因为抗性蛋白。miR390a、miR482b和miR396b/c/f可能在苹果炭疽病的侵染过程中起重要作用。     

基于油菜F1杂种种皮鉴别其母本的SSR检测方法及应用

甘蓝型油菜杂交种中雄性不育母本假杂种是影响种子纯度的关键。为了探索一种能准确鉴定油菜杂交种中母本假杂种的方法,利用CTAB小样法分别提取油菜F1杂种种皮和幼苗的总DNA,进而筛选种皮与幼苗的SSR谱带存在差异的引物,并用于鉴别杂交种制种样品中母本基因型假杂种。结果表明：F1杂种种皮的SSR电泳谱带与其母本相同,利用筛选到的多态性SSR引物对2个国审品种的6份杂交制种样品中母本基因型假杂种鉴定的结果与田间单株鉴定吻合率达98%以上,说明利用F1杂种种皮与幼胚存在多态性的SSR标记鉴定杂交种的母本基因型假杂种是可靠的。该技术方法可以克服目前油菜杂交种SSR纯度鉴定对亲本的依赖,为种子生产、管理和经营部门种子纯度质量的有效监控提供技术参考。     

利用solexa测序技术发掘木薯microRNAs

为了发掘木薯中的microRNAs (miRNAs),了解其在木薯中的调控机制,本研究利用Solexa测序技术在木薯中发现了大量的miRNAs,并利用一种新的miRNA定量检测技术（Multiplexed RT法）对其进行实验验证。通过对构建的3个小RNA文库进行solexa测序与生物信息学分析,最终获得19个家族93个保守的miRNA和74个新的miRNA,实验验证了测序获得的83个miRNA。在Arg7块根中特异表达的有6个miRNA,分别为miR172d、miR396c、miR398a、miR398b、miR399e、miR399f,叶片中特异表达的有13个,须根中特异表达的有3个,这些miRNAs将为深入了解木薯块根发育和淀粉累积机理提供了一个新的视角。     

杂交水稻制种母本结实对高温的敏感性

一般认为,杂交水稻制种对环境条件的要求比水稻大田生产更为严格,但确实的证据一直较少。2013年长江流域出现罕见连续高温天气,中国国家级杂交水稻制种基地江苏盐城的高温一直持续到常年的制种授粉适宜期。本研究以同一杂交水稻制种组合不同播期批次所经历的不同温度条件为处理,探讨其经历不同气温历期后的结实率差异,及其与高温等气象条件的关系。结果表明,3批次父本和母本在结实敏感生育阶段经历了不同程度的高温逆境。其中,3批次父本的结实率较常年略有降低,但批次间的结实差异不显著;而3批次母本的结实率较常年降低30%~40%（绝对值）,且其在不同批次间差异极显著。此外,母本结实率与其经历的危害温度天数呈极显著相关。本研究表明,杂交水稻制种可能确实比普通水稻生产对高温反应明显更敏感。进一步测定各关键不育系及杂交水稻制种的高温受害条件,确立即时性高温御防技术将是中国杂交水稻研究中的重要课题。     

Production and characterization of hybrids between Cajanus cajan × C. reticulatus var. grandifolius

Cajanus reticulatus var. grandifolius, endemic to Australia and a wild relative of the cultivated species, C. cajan, was successfully crossed with the latter as the female parent. The major wild species characters such as persistent stipules, long pod hairs, pod shattering, brown seeds with grey speckles, and presence of seed strophiole were dominant in the hybrid. For growth and branching habit, and leaflet, flower, pod, and seed size, the hybrid was intermediate between the parents. The meiotic cells of the hybrid were found to have quadrivalents, trivalents, univalents,and showed reduced chromosome pairing as revealed by the increased number of rod bivalents per cell at metaphase-I, and stickiness and precocious movement of chromosomes to poles in the second division. In comparison to the parents, the hybrid had fewer pods and seeds. However,these anomalies in the interspecific hybrid are not significant enough to preclude the gene transfer from C. reticulatus to the cultivated species through a sexual route. This revised version was published online in August 2006 with corrections to the Cover Date.     

小金海棠缺铁胁迫相关miR394a的克隆与表达分析

为了研究铁高效植物小金海棠的miRNAs信息及在缺铁处理下miRNA的表达变化,以进一步了解小金海棠缺铁分子调控机制。以改良CTAB法提取的总RNA为模板,从小金海棠中分离得到miR394a。通过Real-time PCR检测miR394a的表达,并利用生物信息学方法预测了miR394a的靶基因及其功能。miR394a具有高度保守性,从小金海棠中分离的miR394a与其他物种的miR394a序列高度相似。缺铁胁迫后,小金海棠的miR394a在根及叶中都有表达,但表达模式有所不同,miR394a在根部响应较为迅速,缺铁处理1天时,即有上调表达;而在叶片的响应较晚,缺铁3天时有上调表达。miR394a的靶基因预测表明,miR394a主要调控转录因子及参与代谢途径的基因。结果表明,miR394a受缺铁胁迫所诱导,参与了小金海棠缺铁调控途径,在缺铁调控中起重要作用。     

棉花抗坏血酸过氧化物酶基因GhAPX的克隆及耐冷性初步鉴定

抗坏血酸过氧化物酶(ascorbate peroxidase,APX)是活性氧H2O2的清除剂,对抵抗植物逆境发挥着重要的作用。为了探究棉花APX基因的耐冷功能,本实验应用RT-PCR和RACE技术从苗期耐冷型棉花品种‘新陆早25号’叶片中克隆得到一个APX基因GhAPX,并对转基因烟草的主要抗氧化酶活性和快速荧光参数进行了分析。结果表明,该基因c DNA全长1763 bp,开放阅读框1137 bp,编码379个氨基酸。Blastx比对表明该基因与已克隆的棉花气孔APX相似性最高,达99%。进化分析表明该基因与刚毛怪柳关系较近,与拟南芥(AtAPX)和小麦(TaAPX)关系较远。蛋白质结构分析显示该基因属于植物过氧化物酶基因家族,亚细胞定位结果显示该蛋白位于叶绿体中。实验成功构建了植物表达载体PZP35S-GhAPX。转基因研究发现,转GhAPX基因会提高烟草的POD和CAT活性。在4℃冷害条件下,转基因烟草的POD和CAT活性及Fv/Fm和pI均大于野生(对照)株,且下降幅度和速度均小于野生植株,而SOD活性在转基因和野生植株间差异不大,初步推测GhAPX基因可以提高棉花幼苗的低温冷害抵抗力。本研究为揭示GhAPX基因的功能及其与棉花耐冷性的关系提供了理论参考。     

番茄ps-2雄性不育系01222的育性观察

对从保加利亚引入并选出的含有番茄ps - 2基因的雄性不育新品系 0 12 2 2进行了杂交制种试验。结果表明 ,该不育品系虽然会发生自交 ,但座果率极低 ,其中正常果率只占 2 9% ,其余均为僵果。通过开花后 1～ 3d人工去雄授粉和蕾期去雄杂交制种试验比较说明 ,即使 3d后的处理杂交种子纯度仍可达 99%以上 ,符合国际种子质量标准 ,但是杂交座果率、单果种子含量却随开花天数的增加而降低 ,以蕾期和开花后 1d处理最佳。表明该不育系是一个很有应用价值的新材料。