小麦D型细胞质雄性不育系与保持系叶绿体DNA的RAPD分析

将外源λDNA导入普通小麦品系 81 45 2 7,选出 1稳定的细胞质雄性不育系 ,简称D型不育系。受体 81 45 2 7可以作该不育系的保持系。供体λDNA、受体81 45 2 7、D型不育系及其与鲁麦 1 4号的杂种一代叶绿体DNA的RAPD分析结果显示 ,D型不育系及杂种一代有 1条与供体相同而在受体中不存在的特异带 ,另外有两条特异带在受体和杂种一代中存在 ,而在不育系中消失 ,这两条带可能与育性有关。RAPD分析证明供体DNA片段可以整合插入到受体叶绿体基因组中 ,改变原有的基因表达和调控 ,导致性状变异     

外源λDNA导入普通小麦雄性不育变异的分子验证

将外源λDNA导入普通小麦品系 81 45 2 7,获得一细胞质雄性不育变异体 ,稳定成系 ,简称D型不育系 ,受体 81 45 2 7可作其保持系。用32 P标记的λDNA作为探针 ,对受体 81 45 2 7、D型不育系及其与鲁麦 1 4号的杂种F1 核DNA和叶绿体DNA进行点杂交。实验结果表明 :D型不育系及杂种F1 核DNA和叶绿体DNA点杂交均呈阳性反应 ,而受体无阳性反应。说明外源λDNA片段已经整合进了不育变异体核基因组和叶绿体基因组中 ,并且可以稳定遗传。该结果从分子水平上初步证明了外源DNA导入技术的可靠性     

不同穗型的两个冬小麦品种根系~(86)Rb吸收活力变化差异与产量形成

盆栽条件下利用86 Rb同位素示踪技术 ,研究了两个不同穗型的冬小麦品种 (大穗型 :鲁 78 3 ,多穗型 :鲁麦 1 4 )根系86 Rb吸收活力的差异及其对产量形成的影响。结果表明 ,拔节后两品种根系群体86 Rb吸收活性 ,在开花前同步变化 ,鲁 78 3低于鲁麦1 4。前者在挑旗期达到最大值 ,后者则继续增加 ,开花期达到最大值。灌浆期间 ,鲁78 3根系群体86 Rb吸收活力显著低于多穗型品种。单茎根系86 Rb吸收活力的变化趋势虽然类似于群体情况 ,但鲁 78 3单茎根系86 Rb吸收活力显著高于鲁麦 1 4 ,其在灌浆后期低于鲁麦 1 4 ,大穗型品种鲁 78 3后期根系易于早衰。挑旗前 ,鲁 78 3根内86 Rb分配比例较高 ;开花到灌浆 ,根层86 Rb分配比例鲁 78 3明显高于鲁麦 1 4 ,结果前者叶层和穗层的86 Rb分配比例降低 ,籽粒灌浆受到抑制 ,千粒重明显下降 ,单穗粒重优势难以充分发挥     

小麦多子房性状近等基因系的选育及遗传背景的检测

以矮败小麦为杂交材料,以多子房小麦多II为供体亲本、单子房小麦77(2)为轮回亲本,经过连续回交和自交,初步培育成多子房近等基因系(NIL)M04309-1和M04309-3。应用APAGE技术对NIL及其亲本的遗传相似性进行了比较分析,结果表明:(1)育成的多子房近等基因系多子房、单子房性状稳定,农艺性状与77(2)一致;(2)用醇溶蛋白APAGE分析多子房近等基因系的遗传相似性,发现该NIL选系内、系间及选系与轮回亲本间已达到较高的遗传一致性,但含多子房基因的选系低于单子房选系的遗传相似性;(3)用醇溶蛋白检测NIL,未发现其与导致该近等基因系子房性状差异的基因有关。     

旱稻(Oryza sativa)×长芒稗(Echinochloa caudata)远缘杂交后代结实率及杂种优势分析

以旱稻基因型旱 65(OryzasativaL .)为母本 ,稗草长芒稗 (Echinochloacaudata)为父本进行远缘杂交 ,获得实粒种子。连续 5年试验结果表明 :( 1 )F0 高度不孕 ,并伴有杂交种发育夭折现象。去雄 82 4朵小花 ,结实率为 1 2 1‰。 ( 2 )F1杂种优势明显 ,育性正常 ,结实率 92 2 6% ,单株产量超母本 80 3 9%。 ( 3 )F2 农艺性状分离严重 ,但育性无分离。群体 40 5株无不育株出现。选育出的优良变异单株“远F2 1” ,超亲优势为 55 64%。 ( 4)对“远F2 1”衍生F3株系 1 60株考种株穗数、株高、穗长、主茎穗一级枝梗数、穗总粒数、穗实粒数诸性状 ,平均超亲优势分别为 2 3 2 %、1 5 1 8%、47 2 6%、3 3 84%、2 4 2 6%及 2 1 62 % ,差异显著。 ( 5)F5光合速率测定 ,超母本2 9 72 %。远缘杂交对不同属间引入目的基因 ,非常有效。     

小麦生理型与遗传型雄性不育相关基因锰超氧化物歧化酶(Mn-SOD)及果糖1,6-二磷酸醛缩酶(FBA)的表达分析

锰超氧化物歧化酶(Mn-SOD)是一种重要的抗氧化剂,果糖1,6-二磷酸醛缩酶(FBA)是叶绿体光合碳化阶段起重要调节作用的关键酶.本研究以小麦(Triticum aestivum L.)生理型与遗传型等基因雄性不育系及其对应育性正常的保持系为材料,选取花粉小孢子发育各时期的花药及三核期子房,对供试材料花药全蛋白表达差异研究的基础上,对雄性不育相关基因(Mn-SOD)及FBA进行核酸水平的实时荧光定量PCR分析,结果发现,与可育保持系相比,(1)生理型雄性不育系Mn-SOD基因在幼穗期、单核期和三核期表达量显著下调,而酶活力在幼穗期上调,在单核期下调;遗传型雄性不育系Mn-SOD基因在幼穗期和单核期表达量下调,酶活力在幼穗期上调,在二核期下调.(2)生理型雄性不育系和遗传型雄性不育系FBA基因表达量在幼穗期和单核期均下调,而对应同时期的FBA酶活力也下调,而遗传型不育系FBA基因在三核期表达量和FBA酶活力均上调.(3)Mn-SOD和FBA在遗传型雄性不育系三核期子房和花药中表达量均高于生理型雄性不育系和正常可育系,而在生理型雄性不育系花药中,Mn-SOD表达量明显低于对照可育系,在子房中其表达量略高于正常可育系.基因表达具有组织特异性,其蛋白表达较基因表达具有一定滞后性.Mn-SOD基因过量表达(单核至二核期),从而清除花药代谢紊乱产生的过多的活性氧,维持细胞正常功能;而花粉败育(生理型和遗传型雄性不育)导致花药失去活力,从而使花药叶绿体光合能力下降,FBA下调表达.研究结果提示,不同发育时期FBA及Mn-SOD酶活力变化与基因表达水平相一致,且这两个指标的变化直接或间接的影响了小麦花药的育性程度.     

水稻长穗颈不育系主要农艺性状配合力分析

应用半双列杂交的设计分析了采用直接辐射诱变育成的水稻长穗颈不育系的 1 9个农艺性状的配合力。分析表明 ,含有eui1基因的长穗颈不育系Ⅱ 32eA1的株高、穗颈伸出度、剑叶、倒 2叶、穗长、倒 1节、着粒密度及生育期等 8个性状的一般配合力效应值表现不同于Ⅱ 32A ;而含eui2基因的协青早eA2只有株高、倒 1节、生育期的一般配合力效应值同协青早A差异显著。两个长穗颈不育系的株高、穗颈伸出度、剑叶长、倒 2叶、倒 3叶、穗长、倒 1节、倒 2节、倒 4节、倒 5节、千粒重和结实率等性状的一般配合力效应值都大于原不育系。其余性状一般配合力效应值的变化依两个长穗颈不育系有所不同。结果表明 ,采用核辐射诱变的育种技术路线选育水稻长穗颈不育系是可行有效的。     

小麦核糖体蛋白S15a基因(TaRPS15a)的克隆及其在多子房株系中的时空表达分析

为研究40S核糖体蛋白S15a(ribosomal protein S15a,RPS15a)在小麦多子房性状形成过程中的功能作用,以小麦(Triticum aestivum)多子房近等基因系构建的多子房性状SSH-cDNA文库中与RPS15a基因同源的EST序列为信息探针,采用RT-PCR技术从小麦多子房株系幼穗中克隆获得了RPS15a基因的cDNA与DNA序列,分析了该基因在近等基因系间的表达差异及其在多子房株系中不同时期幼穗和同一发育时期不同组织中的表达模式.结果表明,小麦RPS15a基因的cDNA序列(GenBank登录号:HM055513)长为413 bp,编码131个氨基酸;DNA序列(GenBank登录号:HM063421)长为642 bp,含有3个外显子和2个内含子.半定量RT-PCR分析显示,该基因在多子房株系2～4mm幼穗中的表达量高于单子房株系幼穗;在多子房株系不同时期幼穗中的表达量随着幼穗的发育呈现上升趋势,8～9 mm时表达量达到最高;该基因广泛存在于幼根、茎顶端、幼叶和幼穗组织中,在茎顶端表达量高于其他组织.研究推测RPS15a基因的表达上调,可能与小麦多子房性状的发生有关.     

不同播期冬小麦小花发育特性与同化物代谢的相关性

【目的】推迟播期能够维持单位面积粒数已在前期研究中得到证实,本研究进一步探讨不同播种期冬小麦小花发育特征及分化、退化的差异性,分析植株同化物积累、分配与小花发育和结实的关系,旨在为提高小麦穗粒数以及丰富小麦高产栽培理论提供参考。【方法】试验于2014—2015年和2015—2016年连续两个小麦生长季,在山东省泰安市岱岳区大汶口镇东武村山东农业大学试验田 (35°57′N,117°3′E) 进行,以泰农18和济麦22为试验材料,设置9月24日、10月1日、10月8日、10月15日和10月22日共5个播期处理,观察记载小花发育过程中分化和退化数量动态以及最终结实粒数,测定开花期穗部和茎秆的干物质和氮素积累量,计算小花退化阶段整株和穗部的干物质和氮素积累速率。【结果】播期推迟条件下,单位面积可孕花数和单位面积结实粒数获得了维持,单位面积最大分化小花数明显降低,小花存活率显著提高。推迟播期明显减少了小花退化数量,小花退化速率明显降低。在小花退化阶段,推迟播期加速了整株和穗部的干物质和氮素积累,从而为开花期穗干重的维持以及干重穗茎比和氮素穗茎比的提高提供了保证。相关分析表明,开花期单位面积可孕花数分别与穗干物重、干物重和氮积累量穗茎比、整株和穗的干物质和氮的积累速率以及小花存活率均呈极显著正相关。推迟播期明显减少了有效茎蘖和无效分蘖所产生的退化小花数,尤其无效分蘖产生的退化小花数下降幅度更加明显。提高主茎在群体中同化物所占比例能够有效维持单位面积可孕花数和减少退化小花数,降低了小花死亡消耗。此外,推迟播期提高了可孕花累积生长度日生产效率,降低了退化小花累积生长度日生产效率。【结论】推迟播期明显降低了小花的退化,从而提高了小花存活率,开花期单位面积可孕花数的维持与植株同化物代谢密切相关。适期晚播提高了主茎在群体中的比重,有利于减少无效消耗和提高资源利用效率。     

光照强度对小麦小花分化影响的研究

小麦产量构成的三个要素是亩穗数、穗粒数和千粒重。就穗粒数多少而言主要取决于每穗分化的小花数和小花结实率的高低。小花分化的数量一般每穗可达150～180朵,但结实率很低,多穗型品种约为25—30粒,大穗型品种一般不超过35—45粒。影响小花分化的数量及其结实率高低的因素除品种本身的遗传特性之外,外界环境因素——水、肥、光、温等显然有重要的意义。对水、肥、温度与穗粒数的关系已有一些研究,本文主要就光照强度对小花分化和退化的影响作初步探讨。     

外源DNA导入普通小麦雄性不育变异体的花粉母细胞减数分裂观察

将外源λDNA导入受体普通小麦品系 81 45 2 7,获得一雄性不育变异体。对该不育变异体和受体花粉母细胞减数分裂过程进行观察。结果发现 ,不育变异体花粉母细胞染色体异常比率达到 1 8% ,而受体花粉母细胞染色体异常比例为 0 8% ,二者存在明显差异。染色体异常类型主要有单价体、染色体落后、染色体断片、染色体桥、微核及二分体、四分体异常等。染色体异常可能是外源DNA导入受体后 ,整合进受体染色体中的DNA片段影响其正常的遗传过程而造成的。花粉母细胞减数分裂过程染色体异常可以引起部分花粉败育 ,但不是该变异体败育的主要原因     

水稻机栽钵苗单穴苗数对分蘖成穗及产量的影响

为探明机栽(插)水稻钵苗单穴苗数对其分蘖成穗及产量的影响。该文以常规粳稻武运粳24号为材料,在不同单穴苗数条件下,研究了水稻的分蘖与成穗规律以及产量形成特征。结果表明:1)机插钵苗主茎第1~9蘖位及其同伸二级蘖位均有一定比例发生分蘖并成穗,受单穴苗数影响较大。该品种水稻钵盘每钵成苗1、2株有利于促发秧田期第1~2蘖位的低位分蘖,大田单穴相应插植1、2苗可提升第8蘖位高位分蘖及二级蘖位分蘖发生率,最终穗数主要为分蘖成穗,来源蘖位较广;单穴3、4苗可促进中部第6~7蘖位分蘖发生,分蘖穗主要来源于第5~7中位蘖和少量低位蘖及二级分蘖;单穴苗数增至每穴5、6苗,各蘖位分蘖发生率及成穗率显著降低,主要依靠主茎和中位蘖成穗。各处理中部蘖位分蘖具有较高成穗率,是分蘖穗及总穗数的主要来源。2)产量表现为单穴3、4苗较高,5、6苗次之,1、2苗较低。单穴苗数与有效穗数呈极显著正相关,与每穗粒数呈极显著负相关,二者是决定产量变化的重要构成因素。通过解析单穴苗数对产量的多元回归函数,并综合产量实际表现,认为常规粳稻品种(偏大穗型)以育秧田每钵成苗3~4株、大田单穴插植3~4苗为宜。该文揭示了钵苗机栽(插)水稻分蘖成穗规律,并为大面积生产中钵苗育秧适宜用种量和插植苗数提供技术依据。     

转SCK基因水稻后代农艺性状变异的研究

研究了转SCK水稻及其对照栽培后的各项农艺性状的变化。对轨基因水稻及其对照的生育期、主茎叶数、株高、剑叶长、剑叶宽、穗数、穗长、穗粒数、穗实粒数、千粒重、着粒密度等农艺性状进行了研究。结果表明:与对照相比，转基因水稻植株都在1个或多个农艺性状上发生不同程度的变异，其中株高均趋向矮化，穗数增加，其它性状变异的方向和幅度并不一致，如转SCK的C162的穗粒数、实粒数及千粒重都明显少于对照；转SCK的R527和M81结实率下降；转SCK的O2428的实粒数、结实率和千粒重增加；转SCK的D62实粒数、千粒重和结实率均增加。     

~(32)P、~(14)C在杂交水稻分蘖和穗中的分布与谷粒产量的关系

研究结果表明,高产杂交水稻有较多的~(32)P和~(14)C积集在分蘖和孔熟期的稻穗中,杂交水稻F_1乳熟期同化的~(14)C-葡萄糖向稻穗输送的百分率高。观察发现,杂交稻谷粒产量与~(14)C-葡萄糖在稻穗中分布及与IAP(输入积)之间的相关性高。低产杂交稻没有上述特性。放射性同位素~(32)P、~(14)C在分蘖和稻穗中的分布可作为预测杂交水稻F_1谷粒产量的指标。     

头季稻齐穗期剑叶光合产物分配与再生稻产量的相关性

以两系、三系杂交组合及其父本为材料,用14C同位素示踪法研究了头季稻齐穗期剑叶光合产物的分配及其与再生稻产量的相关性,结果表明:(1)头季稻齐穗期剑叶光合产物80%~90%分配到穗部,10%~20%残留于叶、茎,且主要残留在剑叶中,仅5%左右残留在茎鞘中,茎鞘各节间残留量一般表现为倒1>倒2>倒3>倒4的趋势,倒2以下节间贮藏的光合产物占茎秆总量的1/3~2/3,品种(组合)间差异较大;(2)稻桩贮藏光合产物的52%~70%转运至再生稻体内,且分配至穗部的最多;(3)头季稻成熟期残留在茎鞘中,特别是倒2以下节间中的光合产物越多越有利于再生稻产量的提高;(4)本试验条件下,再生稻产量构成因素中,影响产量的首要因素是穗粒数。可见,选用穗粒数多、成熟期残留在茎鞘,特别是倒2以下节间中的光合产物较多的品种进行再生培植,有利于获得再生稻高产。     

“汕优63”不同产量水平下增产因素分析

试验研究了“汕优63”不同产量水平下(7.1～15.5t/hm~2)产量与其构成因子的相关性增产因子结果表明,产量主要由单位面积颖花数和实粒数决定,产量<12t/hm~2时产量随总穗粒数增加而提高,而>12t/hm~2时产量则随穗数增加而提高。单位面积颖花数<5.5万个/m~2时颖花数随总穗颖花数提高而提高,而>5.5万个/m~2时颖花数则随穗数增加而增加。穗粒重与穗粒数呈正相关,穗粒数每增加1粒则穗粒重提高0.0241g。     

基于重组自交系群体水稻氮素利用效率分析和利用

本文以水稻重组自交系群体为试验材料,设置不施氮与施低氮(150 kg·hm-2)两种处理的大田试验,研究了水稻重组自交系群体氮素吸收利用及主要农艺性状分布特征,并通过相关、聚类、主成分等统计方法阐明性状间的相互关系,为氮素高效利用水稻新品种培育提供理论依据。结果表明,水稻重组自交系群体的氮素利用效率性状在施氮150 kg·hm-2条件下的变异系数较大;施氮促进了群体穗、茎秆、叶氮含量的增加和单株干物质总量(包括单株穗重、单株茎秆重和单株叶重)的提高。在两种氮环境下,氮素干物质生产效率均与株高、穗长、单株茎秆重、单株干物质总量呈正相关,与茎秆氮含量、叶氮含量、穗氮含量呈负相关;氮素籽粒生产效率均与单株谷重、结实率、千粒重、穗总粒数和穗长呈正相关,与单株茎秆重、叶氮含量、单株叶重、单株氮素积累总量呈负相关。逐步回归分析结果显示,茎秆氮含量、穗氮含量和单株茎秆重对氮素干物质生产效率影响尤为显著,而对氮素籽粒生产效率影响更为显著的是穗数、穗总粒数与结实率。主成分分析表明,氮利用效率较高时,植株体内氮含量较低,尤其是茎秆的氮含量。因此,在大田低氮条件下,要注重筛选植株较高、茎秆较重的重穗型(穗较长,穗总粒数较多,结实率较高)株系;且具有较低茎秆与穗氮含量,尤其是较低的茎秆氮含量,将有利于氮高效利用水稻新品种的选育。从中选出的氮高效品系如Q149与氮低效品系Q114等优良品系13份,可作为优质资源研究使用。     

大麦早熟突变系高产基因型特征

运用通径分析和逐步回归相结合的统计方法 ,研究迟熟品种苏农 90 5 2的 3 6个早熟突变系的 8个农艺性状之间的遗传相关和各自的遗传参数 ,以及高产基因型特征。结果表明 :1 生育期较亲本提早的幅度为 2～ 1 3d,产量性状的突变范围较大 ;2 生育期与每穗粒数呈极显著遗传相关 ;3 影响单株产量的因子 ,按直接作用大小排列为 :单株有效穗 >千粒重 >每穗总粒数 >结实率 ,即早熟突变系高产基因型特征首先是多穗 ,其次是大粒 ,早熟高产品种的选育必须采取两高 (穗数、粒重 )一低 (粒数 )育种策略 ;4 早熟突变系的千粒重和生育期有较高的广义遗传力 ,单株有效穗和单株产量广义遗传力较小 ,遗传变异系数和遗传进度较大