小麦颖花开放过程中花器不同部位茉莉酸类的动态变化

以宁麦8号为试材,研究了茉莉酸类（jasmonates,JAs）的2种主要化合物,茉莉酸甲酯（methyl jasmonate,MeJA）和茉莉酸（jasmonic acid,JA）对小麦离体穗颖花开放的诱导效应。结果发现它们均可诱导小麦颖花开放,但JA的活性略低于MeJA。用基于抗茉莉酸甲酯单克隆抗体的酶联免疫吸附测定法（ELISA）,在颖花开放前后,对其雄蕊、雌蕊、浆片、内外稃组织中的内源JAs含量进行定量分析。结果表明：雄蕊、浆片和内外稃的JAs含量随着开颖时间的临近而逐渐升高,在颖花开放时达最大值,花后2h下降;相反,雌蕊的JAs含量在开颖前1d较高,接近开花时下降,而到花后2h大幅度上升。颖花自然开放过程中,浆片鲜重逐渐增加并在开花时达到最大值。MeJA诱导的颖花开放过程也伴随着浆片鲜重的增加。上述结果提示,JAs可能通过作用于颖花的各个组织来调控颖花的开放过程。     

小麦颖花开放过程中花器不同部位茉莉酸类的动态变化

以宁麦8号为试材,研究了茉莉酸类(jasmonates,JAs)的2种主要化合物,茉莉酸甲酯(methyljasmonate,MeJA)和茉莉酸(jasmonic acid,JA)对小麦离体穗颖花开放的诱导效应.结果发现它们均可诱导小麦颖花开放,但JA的活性略低于MeJA.用基于抗茉莉酸甲酯单克隆抗体的酶联免疫吸附测定法(ELISA),在颖花开放前后,对其雄蕊、雌蕊、浆片、内外稃组织中的内源JAs含量进行定量分析.结果表明:雄蕊、浆片和内外稃的JAs含量随着开颖时间的临近而逐渐升高,在颖花开放时达最大值,花后2 h下降;相反,雌蕊的JAs含量在开颖前1 d较高,接近开花时下降,而3到花后2 h大幅度上升.颖花自然开放过程中,浆片鲜重逐渐增加并在开花时达到最大值.MeJA诱导的颖花开放过程也伴随着浆片鲜重的增加.上述结果提示,JAs可能通过作用于颖花的各个组织来调控颖花的开放过程.     

水稻α-淀粉酶基因的表达模式与颖花开放的关系

【目的】淀粉降解与水稻浆片膨大和颖花开放过程密切相关,探究α-淀粉酶基因在颖花开放过程中的作用,为杂交水稻制种效率及产量的提高提供理论依据。【方法】在水稻扬花时,利用稀释碱性品红溶液进行离体穗子吸水试验,观察碱性品红在颖花中残留的组织,通过碘-碘化钾染色法确定11—14期（依据雄蕊发育分期）淀粉粒的分布变化,并通过RT-PCR、RT-qPCR和GUS报告基因检测多个α-淀粉酶基因在此期间的时空表达模式。【结果】水稻颖花开放前,内外稃片通过相互嵌合的钩合槽（marginal tissues of palea,mtp）将浆片和雌雄蕊封闭在内。当颖花开放时,浆片快速膨大,使得内外稃片的钩合点松开。扬花期间,离体穗子在稀释碱性品红溶液中吸水后,碱性品红染料主要残留在内外稃片钩合槽和浆片相连处组织以及花丝中。碘染试验显示,在12期（颖花开放前）,淀粉粒主要分布在雄蕊和内外稃片钩合槽,浆片中也有少量淀粉粒,在13—14期（颖花开放中）,内外稃片钩合槽和浆片中的淀粉粒均降解。RT-PCR分析发现OsRAmy2A和OsRAmy3D的表达量从12期开始上升,至13—14期表达量显著增强,到受精后1 d(...     

高粱颖花开放前浆片茉莉酸信号基因表达变化

茉莉酸(JA)在植物生殖发育中发挥重要调控作用,尤其是促进禾本科植物的颖花开放。然而迄今有关高粱颖花开放削浆片内JA信号相关基因的表达变化模式与颖花开放时间的关系尚不清楚。以常规高粱种质"625R"为试材,采用RNA-seq技术分析高粱颖花开放前12 h和1 h的浆片转录组差异;并通过与数据库比对,分析高粱颖花开放前茉莉酸生物合成及信号转导途径相关基因的表达变化。结果表明,2个时期浆片组织中富集于茉莉酸生物合成及信号转导途径的差异基因有51个,且以花前12 h为对照,上调基因有41个,下调基因10个。茉莉酸生物合成途径中,差异基因主要涉及JA合成的上游调控步骤,而JA信号转导途径中则以JAZ蛋白响应基因数目最多、强度最大。研究结果为进一步阐明颖花开放进程中浆片吸水膨大的分子机制提供依据。     

水稻长颖花突变体LRS的鉴定

 从水稻育种后代材料中获得1个颖花器官突变体。该突变体的内外稃较长,浆片呈稃片状,雄蕊雌蕊化,每个颖花含1～3个发育完整的雌蕊。有的雌蕊化的雄蕊下部为花丝,其上着生不规则膨大组织和0～3个羽毛状柱头。根据这些结果推断该突变体为类似B功能缺失的突变体。利用LRS突变体为父本配制杂交组合,其F2代群体中正常与突变植株的分离比例为3∶1,表明该突变性状是由单隐性基因控制的。     

水稻PDL2的突变导致小穗外稃退化

【目的】小穗是禾本科植物特有的花器官。在水稻中，小穗作为花序的基本单位和独有结构，对水稻的产量和品质具有重要影响。因此，研究水稻小穗和花器官的发育，为水稻产量和品质的形成提供依据。【方法】使用甲基磺酸乙酯（ethyl methane sulfonate,EMS）诱变籼稻保持系西农1B，获得2个具有相似突变表型的水稻等位突变体polarity defect of lateral organs 2-1和polarity defect of lateral organs 2-2(pdl2-1和pdl2-2）。由于二者表型相似，选取pdl2-1（命名为pdl2）为材料，通过显微观察和石蜡切片技术分析其小穗突变表型；通过农艺性状考察分析小穗外稃突变对水稻产量的影响；通过图位克隆技术验证PDL2的功能；运用原位杂交技术及实时荧光定量PCR(RT-qPCR）技术分析PDL2的表达模式。【结果】表型分析结果表明，与野生型相比，pdl2突变体外稃明显变窄，不能与内稃紧密钩合，导致小穗开裂，内轮花器官部分裸露在外，但其雄蕊、雌蕊和浆片的形态和数量均表现正常。进一步的石蜡切片结果表明，突变体外稃硅化细胞和泡...     

水稻裂颖突变体srg花器官突变的形态发生及遗传分析

在水稻Lemont×Dular的重组自交系群体(RILs,F10)中发现了裂颖突变体(split rice glume,srg).利用扫描电子显微镜观察野生型水稻和裂颖水稻的颖花原基分化情况,结果发现,突变体水稻的幼穗在形成内、外稃原基后,有些颖花在形成浆片后并不是直接发育形成雄蕊原基,而是在外稃或内稃原基内侧又分化出浆片原基;有些颖花原基从中间缢裂,缢裂的颖花原基又分别形成类稃片的结构,颖花发育后期,6枚雄蕊发育畸形,并且观察到不同数目的雄蕊.同时以突变体作母本,Dular、Lemont为父本配制杂交组合进行遗传分析,F2表型和χ2测验结果表明,该突变性状受单基因隐性控制.     

茉莉酸甲酯对玉米颖花开放的影响

近年来的研究表明茉莉酸类植物激素对水稻、小麦、高粱、苏丹草、黑麦、高羊茅草、谷子等多种禾本科植物的颖花开放具有显著的促进效应,为进一步探明茉莉酸类植物激素是否对玉米颖花开放具有诱导效应,以沪玉糯Ⅱ号玉米雄穗为试验材料,研究茉莉酸甲酯对玉米颖花开放的影响。结果表明：0．1～10mmol／LMeJA浸穗5min对田间条件下玉米雄穗颖花开放和人工控制温度（28℃、35℃）下离体雄穗颖花开放均无明显影响。     

水稻颖花开放前浆片转录组变化

【目的】水稻颖花开放是由其基部的一对浆片吸水膨大所启动。测序技术的发展为从细胞整体水平研究浆片对颖花开放的分子响应,从而对掌握浆片调控颖花开放的内在分子机制提供更为快速、有效的方法。【方法】以常规籼稻品种中早25为材料,应用Illumina测序技术对水稻颖花开放前12 h和临开放前1 h 2个时间点的浆片转录组进行测序,将所得高质量的序列（clean reads）与籼稻9311参考序列比对,获得唯一比对上某一参考基因匹配的reads（unique reads）,采用RPKM法计算基因表达量,并在此基础上以FDR≤0.001和|log₂Ratio|≥1为条件筛选出两样本间差异表达的基因,通过与Gene Ontology（GO）数据库、KEGG pathway数据库以及联合蛋白质数据库中的UniProtKB等数据库比对注释差异表达基因的功能和可能参与的分子调控途径。【结果】从水稻颖花开放前12 h和临开放前1 h 2个时间点的浆片转录组中分别检测到有26 369和26 157个表达基因,2个时间点的转录组之间存在3 924个差异表达基因,其中2 623个基因呈现下调表达和1 301个基因呈现上调表达,有105个基因表达差异倍数高达100倍以上（即|log₂Ratio|≥6.7）。GO分析结果表明被注释分子功能的差异基因有1 624个,其中21.7%基因具有离子结合活性、10.3%具有氧化还原酶活性、5.4%具有转运活性。富集于生物学过程的差异基因有1 313个,其中15.0%的差异基因参与定位、12.4%参与运输、4.7%参与碳水化合物代谢、4.5%参与脂类代谢。Pathway显著性富集分析发现有2 229个差异基因参与了123条代谢途径,其中,富集基因数目较多的途径主要包括次生物质生物合成（399个）、植物激素信号转导（152个）、核苷酸代谢（146个）以及淀粉和糖代谢（64个）等路径。花前1 h浆片中特异表达且唯一比对上基因的reads数（Uniq-reads_ num）超过30的基因的功能主要涉及细胞壁重塑、质膜的稳定性、能量代谢、基因转录调节以及信号转导等生命活动。茉莉酸及其类似物对水稻颖花开放有强烈的诱导效应,差异表达基因中有16个基因参与了茉莉酸生物合成途径以及11个基因参与了茉莉酸的信号转导过程,且随着颖花开放时间的临近,多数基因表达水平显著提高。【结论】获得颖花开放前12 h和临开放前1 h浆片中差异表达基因的表达变化模式及其功能信息,发现参与调控碳水化合物代谢与运输、细胞能量代谢、细胞壁结构修饰以及茉莉酸等激素代谢与信号转导等生理过程的基因在颖花临开前被强烈诱导或抑制表达,提示这些基因与浆片细胞吸水膨大调控水稻颖花开放密切相关。     

水稻顶端颖花退化的形态与发育学研究

为指导水稻生产,提高其产量,以水稻顶端颖花退化材料ats1和对照品种秋光为材料研究幼穗及颖花的形态状态及发育规律。结果表明:ats1在株型、生育进程、抽穗期等农艺性状上与秋光无明显差异。形态上,ats1上部颖花退化,下部颖花正常。抽穗后,上部颖花败育脱落,穗顶仅留下部分穗轴。发育上ats1的上部退化颖花能发育出1对副护颖、1对护颖、外颖、内颖、2枚浆片、6枚雄蕊和l枚雌蕊等花器,但发育不成熟。ats1顶端颖花退化发生在幼穗发育的In8阶段。     

茉莉酸相关化合物对水稻颖花开放的诱导效应

研究了茉莉酸结构类似物、功能类似物以及茉莉酸生物合成的前体物对水稻颖花开放的诱导效应.结果表明,以下结构对茉莉酸类诱导开颖具有重要作用:①一个完整的环戊烷酮结构,因为C-6上的羰基被换成羟基后颖花开放诱导活性大大降低;②C-7上的戊稀侧链,因为C-9与C-10之间双键的加氢饱和使活性降低,而C-12的羟化更使其完全失活;③C-3上的乙酸或其甲酯侧链,因为乙酸侧链的加长使其活性降低,而且乙酸侧链被已酸取代所形成的OPC-6:0的活性是来自其本身还是来自其转化形成的JA仍有待进一步的研究.     

Identification of a Long Rice Spikelet Mutant

A spontaneously occurring rice (Oryza sativa L. ) mutant, characterized by homeotic conversion in glumes and stamens, was found in the progeny of a cross. The mutant showed long glumes and glumaceous lodicules and morphological transformation of stamens into pistils. Mutant florets consisted of 1 to 3 completely developed pistils, some pistilloid stamens with filaments, but tipped by bulged tissue and 0 to 3 stigmas. It seens that the mutant phenotype of the homeotic conversions in glumes and stamens is similar to that of the B loss-of-function mutants in Arabidopsis and Antirrhinum. The mutant is controlled by a single recessive gene as a segregation ratio of 3:1 (wild type to mutant plants) was observed in the F2 generation.     

水稻颖花开放机理研究进展

 综述了禾本科植物浆片膨大启动开花的机理;提出颖花开闭为一种植物膨压运动的概念;探讨了茉莉酸类植物激素等因素对水稻颖花开放的调控及其机理。     

氟喹诺酮类药物多残留酶联免疫检测方法的建立

【目的】氟喹诺酮类药物（FQs）在畜牧业中广泛用于预防和治疗细菌性疾病,不合理使用导致在动物性食品中残留,严重危害消费者健康,其检测受到世界各国重视。制备抗多种FQs单克隆抗体（mAbs）,建立间接竞争ELISA（icELISA）检测方法,为动物性食品中FQs多残留检测奠定基础。【方法】环丙沙星（CPFX）羧基上引入氨基丁酸后为半抗原（CPFX-A）,质谱鉴定;分别用碳二亚胺法（DDC）和混合酸干法将半抗原与牛血清白蛋白（BSA）和卵清蛋白（OVA）偶联合成免疫原（CPFX-A-BSA）和包被原（CPFX-A-OVA）,紫外和红外光谱鉴定是否偶联成功;CPFX-A-BSA 免疫Balb/c小鼠,间接ELISA和icELISA方法测定多抗血清效价和敏感性,选取抗血清效价高和敏感性好的鼠用于细胞融合;NS0细胞和脾细胞按1﹕5比例在PEG-1500作用下融合,筛选抗FQs杂交瘤细胞株,并进行效价、亚型、敏感性和交叉反应率鉴定;体内诱生腹水法制备mAb,液体石蜡作为诱导剂,每只鼠注射10⁸个杂交瘤细胞;选敏感性和广谱特异性好的腹水mAb,建立icELISA标准曲线,对icELISA检测方法优化,在鸡肉中添加10种FQs进行测定,将测定结果与HPLC法比较,用SPSS 17.0软件进行显著差异性分析。【结果】半抗原改造和人工抗原合成成功;3只鼠血清效价均达到1﹕1.28×10⁴以上,2号鼠血清效价最高（1﹕2.56×10⁴）,且IC₅₀值最低（12.92 ng·mL^-1）,选择2号鼠作为细胞融合用鼠;4次亚克隆筛选并鉴定后获得3株敏感广谱特异的杂交瘤细胞,分别命名为2H5、3D11、4F4,细胞上清效价分别为1﹕1 600、1﹕1 600和1﹕800,腹水效价分别为1﹕1.6×10⁶、1﹕8.2×10⁵和1﹕8.2×10⁵;icELISA方法的包被原浓度为1 μg·mL^-1,5%猪阴性血清4℃包被过夜,单抗1﹕40 000稀释,山羊抗鼠酶标二抗（GaMIgG-HRP） 1﹕8 000稀释;反应温度均为37℃,标准品与单抗同时加入反应15 min,洗板后加二抗反应25 min;显色10 min,2H5细胞株腹水敏感性和广谱特异性最好,2H5的线性回归方程为y=-28.022x+56.219,R²=0.9 782,对10种FQs的IC₅₀值分别为环丙沙星（CPFX）1.67 ng·mL^-1、诺氟沙星（NOR）1.82 ng·mL^-1、培氟沙星（PEF）1.97 ng·mL^-1、恩诺沙星（ENR）1.54 ng·mL^-1、单诺沙星（DAN）2.79 ng·mL^-1、洛美沙星（LOM）3.38 ng·mL^-1、氧氟沙星（OFL）5.50 ng·mL^-1、麻保沙星（MAR）4.40 ng·mL^-1、沙拉沙星（SAR）11.76 ng·mL^-1、二氟沙星（DIF）13.60 ng·mL^-1,与10种FQs的交叉反应率为12.3%-108.4%,与非FQs交叉反应率均低于0.01%,对10种FQs的检测限（LODs）为0.09 ng·mL^-1-0.64 ng·mL^-1。icELISA法鸡肉中10种FQs的回收率为80.5%-91.8%,HPLC法的回收率为85.1%-95.7%,二者变异系数均低于10.0%;两种检测方法差异不显著（P＞0.05）。【结论】该试验获得了高效价、敏感、广谱特异性的mAbs,建立的icELISA方法可用于同时检测鸡肉中10种FQs。     

秸秆还田配施氮肥对稻田土壤活性碳氮动态变化的影响

【目的】土壤微生物量碳氮和水溶性有机碳氮是土壤中最活跃的碳氮组分,是衡量土壤碳氮周转与养分有效性的重要指标。探讨秸秆配施氮肥、氮肥用量及基追比例对稻田土壤微生物量碳氮、水溶性有机碳氮、易氧化有机碳和速效氮的影响,明确秸秆还田条件下水稻生长季不同氮肥用量与基追比的土壤活性碳氮变化特征,为稻麦轮作区秸秆还田的氮肥管理提供理论依据。【方法】2012—2015年在湖北省荆门市田间试验中设置施氮量、秸秆配施氮肥和施氮时期3个大田试验。施氮量：不施氮（N0）,推荐施氮（165 kg·hm ^-2,N165）,习惯施氮（195 kg·hm ^-2,N195）;秸秆配施氮肥：秸秆移除（CK）,秸秆还田（移栽前将上季小麦秸秆全部还田,S）,秸秆还田+习惯施氮量（SN）,秸秆还田+推荐施氮量（SF）,秸秆还田+推荐施氮量+腐解菌剂（SM）;施氮时期：基施﹕拔节期﹕抽穗期氮肥施用比例为7﹕3﹕0（R1）,5﹕3﹕2（R2）,10﹕0﹕0（R3）。【结果】秸秆还田+习惯施氮量（SN）显著提高了水稻拔节期土壤微生物量碳（SMBC）含量,但是其成熟期水溶性有机碳含量（DOC）显著降低。秸秆还田+推荐施氮量（SF）显著提高了水稻拔节期土壤水溶性有机氮含量（DON）。腐解菌剂的施用显著降低了水稻成熟期DON含量,拔节期易氧化有机碳含量（ROC）也显著降低。秸秆还田下增加氮肥用量显著提高了水稻抽穗期和灌浆期土壤速效氮含量（AN）;推荐施氮处理（165 kg N·hm ^-2）的DON和AN含量显著升高;农民习惯施氮处理（195 kg N·hm ^-2）降低了DON和AN含量;增加追施氮肥比例对土壤SMBC和DOC含量无明显影响,但提高了水稻拔节期SMBN和ROC含量。【结论】施氮量及其基追比是影响秸秆还田下稻田土壤活性碳氮含量的主要因素,合理配施氮肥能提高土壤微生物量碳、速效氮及水溶性有机氮等活性碳氮组分含量,增加追肥比例也能提高水稻生育期内土壤活性碳氮含量。     

玉米群体生长与光截获的动态模拟及应用

【目的】群体光截获对玉米生长发育及产量形成均有重要的影响,合理的群体结构直接决定着玉米产量的增加与稳定。群体结构的测量较为繁琐,费时费力,且不能与当地太阳辐射情况充分结合,从而无法对群体结构和功能做出整体的评价。因此,有必要构建合理、简便的玉米群体光截获动态模型,结合群体不同生育期的形态指标与光辐射情况,对群体结构做出快速而精准的评价,为不同区域玉米品种选择、播种密度确定、以及后期管理等提供参考意见。【方法】将玉米群体结构模型与光分布模型相结合,建立简易可靠的群体光截获动态模型。该模型可模拟玉米整个生育期群体光截获的动态变化,并对不同生育期群体结构做出相应的评价。同时,在中国农业大学吴桥实验站开展了两个田间试验,对模型的准确性和应用功能进行了验证。试验均为三因素,分别为品种、密度和氮肥处理,其中试验一:设置2个品种(郑单958,丹玉405),3个密度(4.5×10~4,6.0×10~4,7.5×10~4株/hm~2)和3个氮肥处理(不施氮;施氮180 kg·hm~(-2),于播前、大喇叭口期和吐丝期以1:4:1的比例施入;施氮270 kg·hm~(-2),于播前、大喇叭口期和吐丝期以4:4:1的比例施入);试验二:设置1个品种(郑单958)、1个密度(8.25×10~4株/hm~2)和6个播期(4月20日,5月5日与20日,6月4日与18日,7月3日)。在两个试验中,对玉米不同生育期的群体形态指标、干物重、及产量均进行了测定。【结果】吐丝期和灌浆中期的群体光截获率模拟值与测量值的相关系数分别为0.91和0.85,均达到显著相关。运用该模型对两个田间试验数据的模拟结果显示,光截获率(量)随灌浆期的推进呈先增后减的趋势,吐丝后50 d光截获衰减加速。在试验地区,密度超过6×104株/hm~2时,光截获随密度变化不大;播期为6月中上旬时形成的玉米群体具有较为理想的光截获能力,结构功能潜力较大。产量与灌浆期有效光辐射呈正相关,但相关性随生育期推进逐渐减弱,表明灌浆后期产量的增加对群体光截获的需求减弱。在玉米生长发育后期物质转移对产量的贡献可能发挥着更加重要的作用。产量与群体光截获相关性的动态变化与品种有关,紧凑株型优于平展型。【结论】选择株型紧凑且生育后期群体结构维持较好的玉米品种,通过增加密度可进一步增加夏玉米产量。调整播期增强灌浆初期光合效率也是有效的增产方法之一。