巨胚稻籽粒灌浆特性研究

用RICHARDS方程对2个巨胚稻及其相应非巨胚稻品种(龙特浦B)、1813B)的籽粒灌浆过程进行拟合,研究了两类水稻品种的灌浆特性。结果表明,与非巨胚稻相比巨胚稻在起始灌浆潜势(R0)、平均灌浆速率(GMEAN)、最大灌浆速率(GMAX)和灌浆持续时间T(99%)上均比对照品种低,且巨胚稻在第4~12天的灌浆高峰期间的灌浆速率明显低于对照品种,从而造成巨胚稻籽粒重的下降。     

巨胚稻新品系的营养成分分析

为筛选出高营养成分含量的巨胚稻品系,以期为巨胚稻的育种研究和加工开发提供依据。本研究以福建农林大学作物遗传育种研究所选育的一批功能性巨胚稻新品系及非巨胚对照为材料,分别测定了其糙米的7种矿物质和17种氨基酸含量。结果表明:巨胚稻新品系中钾、锌、铜、锰和铁5种矿物质元素的平均含量分别比M86高50.65%、12.65%、28.58%、100.12%和112.86%;巨胚稻新品系的硒含量最高的为gewx1(0.17mg·kg-1),比对照M86(0.02mg·kg-1)高出750%。巨胚稻新品系绝大部分氨基酸含量都高于对照,必需氨基酸总量(EAA)平均为3.42%,比M86增加29.05%,氨基酸总量(TAA)平均为8.93%,比M86增加31.00%;巨胚稻品系的γ-氨基丁酸(GABA)含量平均达到5.81mg·100g-1,是对照M86(1.81mg·100g-1)的3.2倍,大米肽的平均含量为20.98mg·g-1,比对照增加53.73%。糙米相对胚重与大部分营养成分含量呈极显著正相关,说明提高相对胚重能提高稻米在这些营养物质上的含量。     

离子注入后同源四倍体多胚苗突变水稻的筛选及其遗传稳定性

以低能氮离子束为诱变源,对同源四倍体水稻品系“IR36-4X”进行离子注入,在其第2代群体内筛选得到了1株具有多胚苗性状特征的突变株(IR36-双)。对该突变株后代的主要农艺性状、多胚苗形态特征和遗传稳定性进行研究表明,突变株系与其原始亲本在主要农艺性状上存在明显差异,前者在株高、穗长、千粒重和结实率等性状上比后者分别下降35.41%、5.08%、15.72%和12.39%。“IR36-双”在双胚苗性状的表现形态上有其特异性,在同一纯合株系的群体内双胚苗的苗位有非完全双苗和完全双苗两种类型。在非完全双苗中又包括单胚轴单胚根双苗和单胚根异胚轴双苗;在完全双苗中可分为正常双苗和异常双苗。在多胚苗材料中,单胚根单胚轴双苗所占的比例相对较大。经过多个世代观察表明,“IR36-双”的多胚苗特性表现出明显的可遗传性。     

巨胚功能稻的营养成分分析

分别测定了巨胚稻和相应非巨胚稻（对照）糙米的粗白质、粗脂肪、粗纤维、粗灰分等4种主要营养成分,17种氨基酸、9种矿物质、5种维生素和γ-氨基丁酸含量。结果表明：（1）同对照相比,巨胚稻糙米的粗蛋白、粗脂肪、粗纤维和粗灰分含量均有提高,平均增幅分别为11.14%、106.09%、42.21%和10.17%;（2）较对照,巨胚稻的17种氨基酸含量普遍提高,必需氨基酸含量提高2.52%-35.62%,氨基酸总量提高4.77%~37.09%;（3）巨胚稻的矿物质元素含量丰富,相比非巨胚对照,其Ca、Fe、Zn、Mn、Mg、P、K、Na和Cd的平均含量分别提高了42.89%、47.96%、38.08%、37.75%、1.75%、5.51%、13.88%、16.13%和36.69%;（4）巨胚稻的VB1、VB2、VPP、VE和叶酸含量均高于相应非巨胚对照,增幅为2.50%~214.81%;（5）巨胚稻糙米的功能成分γ-氨基丁酸（GABA）含量比相应非巨胚对照增加,平均增幅达286.58%。巨胚稻富含各种营养成分,是一种高营养功能型的稻米品系。     

玉米未成熟胚胚性愈伤组织诱导率与内源激素含量的关系

以胚性愈伤组织诱导率高低不同的9个玉米自交系未成熟胚为外植体,用改良N6培养基诱导培养愈伤组织。酶联免疫法测定不同培养时间后未成熟胚,以及由此诱导的胚性和非胚性愈伤组织,内源脱落酸(ABA)、吲哚乙酸(IAA)、赤霉素(GA3、GA4)和细胞分裂素(DHZRI、PA、ZR)含量。结果发现,胚性愈伤组织诱导率与未成熟胚ABA和IAA含量正相关,与胚性和非胚性愈伤组织ABA含量正相关,与胚性愈伤组织GA3含量负相关。在胚性愈伤组织开始发生之际,外植体的ABA和IAA含量出现峰值,GA3含量出现低谷。因此认为,未成熟胚高水平的ABAI、AA含量和低水平的GA3含量,有利于胚性愈伤组织的诱导。但是胚性愈伤组织的ABA含量却低于非胚性愈伤组织,且胚性愈伤组织诱导率与胚性愈伤组织IAA含量负相关。由此看来,胚性愈伤组织的诱导和保持,可能还与各种激素的协同作用有关。     

籼稻巨胚不育系龙特浦geA的选育

通过辐射诱变获得籼稻保持系龙特浦B巨胚隐性单基因突变体 (龙特浦geB) ,为龙特浦B的巨胚同型系 ,主要农艺性状无明显差异 ,但绝对胚重和相对胚重分别由原龙特浦B的 0 63mg和 2 78%提高到 1 1 5mg和 6 0 7% ,从而糙米粗脂肪含量由 2 50 %提高到 5 0 6% ,蛋白质由 9 0 0 %提高到 9 60 % ,各种氨基酸含量的相对值也相应提高 5 45%～ 3 0 3 6% ;用龙特浦geB回交龙特浦A育成巨胚不育系龙特浦geA ,其与龙特浦A的主要农艺性状、雄性育性特征及构成产量配合力无明显差异。     

红豆草胚性细胞系和非胚性细胞系DNA代谢动态的研究

以红豆草无菌苗胚轴为外植体诱导愈伤组织,在此基础上建立了“胚性细胞系”和“非胚性细胞系”。应用放射自显影方法研究了这两种细胞系的DNA合成动态,結果表明:前者DNA合成十分活跃,且DNA合成只限于发生胚的单细胞和细胞群。这些细胞迅速分裂,分别发育形成不同阶段的体细胞胚,在这一过程中,DNA代谢呈现有规律的变化,到球形胚时,DNA合成速率达到最高峰。体细胞胚中各细胞DNA合成速率的差异与体细胞胚形态学极性存在明显的相关性。至于“非胚性细胞系”,在启动分裂和形成愈伤组织过程中也是以细胞DNA复制为基础的,但在该类细胞系中,无论是DNA合成速率还是~3H-胸苷标记的细胞频率都远低于胚性细胞系。DNA代谢动态在这两类细胞系中存在着明显的差异。     

农杆菌对蕉柑(Citrusreticulata var.tankan Hayata)胚性细胞的附着研究

农杆菌能够附着蕉柑的胚性细胞。农杆菌对蕉柑胚性细胞的附着曲线表明 ,农杆菌与蕉柑胚性细胞之间的附着是一个动态过程。农杆菌在蕉柑胚性细胞上的附着量受共培养介质中乙酰丁香酮 (As)和表面活性物质影响较小 ,而与共培养介质中的农杆菌浓度呈正相关     

功能性特种巨胚稻——MhgeR的选育及应用

用60Coγ射线照射籼稻恢复系明恢86(M86)种子,获得巨胚突变体MhgeR。与原品种M86相比,MhgeR主要农艺及产量性状无显著差异,千粒重和产量有所下降,但绝对胚重和相对胚重分别由0.68mg和2.70%提高到1.19mg和5.50%。MhgeR糙米成分分析表明其蛋白质（9.94%）、粗脂肪（6.08%）、粗纤维（1.21%）、γ-氨基丁酸（6.16 mg/100g）、8种必需氨基酸及7种矿物质含量均比M86明显提高。本文还就巨胚稻的育种技术及产品加工开发作了探讨。     

水稻胚性愈伤诱导及其遗传转化的几个技术参数研究

以日本晴成熟种子及幼嫩种子为材料诱导形成胚性愈伤组织,经农杆菌介导将水稻隐花色素基因的4个RNAi和2个反义RNA表达载体分别转化日本晴愈伤组织,再经抗性筛选和分化培养诱导形成植株,经分子检测筛选出阳性转基因苗。对胚性愈伤诱导率、抗性愈伤率、分化出苗率及转化率进行统计分析。结果表明,成熟种子、新鲜成熟种子及幼嫩种子愈伤诱导率均大于81%,平均为86.67%,其中以新鲜成熟种子愈伤诱导率最高,达96.89%;抗性愈伤率成熟胚为22.21%~40.71%,平均为28.49%,幼胚为36.79%~43.21%,平均为40%,幼胚的抗性愈伤率高于成熟胚;分化出苗率成熟胚为59.29%~80.43%,平均为71.59%,幼胚为63.16%~72.73%,平均67.95%,幼胚与成熟胚差异不明显;转化率(Gus检测阳性率)成熟胚为43.07%~81.08%,平均61.59%,幼胚为58.33%~76.67%,平均67.50%,幼胚转化率稍高于成熟胚。     

水分胁迫对日光温室葡萄叶片生理变化及果实发育的影响

为探究鲜食日光温室葡萄高效节水生产的水分管理方式,选取日光温室6a生葡萄‘红地球’为试验材料,以充分灌溉为对照[CK,土壤含水率为75%～100%的田间持水率(θf)],分别在萌芽期、新梢生长期、开花坐果期、果实膨大期、着色成熟期设置土壤含水率为55%θf(其他4个生育期为75%～100%θf)的5个水分胁迫处理,调查叶片超氧化物歧化酶(SOD)活性及膜质过氧化物丙二醛(MDA)和脯氨酸(Pro)含量、果实纵横径、果实硬度、单粒重量和产量,研究日光温室葡萄叶片生理和果实产量对水分胁迫的响应机制。结果表明,在果实膨大期、着色成熟期施加水分胁迫均会显著降低葡萄叶片SOD活性和Pro含量,导致MDA含量大量积累,对叶片产生不利影响。在萌芽期、新梢生长期、开花坐果期进行水分胁迫对葡萄叶片SOD活性、Pro含量影响不大,但对叶片MDA含量的影响具有滞后效应。果实膨大期水分胁迫葡萄产量仅为14 830kg·hm–2,较CK和萌芽期、新梢生长期水分胁迫显著减产20%以上。因此,水分胁迫显著降低果实膨大期SOD活性及渗透调节物质含量,增加膜质过氧化物含量,并导致产量降低,该时期不宜进行亏水处理;生长前期的水分胁迫对葡萄叶片的生理和果实的影响不显著。     

玉米种子发芽生理和抗氧化系统对砷胁迫响应的基因型差异及其机制研究

为探究不同基因型玉米品种对砷胁迫的响应差异性,本研究采用营养液培养试验,研究了砷胁迫下20个玉米品种的发芽势、发芽率、根长、株高、干重、地上部及根部砷含量、抗氧化酶活性、抗氧化非酶物质含量及基因表达等指标变化,评价了不同基因型品种的耐砷性。结果表明,与对照(CK)相比,砷处理条件下,玉米各测定指标表现出明显的差异性,其中发芽势、发芽率、根长、株高、干重的处理/CK比率范围分别是0.58~1.18、0.61~1.18、0.49~1.04、0.72~1.12、0.55~2.83,各品种玉米的砷转运系数为0.02~0.07。利用12个指标进行主成分分析和聚类分析,筛选出2个砷耐受型品种,5个砷敏感型品种,其中康农玉999为最耐受型品种,三北89为最敏感型品种。进一步对康农玉999和三北89进行抗氧化系统分析,发现砷处理下康农玉999的过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)活性均略低于CK,且超氧化物歧化酶(SOD)活性下降幅度较大,相比于CK降低79%,而丙二醛(MDA)、谷胱甘肽(GSH)、抗坏血酸(AsA)含量均高于CK;三北89的SOD、CAT、POD活性和GSH、AsA含量均高于CK,MDA含量相比于CK降低50%。对2个品种进行基因表达分析,结果显示,与康农玉999相比,检测出的5个与植物抗砷性相关转录本中,三北89有4个抗砷相关转录本表达量明显上升,只有1个ArsB相关转录本表达量略降低。综上可知,砷胁迫下不同基因型玉米种子的生长和生理参数以及相关基因表达均表现出明显的差异性。本研究结果为砷污染土壤进行玉米的农业生产种植提供了理论依据。     

Hypoglycemic and Antioxidative Effects of Instant Cooked Giant Embryonic Rice in High‐Fat‐Fed Mice

The effect of instant cooked rice made from giant embryo mutant or ordinary normal rice on the glucose metabolism and antioxidative defense system in mice under a high‐fat (HF) diet condition was investigated. The animals were randomly divided and given experimental diets for seven weeks: normal control diet, HF diet, and HF diet supplemented with instant normal white, normal brown, giant embryonic white, or giant embryonic brown rice. At the end of the experimental period, the HF mice showed a marked increase in the blood glucose level, insulin concentration, and plasma and erythrocyte lipid peroxidation and a significant decrease in the glycogen level relative to the control group. However, diet supplementation with instant cooked giant embryonic and normal brown rice counteracted this high‐fat‐induced hyperglycemia and oxidative stress through regulation of the glucose‐regulating and antioxidant enzyme activities. The giant embryonic brown rice was the most effective in improving the glucose metabolism and antioxidant defense status in mice under the HF diet condition. The results demonstrate that the giant embryo rice mutant may be useful in the development of instant cooked rice with strong hypoglycemic and antioxidative properties.     

水分胁迫度及时期对设施延迟栽培葡萄耗水和产量的影响

为研究水分胁迫对葡萄耗水规律和产量的影响,2012—2014年在甘肃省张掖市水务局灌溉试验站连续开展3 a设施栽培葡萄水分胁迫试验,将葡萄划分为萌芽、新梢生长、开花、果实膨大、着色成熟5个生育阶段,各生育期分别设1个土壤含水率下限为55%的田间持水率(field water holding capacity,FC)供水水平(中度水分胁迫)和1个土壤含水率下限为65%FC的供水水平(轻度胁迫),以下限为75%FC为对照,研究3种供水水平下葡萄日耗水强度、产量、水分利用效率等的变化。结果表明:1)3个试验年度设施栽培葡萄在果实膨大期日耗水强度均达到最高值,该阶段为设施葡萄需水临界期。2)水分胁迫对葡萄各生育期耗水强度有明显的影响,萌芽期中度水分胁迫降低该阶段耗水强度,但随后复水后耗水量迅速恢复并出现复水补偿增长效应;开花期时间较短,中度水分胁迫对耗水的影响在随后生育期(果实膨大期)才体现出来;着色成熟期中度水分胁迫也显著降低葡萄在胁迫时段的耗水强度;新梢生长期轻度水分胁迫显著影响葡萄日耗水强度。3)2012年萌芽期中度胁迫能提高葡萄产量、水分利用效率,提高效应随胁迫年度持续逐渐减小,2013和2014年产量与充分供水处理差异不显著。研究可为深入理解设施栽培葡萄的耗水特性和设施葡萄节水高效生产提供依据。     

烯效唑(S-3307)对罗汉果组培苗组织结构的影响

低浓度(0．01mg／L)的烯效唑(S-3307)能使罗汉果组培苗植株矮化、根茎粗壮、叶片增厚。经解剖学观察表明，与CK相比，添加S-3307的培养基培养的苗，其根、茎细胞明显缩短增粗，细胞层数增加；其叶片栅栏组织细胞变长，海绵组织细胞宽度增大。测量结果显示，S-3307培养的根、茎直径分别是CK的2．23倍和1．38倍，维管柱直径亦相应增加，叶片栅栏组织细胞平均长度是CK的1．32倍，海绵组织细胞宽度是CK的1．53倍，以上两种叶肉组织的变化使叶片的厚度增加。     

蚯蚓粪和生物有机肥对土壤养分及夏玉米产量的调控作用

在中国农业大学曲周实验站设置了优化施肥(CK)、优化施肥添加蚯蚓粪(VC)和优化施肥添加生物有机肥(MOF)的田间试验,测定了夏玉米产量,并动态监测了玉米拔节期、大喇叭口期、抽雄期和收获期地上部生物量、土壤有效磷和矿质态氮、有机质和微生物量碳的变化,并计算了氮肥效率。结果表明,施用蚯蚓粪和生物有机肥产量分别比优化施肥(CK)提高了6.8%和8.2%。在整个生育期内,施用生物有机肥的处理土壤有效磷含量显著高于对照处理,是增产的主要因素;施用蚯蚓粪的处理在作物生长的中后期对土壤微生物量碳的调节作用十分显著,对作物增产意义重大。添加蚯蚓粪和生物有机肥能够提高氮肥的利用效率,减少施氮量,应用前景广阔。     

RESERVE MOBILIZATION DISORDER IN GERMINATING SEEDS OF VICIA FABA L. EXPOSED TO CADMIUM

The experiment was performed to study the germination of Vicia faba L. under the influence of cadmium (Cd) stress. Seeds were germinated for ten days by soaking in distilled water or cadmium nitrate solution. Germination rate, embryo radicle growth and water, Cd, and amino acid and sugar contents in cotyledons were investigated. Nutrient concentrations were also determined in the germination medium to quantify the solute leakage. Results showed that Cd-induced delay in seed germination can be associated to disturbance due to a failure in sugars and amino acids freeing. Such nutrients were lost in the imbibition medium at the expense of suitable mobilization to the growing embryonic axis. To explore the mechanism of cadmium toxicity, the solute leakage provides an indication of the way in which Cd might affect the germinative metabolism.