外源多胺对小麦小花退化的调控机制

小麦穗粒数与小花退化密切相关,多胺是调控小花发育的一种重要植物生长调节剂。本研究利用小麦品种(系)双大1号(大穗型)和西农538 (小穗型),于小花退化阶段在穗部施用腐胺(Put)、亚精胺(Spd)和精胺(Spm),分析外源多胺对小麦小花退化的影响及其与内源激素、植株碳氮的关系。结果表明,外源Spd和Spm显著抑制小花退化、提高了可孕小花数目,而Put加具有显著的负效应;并且多胺的调控具有明显的位置效应,对小穗上部弱势小花退化的调控效应显著大于下部强势小花。施用外源Spd和Spm后,弱势小花中Spd、Spm显著增加,同时玉米素+玉米素核苷(Z+ZR)含量及其与脱落酸(ABA)的比值也显著升高,而内源乙烯的释放速率降低,并且弱势小花中可溶性总糖和可溶性蛋白质含量显著提高。外源Put对弱势小花的控调效应与此相反,施用后弱势小花中Put、ABA含量以及内源ETH释放速率显著提高,而(Z+ZR)与ABA比值和可溶性总糖含量降低。因此认为,多胺参与了对小麦小花退化的调控,其对小麦小花退化的调控与内源激素、植株碳氮代谢密切相关。     

小麦籽粒游离多胺对土壤干旱的响应及其与籽粒灌浆的关系

为探明干旱胁迫下小麦内源游离多胺在籽粒灌浆过程中的作用,2013-2014和2014-2015年度选用高产品种扬麦16和宁麦13进行不同水分条件的盆栽试验。自分蘖末期至成熟期设置正常供水(WW)、土壤轻度干旱(MD)和土壤重度干旱(SD) 3种处理,观察不同土壤水分对籽粒中游离多胺和籽粒灌浆的影响。两个品种的结果一致表明,与WW相比,MD处理对叶片水势及光合作用没有显著影响,显著增加弱势粒灌浆速率(12.5%)和粒重(11.8%),对强势粒灌浆无显著影响;SD处理则严重抑制叶片光合作用,显著降低叶片水势,强势粒的灌浆速率和粒重分别下降10.1%和9.5%,弱势粒的灌浆速率和粒重分别下降14.5%和11.7%。MD处理显著提高了灌浆期弱势粒中游离亚精胺(Spd)和精胺(Spm)含量及其与腐胺(Put)的比值,而SD处理的结果则相反。籽粒灌浆速率、粒重与籽粒中Spd和Spm含量及Spd/Put和Spm/Put值呈极显著正相关,与Put含量呈极显著负相关。喷施Spd和Spm,显著增加3个处理弱势粒及SD处理强势粒的灌浆速率(11.2%~25.9%)和粒重(9.9%~17.7%),但对WW和MD处理的强势粒无显著影响;喷施Spd和Spm合成抑制剂[甲基乙二醛-双脒基腙(MGBG)]后,3个处理强、弱势粒的灌浆速率和粒重均显著降低,分别下降20.5%~28.8%和16.9%~28.5%。表明小麦籽粒中多胺对土壤水分的响应因土壤干旱程度而异,通过轻度土壤干旱处理增加籽粒中Spd和Spm含量以及Spd/Put和Spm/Put值,可以促进籽粒灌浆,增加粒重。     

超级稻花后强、弱势粒多胺浓度变化及其与籽粒灌浆的关系

以4个超级稻品种[两优培九和II优084(杂交籼稻)、淮稻9号和武粳15(粳稻)]为材料,2个高产品种[汕优63(杂交籼稻)、扬辐粳8号(粳稻)]为对照,测定了结实期强、弱势粒中腐胺(Put)、亚精胺(Spd)和精胺(Spm)浓度和灌浆速率,分析了它们之间的关系并用化学调控的方法进行了验证。结果表明,强势粒的最大灌浆速率、平均灌浆速率和糙米重,超级稻品种与对照品种差异较小,弱势粒的灌浆速率和粒重表现为超级稻品种显著低于对照品种。灌浆期强、弱势粒的Put、Spd和Spm浓度变化均成单峰值曲线。Put的峰值浓度和平均浓度,弱势粒高于强势粒。Spd和Spm峰值浓度和平均浓度,弱势粒显著低于强势粒,超级稻品种低于对照品种。籽粒平均灌浆速率和糙米重与Put浓度呈极显著负相关,与Spd和Spm浓度以及Spd/Put和Spm/Put呈极显著正相关。灌浆初期对稻穗喷施Spd和Spm,增强了弱势粒中蔗糖合成酶、ADP葡萄糖焦磷酸化酶和可溶性淀粉合成酶活性,提高了弱势粒灌浆速率、结实率和粒重,喷施Put或多胺合成抑制剂 (MGBG)的结果则相反。说明多胺参与水稻籽粒灌浆的调控,超级稻品种弱势粒较低的Spd和Spm浓度及较低的Spd/Put和Spm/Put值是其灌浆速率小、粒重轻的一个重要生理原因。     

小麦胚中不同形态多胺含量的变化及其与耐旱性的关系

为解析发育籽粒胚中不同种类和不同形态多胺在小麦耐旱机制中的作用,以强抗旱性的洛麦22和弱抗旱性的豫麦48为材料,于小麦花后第10天施以根际自然干旱、喷施外源多胺及其合成抑制剂处理,研究不同类型多胺含量变化及其与品种耐旱相关生理指标和产量相关性状的关系。干旱胁迫处理10天内,2个品种籽粒胚中游离态腐胺(Put)、亚精胺(Spd)和精胺(Spm)以及酸可溶性共价结合态多胺(ASCC-PA)含量均上升,尤其是豫麦48的游离态Put一直表现为急剧升高趋势。干旱处理前期两品种籽粒中游离态Spd和Spm的上升幅度没有明显差异,处理后期洛麦22中Spd和Spm的上升幅度明显大于豫麦48;两品种胚中的酸不溶性共价结合态腐胺(AISCC-Put)含量前期均较低,到后期洛麦22的AISCC-Put含量上升明显。外源Spd和Spm处理后,不仅显著提升了干旱胁迫后期豫麦48胚的游离态Spd和Spm的含量,并且提高了旗叶相对含水量和籽粒相对干物质增长速率,降低了旗叶相对质膜透性,抗旱性得到改善。MGBG处理强烈抑制了洛麦22胚中游离态Put向Spd和Spm转化,也明显降低小麦的抗旱性。外施菲咯啉显著抑制了干旱胁迫所诱导的AISCC-Put增加,同时也降低了小麦对干旱胁迫的抗性。上述结果暗示花后胚中游离态Put向游离态Spd、Spm和AISCC-Put的顺利转化可以提高小麦抗干旱能力。     

精胺和甲基乙二醛一双(脒基腙)对小麦幼苗抗旱性的影响

在砂培模拟干旱条件下，叶面喷施精胺(Spm)1mmol／L可提高小麦幼苗叶片相对含水量，降低质膜透性，提高抗旱性；而亚精胺(Spd)和Spm的抑制剂-甲基乙二醛-双(脒基腙)(MGBG)1mmol／L的作用相反。内源多胺含量测定表明，Spm使叶片内源腐胺(Put)、Spd和Spm含量均有所提高；而MGBG处理虽增加了内源Put含量，却降低了spd和Spm水平。     

水稻籽粒多胺浓度与米质的关系

采用12个不同基因型的水稻材料,测定了结实期籽粒中腐胺（Put）、亚精胺（Spd）和精胺（Spm）浓度和稻米品质,分析了它们之间的关系并用化学调控的方法进行了验证。结果表明,加工品质和外观品质较好的品种,结实期籽粒Spd和Spm浓度较高,Put浓度较低。灌浆各期籽粒Spd和Spm浓度与谷粒充实率、粒重、出糙率和出精率均呈显著或极显著正相关,与垩白度呈极显著负相关,灌浆各期籽粒Put浓度与谷粒充实率、粒重、出糙率和出精率均呈显著或极显著负相关,与垩白度呈显著或极显著正相关,灌浆各期籽粒Spd、Spm和Put浓度与稻米的整精米率及直链淀粉含量的相关均不显著。灌浆初期对稻穗喷施Spd和Spm,籽粒最大胚乳细胞数增加,蔗糖合成酶（SuS）、ADP葡萄糖焦磷酸化酶（AGP）和可溶性淀粉合成酶（SSS）活性增强,稻米的加工品质和外观品质改善,喷施Put或多胺合成抑制剂(MGBG)的效果则相反。说明通过品种选育和化学调控等途径增加籽粒Spd和Spm浓度或降低Put浓度,可以在一定程度上改善稻米的加工品质和外观品质。     

多胺对高温胁迫下小麦灌浆的影响及生理机制研究

以新春6号和新春31号为材料,采用大田试验在小麦灌浆初期模拟高温胁迫,在高温胁迫下对小麦进行喷施精胺(Spm)和亚精胺(Spd)处理,监测小麦籽粒灌浆动态、高温处理后的旗叶抗氧化酶(SOD、POD、CAT)活性、丙二醛(MDA)和可溶性糖含量等指标,分析外源Spm和Spd对高温胁迫下小麦籽粒灌浆的影响及其生理机制。结果表明:高温胁迫对小麦籽粒灌浆显著抑制,外源Spm和Spd显著促进高温胁迫下小麦籽粒灌浆、旗叶POD和CAT活性、可溶性糖和脯氨酸含量以及抑制SOD活性和MDA含量的升高,外源Spd在喷施前期(花后13 d)对籽粒灌浆的调节效果优于外源Spm,此后外源Spm的缓解效果始终优于Spd。说明外源多胺对高温胁迫下小麦籽粒灌浆的影响与其调控叶片抗氧化酶活性、MDA含量以及渗透调节物质的含量有关,不同类型多胺在缓解高温胁迫对小麦灌浆抑制上存在时间差异。     

多胺对冬小麦籽粒灌浆的影响及其生理机制

以周麦18和西农538为材料研究表明,喷施精胺(Spm)或亚精胺(Spd)显著促进冬小麦籽粒灌浆,而喷施腐胺(Put)对冬小麦籽粒灌浆无显著影响;外源Spm或Spd显著提高旗叶叶绿素含量、光合作用以及抗氧化酶(SOD、POD、CAT)活性,同时显著降低旗叶丙二醛以及籽粒乙烯释放速率。说明不同类型多胺对冬小麦的影响不同,多胺对冬小麦籽粒灌浆的影响与叶片光合、衰老以及籽粒ETH释放速率密切相关。     

枇杷果实发育不同阶段内源多胺及激素含量的变化

采用了高效液相色谱法、ELISA法和考马斯亮蓝G250染色法测定枇杷果实发育过程中的内源多胺、激素和蛋白质含量变化。用以研究了枇杷的内源多胺、激素和可溶性蛋白质含量与果实发育不同阶段之间的关系,结果表明：胚珠发育过程中,Spd含量最高,Spm次之,Put最低。果肉中的3种多胺含量是Spd最高,Put次之、Spm最低。胚珠和果肉的快速生长阶段多胺含量快速上升;果实发育早期的(Spd+Spm)/(Put)和（Spm）/(Pas)比值变化在花后26d到34d达高峰期,而这也正是果实膨大较快的时期。枇杷幼果Spd含量较高时也是GA1＋3含量较高时期,GA3/ABA比值较高时也是果实快速生长期,说明内源激素与多胺之间有密切的关联作用     

枇杷果实发育不同阶段内源多胺及激素含量的变化

采用了高效液相色谱法、ELISA法和考马斯亮蓝G250染色法测定枇杷果实发育过程中的内源多胺、激素和蛋白质含量变化。用以研究了枇杷的内源多胺、激素和可溶性蛋白质含量与果实发育不同阶段之间的关系,结果表明:胚珠发育过程中,Spd含量最高,Spm次之,Put最低。果肉中的3种多胺含量是Spd最高,Put次之、Spm最低。胚珠和果肉的快速生长阶段多胺含量快速上升;果实发育早期的(Spd Spm)/(Put)和(Spm)/(Pas)比值变化在花后26d到34d达高峰期,而这也正是果实膨大较快的时期。枇杷幼果Spd含量较高时也是GA1 3含量较高时期,GA3/ABA比值较高时也是果实快速生长期,说明内源激素与多胺之间有密切的关联作用。     

外源ABA和6-BA对不同持绿型小麦籽粒灌浆进程及蛋白质含量影响

本文旨在揭示持绿型小麦品种的灌浆特性和籽粒蛋白质含量对外源激素的响应,认识植物激素调控籽粒灌浆和蛋白质合成的作用机制。自盛花期开始,连续4 d喷施10 mg L^-1脱落酸(ABA)和6-苄基腺嘌呤(6-BA),持绿型品种汶农6号的灌浆期(t₃)、活跃生长期(D)、平均灌浆速率(G_mean)、最大灌浆速率(G_max)、千粒重(TGW)和产量(GY)均大于非持绿型济麦20,且强势粒的各项灌浆参数均大于弱势粒。喷施两种外源激素显著提高两品种的G_mean、G_max、TGW和GY,对t₃和D的影响存在粒位及品种效应。喷施ABA和6-BA均显著提高花后35 d的籽粒蛋白质含量,显著提高汶农6号强、弱势粒的麦谷蛋白含量,但济麦20强、弱势粒的麦谷蛋白含量显著降低。喷施ABA后,汶农6号强势粒花后7~21 d的玉米素核苷(ZR)含量显著升高;喷施6-BA后,济麦20弱势粒花后14~35 d的ZR含量显著升高,而汶农6号强势粒7~21 d的赤霉素(GA₃)含量显著降低,弱势粒花后7~28 d的GA₃含量显著提高。喷施外源ABA和6-BA显著提高两品种强势粒花后7~21 d的生长素(IAA)和ABA含量。ABA和6-BA处理显著提高花后7~21 d谷氨酰胺合成酶(GS)活性。可见,喷施外源ABA和6-BA使小麦内源激素水平变化,促进籽粒灌浆,增加粒重和产量,提高籽粒GS活性和蛋白质含量,改变蛋白质组分。     

水稻结实期籽粒和根系中玉米素与玉米素核苷含量的变化及其与籽粒充实的关系

在水培和盆栽条件下,研究了6个水稻品种(含籼/粳杂交组合、新株型品系)结实期强、弱势粒和根系中玉米素(Z)与玉米素核苷(ZR)含量的变化及其与籽粒充实的关系。籽粒中Z+ZR含量在开始灌浆时很低,随灌浆进程Z+ZR含量增加,达到峰值(强势粒在花后9～15d,弱势粒在花后12～21d)后迅速下降。根系中Z+ZR含量在抽穗时就很高,在花后     

D-精氨酸对渗透胁迫下水稻幼苗多胺含量和抗旱性的影响

摘要：以 ‘湘早籼32号’和 ‘旱116’为材料,研究渗透胁迫下外源D-Arg对水稻幼苗多胺含量和抗旱性的影响。结果表明,渗透胁迫下,外源D-Arg明显抑制水稻幼苗相对干重增长率和根系中Put、Spd和Spm含量的升高,而对株高相对增长率影响不明显。外源D-Arg+Put明显促进幼苗相对干重增长率和根系中Put、Spd和Spm含量的升高,且促进株高相对增长率的增加。表明,外源D-Arg不利于水稻幼苗抗旱性的提高,且Put能逆转D-Arg的抑制效应。     

多胺与玉米籽粒败育关系研究

以典型的顶端败育类型玉米杂交种为材料,在籽粒发育的早期,对果穗中部正常籽粒与上部败育籽粒内源精胺(Spm )、亚精胺(Spd)和腐胺((Put)的含量进行了比较研究。结果表明,败育籽粒在授粉后8~12天阶段三种多胺(PAs)含量明显低于正常籽粒。研究认为,果穗顶部籽粒较低的多胺含量与其籽粒败育密切相关。讨论了多胺、乙烯代谢的     

土壤水分与氮素对水稻地上器官脱落酸和细胞分裂素含量的影响

在盆栽和土培池条件下,研究了结实期轻度土壤水分胁迫与氮素营养对水稻地上部脱落酸和细胞分裂素含量及籽粒灌浆的影响。轻度土壤水分胁迫提高了籽粒的灌浆速率,缩短了灌浆期。在高氮（HN）水平下,轻度土壤水分胁迫处理使结实率、粒重和产量较正常灌溉条件下提高。土壤水分胁迫降低了稻株中的玉米素（Z）＋玉米素核苷（ZR）含量,显著增加了稻株中特别是籽粒中脱落酸（ABA）含量。籽粒灌浆速率与籽粒ABA含量极显著正相关,而与籽粒中Z+ZR含量的相关不显著。灌浆前期（花后9～13 d）对在HN和正常灌水下生长的稻株喷施ABA,显著提高了籽粒中蔗糖合成酶、淀粉合成酶、淀粉分枝酶、可溶性酸性转化酶和腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶的活性,增加了粒重。喷施氟草酮(ABA合成抑制剂)的结果与喷施ABA相反。表明轻度土壤水分胁迫促进籽粒灌浆,ABA起重要的调控作用。     

花后干旱和低氮胁迫下外源葡萄糖对小麦产量性状的影响

为了解葡萄糖对干旱和低氮胁迫下小麦产量的调节作用,在温室盆栽条件下,研究花后干旱和缺氮胁迫下外源葡萄糖对冬小麦籽粒产量和品质性状的影响。结果表明：花后干旱×低氮互作显著影响小麦的结实率和籽粒的灌浆,明显减少可育小穗数、穗粒数、粒重和籽粒充实度,而且缺氮处理显著降低了籽粒的蛋白质和淀粉产量。在花后干旱×低氮互作下外源喷施葡萄糖处理,明显增加了单穗结实率和籽粒干物质的积累,提高了灌浆中后期旗叶的叶绿素含量,延长了旗叶的光合功能期和灌浆持续期,明显促进了小麦籽粒蛋白质和淀粉积累,提高了小麦经济产量。试验结果表明,外源喷施葡萄糖处理有利于减轻干旱和低氮胁迫对籽粒发育和灌浆的不利影响。     

小麦分蘖变化动态与内源激素关系的研究

用ELISA方法研究了具有不同分蘖特性的6个品种和6个种植密度条件下小麦分蘖动态与内源 吲哚乙酸 (IAA)及细胞分裂素类物质—玉米素核苷(ZR)和玉米素(Z)的关系。 结果表明, 不同品种间 及同一品种不同种植密度间小麦分蘖节IAA、 (ZR+Z)含量有显著差异, 且内源IAA、 (ZR+Z )的 含量, 尤其是二者间的比值与分蘖数的多少有密切     

不同粒型小麦品种籽粒内源激素变化与籽粒灌浆特征的比较

选用2个粒重差异较大的小麦品种济麦20(小粒型)和山农710331(大粒型),对比研究其籽粒发育过程中4种主要内源激素(IAA,GAs,ZR和ABA)的含量变化及籽粒灌浆特征。结果表明,2个品种内源激素含量变化动态趋势基本一致,但品种间内源激素含量存在基因型差异。在籽粒发育过程中,IAA,GAs和ZR含量呈籽粒发育前期高、后期低的趋势,而ABA含量呈“V”型曲线变化。用Logistic方程拟合籽粒灌浆过程可以看出,籽粒灌浆启动时间、灌浆速率以及灌浆持续时间共同决定小麦最终籽粒重的高低。与小粒型品种济麦20相比,大粒型品种山农710331籽粒发育初期较高的ZR含量使其籽粒灌浆启动时间早;在整个籽粒发育过程中较高的GAs,ZR和ABA含量与较高的籽粒灌浆速率相联系;籽粒发育后期较高的ZR含量及相对较低的ABA增幅,可能是其籽粒灌浆持续时间较长的一个重要原因。     

玉米弱势粒库活性与籽粒内源激素及多胺含量的关系

玉米籽粒形成期的库活性是弱势粒败育或灌浆受限的核心限制因子,明确弱势粒中内源激素及多胺水平对其库活性的调控机制,对探索密植条件下玉米弱势粒调控途径具有重要意义。本研究以典型玉米杂交种郑单958和先玉335为材料,在控制授粉条件下(不完全授粉Ic P、完全授粉CP),比较分析了成功发育弱势粒(Ic P处理)和发育不良弱势粒(CP处理)的内源激素及多胺水平差异及其与库活性的关系。结果表明,品种和年度对籽粒库活性、内源激素和多胺水平整体无显著影响。Ic P处理下弱势粒的可溶性酸性蔗糖转化酶(SAI)活性显著高于CP处理,平均差异和最大差异分别达13.5%和21.8%。在玉米籽粒形成期,弱势粒中玉米素和玉米素核苷(Z+ZR)、生长素(IAA)、赤霉素(GA3)和脱落酸(ABA)含量在两种控制授粉处理间无显著差异。弱势粒中多胺含量表现为Ic P处理显著高于CP处理,而乙烯释放速率则恰恰相反。弱势粒中SAI活性与多胺含量显著正相关,而与乙烯释放速率显著负相关,且多胺含量与乙烯释放速率显著负相关。可见,在玉米籽粒形成期,其弱势粒中Z+ZR、IAA、GA3和ABA与其库活性即SAI活性无关;弱势粒库活性主要受多胺和乙烯含量影响,多胺促进SAI活性而乙烯则抑制其活性,二者的平衡关系决定了弱势粒成功发育与否;多胺和乙烯平衡关系受同化物质供应水平的调控。     

初论杂交稻粒间顶端优势

本文旨在论证杂交稻"粒间顶端优势”现象.研究结果表明杂交稻一穗中强势粒对弱势粒的灌浆有抑制作用.去除强势粒,弱势粒灌浆即可明显改善.外源IAA可部分代替强势粒对弱势粒灌浆的抑制作用,其表现类似水稻主茎与分蘖间的顶端优势现象.HPLC分析籽粒内源IAA的结果表明强弱势籽粒中内源吲哚乙酸水平差异明显,这种差异似与强弱势粒