水稻单侧卷叶突变体url2(t)的鉴定与遗传分析

水稻叶片适度卷曲有利于保持叶片直立,改善群体内部光照条件,提高光能利用效率,从而提高产量和品质.卷叶突变体是水稻超高产育种重要的种质资源.在甲基磺酸乙酯诱变水稻骨干恢复系缙恢10号构建的突变体库中发现了一个单侧卷叶突变体,暂命名为url2(t).该突变体表现叶片单侧向近轴面卷曲,另一侧则基本保持平展.突变体不同时期的叶绿素质量分数均高于其野生型缙恢10号,尤其拔节期和抽穗期,url2(t)突变体显著高于野生型缙恢10号.url2(t)突变体叶片在孕穗期和抽穗期卷曲度适中,功能叶的叶基角均小于缙恢10号,即叶片表现直立.这样的形态结构使水稻叶片直立有利于合理密植、提高光能利用率、高光效群体的建成及光合产物的积累.遗传分析表明该突变性状受一对隐性基因控制.     

水稻叶片全生育期黄化突变体ylg3叶绿素合成特性研究

该研究以野生型缙恢10号为对照,对水稻叶片全生育期黄化突变体ylg3叶绿素合成前体物质进行了研究. 结果表明:与野生型缙恢10号相比,突变体ylg3表现为叶绿素缺乏;ylg3的叶绿素合成前体物质受阻于由胆色素 原(PBG)合成尿卟啉原Ⅲ(UrogenⅢ)这一步,推测与胆色素原脱氨基酶和尿卟啉原Ⅲ合成酶这2个关键酶活性异 常存在一定关系;Pchlide的光转化效率表明,突变体ylg3产生的Chlide少于对照,且用于叶绿素a合成的消耗量 和消耗速度也低于对照.这可能是其叶绿素质量分数低的重要原因.     

水稻卷叶突变体rl15(t)的生理学分析及基因定位

【目的】对环境诱导卷叶突变体开展生理学特性分析,并对候选的突变基因开展初步定位,为下一步的基因克隆与功能分析提供研究基础。【方法】用60Coγ射线诱变粳稻品种日本晴（Nipponbare）种子,发现了一份叶片在晴朗天的正午时分高度内卷的突变体,命名为rl15(t)（rolled leaf 15）。通过田间种植鉴定,对该突变体进行表型观察及主要农艺性状调查。采用不同温度和相对湿度处理rl15(t)和野生型,以揭示影响突变体叶片卷曲的环境因素。试验设置3个处理温度（24℃、29℃、34℃）和2个相对湿度（RH=60%或95%）,在人工气候箱处理抽穗期的rl15(t)和野生型,以处理1.5 h后的剑叶测定叶片卷曲度（RLI）。自清晨6:00时至下午18:00时,每隔2 h用便携式气体交换系统Li-6400测定rl15(t)和野生型剑叶的净光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）和气孔导度（Gs）等指标,同时用WP4露点水势仪测定剑叶的叶片水势,分析并比较突变体和野生型的上述生理表现的异同。将rl15(t)与野生型日本晴杂交,观察F1植株和F2群体的叶片表型,对F2表型分离进行χ2测验,分析突变体的遗传行为。以rl15(t)×珍汕97B的F2群体为材料,利用BSA法对候选基因进行定位。【结果】与野生型亲本日本晴相比,rl15(t)突变体植株变矮、分蘖减少、穗长变短、籽粒变小、生育期延迟;rl15(t)突变体叶片短窄且在阴雨天气或晴天的清晨和黄昏时表现为正常的平展或轻微内卷,但在晴朗天的正午时分表现高度内卷。温度和湿度梯度处理试验表明,rl15(t)突变体叶片卷曲行为受环境诱导,湿度是诱导突变体叶片卷曲的主要因素,高温可促进该表型的表现。rl15(t)突变体剑叶的净光合速率、蒸腾速率和气孔导度等光合参数以及叶片水势在清晨和黄昏同野生型亲本较接近,但在正午时分均显著低于野生型;而rl15(t)突变体剑叶的水分利用效率（WUE）在清晨、正午时分和黄昏与野生型接近,但在其他时段显著高于野生型。rl15(t)与野生型亲本日本晴的F1表现叶片正常的平展,F2群体中平展叶与卷叶表型株符合3﹕1分离比,表明rl15(t)突变体的卷叶突变性状受1对隐性核基因控制。RL15(t)初步定位于水稻第10染色体长臂端SSR标记RM25302和RM25343之间,与两标记的遗传距离分别为0.8和2.0 cM。【结论】突变体rl15(t)的卷叶表型是受环境诱导的,候选基因定位于SSR标记RM25302和RM25343之间,该区段内未见同类表型基因的报道,推测RL15(t)可能是一个新的卷叶调控基因。     

水稻窄卷叶突变体nrl4的表型分析与基因定位

【目的】研究水稻卷叶突变体叶形变化的分子机理,鉴定出新的水稻卷叶基因。【方法】利用EMS诱变籼稻品种浙农34,获得一个窄卷叶突变体,命名为nrl4(narrow and rolling leaf 4)。在抽穗期随机选取野生型浙农34和nrl4各10株,对其进行表型观察和主要农艺性状调查等,并测定叶绿素含量;同时用Zeiss荧光显微镜观察剑叶中部叶片横切面维管束的数目并统计泡状细胞数量。以多代自交稳定的突变体nrl4为母本与野生型浙农34杂交,观察植物F_1和F_2叶片表型,统计F_2中性状分离比并作卡方测验,分析突变表型的遗传行为。利用nrl4与粳稻品种浙农大104杂交,采用F_2分离群体进行基因精细定位。利用定量表达对定位区间内5个预测的基因进行相对表达量的分析。【结果】与野生型相比,窄卷叶突变体nrl4抽穗期时全部叶片卷曲且变窄、叶绿素含量升高;株高稍有增加,结实率增大,籽粒明显变长、变窄。窄卷叶突变体nrl4功能叶夹角不同程度减小,叶形更为直立。突变体叶近轴表面特有的泡状细胞数目降低、体积变小,导致叶片向内卷曲。突变体nrl4的叶脉数减少,叶片变窄,中脉一侧2个大维管束之间的小维管束平均为4.5个,而野生型为6.0个。遗传分析表明,突变体nrl4和浙农34杂交的F_1表型正常,F_2群体中正常植株与窄卷叶突变植株的分离比符合3﹕1,表明突变体nrl4的突变性状受1对隐性核基因控制;利用SSR和In Del分子标记将nrl4定位在水稻第3染色体长臂3M11103和3M1115之间、物理距离约为53 kb的区间。在这一区间内,有5个预测注释基因,序列比对和表达分析表明在野生型浙农34和突变体nrl4之间,这些基因序列及启动子序列均未发生变化,但是LOC_Os03g19770在突变体叶片中的表达量显著增加。【结论】nrl4叶片变窄与维管束数目减少有关,叶片发生内卷与泡状细胞数目减少、体积变小有关。水稻窄卷叶突变体nrl4的性状由1对隐性核基因控制,该基因位于第3染色体In Del标记3M11103和3M1115物理距离约为53 kb的区间内,预测区间内基因序列及5′UTR区未发现碱基变异,但LOC_Os03g19770在突变体叶片中的表达量达到了野生型植株叶片的17.5倍,推测LOC_Os03g19770为候选基因。     

水稻矮化剑叶卷曲突变体dcfl1的鉴定与基因精细定位

【目的】对一个水稻矮化剑叶卷曲突变体进行鉴定与基因定位,为水稻等禾谷类作物剑叶形态发育及分子改良奠定基础。【方法】在籼型水稻恢复系缙恢10号的甲基磺酸乙酯(EMS)突变库中筛选到一个隐性矮化剑叶卷曲突变体,命名为dcfl1(dwarf and curled flag leaf 1)。田间小区种植,全生育期内观察dcfl1和野生型的株型变化。苗期利用扫描电镜观察叶鞘内表皮细胞大小;孕穗期和抽穗期利用石蜡切片观察剑叶基部形态;开花期测定剑叶、倒2叶和倒3叶的叶绿素含量;成熟期考查株高、有效穗数、穗实粒数、结实率和千粒重等主要农艺性状。配制西农1A/dcfl1杂交组合,利用F1和F2群体进行遗传分析,并利用F2隐性群体进行基因定位。【结果】生育期内,突变体dcfl1都表现出矮化性状。dcfl1叶鞘内表皮细胞长度明显比野生型要短,达到了极显著水平。与野生型相比,穗长、倒1节间和倒2节间均显著变短,倒3节间和倒4节间无显著变化。抽穗期dcfl1剑叶的叶片和叶鞘连接处硬化,剑叶基部展开受阻,半边叶片向内卷曲,剑叶上部和中部正常,其他叶片也正常。农艺性状调查发现,dcfl1的有效穗数为14.24,极显著高于野生型的11.62,穗粒数、实粒数、结实率和千粒重等则无显著变化。此外,dcfl1的叶色略深,剑叶、倒2叶和倒3叶的叶绿素a含量均极显著高于野生型,类胡萝卜素含量也略有升高,但仅剑叶达到极显著差异水平,叶绿素b的含量则无显著变化。西农1A/dcfl1的F1群体中,株高和剑叶表型与野生型一致。F2群体中分离出正常和突变两种表型,突变表型与dcfl1类似,植株株高变矮,剑叶基部特异卷曲,说明矮化和剑叶基部特异卷曲是一对共分离性状。且两种表型分离比符合3﹕1,表明dcfl1突变型受1对隐性核基因控制。利用620株F2隐性单株,最终将DCFL1精细定位在第3染色体短臂In Del标记Ind03-11和Ind03-6之间78 kb的物理范围内,包含15个注释基因,为DCFL1的克隆和水稻剑叶形态发育机理研究奠定了基础。【结论】dcfl1是一个水稻矮化剑叶基部特异卷曲突变体,基因精细定位在第3染色体78 kb的物理范围内。     

水稻显性窄叶突变体Dnal1的鉴定与基因定位

【目的】对一个新的水稻显性窄叶突变体进行鉴定,为水稻叶片形态建成的分子机理和株型育种研究奠定基础。【方法】甲基磺酸乙酯（EMS）诱变水稻籼型恢复系缙恢10号,获得一个窄叶突变体Dnal1,连续7代种植,表型均稳定遗传。开花期,调查Dnal1和野生型剑叶、倒2叶和倒3叶的叶宽及卷曲度,对剑叶最宽处进行石蜡切片分析;灌浆期,测量剑叶的光合色素含量,并利用Li-6400便携式光合测定仪测量光合速率、气孔导度和蒸腾速率。配制西农1A/Dnal1和Dnal1/中花11杂交组合,利用F1和F2群体进行遗传分析,并利用Dnal1/中花11的F2隐性群体进行基因定位。田间小区种植,设置2个种植密度,株行距分别为16.7 cm×26.72 cm和13.36 cm×20.04 cm,3次重复,成熟期考查株高、有效穗数、穗实粒数、结实率、千粒重、籽粒长和籽粒宽等主要农艺性状,并估算理论产量。【结果】Dnal1的叶片宽度全生育期内均极显著变窄,剑叶、倒2叶和倒3叶的叶宽分别为0.96、0.89和0.88 cm,与野生型的19.6、19.41和18.42 cm相比,降低了一半左右。Dnal1大维管束数量与缙恢10号相比无显著变化,小维管束数量则下降了44.13%,达极显著差异水平。缙恢10号相邻大维管束之间一般有6个小维管束,Dnal1则只有3个。Dnal1的叶片微卷,剑叶、倒2叶和倒3叶的卷曲度分别为11.2、12.1和11.8,野生型的叶片卷曲度为零。此外,Dnal1的叶片颜色略深于野生型,叶绿素a的含量略有升高,但未达到显著差异水平。光合生理测定表明,与野生型相比,Dnal1的水分利用率略有升高,光合速率和蒸腾速率略有下降,气孔导度则显著降低。除叶片性状变化外,Dnal1还表现籽粒变窄和茎秆变细,株高和籽粒长无明显变化。Dnal1的籽粒宽度为2.33 mm,与缙恢10号的2.78 mm相比,极显著下降,导致Dnal1的千粒重仅为野生型的73.18%,极显著下降。低密度种植条件下,Dnal1的理论产量显著低于野生型;高密度种植条件下,Dnal1的理论产量则显著高于野生型,较高的结实率和单株有效穗是Dnal1产量提高的主要原因。西农1A/Dnal1与Dnal1/中花11杂交组合的F1群体,剑叶的叶片宽度分别为0.99 cm和0.94 cm,与Dnal1的0.96 cm相比,无显著差异;F2群体中出现窄叶植株和宽叶植株两种类型,窄叶和宽叶单株出现的频率呈双峰分布,且窄叶和宽叶的分离比符合3﹕1,表明Dnal1的窄叶性状受1个显性主效基因调控。利用分子标记最终将DNAL1定位在第2染色体上,位于SSR标记RM13646和RM1307之间,物理距离为391 kb。【结论】Dnal1是一个EMS诱变获得的显性窄叶水稻突变体,基因定位在第2染色体391 kb的物理范围内,在高密度种植条件下具有增产潜力。     

不同类型卷叶对水稻产量及农艺性状的影响

卷叶是理想株型的重要指标之一.该研究以6个EMS诱变缙恢10号获得的不同类型卷叶突变体为试验材料,采用二因素随机区组试验设计,研究了不同卷叶在不同密度下对其产量及相关农艺性状的影响.结果表明:①所有卷叶材料在高密度下(32.65万株/hm2)均比在低密度下(21.77万株/hm2)增产,但只有细卷叶增产显著.②中度卷叶(G1,G3和G4)的产量显著高于细卷(G6)、高度卷曲(G5)和中细卷(G2).这些结果说明水稻育种中度卷叶在高密度下具有重要的利用价值.     

低叶绿素b水稻叶片自然衰老过程中光合作用与叶绿素荧光参数的变化

以水稻低叶绿素b突变体及其野生型(镇恢249)第5叶为材料,研究了水稻叶片自然衰老过程中净光合速率(Pn)、叶绿素荧光参数、Rubisco相对含量的变化.结果表明,叶片全展后随着衰老进程,突变体与野生型的Pn、叶绿素荧光参数以及Rubisco大小亚基相对含量都呈下降趋势.低叶绿素b突变体的净光合速率高于野生型且下降慢于野生型,但是二者叶绿素荧光参数之间差异不显著,而野生型Rubisco相对含量下降较突变体快,因此低叶绿素b对水稻第5叶衰老和Pn的影响主要表现在碳同化阶段.     

水稻卷叶突变体rlm1的基因克隆

叶片是植物光合作用的主要场所,优良的叶片形态有利于塑造理想的株型,提高光合效率。为了研究叶片形态建成的分子机制,自水稻T-DNA插入突变体库中筛选获得1个叶片半卷曲的卷叶突变体(roll leaf mutant,命名为rlm1),突变体rlm1主要特征为成熟叶片沿中脉向内卷,叶片最终卷成直立半圆筒状,叶片卷曲度达0.64,叶片直立参数达95,且光合效率显著优于野生型。通过图位克隆技术,确定突变体rlm1突变位点位于LOC_Os03g06654基因的第1个内含子,LOC_Os03g06654基因编码黄素单氧化酶(flavin-containing monooxygenase),RT-PCR表达分析表明LOC_Os03g06654基因因T-DNA插入而导致完全失活。该基因与已报道的水稻卷叶基因Os COW1(Constitutively Wilted 1)为等位基因,而且突变体rlm1所表现的农艺性状均佳,可期待利用该突变体进行高光合的育种实践。     

水稻窄叶突变体Narrow leaf 11(nal11)的基因定位

[目的]定位和分析水稻窄叶突变体基因,为水稻叶片发育调控及株型育种提供参考依据.[方法]用甲基磺酸乙酯(EMS)诱导泸恢17,获得稳定的窄叶突变体(Narrow leaf 11,nal11),调查其与野生型泸恢17抽穗期功能叶的长和宽、分蘖数及成熟期株高.对nal11和绵恢727正反交获得的F2代进行遗传分析及基因定位.[结果]nal11抽穗期剑叶、倒2叶和倒3叶的宽度与野生型泸恢17存在显著(P<0.05,下同)或极显著(P<0.01,下同)差异,分别为野生型泸恢17的60.7%、57.9%和75.8%,但长度无显著差异(P>0.05);nal11株高为野生型泸恢17的90.3%,存在显著差异;nal11分蘖数极显著增加,为野生型的150.0%.nal11和绵恢727正反交后,F1代均表现正常叶宽,F2代叶宽发生性状分离,正常叶宽与窄叶植株数比例经χ2检验均符合3:1,表明nal11是受核单基因控制的隐性突变.利用SSR标记将nal11定位在水稻第4号染色体RM7290和RM16720标记之间约322 kb范围内,其与2个标记的遗传距离均为0.8 cM,覆盖了32.236 kb的物理区域,在定位区域内有5个注释基因,即Os04g26834、Os04g26850、Os04g26870、Os04g26880和Os04g26841,其序列与前人克隆的窄叶基因无重复.[结论]获得一个新的水稻窄叶突变体(nal11),其窄叶性状由1个隐性核基因控制,定位于水稻第4号染色体RM7290和RM16720标记之间,对功能叶、株高和分蘖数的表型有明显影响.     

苹果属皱叶矮生型株系切柱头处理后代的生长特性和倍性鉴定

对平邑甜茶与扎矮山定子杂交后代中四倍性皱叶矮生型株系23号在开花前进行切柱头处理后获得的22株实生苗进行了叶片形态特征和株高的调查,并利用流式细胞仪进行了倍性鉴定。结果表明,10株皱叶型实生苗的平均高度为27.70cm、叶形指数为0.88;12株光叶型实生苗的平均高度为61.12cm、叶形指数为2.00;后者是前者的2.21倍和2.27倍,差异明显。在染色体倍性特征上,10株皱叶型实生苗中有1株二倍体,6株三倍体和3株四倍体;12株光叶型实生苗中有1株单倍体,2株二倍体和9株三倍体;三倍性植株最多,占总株数的68.18%。进一步分析表明,本试验中采用的切柱头方法对23号株系没有阻断授粉的作用。     

银杏叶黄瓜与普通黄瓜性状比较研究

本试验结果表明银杏叶性状为一对核基因控制的隐性性状。与普通黄瓜相比，银杏叶黄瓜叶缘上卷、叶片较小且呈匙状，其叶片叶绿素含量及光合速率无明显差异，瓜条性状亦一致。与前人报道的银杏叶不同。     

帕米尔高原真藓科6种植物的解剖学观察

[目的]为了对新疆帕米尔地区6种真藓科植物进行解剖学研究。[方法]应用石蜡切片和电镜扫描技术,对6种真藓科植物茎、叶的微结构进行了较详细地观察和分析。[结果]垂蒴真藓茎横切面的边缘平整,细胞排列整齐;叶细胞角质层厚,表面较粗糙,有细小的颗粒状和鳞片状附属物分布。灰黄真藓茎表皮细胞强烈凹陷,茎横切面边缘不整齐,细胞镶嵌排列;叶背、腹面相邻细胞的细胞壁呈"菌褶状",细胞表面较光滑。宽叶真藓茎横切面五角形;叶片背卷,多数叶细胞中内含物浓厚,叶背、腹面细胞壁呈规则"网格状",叶背面有细小的附属物零星分布,角质层皱折不多;叶腹面细胞表面较光滑。紫色真藓茎横切面不规则多边形;叶背、腹面细胞壁上零星分布着一些不规则的附属物,背面细胞排列呈不规则"网格状",腹面细胞排列呈整齐的"竹节状"。拟三列真藓茎内皮部具体积大的薄壁细胞,中轴分化明显;叶背、腹面细胞壁凹陷相对浅些,3～5个单疣或分叉疣分布于凹陷的细胞壁上,疣上有条状纹饰。湿地真藓茎细胞壁薄,均有角隅加厚现象,叶边内卷,叶背、腹面细胞壁呈挤压状不规则排列,角质层纹饰细小,数量较多。[结论]6种真藓科植物的茎、叶的微结构均存在一定的差异,具有重要的分类学意义。     

红花大金元巨型变异株系栽培因子的正交试验

[目的]研究主要栽培因子对红花大金元(Nicotiana tabacum)巨型变异株系的影响。[方法]选择影响烤烟产质量的施氮量、留叶数和种植密度3个主要因素,每个因素设置4个水平,采用L16(45)正交设计进行田间试验。[结果]红花大金元巨型变异株系产量与产值栽培因子的影响权重是种植密度施氮量留叶数,以种植密度16 500株/hm2、施氮量90.0 kg/hm2、单株留叶数30片为最优组合,比对照增产37.2%以上,增值24.8%以上。栽后70 d,红花大金元巨型变异株系多数"巨型"特征已初步显现,此时株高91.1 cm,单株叶数27.5片,茎围13.3 cm,最大腰叶长宽72.6 cm×30.7 cm,主要农艺性状稳定,具有实现"高产、稳产"的生物学基础。[结论]该研究可为红花大金元巨型变异株系的进一步开发利用提供参考依据。     

不同腐殖酸用量对烤烟生长及产质的影响

2005年在昆明宜良做了不同腐殖酸用量对烤烟生长及产量品质影响的田间试验。试验结果表明施用一定量的腐殖酸能促进烟株生长和增加烟叶产量。在所有的处理中,产量提高最多的是施用腐殖酸8g/株,增幅15.8%,其次是施用12g/株,最低的是16g/株。对于烟叶产值和上中等烟比例,施用腐殖酸12g/株>16g/株>8g/株>4g/株>对照。尽管施用12g/株的产量和产值均不错,但烟叶中糖份和淀粉含量偏高,对品质不利;而增施腐殖酸到16g/株不但产量产值没有增加,反而降低了烟叶的质量。综合烟叶产量和品质,效果较好的是施用腐殖酸8g/株的处理。总之,施用腐殖酸能促进烟株生长和增加烟叶产量,但不是越多越好。     

不同栽植密度下紫花苜蓿叶生产量研究

[目的]研究不同种植密度下苜蓿的叶生产量。[方法]以公农1号紫花苜蓿为试材,设5个种植密度处理,研究栽植密度对紫花苜蓿叶生产量的影响。[结果]在不同栽植密度下,紫花苜蓿单位面积分枝数、叶片数、茎重、叶重和干草产量5个性状在同一刈割时期及全年度各有不同程度的变化,且在某些密度处理间存在显著差异。苜蓿单位面积分枝数、叶片数、茎重、叶重和干草产量均以密度A处理（20cm×20cm）最多或最高,分别为855枝/m^2、42 253叶／m^2以及698．88、464．55和1163．43g／m^2。相关分析表明,苜蓿的单位面积分枝数、叶片数、茎重和干草产量与单位面积叶重均呈线性正相关,对叶生产量的贡献大小依次为干草产量、茎重、叶片数和分枝数。[结论]5个栽植密度中,以密度A处理的叶生产量最高,其次为密度B处理（30cm×30cm）。     

8个烤烟品种(系)生态适应性比较试验

采用随机区组设计,对瓮安县生产上目前栽培的8个烤烟品种(系)农艺及经济性状进行了比较试验.结果表明:田间长势以云烟87、南江3号、WA-2(系)较好;经济性状以WA-2(系)表现最佳,其产值、均价、上中等烟比例较对照均达到极显著水平,产量达到显著水平.参试各品种的内在化学成分都比较协调.     

半干旱区夏玉米的水肥空间耦合效应

通过大田试验就半干旱区充分灌溉条件下水肥的空间耦合（水肥异区、水肥同区、固定灌水、交替灌水）对夏玉米的产量影响进行了研究，并通过对某些生理指标的测定，探讨了影响产量的原因，结果表明，与常规灌水施肥方式相比，非充分灌溉条件下不同水肥空间耦合灌水量减少一半，籽粒产量下降7％－16％，根系吸收养分能力、光合速率、蒸腾 效率明显增加，而叶面积、蒸腾速率和硝酸还原酶活性均无明显变化。其中以水肥异区交替灌水的产量降低最小，表明这是非充分灌溉条件下较好的一种水肥耦合形式。     

麦棉套种棉田棉蚜棉铃虫的防治指标

麦棉套种田害虫为害对棉花生育及产量的影响比单作棉田大，因此单作棉田的防治指标在套种田无法应用。研究证明，适合套种田棉蚜棉铃虫的单独防治指标是苗蚜卷叶株率２０％，２代棉铃虫百株幼虫１２头；相继两次为害的复合指标为苗蚜卷叶株率５％，２代棉铃虫百株幼虫１２头；相继３次为害的复合指标为苗蚜卷叶株率５％，棉铃虫百株幼虫２代为８头，３代为６头；相继４次为害的复合指标为苗蚜卷叶株率５％，伏蚜百株三叶蚜量１万头，棉铃虫２代、３代百株幼虫均为６头。