共转化法获得无筛选标记的转PEPC、PPDK基因水稻恢复系纯合体

用根癌农杆菌共转化的方法将pSB130/CK质粒[目的基因磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因(PEPC)、磷酸丙酮酸二激酶基因(PPDK)与筛选标记潮霉素抗性基因HPT分别构建于2个T-DNA区]导入水稻恢复系R299,经PCR、Southern检测,筛选到T0代13个转基因植株。对T1～T3代转基因后代进行PCR跟踪鉴定,分离出无潮霉素抗性基因的转基因植株(PEPC PPDK HPT-),分离株系比率为15%～21%,分离株系中PEPC PPDK HPT-型单株分离频率为7.2%～10.0%。在T3代成功获得了无筛选标记的转基因纯合系3个(06D351,06D352和06D353),PEPC酶活性和光合速率分析结果表明,其PEPC活性比对照提高了1.5～4.9倍,光合速率提高了19%～40%,说明这些转基因纯系材料在水稻高光效育种上具有很大的应用价值。     

水稻分蘖的激素调控研究进展

水稻分蘖受外界环境和内源激素的影响,生长素、细胞分裂素和独角金内酯是目前已知影响水稻分蘖的3种主要植物激素。综述了这3种激素在调控水稻分蘖过程中的作用及相关的信号途径。     

细胞工程技术在芒属能源作物上的应用

生物质能源是可再生能源的重要领域。芒属植物是极具开发潜力的生物质能源作物,欧美多国以奇岗(Miscanthus×Giganteus)作为芒属能源作物的代表对其进行了系统广泛的研究。本研究对细胞工程技术在芒属能源作物上的应用进行了总结: 1)离体再生体系建立的相关研究,主要集中于再生体系的愈伤诱导及分化增殖,研究内容涵盖了对组织培养影响重大的主要因素,包括激素、外植体、辅助添加物、培养基成分,甚至碳源的不同灭菌方式等; 2)染色体倍性操作,主要是染色体加倍研究,单倍体育种也有所突破。本研究最后对该领域的发展趋势进行了简要探讨。     

炭基复混肥料对水稻氮磷钾吸收及产量的影响

为了研究炭基复混肥料(炭基肥)对水稻氮磷钾吸收及产量影响,以杂交水稻‘株两优819’为试验材料,于2014年和2015年采用大田随机区组试验。结果表明:2014年氮肥、磷肥、钾肥利用率分别比普通肥提高了5.6%,4.3%和7.6%。2015年氮肥、磷肥、钾肥利用率分别比普通肥提高了6.3%,6%和8.5%。炭基肥处理在2014年和2015年的水稻产量都分别高于普通肥处理1.75%和1.41%。炭基肥对氮磷钾肥利用率的提高顺序为磷肥钾肥氮肥。总之,炭基肥能提高土壤中的氮磷钾的生物有效性,提高肥料的利用率,从而提高产量。     

中国芒属植物抗寒性初步研究

以13份具有地理代表性的芒属（Miscanthus Andersson）植物为材料,分别以5,0,-5,-10,-15,-20和-25℃共7个温度梯度进行冷冻胁迫,通过电导法测定电解质外渗率来评价各材料的抗寒性,并对供试材料半致死温度（LT₅₀）与其原产地地理因子进行回归分析。结果表明：半致死温度（LT₅₀）的变化范围为-2.92～-23.85℃,抗寒性由强到弱依次为C0429（-23.85℃） >D0341（-14.10℃） >B0534（-9.60℃） >B0121（-6.97℃） >A0502（-6.77℃） >A0110（-6.51℃） >B0120（-6.34℃） >B0605（-5.39℃） >A0107（-5.00℃） >C0517（-4.27℃） >B0145（-3.26℃） >C0128（-3.08℃） >C0129（-2.92℃）,回归分析表明,半致死温度（LT₅₀）与纬度和海拔成极显著负相关,说明芒属植物抗寒性与地理因子具有一定的相关性。研究结果将为芒属植物抗寒种质资源的筛选提供理论基础。     

多年生黑麦草遗传转化体系的建立及其转化植株的获得

以矮生、凯蒂莎、爱神特3种多年生黑麦草品种为材料,进行了离体再生培养和遗传转化的研究,建立了这些品种的胚性愈伤组织高频诱导与再生系统及其基因枪转化技术体系,并将抗除草剂的bar基因导入多年生黑麦草愈伤组织,而获得抗除草剂转基因再生植株。     

芒花粉的生活力及测定方法比较

本研究先后采用了花粉离体萌发法、FDA染色法和I2-KI染色法测定了芒离体花粉的生活力。结果表明：在离体萌发法中,离体花粉在培养5 min后即开始萌发,培养30 min后花粉管平均长度达到了145.77 μm。芒离体花粉的平均初始萌发率为82.6 %,但花粉生活力下降很快,室温保存90 min的花粉其萌发率已下降至3.0 %。因此利用离体萌发法能够准确有效地测定芒花粉生活力的变化规律。而利用FDA染色法和I2-KI染色法测定的芒花粉初始生活力与离体萌发法的结果基本一致,分别为84.6 %和86.6 %,但这两种染色法不适合用于跟踪测定花粉生活力的变化。     

4种芒属植物的核型分析及亲缘关系探讨

以芒、五节芒、荻和南荻4种芒属植物共36份种质为材料,分别采用流式细胞仪和压片法对倍性及核型进行分析。结果表明:4种芒属植物中,南荻的荧光值最大,其次为芒,荻的荧光值最小,但不同种间无显著性差异;南荻的荧光值变异系数最大(37.73%),五节芒的荧光值变异系数最小(4.41%),说明南荻的倍性最丰富,而五节芒的倍性最稳定;芒属植物染色体基数为19(x=19),36份种质中有33份材料属二倍体(2n=2x=38)型、2份材料属三倍体(2n=3x=57)型、1份材料属四倍体(2n=4x=64)型,表明自然界中芒属植物主要以二倍体存在,偶见三倍体和四倍体;不同种之间的核型参数有差异,但都是由中部和近中部着丝粒染色体组成,且芒和五节芒的核型都为"2B"型,而荻和南荻大部分为"2C"型,说明芒和五节芒亲缘关系近,而荻和南荻亲缘关系近。对核型参数进行聚类分析,可将36份芒属植物材料分为3类:第Ⅰ类为芒类群,主要为芒和五节芒;第Ⅱ类为荻类群,主要包括荻和南荻;第Ⅲ类则为多倍体类群。     

7种能源草在酸性红壤中的性状比较及适应性评价

本研究比较了7种能源草在酸性红壤中物候期、越冬率、农艺性状和化学成分等20个性状,并利用其中与适应性相关的12个性状来综合评价不同能源草在酸性红壤中的适应性。结果表明,1)7种能源草中除狼尾草以外其余各品种均能完成生育期,且都能在酸性红壤上生长良好;2)7种能源草的7个主要农艺性状和5个化学成分均有显著差异(P<0.05)。其中五节芒、湘杂芒、柳枝稷的干物质产量较高,单株分别达到5385.24,4846.09和4566.83 g,而斑茅、奇岗和湘杂芒的纤维素含量较高,分别达46.13%,45.38%和45.16%;3)对12个数量性状进行主成分分析,得到累计贡献率为92.626%的4个主成分因子,说明前4个主成分代表了主要的遗传信息;4)利用主成分线性模型综合评价7种能源草的适应性,排序结果如下:湘杂芒>五节芒>狼尾草>斑茅>柳枝稷>奇岗>荻。本研究结果可为我国南方酸性红壤边际性土地的开发与利用提供理论依据。     

4种芒属植物光合特性研究

以芒(Miscanthus sinensis)、五节芒(M. floridulus)、荻(M. sacchariflorus)和南荻(M. lutarioriparius)等4种典型芒属植物为试验材料,用LI-6400便携式光合仪测量不同时期的光合特性,来研究芒属植物光响应及光合特性的季节性变化规律。结果表明:光合作用参数对不同光合有效辐射的响应在种间有差异,除南荻的光饱和点(LSP)在800 μmol·m^-2·s^-1左右外,其他3种约在1000 μmol·m^-2·s^-1;最大净光合速率(P_nmax)由大到小依次为荻(47.3 μmol·m^-2·s^-1)、南荻(38.6 μmol·m^-2·s^-1)、五节芒(20.4 μmol·m^-2·s^-1)、芒(8.0 μmol·m^-2·s^-1);表观量子效率(AQY)依次为荻(0.123)、南荻(0.108)、五节芒(0.089)、芒(0.022),荻和南荻的光能转化率强于五节芒和芒。主生长季的净光合速率(P_n)表现出明显的季节性变化,并与生长速率同步,种间差异极显著(P< 0.01),荻和南荻的P_n值高于芒和五节芒。 4种芒属植物在主生长季的水分利用率(WUE)最小值在6-7月,最大值在8-9月,表现出耐旱耐高温能力,且种间差异显著(P< 0.05)。