水稻产量对氮肥响应的品种间差异及其与根系形态生理的关系

以籼稻天优华占、两优培九和粳稻陵香优18、宁粳1号为材料,研究了水稻产量对氮肥的响应。结果表明,水稻产量对施氮量的反应存在明显的品种间差异。上述4个水稻品种在获得最高产量(10.1~10.3 t hm^-2)时,天优华占和陵香优18所需施氮量为242.5~255.5 kg hm^-2,明显低于两优培九和宁粳1号的327.3~328.0 kg hm^-2。天优华占和陵香优18的氮肥农学利用率和氮肥偏生产力均明显高于两优培九和宁粳1号,表明天优华占和陵香优18产量对氮肥的反应较两优培九和宁粳1号敏感。在高产(10.5~10.9 t hm^-2)条件下,天优华占和陵香优18主要生育期根系的重量、长度和总吸收表面积低于两优培九和宁粳1号,而根系活跃吸收表面积及其占总吸收表面积的比例、根系伤流量以及根系活力则显著高于两优培九和宁粳1号。上述结果表明,通过栽培措施调控或选用根系活跃吸收表面积、根系伤流量和根系活力高的水稻品种将更有利于降低水稻施氮量和提高产量及氮肥利用效率。     

施氮量和行距对冬小麦产量及生理特性的影响

为探明不同栽培措施对小麦产量的调控差异,以强筋小麦济麦20和中筋小麦中麦8号为试验材料,采用三因素裂区设计,以施氮量为主区,设150、210、270 kg·hm-23个水平;以行距为裂区,设12、20cm 2个水平;以供试品种为小裂区,设济麦20和中麦8号2个水平,在高产栽培条件下研究不同施氮量和行距对冬小麦产量的影响及其生理基础。结果表明,济麦20和中麦8号,2种小麦籽粒产量均在270kg·hm-2施氮量水平下得到显著提高;在210 kg·hm-2或270 kg·hm-2施氮量条件下,20 cm行距更有利于2个小麦品种高产的形成。随着施氮量增加或行距增大,2个小麦品种旗叶SPAD值和净光合速率均在270 kg·hm-2施氮量和20 cm行距条件下保持较高值,可积累更多光合产物,为实现高产奠定基础。因此,本试验条件下,济麦20和中麦8号均在270 kg·hm-2施氮量、20cm行距组合下达到高产。本研究得到了小麦高产的最佳施氮量和行距组合,这对我国冬小麦高产栽培具有一定的指导意义。     

江苏水稻品种稻瘟病主效抗性基因鉴定及应用评价

以28个抗稻瘟病单基因系和740个水稻品种为材料,在江苏省连云港市的水稻种植区进行稻瘟病抗性的田间鉴定。结果表明,28个单基因系中藤板5号(Pii)、砦1号(Pizt)、F-80-1(Pik)、F-124-1(Pita)、F-98-1(Pikm)、F-128-1(Pita2)、C101LACC[Pi1(t)]、C101A51[Pi2(t)]和C104PKT[Pi3(t)]等表现较高的抗性,供试材料中高抗、抗、中抗、中感、感和高感的品种数分别是97、230、200、93、48和55个。从中选出Pii、Pikh、Pi1、Pi2、Pita、Pik、Pikm、Pikp和Pib,并增加了广谱高抗基因Pi9,对其中的195个高抗、高感和重要品种进行抗性基因功能标记分析,结果表明,含有Pii、Pikh、Pita、Pib、Pi2和Pik的品种数分别有28、40、52、110、11和2个,未检测到含有Pi1、Pikm、Pikp和Pi9的品种。除Pib外,其他3个检测到的基因基本都存在于抗性或高抗品种中。     

鸟苷酸激酶OsGK1对水稻种子发育至关重要

【目的】对水稻粉质皱缩突变体fse2进行表型分析及基因克隆,为阐明水稻淀粉合成机制以及胚的发育奠定基础。【方法】fse2来自粳稻品种滇粳优1号的MNU(N-甲基-N-亚硝基脲)诱变突变体库。本研究考查了突变体fse2籽粒的理化性状,利用扫描电镜和半薄切片观察了淀粉颗粒的结构;构建了fse2与N22的F₂群体,通过图位克隆及转基因互补验证确定目标基因;通过qRT-PCR以及GUS活性染色对FSE2进行组织表达分析;免疫印迹分析了突变体中淀粉合成相关基因以及线粒体基因的蛋白变化。【结果】fse2籽粒粉质皱缩,千粒重显著下降;胚乳中淀粉颗粒变小变圆,排列松散,不能形成正常的复合淀粉颗粒;突变体中总淀粉、直链淀粉含量均显著下降,脂肪含量显著上升,突变体淀粉的糊化特性发生明显改变。FSE2编码一个线粒体和质体双定位的鸟苷酸激酶(guanylate kinase),命名为OsGK1。OsGK1在各器官中组成型表达,并在花后6 d的胚乳中表达水平最高。突变体胚乳中淀粉合成相关蛋白水平显著降低,尤其是AGPS2b和PHOI。此外,突变体fse2的胚发育严重受损,导致种子纯合致死;线粒体定位的AOX积累显著增强,而野生型中几乎检测不到,表明线粒体呼吸途径受损。【结论】由于OsGK1的功能缺陷,导致水稻种子中线粒体和造粉体发育异常,进而产生了胚致死以及胚乳粉质皱缩的表型,因此OsGK1对水稻种子的发育至关重要。     

洋葱组织培养及遗传转化研究进展

分析了诱导洋葱愈伤的外植体、培养基配方,以及诱导成苗、生根的培养基等因素,综述了有关洋葱标记基因和目的基因的遗传转化情况,并对遗传转化体系的建立,转基因和基因编辑技术在洋葱研究中存在的问题,提出了今后的研究方向,以期为洋葱组织培养的优化提供参考。     

洋葱AcSVP基因的克隆及其表达分析

为了研究SVP(SHORT VEGETATIVE PHASE)基因在洋葱花芽分化和发育中的作用,本研究以洋葱"70-1"为试材,克隆得到了1个SVP同源基因,命名为AcSVP,并采用荧光定量PCR对该基因的表达模式进行了分析,结果表明:AcSVP包含1个741 bp的开放阅读框,编码246个氨基酸。氨基酸同源比对结果显示,AcSVP的氨基酸序列与水仙的相似性较高。系统进化结果也显示洋葱的AcSVP与水仙的亲缘关系较近。实时荧光定量分析表明,AcSVP在洋葱未开放的花蕾中表达量最高,在花薹抽出前的叶中次之,在花中的表达量最低。根据以上研究结果推测,AcSVP可能参与调控洋葱的花芽分化。     

应用分子标记辅助选育洋葱不育系及其杂交应用

利用分子标记辅助筛选洋葱不育系,配制杂交组合,并利用分子标记检测杂交种的育性。结果表明,选育出101A、A1、D-9、A3和T共计5套不育系,101A为黄皮圆球形晚熟CMS-S型不育系,其他4个均为CMS-T型不育系,A1和D-9是利用不育分子标记orf725辅助筛选出的早熟黄皮圆球形不育系,A3和T是利用保持系分子标记jnurf13辅助分别筛选的早熟黄皮圆球形和晚熟红皮扁球形不育系;通过不育系A1和D-9配制64份杂交组合,筛选出23、39、40、72、73和84号共6份候选杂交组合,其中23号为全不育型杂交组合;另外,利用orf725分子标记检测市场上主栽的16个杂交品种的育性,其中帝皇、红将军、A1×3C和T×912 4份均为不育株,首次提出洋葱全不育型杂交种,为洋葱杂交育种提供新思路。所以,利用分子标记辅助筛选洋葱不育系、保持系和全不育型杂交种对生产具有重要作用。     

H_2S处理下小麦叶片蛋白质组表达谱的分析

采用硫氢化钠作为硫化氢的外源性供体,研究了不同浓度(0、0.05、0.10、0.20、0.40、0.80、1.60、3.20 mmol/L)硫氢化钠处理对小麦幼苗叶片蛋白质差异表达谱的影响,以探寻H2S对小麦幼苗生长发育的调控机制。对幼苗叶片的比较蛋白质组学分析发现,不同浓度的硫氢化钠处理引起了涉及光合作用、糖代谢和能量代谢、氧化还原平衡、蛋白质合成、加工与降解以及信号转导等途径的蛋白质的差异表达。我们初步推测,硫化氢可能通过调节参与上述代谢途径的功能蛋白质的表达量,进而相应地影响到植株的生理与生物量等指标,从而引起植株表型的变化。     

水稻低直链淀粉资源筛选

为了在水稻外观品质改良的同时提高食味品质,通过对引自IRRI及中国水稻种质资源库的1000多份材料测定直链淀粉含量,并对IRRI资源测定外观品质。研究发现：目前水稻优良食味品种多数外观品质差,且“软米”标准欠缺。水稻直链淀粉含量分布十分宽,其中软米范围品种数量少,糯米品种较软米品种多,且分为优质糯稻与劣质糯稻两类。其他类型品种数量最多,直链淀粉含量变异最大,软米类型品种蛋白质含量显著高于糯稻及较高直链淀粉含量品种。本试验通过筛选获得12份软米资源,为软米选育提供了多样化资源,并给出了一个软米判定标准。     

基于SNP标记的穞稻与栽培稻的遗传多样性分析及萌发耐淹性评价

旨在分析穞稻与栽培稻间的遗传多样性,为穞稻的保护和开发利用提供分子依据。以包括穞稻在内的48份水稻种质资源为试验材料,利用1K mGPS SNP芯片进行基因分型,使用PowerMaker 3.25软件进行UPGMA聚类分析。结果表明,4785对多态性SNP标记共检测出9570个等位基因,平均每对标记检测出2个等位变异;多态性信息含量(PIC)变化范围为0.0400~0.5957,平均值为0.3123,基因多样性指数(GD)变化范围为0.0408~0.6667,平均值为0.3839。UPGMA聚类分析将48份参试种质划分为2个亚群,即籼稻亚群和粳稻亚群,其中穞稻分属于粳稻亚群。厌氧萌发耐受性评价表明,穞稻具有很强的耐低氧萌发能力,可为适宜直播水稻的培育提供重要的种质基础,同时本研究为穞稻优异基因的挖掘和利用提供理论基础。