花椰菜温敏雄性不育系GS-19花蕾发育过程中内源激素的动态变化分析

为了探究内源激素在花椰菜温敏雄性不育系GS-19育性调控中的作用,以花椰菜温敏雄性不育系GS-19为材料,采用高效液相色谱法,对花椰菜温敏雄性不育系的不育株和可育株花蕾不同发育时期及叶片中赤霉素(GA)、生长素(IAA)、脱落酸(ABA)及玉米素核苷(ZR)的动态变化进行比较分析。结果表明,花椰菜温敏雄性不育系花蕾和叶片发育过程中,不育株和可育株内源激素GA、IAA、ABA和ZR的变化均存在明显差异。不育株花蕾中的GA和ABA含量总体呈上升趋势,GA含量在造孢时期、四分体时期及花粉成熟期的含量均显著高于可育株,分别为281.54、355.37和350.13μg·g~(-1),比可育株花蕾高45.1%、210.4%和54.5%,而ABA含量只在四分体时期和花粉成熟期显著高于可育株,分别为2.22μg·g~(-1)和2.88μg·g~(-1),比可育株花蕾高82%和35.2%;不育株花蕾中的IAA含量先降后升,在造孢时期和花粉成熟期显著高于可育株,分别为1.97μg·g~(-1)和2.55μg·g~(-1),比可育株花蕾高52.7%和82.1%,但不育株花蕾的ZR含量先升后降,在四分体和花粉成熟期显著高于可育株,分别为320μg·g~(-1)和170μg·g~(-1),比可育株花蕾高580.9%和243.9%。不育株的IAA/ABA呈"V"字型变化,在四分体时期比值最低,而GA/ABA和ZR/ABA呈倒"V"字型的变化,在四分体时期比值最高。叶片中ABA和ZR未检出,GA和IAA含量不育株显著高于可育株。说明内源激素含量升高和多种激素间的平衡关系被打破,比例失调,阻碍了小孢子的正常发育,导致花椰菜温敏雄性不育系GS-19花粉败育。本研究结果对揭示内源激素在雄性败育过程中可能存在的作用机制具有重要意义,为进一步揭示花椰菜温敏雄性不育的遗传机制积累了资料。     

干旱胁迫及复水对豌豆根系内源激素含量的影响

采用盆栽试验方法,研究了干旱胁迫及复水对豌豆根系脱落酸(ABA)、吲哚乙酸(IAA)、赤霉素(GA)和玉米素(ZT)等4种内源激素含量的影响.结果表明:不同程度的干旱胁迫均导致各生育期豌豆根系ABA和IAA含量增加,GA和ZT含量减少,且随干旱胁迫程度的加重变化量增大.同时对各生育期豌豆根系内源激素比例产生影响,对ZT与ABA、GA与ABA、GA与IAA、ZT与IAA比例影响较大,对ZT与GA、IAA与ABA比例影响较小.旱后复水可对各生育期豌豆根系内源激素含量产生补偿效应,其补偿量决定于豌豆生育时期、干旱胁迫强度和复水历时.同时促进各生育期豌豆根系内源激素比例发生变化.     

热激对甜瓜未授粉子房培养胚珠膨大期内源激素的影响

为探究热激处理对甜瓜未授粉子房培养中胚珠膨大发育与内源激素的影响,以期为揭示胚珠膨大和单倍体培养的机理研究奠定基础。以热激和对照培养不同天数的甜瓜未受粉子房为试材,对胚珠膨大率进行动态监测,并采用UPLC-ESI-MS/MS法测定顺式玉米素核糖核苷(CZR)、赤霉素3(GA3)、反式玉米素(ZT)、吲哚-3-乙酸(IAA)及脱落酸(ABA)含量,并分析了这5种内源激素与胚珠膨大发育的关系。结果表明,与对照25 ℃室温培养相比,32 ℃热激处理4 d有利于胚珠的膨大及内源激素的积累,且在胚珠膨大期5种内源激素的变化趋势一致,均为递增。各内源激素间的比例关系处于动态变化中,且在整个膨大期,热激处理下IAA/(ZT+CZR)、IAA/ABA和IAA/GA3均较对照25 ℃室温培养高;胚珠膨大率与内源激素IAA呈极显著正相关,相关系数达0.818,与ZT、CZR和ABA均呈显著正相关,与(ZT+CZR)/GA3呈显著负相关。     

太空诱变玉米核不育材料可育花药与不育花药的生化特性分析

为探讨太空诱变处理玉米核不育材料的可育株、不育株花药的生理生化特性差异,对可育、不育材料不同发育时期花药的可溶性糖、可溶性淀粉、蛋白质含量以及游离脯氨酸含量进行了测定。结果表明:太空诱变处理玉米核不育材料的可育株花药中的可溶性糖、淀粉、蛋白质以及游离脯氨酸含量均高于不育株花药的,且可育株花药中的可溶性淀粉、蛋白质和脯氨酸含量都随着花药的发育逐渐累积,在不育株花药中这些指标的变化不明显。     

西南麦区高产多穗型小麦单株分蘖特征研究

为探究西南麦区特殊生态环境下高产多穗型小麦单株分蘖出现规律、成穗规律及其与产量形成的关系,以3种穗型小麦为试验材料,采用田间调查、室内体视解剖观察和间接酶联免疫吸附(ELISA)等方法,分别对单株分蘖出现时间和茎顶端生长进行了调查统计,对茎蘖内源赤霉素(GAs)、吲哚乙酸(IAA)、分裂素(ZR)、脱落酸(ABA)和玉米素(ZT)的含量进行了测定,比较分析了以上因素与分蘖穗部性状的关系。结果表明,与大穗型和中间型小麦相比,高产多穗型小麦单株分蘖平均出现时间(7.41d)和相邻分蘖发生的平均间隔时间(2.66 d)最短;相邻分蘖顶端原基生长阶段均差(1.10)最小。相邻分蘖的GAs、IAA、ZR和ABA含量平均差值最小,分别为0.59、1.01、0.13、8.73 ng·g-1FW;二级分蘖的IAA/ABA(0.65)和ZR/ABA(0.08)最高,IAA/(ZR+ZT)(1.06)最低,3个比值与一级分蘖的相关比值差距最小。相邻分蘖穗部结实性状的平均差值最小,分别为穗粒数1.69、单穗平均粒重2.31mg、不孕小穗数0.87和结实小穗数1.61;单株成穗率(87.50%)和单株平均粒重(23.75g)最高。综上,在3种穗型小麦中,多穗型小麦单株各分蘖的出现和生长存在着更为均匀的协调关系,使得分蘖成穗较高,这有利于西南麦区特殊生态环境下单株产量因子的合理构成和突破性品种的选育。     

玉米核不育突变体K305ms主要性状配合力及产量杂种优势研究

为明确K305ms的应用潜力,选用雄性不育突变体K305ms群体中不育株(msms)、可育株(Msms)和野生型K305(Ms Ms)3种基因型的植株,以及与10个测验种采用不完全双列杂交组配的30个组合为材料,分析比较3种基因型对玉米主要性状配合力和杂种优势的影响。结果表明,K305ms群体中不育株和可育株在所考察性状上均无显著差异。与野生型K305相比,不育株单株叶面积极显著增加,雄穗变小,穗长极显著增加,出籽率和百粒重极显著减小,单株产量等其余性状差异均不显著;不育株穗行数一般配合力表现极显著正效应,而秃尖长等4个性状一般配合力则呈极显著负效应,其可育株与不育株性状一般配合力的表现趋势基本一致,K305ms在增加杂交组合穗行数和缩短秃尖长方面具有较好的潜力。3种不同基因型组配的同型杂交组合中,多数组合单株产量特殊配合力在不同地点表现正负效应不同,说明母本育性基因型差异与产量特殊配合力高低并无必然联系;其多数组合单株产量的对照优势差异不显著,表现与地点间存在极显著的互作关系,表明实践上需要严格的多生态比较鉴定。综合分析表明,K305ms具有进一步研究和开发利用前景。本研究为突变体K305ms在玉米不育化育种和生产中的应用奠定了基础。     

小麦矮秆突变体DC20的转录组分析

为探明小麦矮杆突变体DC20致矮的分子调控机制,以小麦D6-3(WT)及其经高能混合粒子场诱变处理得到的矮秆突变体DC20为试验材料,通过对突变体DC20和WT的转录组分析,挖掘与DC20致矮相关差异表达基因。结果表明,在株高差异起始的孕穗期茎秆中,DC20与WT之间存在2 153个差异表达基因(DEGs),除参与糖代谢、能量代谢、转录调控、转录后修饰和翻译及翻译后修饰途径外,其中有47个差异表达基因显著富集在植物激素GAs的生物合成和IAA的动态平衡调节及信号转导、细胞周期调控以及细胞伸长等相关途径。大部分差异表达基因表现为表达下调,少量抑制因子的表达量上调。内源植物激素检测结果显示,DC20孕穗期茎秆中的IAA、GA₁和GA₃含量均显著低于WT。表明辐射诱变处理产生的变异是通过植物激素GAs与IAA的协同作用,调控细胞周期以及细胞伸长等途径相关基因的下调表达,从而对DC20的株高产生影响,形成矮化表型。本研究结果为更好地运用辐射诱变育种手段进行作物育种以及阐明矮秆突变体形成的分子调控机理研究提供了一定的理论依据。     

基于不同倍性谷子主茎形态建成的相关内源激素调控差异分析

为揭示谷子相关内源激素对主茎形态发生及株型构建的影响,以晋谷21号(DJG21)及其同源四倍体诱变株(TJG21)为试验材料,采用高效液相色谱-质谱(HPLC-MS)联用技术,研究拔节期不同倍性谷子主茎内源激素IAA、GAs、ABA、SA、JA的动态差异及其对主茎形态建成的影响。结果表明,DJG21和TJG21成株主茎节间数相同,均为15。DJG21和TJG21分别在播后67和75 d拔节完成。拔节前期TJG21主茎增长较DJG21快,后期二者无显著差异。DJG21染色体经诱变加倍后,TJG21主茎的ABA、JA、SA含量明显增加。TJG21主茎拔节与节间增长滞后与其ABA含量增高及(IAA+GAs)/ABA值降低密切相关。TJG21主茎SA及JA含量整体大于DJG21,前期JA含量增加更为明显,后期SA含量增加更为明显。DJG21和TJG21拔节期主茎内源激素含量及调控的差异造成不同倍性谷子生长发育进程的不同,是由遗传及环境因素双重影响下的形态发生过程。本研究结果不仅为人为构建激素平衡以调控谷子生长发育提供了一定的理论依据,也为不同倍性谷子拔节期转录组分析及相关基因发掘奠定了基础。     

甘肃野生草地早熟禾根茎扩展能力与内源激素含量的相关性研究

草地早熟禾(Poapratensis)是典型的根茎型禾草,根茎作为其营养物质储藏和营养繁殖的重要器官,在提高植株地表侵占能力及地下固土能力方面具有重要作用。根茎的发生和发育与内源激素密切相关,本试验以采自甘肃境内9个不同生态型的野生草地早熟禾为试验材料,以‘午夜Ⅱ’草地早熟禾为对照,分析根茎扩展能力与内源激素含量间的相关性,以期揭示草地早熟禾根茎扩展的激素调控机理,为草地早熟禾新品种选育和草坪养护管理提供理论和实践依据。结果表明:1)不同生态型野生草地早熟禾根茎扩展能力存在显著差异,榆中草地早熟禾的分蘖数、根茎数、地上生物量和茎节长最大;西和草地早熟禾的覆盖面积、最长根茎和根茎生物量表现最优,供试不同生态型草地早熟禾材料根茎综合扩展能力由强到弱依次为榆中西和‘午夜Ⅱ’渭源灵台清水肃南秦州夏河安定。2)内源激素在草地早熟禾根茎和茎基的分布存在差异, GA_3、IAA和ABA含量均为根茎茎基, ZT含量为茎基根茎,且两个部位GA_3含量均高于其余激素。3)相关性分析显示,草地早熟禾根茎扩展能力与ZT含量、茎基ZT/ABA和IAA/ABA极显著正相关(P0.01),与根茎GA_3/IAA显著负相关(P0.05),与IAA、GA_3和ABA含量相关性不显著(P0.05)。综上,榆中草地早熟禾根茎扩展性最强,且优于‘午夜Ⅱ’草地早熟禾(对照),可作为扩展能力强草地早熟禾新品种选育的优良材料;ZT含量和IAA/ABA与ZT/ABA的比值越高, GA_3/IAA比值越低,越有利于草地早熟禾根茎扩展。     

钾肥施用对元帅苹果果实内源激素含量及酸代谢的影响

钾对果实生长发育具有重要作用,明确钾对苹果果实酸代谢的调控机制具有重要的理论和实践意义。采用2a的田间定位试验,以7 a生瓦里短枝(Vallee spur Del)为研究对象,按K_2O用量设5个处理,分别为T1(0.20 kg/株)、T2(0.35 kg/株)、T3(0.50 kg/株)、T4(0.65 kg/株)和CK(不施钾肥),分初果期(钾肥用量的30%)、果实膨大期(钾肥用量的40%)和果实成熟期(钾肥用量的30%)3次施入,研究了钾对果实品质、果实内源激素含量及酸代谢的影响。施钾处理显著提高了果实单果质量、Vc含量、硬度及可溶性固形物含量,显著降低了可滴定酸含量,2016年和2017年T4可滴定酸含量较CK分别下降了26.47%和18.18%。在不同生育期,各处理苹果树新稍、叶片及果实中钾积累量大小顺序依次为:T4﹥T3﹥T2﹥T1﹥CK,T4和T3之间差异不显著(P﹤0.05)。施钾处理提高了花后30～120 d果实中(zeatin riboside,ZR)、(indol-3yl-acetic acid,IAA)、(gibberellic acid,GA)的含量及花后150 d果实中(abscisic acid,ABA)的含量,T3对ABA含量影响最显著(P0.05),花后150 d时2016年和2017年T3 ABA含量较CK分别提高了15.28%和18.08%。苹果酸与柠檬酸的含量随施钾量的增加而降低,花后150 d时2016年T4苹果酸和柠檬酸含量较CK分别下降了34.68%和12.3%,2017年分别下降了32.60%和16.0%。(malatedehydrogenase,MDH)和(phosphoenolpyruvate carboxylase,PEPC)活性随施钾量增加而降低,(phosphoenolpyruvate carboxykinase,PEPCK)活性及NAD-cy ME活性随施钾量增加而升高,花后150d时,2016年T4PEPCK和NAD-cyME活性较CK分别提高了13.3%和16.9%,2017年分别提高了18.9%和20.3%。果实成熟期,单果质量和可溶性固形物含量与IAA和ABA呈极显著正相关(P﹤0.01),可滴定酸含量与GA、ZR和IAA呈显著正相关(P﹤0.05),与ABA呈极显著负相关(P﹤0.01)。苹果酸和草酰乙酸与ZR和IAA呈极显著正相关(P﹤0.01),而与ABA呈极显著负相关(P﹤0.01)。MDH和PEPC与IAA呈显著正相关(P﹤0.05),与ABA呈显著负相关(P﹤0.05)。PEPCK与ABA呈极显著正相关(P﹤0.01)。NAD-cy ME与IAA呈显著负相关(P﹤0.05),与ABA呈显著正相关(P﹤0.05)。钾通过调节果实内源激素的含量而影响有机酸代谢相关酶活性,进而对果实酸代谢产生调控作用。     

首例航天诱变玉米细胞核雄性不育株与可育株的株高生长分析

以航天诱变玉米细胞核雄性不育株的杂交F2 及姊妹交后代群体为材料 ,对育性分离群体中两种育性植株的株高及生长动态进行了分析。结果表明 ,在整个生育期的不同发育阶段两种育性植株的株高差异均达极显著水平 ,在发育的早期阶段 ,二者差异较小 ,随着发育进程的推进 ,株高的差异逐渐加大。进一步对两种育性植株的株高增长曲线进行分析 ,发现二者的最大生长速度存在差别。     

~(60)Coγ射线辐照诱发创造水稻显性雄性核不育系

早籼品种浙 92 48干种子经 3 0 0Gy60 Co γ射线辐照后 ,M1代植株的育性大幅下降 ,并出现了完全不育株。选用浙 92 48M1高不育株再经人工去雄后与G93 89杂交 ,所得杂种M2 F1仍分离出雄性不育株。继续用浙 92 48回交 ,M3BC1 M6BC4群体中仍出现不育株与可育株 ,分离比为 1∶1。用早籼新品系浙辐 5 0 4、H41 6,中籼新品系长丝软占、玉占 ,三系杂交籼稻保持系辐南B、3 5 1B及恢复系IR3 6、2 0 964与BC2群体中的不育株杂交 ,所有杂交一代群体都出现不育株与可育株分离 ,比例接近 1∶1。此外 ,回交、杂交群体中分离出的可育株与不育株进行姐妹杂交 ,后代也按 1∶1分离出不育株与可育株。然而 ,所有可育株的后代 ,不管来自杂交、回交或是姐妹交 ,均未出现育性分离 ,表现正常可育。本实验所得的不育突变株及其衍生不育株的花药瘦小 ,花粉呈典败或圆败 ,自然结实率与套袋结实率很低。上述结果表明 ,诱发产生的不育系属显性雄性不育 ,由细胞核内单基因控制     

两系小麦不育系BNS雄性育性的转换

于2006-2009年在湖南长沙采用分期播种方法以两系小麦不育系BNS和对照百农矮抗58、农大211、农大3688和杨麦13为试验材料,研究了BNS雄性育性在南方生态区域的转换规律。结果表明:随播种期的推迟,BNS雄性育性表现为完全败育→高度不育→部分可育→完全可育的育性转换规律;雄性完全败育阶段以花粉典型败育为主;3月中、下旬开花阶段,花粉完全败育;4月上旬开花阶段,雄性育性发生转变,4月中旬开花阶段,花粉可育。雄性育性的转换伴随着开花习性发生转换。     

辐射水稻雄性不育性在异源胞质背景的遗传表达

60 Coγ射线辐射水稻恢复系获得 4个隐性单基因不等位雄性不育突变体。用雄性不育突变株 可育株杂合体植株作父本 ,与 1 5个种质的同核异质代换系 (作母本 ) ,杂交配组成 60个组合。结果F1代小穗正常可育 ,F2 代分离出数量不等的雄性不育株。未发现雄性不育基因与异源胞质互作表现完全可育的基因型。     

冬小麦温敏型雄性不育系LT-1-3A选育及育性转换与遗传研究

连续 9年对冬小麦“津丰 1号 济南 1 3 矮秆早 济面小佛手”F0 代60 Co辐射处理后代选系LT 1 3A进行研究 ,结果表明 :( 1 )基因型LT 1 3A属于温敏型雄性不育系 ,具有低温不育、高温可育的特性。 ( 2 )雌雄蕊分化期———花粉粒成熟期是该不育系育性反应敏感期。 ( 3 )敏感期内 ,日平均温度是影响育性变化的主要因素 ,1 8℃为该不育系育性转换起点温度。日均温度 <1 8℃ ,表现不育 ;日均温度 >1 8℃ ,表现可育。 ( 4)不育系的不育性受 1对隐性基因遗传控制。 ( 5 )在衡水 (东经 1 1 5°42′、北纬 3 7°44′,海拔 3 1 7m ,小麦适宜播期为 1 0月 1日～ 1 0月 1 0日 ) ,1 1月 5日及以前播种表现不育 ;1 1月 1 5日至早春顶凌晚播 ,表现可育     

苗期高温高湿影响番茄花芽分化进程的机理探讨

以番茄品种“寿和粉冠”为试材，于2020年4−7月在南京信息工程大学农业气象试验站进行气温、空气相对湿度、处理天数的正交试验，气温（昼温/夜温）设4个处理水平：T1(32℃/22℃）、T2(35℃/25℃）、T3（38℃/28℃）和T4（41℃/31℃）；空气湿度设3个处理水平：H1（50%）、H2(70%)和H3（90%），误差范围在±5个百分点；处理天数为2、4、6和8d。以昼温/夜温28℃/18℃、空气相对湿度45%～55%处理为对照（CK）。在番茄花芽分化各个时期分别测量顶芽内源激素、淀粉和可溶性糖含量，在现蕾期测量茎粗、单株干质量、壮苗指数和叶绿素含量，以研究苗期高温高湿影响番茄花芽分化进程的机理。结果表明：（1）随着温度升高，整个花芽分化过程随着温度的升高而延长，而空气相对湿度和处理天数对番茄花芽分化进程影响不大。（2）不同处理下番茄顶芽IAA和GA3含量随着花芽分化出现降—升—降的趋势，ZT和ABA含量出现与IAA完全相反的趋势。IAA、ZT、GA3含量均随着温度、相对湿度和处理天数的增加逐渐降低，ABA含量随着胁迫程度的增加逐渐升高。（3）番茄叶片淀粉和叶绿素含量随花芽分化进程逐渐降低，可溶性糖含量从未分化期到雄蕊分化期逐渐升高，雌蕊分化期间逐渐降低。随着胁迫程度的加深，各处理间差异显著。表明高温高湿对番茄花芽分化的抑制作用可能与内源激素含量变化、营养物质减少有关，花芽分化初期环境温度应控制在CK水平，温度越高越不利于番茄花芽分化。     

营养水平对马铃薯块茎发育中激素、产量和品质的影响

以台湾红皮（Cardinal）为试验材料,研究了不同营养水平对马铃薯块茎发育过程中内源激素行为的影响及对产量和品质形成的影响。结果表明,过低、过高的营养供给,降低了块茎发育前期细胞分裂素（ZT）的含量,中期细胞生长素（IAA）的含量以及促进块茎发育的脱落酸（ABA）、茉莉酸（JA）含量,增加了各时期促进匍匐茎发生的赤霉素（GA）含量,导致在块茎形成和膨大的关键时期,GA/ABA和GA/JA比值失衡,抑制了块茎的正常发育。而合理营养水平供给,保持了前期较高水平的ZT含量,中期较高的ABA、IAA、JA含量和较低的GA含量,保证了块茎发育各时期对重要激素的需要,GA/ABA和GA/JA在块茎发育各时期也保持在合理的水平。结果还表明,过低、过高的营养供给,有利于马铃薯可溶性糖的形成,但不利于后期淀粉的形成,同时缩短了块茎快速增长期的时间。