小麦-冰草附加系与小麦-杀配子染色体附加系杂交F1的细胞学特性

以小麦-冰草附加系与中国春-柱穗山羊草杀配子染色体2C附加系杂交,对杂交F1的形态学及细胞学特性进行了研究,为利用杀配子染色体诱导小麦ABD组和冰草P组染色体变异,创造小麦-冰草染色体易位系奠定基础。对8个小麦-冰草二体附加系同中国春-杀配子染色体附加系杂交F1的形态学、育性以及细胞学特性的观察结果表明,小麦-冰草不同附加系P染色体的传递能力存在差异。F1花粉母细胞减数分裂中存在染色体异常,平均35.3%的细胞含3个以上的单价体,74.0%的四分体含有微核,20.3%和23.8%的细胞含有染色体断片和桥,在某些组合中有多价体、四分体多裂和退化现象。杀配子染色体的诱变在配子形成的过程中已经开始发生作用。不同杂交组合之间F1植株自交结实率为51.67%-71.37%,反映出杀配子染色体2C在小麦-冰草不同附加系背景下对其育性的影响存在差异。     

小麦-长穗偃麦草3E二体附加系与小麦-杀配子染色体2C二体附加系杂交后代的细胞学鉴定

为了创造小麦-长穗偃麦草染色体易位系,本研究将“中国春”-长穗偃麦草3E二体附加系与“中国春”-柱穗山羊草2C二体附加系进行了正反交、F1代自交和回交,利用细胞遗传学等方法对杂种后代进行了鉴定。以“中国春”-长穗偃麦草3E二体附加系为母本的杂交组合,其杂交当代结实率平均为37.3%,而以“中国春”-杀配子染色体2C二体附加系为母本的杂交组合,其平均结实率为28.19%,二者差异显著（P<0.05）。杂种F1代自交结实率平均为31.45%,用“中国春”-长穗偃麦草3E二体附加系为父本的F1代回交结实率为38.82%,二者差异显著（P<0.05）。在杂交后代有丝分裂和减数分裂中观察到了染色体畸变现象,说明杀配子染色体2C在配子的形成过程中起作用。这些研究结果为进一步创制小麦-长穗偃麦草3E染色体易位系奠定了基础。     

3E附加系与2C附加系杂交后代的细胞学鉴定

为了创造小麦-长穗偃麦草染色体易位系,将‘中国春’-长穗偃麦草3E二体附加系与‘中国春’-柱穗山羊草2C二体附加系进行了正反交、F1代自交和回交,利用细胞遗传学等方法对杂种后代进行了鉴定。以‘中国春’-长穗偃麦草3E二体附加系为母本的杂交组合,其杂交当代结实率平均为37.3%,而以‘中国春’-杀配子染色体2C二体附加系为母本的杂交组合,其平均结实率为28.19%,二者差异显著(P0.05)。杂种F1代自交结实率平均为31.45%,用"中国春"-长穗偃麦草3E二体附加系为父本的F1代回交结实率为38.82%,二者差异显著(P0.05)。在杂交后代有丝分裂和减数分裂中观察到了染色体畸变现象,说明杀配子染色体2C在配子的形成过程中起作用。这些研究结果为进一步创制小麦-长穗偃麦草3E染色体易位系奠定了基础。     

杀配子染色体在小麦-黑麦异代换系中的作用研究

利用小麦-黑麦异代换系H-13(1R/1D), H-24(5R/5A),H-33(6R/6A)与中国春-杀配子染色体二体异附加系CS-DA2C(来自山羊草Ae. cylindrica),CS-DA3C(来自山羊草Ae. triuncialis)配置杂交组合,对杀配子染色体的作用进行了研究。结果表明,杀配子染色体3C对H-13和H-24都是致死的,即有着完全的杀配子作用,但对H-33的杀配子作用则是不完全的,有着接近正常的结实率,说明不同的小麦-黑麦异代换系遗传背景对杀配子作用有很大影响,可能在品系H-33中存在对2C染色体杀配子作用的抑制基因。在以品系H-33为母本时,2个杀配子附加系F1的自交结实率差异显著,说明在相同的小麦-黑麦异代换系遗传背景下,染色体2C与3C的杀配子作用是不同的,在这2个杀配子染色体上可能带有不同的杀配子基因?这些研究结果为进一步创制小麦-黑麦易位系奠定了基础。     

长穗偃麦草1E附加系与杀配子染色体2C附加系杂交后代的细胞学及形态学分析

长穗偃麦草是小麦的野生近缘种属,具有抗寒、抗旱、抗病等优异性状。为了利用长穗偃麦草的优异基因,将‘中国春’-长穗偃麦草1E二体附加系与‘中国春’-柱穗山羊草2C二体附加系杂交、自交和回交,观察其后代的细胞学和形态学特性。结果表明,在杂交后代有丝分裂和减数分裂中观察到了染色体畸变现象;统计F1代自交结实率,发现与亲本相比,这些杂种后代的结实率明显降低;杂种后代的穗型发生了分离,除正常穗型外还观察到了密穗型,说明杀配子染色体2C可以诱导染色体畸变并对结实率和穗型均有一定的影响。本研究为进一步创制小麦-长穗偃麦草1E染色体易位系和缺失系奠定了基础。     

小麦光温敏雄性不育系BS210育性的主基因＋多基因混合遗传分析

应用植物数量性状“主基因+多基因混合遗传模型”方法，分析了光温敏核雄性不育系BS210，与两个恢复系（BY149和O201）配制的2个杂交组合的亲本P₁、P₂、F₁、F₂育性的遗传效应。结果表明，两个组合F₂的育性（结实率）次数分布均呈混合的正态分布，最适遗传模型均为E-1，即育性由两对加性-显性-上位性主基因和加性-显性多基因共同控制。两对主基因的加性效应近似相等，在两个组合中分别为－10.626、－10.068和－14.659、－14.655，主基因遗传力分别为25%和40%。两个组合的多基因加性效应分别为－6.225和5.025，多基因遗传力分别为16.67%和13.33%。两个组合的主效基因表现类似，但多基因效应存在较大的差异。环境对育性的影响较大，二系杂交小麦组合的育性受遗传因素和环境因素的共同控制。     

1BL/1RS易位系对小麦高分子量谷蛋白亚基遗传的影响初析

以1BL/1RS易位系小麦川农18(1, 7+9, 2+12)分别作母本和父本与川农19(N, 7+8, 2+12)杂交, 统计正反交F₂单株后代中1BL/1RS易位染色体所占的比例及HMW-GS的遗传规律, 研究了1BL/1RS易位染色体对HMW-GS遗传的影响。结果表明, 1BL/1RS易位染色体在雌配子和雄配子中都不能完全传递至后代, 且雄配子的传递率低于雌配子。HMW-GS在正、反交F₁中呈共显性遗传。在F₂中, Glu-A1位点上亚基的分离正常; 而Glu-B1位点上亚基的分离以及Glu-A1与Glu-B1位点之间的组合都与理论值不符。在川农19×川农18杂交F1中发现了一粒变异, 其HMW-GS组成为(1, 7+8, x+9, 2+12)。分别检测了其F₂代HMW-GS和醇溶蛋白的组成, 并用SSR分子标记分析了F₁变异和非变异株, 结果证实该变异粒确系两个亲本的杂交后代, 变异的亚基在SDS-PAGE电泳图上位于1Dx5和1Bx7亚基之间, 迁移率与1Bx6相似。     

小麦-冰草异附加系种子醇溶蛋白基因表达的分析

本文通过对两个系列14个小麦-冰草（Triticum aestivum-Agropyron intermedium)异附加系种子醇溶蛋白的SDS电泳分析，探讨了异源的天蓝冰草染色体在小麦基因组背景下的表达及其对小麦基因表达的影响。结果表明，附加不同的冰草染色体能以不同的方式影响小麦种子醇溶蛋白基因的表达。在个别异附加系中，冰草染色体上的醇溶蛋白     

普通小麦-簇毛麦易位系T4VS·4VL-4AL的选育与鉴定

利用染色体C-分带和基因组原位杂交分析,从普通小麦-簇毛麦4V染色体二体异附加系（DA4V）与普通小麦农林26-离果山羊草3C染色体二体异附加系（DA3C）杂种后代中选育出小麦-簇毛麦纯合易位系T4VS·4VL-4AL。SSR和RFLP标记分析表明,该易位染色体包括4VS、4VL近着丝粒部分区段和4AL顶端区段;该易位系具有良好的细胞学稳定性,结实正常,为杀配子染色体诱发形成的补偿型易位;易位系T4VS·4VL-4AL高抗梭条花叶病,是小麦抗病育种新种质。     

水稻籼粳杂种IR36/Kamairazu花粉育性的遗传

检测了47个水稻籼粳杂种F₁的花粉育性，平均值为(79.9±31.2)%，其中68%组合的花粉育性低于90%。研究了代表性组合IR36/Kamairazu不同世代的花粉育性，F1的花粉育性为79.5%，其衍生的63个F₂单株的平均花粉育性为(91.0±15.7)%。花粉育性高达98.3%的F₂单株A4-3衍生的81个F₃单株的平均花粉育性为(95.9±11.1)%，而育性为61%的A4-6衍生的51个F₃单株的平均花粉育性仅为(74.3±35.2)%。在A4-3衍生的F₃中选用2个花粉育性分别为99.2%和99.5%的单株，其衍生的F4群体的平均花粉育性分别为(93.0±7.4)%和(94.9±3.5)%，而2个花粉育性均为69.2%的单株衍生的F4群体的平均花粉育性则分别为(88.5±22.1)%和(89.8±6.7)%。IR36/Kamairazu的花粉育性受多基因控制，符合多基因座单位点孢子体—配子体互作模式。在F₂、F₃和F₄群体中，平均育性水平较高的群体，单株花粉育性与小穗受精率无显著相关性，而在平均育性水平较低的群体中，花粉育性与小穗受精率呈显著或极显著正相关。     

亚麻木质素合成途径中关键酶基因片段的克隆与序列分析

亚麻是一种重要的韧皮纤维作物, 木质素对亚麻纤维的性能和品质具有较大影响。以亚麻(Linum usitatissimum L.)茎秆表皮细胞的mRNA为模板, 利用木质素合成途径中关键酶基因的同源基因保守序列设计简并引物, 通过RT-PCR扩增, 电泳获得13个特异带。分别将这些DNA片段连接到T载体后转化大肠杆菌, 从重组质粒转化菌分别挑取5~8个单菌落测定插入片段序列, 得到关键酶基因新的片段序列8个。生物信息学分析结果表明, 这些新片段分别属于3个基因家族。其中, 2个CCoAOMT基因片段(GenBank登录号为EF214740, EF214741), 3个4CL基因片段(GenBank登录号为EF214737, EF214738, EF214739), 3个F5H基因片段(GenBank登录号为EF214745, EF214746, EF214747), 推测亚麻中这几个木质素代谢关键调控酶基因存在多基因家族。新获得的基因片段序列为进一步克隆全序列和了解调控亚麻木质素的生物合成奠定了基础。     

MADS-box基因GmAGL15在大豆种子发育过程中的表达

以同源序列法克隆了大豆MADS-box基因GmAGL15, 序列分析表明, 该基因编码的氨基酸与拟南芥AGL15蛋白的同源性为61%, 其中在MADS区的同源性为84.3%, K区的同源性为63.2%。半定量RT-PCR分析表明, GmAGL15在幼胚中高度表达, 而没有检测到在根、茎、叶和花中的表达。荧光定量RT-PCR分析发现, GmAGL15在大豆种子发育的不同时期均有不同程度的表达, 其中在开花后15 d的幼胚中表达量较高, 而在开花后30 d的幼胚中表达量最高。以上结果显示, 基因GmAGL15对于大豆种子发育的调控可能有重要作用。     

中国小麦育成品种和农家种中慢锈基因Lr34/Yr18的分子检测

Lr34/Yr18是重要的慢叶锈和慢条锈基因, 携带该连锁基因的小麦品种被广泛种植于世界许多国家。利用STS标记csLV34对慢叶锈和慢条锈基因Lr34/Yr18进行分子检测的结果表明, 我国231份育成品种(系)中仅有14份材料携带Lr34/Yr18基因, 占6.1%。不同麦区分布频率不同, 其中北部冬麦区为零, 黄淮冬麦区、长江中下游冬麦区、西南冬麦区和西北春麦区分别为3.0%、21.4%、16.7%和33.3%。在422份农家种中, 359份含有Lr34/Yr18基因, 占85.1%。Lr34/Yr18基因在不同麦区的分布频率也存在差异, 北部冬麦区、黄淮冬麦区、长江中下游冬麦区、西南冬麦区、南部冬麦区和西北春麦区分别为89.6%、77.4%、93.1%、93.8%、96.6%和61.1%。csLV34标记扩增产物为150 bp和229 bp的片段, 能有效鉴别品种是否携带Lr34/Yr18基因, 是一个重复性好、准确率高的分子标记, 可用于小麦Lr34/Yr18基因的鉴定与选择。     

不同有机酸对烤烟品质和产值的影响

采用大田试验研究了苹果酸、油酸和腐殖酸对烤烟品质指标及产值效果的影响。结果表明, 3种有机酸能明显提高烟叶中P素、K素、总糖、还原糖含量、钾氯比和糖碱比值, 以及糠醛、苯甲醛、茄酮、巨豆三烯酮和新植二烯等主要香气成分的含量, 改善烟草的香吃味。同时不同程度地降低烟叶中N素、淀粉、蛋白质、烟碱和氯离子的含量, 从而协调和平衡烟叶中的化学成分, 改善烟叶的品质。其中, 苹果酸的效果最佳, 腐殖酸和油酸次之。苹果酸可明显提高烤烟的均价和上中等烟的比例, 腐殖酸可明显提高烤烟的产量、产值及上中等烟的比例。     

14C同化物在玉米果穗上的分布与籽粒败育关系

通过¹⁴C示踪方法，研究了在籽粒发育前期饲喂果穗叶后14C-同化物在植株及果穗不同部位的分布。结果表明，果穗是灌浆期的主要库器官；¹⁴C-同化物在果穗不同部位的分布不均一，在穗轴中¹⁴C-同化物的分布呈现为基部＞中部＞上部，而在籽粒中则表现为中部＞基部＞上部。顶端穗轴中糖分含量不低于中部穗轴(P>0.05)，而败育粒中还原糖含量高于中部粒(P<0.05)。因此认为，顶端的败育可能并非源于营养供应不足，而应归因于籽粒库活性不足。     

以盒维数法分形分析水稻根系形态特征及初探其与锌吸收积累的关系

利用特定根盒装土, 培养4个水稻品种(MADHUKAR、IR8192-200、IR26、IR8192-31)植株, 用钉板法结合透明塑料膜固定获得近似原位根系样品, 扫描得到根系的二维平面图像, 以分形理论为基础, 利用盒维数法结合根系图像分形分析程序计算根系构型的分形维数和分形丰度, 比较各品种根系的形态特征, 并对分形参数、根系长度和 植株锌含量间的相关关系做了初步探讨。结果表明, 根系分形维数和分形丰度以MADHUKAR最大, IR8192-200最小, 说明MADHUKAR根系分支多, 在土壤中拓展体积大。分形维数、分形丰度与根系总长度之间均呈明显正相关, 而且根系总长度与分形丰度相关系数高于与分形维数的相关系数。分形维数和分形丰度与植株地上部干重、单位Zn浓度所产出的地上部生物量、地上部Zn吸收总量之间均呈显著正相关, 与地上部Zn浓度呈负相关。水稻根系形态和构型的变化影响植株生长, 影响植株Zn吸收积累及体内Zn的利用效率。盒维数法分形分析模型可用于研究水稻根系形态和构型, 为其提供新方法。     

大田遮阴对夏玉米淀粉合成关键酶活性的影响

在大田条件下, 以农大108为试验材料, 采用透光率为50%的遮阴网, 于苗期、穗期和花粒期3个时期分别全天遮阴处理24、28和48 d, 于处理后每隔10 d测定一次淀粉合成关键酶的活性, 并于成熟后测产。结果表明, 遮阴显著降低玉米的生物产量和籽粒产量, 苗期、穗期和花粒期遮阴处理单株生物产量分别较对照(自然光照)降低23.9%、31.4%和38.9%, 籽粒产量分别降低24.6%、35.6%和68.2%。遮阴处理显著降低了籽粒淀粉合成关键酶的活性, 叶片的磷酸蔗糖合成酶(SPS)和籽粒的蔗糖合成酶(SS)、可溶性淀粉合成酶(SSS)和淀粉粒结合淀粉合成酶(GBSS)、腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(ADPGPPase)、尿苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(UDPGPPase)活性都显著降低, 但花粒期遮阴影响最显著, 穗期其次, 苗期遮阴影响相对较小。认为大田遮阴使玉米产量和淀粉含量降低, 是由于光合下降, 生物产量降低以及玉米淀粉合成关键酶活性降低, 减少了光合产物向籽粒的运转和分配。     

水稻三明显性核不育基因的初步鉴定

2001年在福建省尤溪县西城镇凤元村进行两系核不育系育性鉴定时, 在SE21S/Basmati 370组合编号为S221的800多株F₂代分离群体中发现1株与其他不育株的花粉败育形态不同的植株。经测交、回交、姐妹交的后代育性分离调查, 不育株与可育株呈1︰1分离, 以不育株为母本与普通品种配制杂交组合, 其后代育性呈1︰1分离, 可育株后代分离不出不育株, 表明S221不育性受核内1对显性不育基因控制。     

小麦花后弱光对籽粒淀粉积累和相关酶活性的影响

2005—2007年选用小麦品种济麦20和山农1391, 在大田试验条件下研究了花后不同阶段弱光对籽粒淀粉积累、淀粉粒分布及相关酶活性的影响。结果表明, 花后不同阶段弱光显著降低成熟期籽粒淀粉积累量, 但提高了籽粒直链淀粉含量。花后不同阶段弱光使籽粒A型淀粉粒比例显著增加, B型淀粉粒比例显著降低。不同阶段弱光处理对籽粒淀粉积累的影响程度不同, 灌浆中期的效应大于灌浆前期。Logistic方程拟合籽粒淀粉积累进程发现, 花后弱光对籽粒淀粉积累量的影响, 主要是通过影响其平均积累速率与活跃期积累速率, 而不是积累持续期。花后弱光显著降低小麦磷酸蔗糖合酶(SPS)、蔗糖合酶(SS)和腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(AGPase)的活性。灌浆前期弱光使束缚态淀粉合酶(GBSS)、可溶性淀粉合酶(SSS)活性高于对照或与对照无显著差异, 而灌浆中期弱光使这两种酶的活性均显著低于对照。灌浆前期弱光减少了淀粉合成底物的供应, 系旗叶SPS活性、籽粒SS及AGPase活性下降所致; 而灌浆中期弱光除淀粉合成底物减少外, 籽粒淀粉合酶活性亦降低。     

栽培稻种内rDNA基因IGS序列分析及系统学意义

以普通野生稻为对照, 将rDNA基因间区(IGS)序列用于栽培稻种内不同亚种以及亚种内不同品种的亲缘关系分析。结果表明, 栽培稻种内IGS序列长度为2 130~2 145 bp, G+C含量为74.59%~75.29%, 变异位点229个, 占10.70%, 信息位点76个, 占3.51%。IGS序列中籼亚种和粳亚种之间有38个亚种标志性碱基差异, 主要分布在IGS 5′ 端近400 bp的序列中。用IGS序列构建的系统树能将栽培稻的籼亚种和粳亚种分为两大类, 亚种内不同亲缘关系的品种也能区分开。本研究结果支持爪哇稻为栽培稻中一个独立亚种的观点。