中国薏苡遗传改良研究进展

薏苡的药用价值、营养价值极高,是一种世界范围内倍受青睐的保健粮食作物,也是中国加入WTO后参与国际竞争的重要农产品之一。薏苡的近缘野生种川谷是改良薏苡的新的基因源,通过两者杂交可以创造广泛的重组、变异类型,为选育综合双亲优良性状的薏苡新品种提供了遗传基础。针对中国薏苡生产缺乏优良品种的问题,从种质资源、细胞遗传学、生理生化、组织培养、遗传改良5个方面,综述了中国薏苡遗传改良的相关研究进展,并分析了今后的发展趋势,旨在为加强薏苡育种研究提供参考。     

薏苡种质资源及其遗传特性研究进展

总结了薏苡在种质资源收集、分类及分子标记的应用现状,综述了薏苡在细胞遗传学、远缘杂交、遗传改良和基因发掘鉴定等方面的研究进展,并对薏苡在种质资源和遗传特性方面的研究方向进行了展望.     

草地早熟禾及其空间诱变矮化突变体叶片组织结构的比较观察

为给草地早熟禾及其空间诱变矮化突变体的生理、抗性及分子研究提供基础,对草地早熟禾野生型及矮化变异株系叶片的外观形态、表面组织结构进行了观察和测量。结果表明,2个矮化突变株系叶片均明显增宽、厚度减小;上表皮细胞的长宽比明显减少;同时,矮化突变株系的叶片气孔密度增大,单个气孔面积减小。进一步分析表明,矮化株系叶片宽度增加可能是因为细胞数目的增加和表皮细胞的增宽。旨为进一步研究其生理生化特性提供科学依据。     

甘蔗抗旱性遗传育种的研究进展

本综述结合目前对植物生物膜结构、渗透调节及干旱诱导蛋白等方面的研究,概括了干旱胁迫对甘蔗的伤害及甘蔗抗旱性的生物学机理。通过对甘蔗形态结构特征、生理生化特性等的分析及对抗旱性指标进行的综合分析可以较好地评价甘蔗的抗旱性。进一步扩大对甘蔗野生近缘种的研究和利用,挖掘更多的抗旱基因。继续加强甘蔗抗旱性在生理生化功能方面和分子水平的研究,并进一步利用基因工程技术培育出甘蔗抗旱新品种。     

薏苡的生物学研究进展

栽培薏苡(Coix lacryma-jobi L.)属于禾本科(Poaceae)玉蜀黍族(Trib.Maydeae Dumort.)薏苡属(Coix Linn.).薏苡属内有多个种,起源并广泛分布于东亚和东南亚地区.薏苡在东亚许多国家都是传统的保健和药用作物,具有重要的经济地位.在我国,薏苡不仅具有悠久的栽培历史,还是分布最广的药用经济作物.近年来,人们发现了薏苡有防治癌症的药用价值,使薏苡的生产变得更加重要.同时,作为玉米的近缘种,薏苡属植物的细胞遗传学、基因组学、比较基因组学等研究也随着玉米测序工作的完成而迅速推进.深入研究薏苡对于改良玉米及薏苡种质,阐明禾本科植物的进化与分化等方面都有重要价值.就薏苡属生物学各领域研究进展进行综述,并展望其未来的研究方向.     

作物耐旱性生理生化指标研究进展

研究农作物耐旱性对农业生产具有重要意义。本研究从光合作用、呼吸作用、渗透调节、植物内源激素、抗氧化防御系统等方面综述了农作物耐旱性在生理生化方面的研究进展,并进一步阐明了各生理生化指标的变化规律与作物耐旱性强弱之间的关系,为今后进一步的研究农作物耐旱性提供了理论依据。     

番木瓜采后生理及品质控制

综述了近年来有关番木瓜采后生理生化、病理生理及果实品质控制和保鲜技术方面进行的研究;重点介绍了采后果实软化过程的生理生化变化、冷害生理、热害生理及番木瓜采后品质控制的新技术。     

番木瓜采后生理及品质控制研究综述

综述了近年来有关番木瓜采后生理生化、病理生理及果实品质控制和保鲜技术方面进行的研究;重点介绍了采后果实软化过程的生理生化变化、冷害生理、热害生理及番木瓜采后品质控制的新技术。     

水稻雄性不育机理的研究进展

水稻雄性不育在农业生产上具有十分重要的意义,可以用来生产杂交种子,开展轮回选择和创造基因库.近年来,对于水稻雄性不育进行了遗传学、细胞学和解剖学以及生理生化等多方面的研究,取得了一定进展. 从生理学角度上讲,水稻雄性不育是属于功能性不育,小孢子在发生过程中出现败育,不能形成有活力的花粉.研究花药的生理生化过程,由于难于采集材料,加之花药体积小,要分析花药各层中发生的这些过程目前还有技术上的困难.由于应用放射性同位素示踪、细胞化学方法、电镜技术等,对花粉发育的生理生化过程(核酶和蛋白质合成)已有了一般认识[1],研究水稻雄性不育株花药的生理生化过程可以丰富这方面的知识.有关水稻雄性不育的生理生化研究通常是采用比较分析的方法研究雄性不育株花药与可育株花药之间的差异.这种比较分析过去往往只测定某一个时期,而不是在花粉发育过程中连续地进行生理代谢分析,所得到的资料很有限.近年来在生理生化研究中结合对供试材料的细胞学检查,鉴定花粉的发育时期,在小孢子发生过程的每个时期对雄性不育株花药和可育株花药进行生理生化分析.因而对水稻雄性不育的机理有了进一步认识.     

薏苡ramosa2基因的克隆及表达分析

ramosa基因属于LBD基因家族,在植物侧生器官原基的启动和形态形成中发挥重要作用。为了解薏苡ramosa基因的功能及表达特征,本研究采用RT-PCR和RACE技术克隆获得薏苡ramosa2 (ClRA2)基因,并对其序列的生理生化特征及表达模式进行分析。ClRA2 c DNA序列全长1 421 bp,ORF长813 bp,编码270个氨基酸,含有LOB结构域,位于26～124位置,属于LBD基因家族。ClRA2相对分子质量为49.96 kD,等电点为9.08,属于疏水性的不稳定蛋白。分子进化树分析发现ClRA2与高粱SbRA2亲缘关系最近。实时荧光定量PCR检测结果表明,ClRA2在根中的表达丰度最高,表达量远高于茎和花穗。本研究为解析ClRA2基因功能及其调控薏苡侧生器官发育机制提供了理论基础。     

牧草遗传变异国内外研究进展

从形态学、细胞学、生理生化和分子水平等方面对国内外牧草资源遗传变异研究进行了综述,并论述了不同遗传标记技术的优缺点,简单叙述了我国对牧草资源遗传变异研究的缺陷和今后发展的趋势,为进一步研究牧草遗传变异及新品种选育提供参考。     

玉米与摩擦禾、薏苡的杂交不亲和性

采用荧光显微技术, 对摩擦禾、薏苡花粉在玉米柱头上的萌发和生长过程进行了观察。摩擦禾花粉粒在玉米柱头上均能萌发, 花粉管在柱头中伸长并到达花柱基部, 且可将雄配子送入胚囊内, 玉米果穗顶端有受精结实痕迹, 说明摩擦禾与玉米的杂交障碍不是杂交不亲和, 而是胚囊不亲和或杂种衰亡。薏苡花粉粒在玉米柱头也能萌发, 花粉管能伸入花柱, 但玉米与薏苡杂交生殖隔离较摩擦禾严格, 杂交极其困难, 杂交障碍为胚囊不亲和或花柱不亲和。玉米与薏苡杂交时, 薏米花粉管能到达玉米花柱基部, 而川谷花粉管却在花柱中停止生长, 杂交障碍与薏苡种类有关。玉米与薏苡杂交的花粉管异常率高于玉米与摩擦禾杂交花粉管异常率, 反映了玉米与摩擦禾的亲缘关系较与薏苡近。     

行距配置和种植密度对薏苡光合生理、籽粒灌浆及产量的影响

为薏苡高产栽培提供参考依据,采用2 因素裂区设计,设置2 种行距（等行距、宽窄行）和4 种密度（7 万、6 万、5 万、4 万株/hm2）,研究不同的种植方式对薏苡花后光合生理、籽粒灌浆及产量的影响。结果表明：宽窄行种植改善了薏苡的群体结构,提高了叶片光合性能和籽粒灌浆能力,与等行距种植的薏苡相比,4 种密度种植的薏苡产量分别提高7.87%、7.90%、7.87%和8.75%;种植密度对薏苡产量影响显著,2 种行距配置的薏苡都以种植密度为5 万株/hm2时产量最高,分别达到4544.1、4901.9 kg/hm2。薏苡的适宜种植密度为5万株/hm2,宽窄行种植是薏苡高产栽培的有效措施。     

果树原生质体培养研究进展

原生质体培养是进行植物育种和细胞各种生理生化特性研究的平台.本文对近些年在果树原生质体分离培养条件、方法和植株再生技术方面的研究进展进行了综述,分析了影响原生质体的分离、纯化、培养的有关因素,并根据有关文献讨论了今后果树原生质体研究的重点方向.     

禾本科植物原生质体分离研究进展

利用原生质体可以方便快捷地对植物进行遗传改良和细胞生理生化特性研究。为了给禾本科植物原生质体分离体系的建立提供理论依据,推动禾本科植物原生质体的研究应用,对制备禾本科植物原生质体的材料选择、材料的预处理、分离方法及条件和纯化方式等方面的研究进展进行详细的阐述,分析了影响禾本科植物原生质体分离效果的有关因素,并对禾本科植物原生质体分离所存在的问题提出建议及对其研究应用进行展望。     

李祥栋 理学硕士(编委)

正李祥栋,男,汉族,1987年7月出生,贵州大学理学硕士,高级农艺师。现就任于贵州黔西南喀斯特区域发展研究院从事科研工作。2014年8月就职于黔西南布依族苗族自治州农业科学研究所,2015年1月至今,就职于贵州黔西南喀斯特区域发展研究院。主要从事高粱、薏苡等作物种质资源农艺和品质评价,薏苡属的系统进化与演化、遗传改良及栽培生理等方面研究。近年来,主持省级项目2项,参与省科技厅项目4项;主编和出版《薏苡种质资源描述规     

棕榈科植物抗寒、抗旱生理生化研究进展

棕榈科植物作为世界热带地区最重要的科之一,具有较高的观赏和经济价值。低温和干旱是限制棕榈科植物生长发育和种植面积进一步扩大的主要因子。而植物生理生化指标的变化情况,能直接反映植物抗寒、抗旱能力强弱。简述了近年来棕榈科植物抗寒、抗旱生理生化的研究进展,分析了其生理生化变化规律,提出了提高棕榈科植物抗寒、抗旱的方法,并对未来研究发展方向进行了展望,为进一步开展棕榈科植物抗寒、抗旱机理和提高其抗寒、抗旱性研究提供参考。     

铅胁迫对薏苡种子萌发和幼苗生理特性的影响

研究了铅胁迫对薏苡种子萌发和幼苗生长的影响。采用不同浓度的硝酸铅处理薏苡种子和幼苗,记录薏苡种子发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数,并在幼苗生长期检测叶片相关生理指标。结果表明,铅胁迫抑制幼苗生长和活力指数,中高浓度(30~60 mg·L^-1)硝酸铅能够明显抑制种子萌发。铅胁迫下抑制幼苗叶片中叶绿素和类胡萝卜素合成,其中类胡萝卜素对铅胁迫更加敏感。随着硝酸铅浓度的升高,幼苗叶片中MDA、相对电导率和脯氨酸含量呈明显上升趋势;中低浓度(15 mg·L^-1和30 mg·L^-1)硝酸铅对SOD酶活性具有微弱促进作用,40 mg·L^-1和60 mg·L^-1硝酸铅对SOD酶活性具有明显抑制作用。研究表明,铅胁迫抑制薏苡种子萌发和幼苗生长,薏苡幼苗通过多种生理途径抵御铅胁迫。     

薏苡Waxy基因的克隆与生物信息学分析

薏苡Waxy基因是控制薏苡直链淀粉合成的关键基因,对其进行生物信息学分析,为深入研究该基因的作用奠定基础并为进一步改良糯性新材料提供理论支撑,以薏苡的嫩茎为实验材料,采用RT-PCR方法克隆薏苡Waxy基因,使用NCBI、DNAMAN及ExPYSy等一系列在线软件及工具,对薏苡Waxy基因的编码区,氨基酸序列及蛋白质的结构和功能进行生物信息学分析,研究表明薏苡Waxy基因有13个内含子,全长1 845 bp,编码由614个氨基酸,属于糖基转移酶超家族,薏苡与高粱亲缘关系较近,同源性达93%;该蛋白其中α螺旋占35.18%,无规则卷曲所占比例33.22%,保守性较强,通过对该蛋白保守性分析发现:糖基转移酶、糖原/淀粉合成酶和淀粉合成酶催化区3个保守性结构域。     

外源硒对植物抗盐性的影响研究进展

硒作为营养元素,能够参与调控植物抗盐的生理生化代谢过程。本文就硒对植物生长发育的影响、吸收转运及提高植物抗盐性的作用机制3个方面作了总结,并对下一步的研究和应用进行了展望,以期为硒调控植物抗盐的生理生化代谢过程提供理论依据。