绿豆雄性不育突变体msm2015-1的遗传学与细胞学分析

单产水平低一直是我国绿豆存在的产业问题。绿豆杂种优势显著是提高产量的有效途径,而雄性不育材料是实现杂种利用的宝贵资源。本研究利用~(60)Co-γ辐射诱变技术首次在绿豆中获得雄性不育突变体,并命名为‘不育绿豆2015-1’(male sterile mungbean2015-1,简写为msm2015-1)。msm2015-1营养生长期表型与‘苏绿1号’没有明显差异。花器官形态正常,但花药发白且不能正常开裂散粉,成熟期座荚率几乎为0。遗传分析显示,育性分离群体中可育与不育分离比符合3∶1,表明不育性状由单个隐性核基因控制。花粉发育的细胞学分析发现, msm2015-1的盛开花朵中花粉粒几乎未在柱头附着,体外亦未萌发。花粉细胞质未被Alexander染液正常着色, I_2-KI染色出现典败、圆败和染败3种类型。DAPI染色显示, msm2015-1花粉细胞核发育异常。醋酸洋红染色表明,败育发生在花粉发育早期,花粉母细胞在四分体时期减数分裂的不对称和异常多分裂是导致花粉败育的主要原因。     

植物种子败育研究进展

种子败育在许多植物中普遍存在并一直是植物界研究热点。本文重点综述了近十年来在研究影响种子败育的内因(胚胎学、生理生化机制)和外因(环境条件、生长调节物)方面取得的主要进展。种子败育的胚胎学机制主要有以下4个方面：(1)雄性不育,包括花药退化、花粉败育、绒毡层细胞结构异常等;(2)雌性器官不孕,主要表现为雌性器官形态结构异常、大孢子母细胞及营养器官退化;(3)授粉受精不良,主要表现为自交或异交不亲和;(4)胚中途败育,不同植物胚败育的时间、败育原因及解剖学特征各不相同。不同的内源激素对植物胚胎发育的影响各不相同,激素含量的异常会导致种子败育;田间喷施GA3在提高果树座果率的同时常大大提高无仁率。矿质元素的缺乏会使一些植物发生种子败育。另外,环境胁迫等外在因素会严重影响种子发育。     

谷子Ch型显性雄性核不育花药发育的细胞形态学研究

对谷子Ch型显性雄性核不育花药发育的细胞形态学观察发现,其杂合株花粉发育正常,但开花时花药不开裂;纯合株自造孢细胞期到花粉积累淀粉时均有败育发生,但主要在小孢子期;杂合株的药室壁细胞药隔发育正常;纯合株的药室壁细胞药隔则发生各种异常,可以认为这是其雄性败育的原因.     

厚轴茶雄性不育株花药败育的生物学特性和细胞学研究

为明确厚轴茶(Camellia crassocolumnaH. T. Chang)雄性不育株花器发育形态、花药和花粉败育时期及兵细胞学特征,利用体视显微镜、石蜡切片技术、染色体制片和DAPI染色法,对厚轴茶雄性不育株和可育株开花迚程、花器形态、花药发育过程、花粉母细胞减数分裂及小孢子发育过程比较观察。结果显示,厚轴茶花属于完全花,花药其四室、呈蝶形,花药壁发育为基本型,绒毡层细胞其双核,于四分体时期形成分泌型细胞,单核花粉期开始降解,花粉母细胞经过减数分裂Ⅰ、减数分裂Ⅱ和胞质分裂后形成四面体型四分体,小孢子呈三角形,成熟花粉为二细胞型花粉。花蕾发育早期,不育株雄蕊发育正常,与可育株无明显差异。花蕾发育后期,不育株花丝弯曲,花药粘连、干瘪、褐化、坏死,不裂药。不育株减数分裂期绒毡层细胞异常增生、排列混乱,单核至双核花粉期绒毡层延迟降解。不育株花粉母细胞减数分裂过程中存在环状单价体、滞后染色体、染色体桥、染色体缺失、不均等分离、微核和多分体等异常现象。不育株小孢子胞质紊乱,单核期花粉粒相互粘附,花粉壁皱缩变形,花粉细胞质和细胞核模糊不清,成熟花粉细胞空瘪凹陷。研究结果表明,厚轴茶雄性不育花器形态属雄蕊萎缩型和花药异常型,花药发育受阻于减数分裂至单核花粉期,存在花粉母细胞败育型和单核败育型。单核花粉期是兵花药败育的主要时期。花药绒毡层异常发育和延迟降解,花粉母细胞减数分裂染色体行为异常,小孢子和花粉粒发育异常可能是兵花药败育的主要原因。     

洞A型核雄性不育材料花粉不同发育时期的超微结构观察

ＭＡ不育系是洞Ａ不育系×ＭＢ（保持系）获得的全不育系。本试验以ＭＡ不育系和洞Ａ不育系为材料，采用石蜡切片扫描电镜观察技术，研究了两个材料的花粉在不同发育时期的败育表现。观察到花粉母细胞外的胼胝质沉积过多，溶解较慢。单核期败育的花粉细胞质完全解体，但核留下不同程度解体的残体，核膜仍清晰可见。败育花粉壁发育不完全，壁上刺状突起小而稀，无萌发孔。因花粉败育花药壁绒毡层出现各种异常变化。     

黄金梨雄性不育的细胞学研究

【研究目的】为研究黄金梨雄性不育的早期表现和细胞学特征;【方法】采用石蜡切片法,观察分析了黄金、爱宕和圆黄(对照)的花粉形成过程中,花药和小孢子发育过程的细胞学特征。【结果】黄金梨花粉败育主要发生在小孢子阶段单核晚期;【结论】花粉败育的主要原因是四分体分离后形成的早期花粉细胞, 因绒毡层提前解体,花药维管束细胞木栓化,二者共同导致营养供应困难,致使花粉败育。而对照可育品种花粉经由小孢子阶段很快发育成熟。     

植物胚败育机理及其离体培养挽救技术之研究进展

从植物胚胎败育机理及影响植物胚胎离体挽救成功的因素两个方面综述了近些年来有关植物胚胎败育的研究进展。从器官发育、生理生化指标及遗传的角度看,引起植物胚胎败育的主要原因有七类：胚囊发育异常、胚乳发育异常、幼胚起源、营养供应失调、内源激素、酚类物质、某些酶的活性变异及基因调控。由于胚胎败育原因的多样性,增加了胚挽救的难度。文章还讨论了影响植物胚胎挽救成功与否的主要因素包括胚挽救材料及处理方式、胚龄、培养基种类及培养条件、渗透压、添加剂。在分析上述败育原因和挽救因素的基础上,讨论了未来植物幼胚败育研究的可能方向和挽救技术上仍存在的问题。     

普通小麦T型,V型和K型细胞质雄性不育系花粉败育机理的细胞学研究

从细胞学的角度对小麦８３（２１）３５核背景的Ｔ型、Ｖ型和Ｋ型细胞质雄性不育系的花粉败育机理进行了研究。发现三类不育系的小孢子发生过程基本正常，Ｔ型不育系的花粉主要在小孢子后期发生败育，以典败型和圆败型为主；Ｖ型不育系的花粉主要在小孢子后期至二细胞花粉期败育，以圆败型和浅染败型为主；而Ｋ型不育系的花粉主要在二细胞花粉后期至三细胞花粉期败育，以浅染败型和深染败型为主。药室合并现象普遍发生是Ｔ型不育系花药的一个突出特点，而Ｖ型和Ｋ型人育系花药各壁层的发育是正常的。核质发育关系不协调是不育系花粉败育的根本原因。细胞学观察结果可以作为不育细胞质类型划分的一项参考指标。     

红麻GMS与CMS小孢子败育过程的细胞学及组织化学比较

以红麻细胞质雄性不育系(GMS)L23A、保持系L23B及从该保持系中发现的细胞核雄性不育系(CMS)L23BS为材料,采用石蜡显微制片技术,在光学显微镜下比较观察了三者花药发育过程中小孢子的发育过程及组织化学变化。结果表明,L23A的花药发育过程中,小孢子发育的不同阶段均出现败育现象,最早的败育表现为花粉母细胞在减数分裂之前的退化解体,最终形成空的花粉囊; 有的因花粉母细胞减数分裂过程异常而导致不能形成小孢子四分体;有的因小孢子在四分体中不能正常释放而败育,同时绒毡层细胞过度液泡化,并提早解体死亡; 花药发育早期含有少量蛋白质和淀粉,随着花药的发育逐渐变少。而L23BS小孢子败育的时期集中于四分体至单核花粉期间,表现为小孢子发育异常,有些小孢子不能从四分体里释放出来而影响其正常发育。在四分体以前与可育系类似,花药含丰富的蛋白质和淀粉。在败育的过程中,花药中的蛋白质和淀粉含量渐渐减少,但药隔组织中的在颗粒淀粉含量几乎不变。     

Triticum spelta 1BS染色体对K型小麦不育系花粉发育的影响

利用非1B/1R与1B/1R类型小麦雄性不育系及保持系, 对2类K型不育系及其保持系花粉发育过程中丙二醛含量、花粉细胞膜透性、SOD活性、花粉发育形态等几个方面进行比较研究。结果表明,2类型小麦不育系花粉丙二醛含量和花粉提取液电导率从减裂期到散粉成熟期变化趋势基本一致,都呈上升趋势,而保持系在花粉发育全过程中2项指标都基本保持平稳。2类型不育系SOD活性从单核期到三核期都一直呈下降趋势。与保持系相比, 2类不育系的SOD活性从单核期到二核期均显著高于其相应的保持系,三核期均低于其相应的保持系,且呈继续下降趋势。推断2类不育系的败育过程和败育时期基本一致,花粉败育的关键时期可能均为单核期到三核期。但花粉发育形态的染色观察表明,非1B/1R不育系从二核期出现花粉形态异常,而1B/1R不育系到三核期才出现,似乎又反映出非1B/1RK型不育系花粉败育稍早于1B/1RK型不育系。     

硼对小麦生殖器官形态及解剖结构的影响

用溶液培养方法研究硼对小麦生殖器官形态及解剖结构的影响. 结果表明: (1)缺硼严重影响小麦穗的分化, 在一定施硼范围内, 总小穗数和有效小穗数随硼施用量增加而增多; (2)缺硼严重影响小麦雄蕊发育. 无硼(B0处理)条件下, 少数雄蕊不发育, 多数虽发育, 但体积极小, 造孢细胞有丝分裂阶段出现异常, 细胞内有多核现象, 减数分裂     

硼素对甜菜植株全硼影响的研究

研究不同硼供应水平下甜菜植株硼营养吸收规律,为甜菜生产实践硼肥施用提供理论依据。以甜菜单粒种HI0099为试验材料,在水培条件下,设置十分缺乏（T1,0.05mg/L）、缺乏（T2,0.5mg/L）、正常（T3,2.0mg/L）及过量毒害（T4,30.0mg/L）4个硼营养浓度,利用甲亚胺比色法对甜菜植株全硼含量进行测定,分析甜菜全硼含量变化与不同供硼营养之间的关系。结果表明：不同硼素营养处理后各时期同一部位硼含量均表现为硼素毒害处理＞硼素正常处理＞硼素缺乏处理＞硼素十分缺乏处理;同一处理不同部位硼含量趋势表现相同,均为成熟叶片＞幼叶片＞成熟叶柄＞幼叶柄＞根。综合分析说明,植株硼含量受硼营养水平影响显著,随着硼供应的增加而增加,且成熟叶片需硼量最大,对硼供应水平最敏感,因此甜菜生产中根外追肥为简单有效补充硼营养的一种方法。     

Inter-accession variation in floral morphology in radish (Raphanus sativus L.)

We investigated variation in floral morphology among 36 accessions of radish (Raphanus sativus L.). We found wide, continuous inter-accession variation in 15 traits related to the size of the floral organs and the stigma position relative to the anthers of long stamens. A principal-component analysis of the 15 floral traits also showed wide variation among accessions. A large proportion of this variation was accounted for by lengths of stamens and the petal tube. In addition, the phenotypic stabilities with respect to the macro-environment (as affected by different sowing dates) and the micro-environment (among the flowers within a plant) differed between traits. Correlation analyses using all traits suggest the existence of genetic linkages or pleiotropies among floral organs. Our results indicate that floral morphologies varied greatly among radish accessions and they could be affected by the macro- and micro-environment. To explore the relationship between floral morphology and pollination efficiency, we compared the number of pollen grains deposited on the stigmas in the presence and absence of insect pollinators using three accessions with very different floral morphology. Because an accession with a higher stigma position than anthers might avoid self-pollination and an accession with a large stigma size received more pollen grains, floral morphology may affect pollination efficiency. Because the effect of pollination efficiency on seed production is well known, our results suggest that radish floral morphology affects seed production through its effect on pollination efficiency.     

甘蓝型油菜G3PDH和PK基因对氮肥的响应

氮肥作为植物生长最重要营养元素，其施用量的多少也是至关重要的。为了研究氮肥施用量对油菜含油量以及相关基因表达水平的影响，本研究以甘蓝型油菜宁油22作为材料，在0 kg/hm2、320 kg/hm2和640 kg/hm2三个不同氮肥水平下分别测定宁油22种子和角果皮的含油量，同时检测G3PDH和PK基因在不同氮肥水平下以及不同组织中的表达含量。结果发现，随着施氮量的增加，宁油22含油量下降，在0 kg/hm2和320 kg/hm2水平下下降不明显，在640 kg/hm2水平下明显下降，并且G3PDH和PK基因随着施氮量的增加，两个基因表达量均增强。本研究还分别分析了G3PDH和PK基因在种子跟角果皮中的比值以及开花30天后跟开花15天后的表达比，结果表明G3PDH基因在种子与角果皮的比值跟开花30天后跟15天后的表达比，均在640 kg/hm2水平下达到最高；PK基因在种子与角果皮中的比值在640 kg/hm2水平下达到最高，在开花30天后跟15天后的表达比在0kg/hm2水平下达到最大。     

硼素胁迫对甜菜叶片结构及性能的影响

研究硼素水平对甜菜叶片硼素状况和叶片结构及性能的影响,阐明硼素对甜菜叶片性能的影响机制,为甜菜生产实践硼肥施用提供理论依据。以甜菜单粒种HI0099为试验材料,在水培条件下,设置十分缺乏(T1,0.05 mg/L)、缺乏(T2,0.5 mg/L)、正常(T3,2.0 mg/L)及过量毒害(T4,30.0 mg/L)4个硼营养浓度,对甜菜叶片硼含量及其光合性能进行测定,分析甜菜叶片硼含量及光合性能变化规律。结果表明：甜菜叶片的硼含量随着施硼量的增加而增加;在硼胁迫下,叶绿素含量、净光合速率和蒸腾速率均有下降的趋势。胞间CO2浓度在硼素缺乏时呈先降低后升高的趋势,在毒害时则呈现升高趋势。硼素胁迫均增加了栅栏组织、海绵组织及叶片厚度,硼毒害处理降低了上表皮和下表皮厚度。综合分析表明,硼素胁迫改变了叶片硼素水平和叶片结构,在一定程度上降低了叶片的光合性能。因此,在甜菜生产中合理施用硼肥来改善叶片结构及光合性能具有重要实践意义。     

油-棉连作棉田油菜秸秆覆盖对棉田杂草发生及土壤杂草种子库的动态影响

在安徽省沿江棉区开展了油菜秸秆覆盖对棉田杂草发生、棉花生长及土壤杂草种子库影响的研究。结果表明：随着油菜秸秆覆盖量的增加,对棉田杂草的抑制效果增强。与未覆盖秸秆且不除草处理相比较,7000 kg/hm²秸秆覆盖量处理棉花单株铃数和子棉产量显著提高。7000 kg/hm²秸秆覆盖量处理在覆盖后30、60、120天逐步减少0~20 cm土层杂草种子库密度,与全程除草剂处理较一致;随着覆盖量减少,对0~20 cm土层杂草种子库密度的降低幅度减小。全程除草剂处理降低0~5 cm土层杂草种子库多样性,而油菜秸秆覆盖则可能增加0~5 cm土层的杂草种子库多样性。3500 kg/hm²覆盖量+秸秆覆盖30天后喷施除草剂处理的抑草效果和增产效果与全程除草剂处理较一致。因此,在安徽省沿江棉区油-棉连作棉田推荐使用3500 kg/hm²油菜秸秆覆盖量+秸秆覆盖30天后喷施除草剂。     

甜菜保护酶系统对硼胁迫响应及其与内源激素相关性研究

研究不同硼素供应水平下, 硼对甜菜保护酶系统的影响规律以及保护酶系统与内源激素相关性, 丰富甜菜生理学理论。以甜菜单粒种 ‘HI0099’ 为试验材料, 在水培条件下, 设置 4个硼营养浓度, 对甜菜叶片保护酶系统以及内源激素含量进行测定。结果表明： 4种不同硼素处理的甜菜, 叶片中丙二醛(MDA)含量均随着生育进程有减少趋势, 而脯氨酸含量均呈增加趋势; 硼素胁迫处理时, 叶片 MDA含量以及脯氨酸含量增加。不同硼素处理下, 甜菜叶片超氧化物歧化酶(SOD)活性、 过氧化物酶(POD)活性表现为随生育进程逐渐升高趋势; 同一日期, 不同硼浓度表现为缺乏或者毒害胁迫下 SOD活性有升高的趋势, 并且随着甜菜生长, 硼胁迫情况下 SOD活性处理间差异有变小趋势; 在硼胁迫条件下, SOD活性与 ZT含量呈显著负相关(P＜0.05), 与 GA₃呈极显著负相关(P＜0.01)。不同日期各硼素营养处理间过氧化氢酶(CAT)活性变化规律一致, 呈现先降低后升高的趋势。综合分析说明, 硼素胁迫引起膜脂过氧化, 甜菜叶片通过提高保护酶活性来防御硼毒害, 但其防御功能是有限的, 随着生育进程, 甜菜对硼胁迫防御功能达到临界值, 保护酶活性变化不再显著, 且甜菜植株在硼素胁迫下的生长发育受保护酶系统及内源激素间共同调控。     

氮磷钾硼肥施用对长江流域油菜产量及经济效益的影响

2006—2007年在长江流域10个冬油菜主产省(市)布置32个田间试验, 研究氮、磷、钾及硼肥施用对油菜籽产量的影响, 并对施肥经济效益进行了分析。结果表明, 氮磷钾硼肥配合施用处理(NPKB)平均产量为2 590 kg hm^-2, 与PKB、NKB、NPB、NPK及FFP(农民习惯)处理相比, 平均每公顷分别增收油菜籽1 055、727、253、337和639 kg;施用磷、钾及硼肥的增产幅度随土壤有效磷、钾及硼含量的升高呈现下降趋势;按试验年份的物价计算, 扣除肥料成本后, 施用NPKB效益达到7 274元 hm^-2, 与PKB、NKB、NPB及NPK处理相比, 每公顷经济效益分别增加2 868、2 139、434和1 076元, 其中施用氮、磷、钾肥产投比>2.0的试验数分别占总数的87.5%、87.5%和50.0%。研究结果显示, 长江流域冬油菜施用氮磷钾硼肥增产、增收效果显著, 氮磷钾硼配合施用技术可以进行大面积推广应用。     

Efficiency of a novel gametocide amidosulfuron on rapeseed (Brassica napus)

The efficiency of a novel gametocide amidosulfuron, 1-(4, 6-dimethoxypyrimidin- 2-yl) -3-mesyl (methyl) sulfamoylurea, was evaluated on rapeseed ( Brassica napus L.). Double application of 0.09–0.12 g/ha amidosulfuron at the uni-nucleate stage of longest buds and 12 days later, made 97.4–100% plants male-sterile in seventeen out of 20 cultivars tested. The shrunken anthers could not release pollen or produced only dysfunctional pollen grains that could not be stained by aceto carmine. The treatment also caused 10–30% reduction on seed setting in comparison to the controls. The purity of hybrid seed from crosses of 'C161 × Huaye' and 'Zhongshuang No.2 × Huaye' based on amidosulfuron was 99.8% and 100.0%, respectively. The results suggested that amidosulfuron is an efficient gametocide for B. napus .     

不同缺硼处理对甜菜苗期叶片生长及光合性能的影响

探讨不同缺硼胁迫处理对甜菜叶片生长发育及光合性能的影响,为生产实践提供理论依据。以甜菜品种‘H004’为试验材料,采用水培试验方法,设定硼浓度0 (B1)、0.5 (B2)、5 (B3) μmol/L为缺硼处理,以硼浓度50 (B4) μmol/L为正常硼浓度对照,于胁迫后21天对甜菜幼苗叶片形态参数及光合性能进行测定和分析。结果表明：缺硼胁迫对甜菜叶片的生长发育具有显著的抑制作用,且缺硼胁迫程度越高抑制作用越明显。具体表现为：缺硼显著降低了叶片面积、叶片鲜重和干重,增加了叶片厚度、叶色值;使叶片叶绿素a和叶绿素b分别比对照降低了22.3%~51.5%、23.3%~42.3%;光合参数在缺硼处理时较对照下降了0.6%~28.4%。相关分析表明,缺硼胁迫下叶面积与光合色素、光合速率、蒸腾速率、胞间CO₂浓度的相关性均达到了极显著水平(P<0.01)。综上,缺硼胁迫影响了植株叶片形态、抑制了光合色素的形成,降低叶片光合特性,进而阻碍了甜菜幼苗叶片生物量积累,导致叶片的生长发育异常。