Contamination of internationally traded wheat by herbicide‐resistant Lolium rigidum

As herbicide‐resistant weeds have spread in the agricultural fields of grain‐exporting countries, their seeds could be introduced into other countries as contaminants in imported grain. The spread of resistance genes through seed and pollen can cause significant economic loss. In order to assess the extent of the problem, we investigated the contamination by herbicide‐resistant annual ryegrass (Lolium rigidum) of wheat imported from Western Australia into Japan. Annual ryegrass seeds were recovered from wheat shipments and seed bioassays were conducted to identify resistance to the herbicides that are commonly used in Australia: diclofop‐methyl, sethoxydim, chlorsulfuron, and glyphosate. Nearly 4500 ryegrass seeds were detected in 20 kg of wheat that was imported in both 2006 and 2007. About 35% and 15% of the seeds were resistant to diclofop‐methyl, 5% and 6% were resistant to sethoxydim, and 56% and 60% were resistant to chlorsulfuron in 2006 and 2007, respectively. None was resistant to glyphosate in either year. As the contamination of crops by herbicide‐resistant weeds is probably a common phenomenon, the monitoring of incoming grain shipments is necessary to stem the further spread of herbicide‐resistant weeds into importing countries.     

田间条件下转玉米C4型PEPC基因小麦的光合生理特性

为了检验转PEPC基因小麦是否具有C₄光合生理特性,以转PEPC基因小麦和对照周麦19为试验材料,分别于抽穗期、开花期、花后第7天和花后第15天测定其单株旗叶的气体交换参数日变化,对净光合速率日变化进行单位日光合总量分析, 并且对净光合速率日变化与单株气孔导度、胞间CO₂浓度、蒸腾速率日变化的相关性进行了分析;在花后第15天测定其单株叶绿素荧光参数,并在成熟期调查了单株产量性状。与对照相比,转基因株系在4个测定时期的旗叶净光合速率明显提高,尤其在花后第15天,单位日光合总量较对照提高29.1%和23.3%,气孔导度和蒸腾速率均明显增加,胞间CO₂浓度降低;花后第15天12:00与8:00相比,转PEPC基因小麦的F_v/F_m、q_p、NPQ、Φ_PSII的变幅均小于对照;单茎重、千粒重、单穗重和收获指数较对照显著增加。以上结果表明,转PEPC基因小麦材料在田间条件下光合特性明显优于对照,且具有提高小麦产量水平的潜力。     

适度水分胁迫提高黄瓜幼苗光合作用弱光适应性

以黄瓜（Cucumis sativus L.）‘戴多星’品种为试材,在人工气候室内研究弱光（75 ~ 85 μmol · m-2 · s-1）下水分胁迫（40%基质最大持水量）对幼苗叶片光合、荧光特性及Rubisco含量的影响。结果表明,弱光逆境下,经20 d水分胁迫后的幼苗较正常水分条件下叶片光合色素（以单位面积计）含量提高,叶绿素a/b（Chl.a/b）下降,植株光饱和光合速率Asat、表观量子效率（AQY）、羧化效率（CE）、RuBP最大再生速率及光饱和点（LSP）均显著增加,CO2补偿点（CCP）显著下降,并且光系统Ⅱ（PSⅡ）最大光化学效率（Fv/Fm）、潜在光化学效率（Fv/Fo）、PSⅡ光化学量子效率（ΦPSⅡ）、光化学反应速率（Prate）、非环式电子传递速率（J）以及PSⅡ吸收光能向光化学反应分配比例P等叶绿素荧光参数呈增加趋势,PSⅠ和PSⅡ间激发能分配不平衡性（β / α–1）减小,叶片可溶性蛋白质含量和Rubisco大、小亚基含量上升,表明适度的水分胁迫有利于提高弱光下黄瓜幼苗的光合适应性;而正常光照下（500 ~ 600 μmol · m-2 · s-1）经水分胁迫后的黄瓜幼苗上述主要光合特性指标如Asat、RuBP最大再生速率、CE、ΦPSⅡ、Prate、J和P等有所下降,光系统间激发能分配不平衡性（β / α–1）增加,光合作用受到一定抑制。     

不同施肥水平对南瓜RuBP羧化酶活性的影响

采用L^9（3^4）正交试验设计,系统的研究了不同施肥条件下南瓜穴盘苗的RuBP羧化酶活性。结果表明,氮素对南瓜穴盘苗的RuBP羧化酶活性影响最为显著。施用氮肥后,RuBP羧化酶活性显著降低;磷钾对南瓜穴盘苗的RuBP羧化酶活性影响最小,磷钾施用后,RuBP羧化酶活性与对照差异不显著。微肥对南瓜穴盘苗RuBP羧化酶活性的影响介于前两者之间,也使RuBP羧化酶活性较明显地降低。     

小麦导入磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（PEPCase）基因的初步研究

[目的]将磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（PEPCase）基因导入普通小麦临优145。[方法]利用根癌农杆菌遗传转化系统,以普通小麦临优145为材料,将磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（PEPCase）基因,导入小麦胚性愈伤组织中,用含潮霉素（hyg）的筛选培养基连续筛选,并从分子水平上检测该基因。[结果]获得了hyg抗性植株,经GUS组织化学染色检测表明,抗性苗叶片被染成了深蓝色;PCR检测出目标条带。[结论]初步证明磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（PEPCase）基因已经导入受体材料中。     

低温对不同基因型黄瓜叶片蛋白质组的影响

 【目的】分离不同基因型黄瓜叶片的低温诱导蛋白,为从蛋白质组角度揭示黄瓜应答低温逆境的调控机制打下基础。【方法】以黄瓜（Cucumis sativus L.）的日光温室品种‘新泰密刺’和露地栽培品种‘津研4号’为试材,采用分步提取法溶解叶片总蛋白质,运用SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳、双向电泳、质谱分析与检索技术,在100 μmol?m-2?s-1的光照条件下,比较研究低温（15/15℃）和常温（25/18℃）下叶片蛋白质组的差异。【结果】利用提取液Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ分步提取叶片总蛋白质后,提取液Ⅰ溶解的黄瓜蛋白质较少。对提取液Ⅱ和Ⅲ溶解的叶片蛋白质进行双向电泳后发现,相对于常温处理,低温使‘新泰密刺’的7个蛋白质点特异表达、2个蛋白质点上调表达、2个蛋白质点下调表达、5个蛋白质点未表达;使‘津研4号’的7个蛋白质点特异表达、1个蛋白质点上调表达、4个蛋白质点下调表达、9个蛋白质点未表达。低温下,‘新泰密刺’的蛋白质点3和4 以及‘津研4号’中蛋白质点2的表达量显著高于常温处理,通过MALDI-TOF质谱分析,这3个蛋白质点被鉴定为1,5-二磷酸核酮糖羧化酶的大亚基。【结论】黄瓜叶片的高亲水性蛋白质含量低;在相同的光照（100 μmol?m-2?s-1）条件下低温对不同基因型黄瓜叶片的蛋白质组均有影响;1,5-二磷酸核酮糖羧化酶可能与黄瓜叶片耐低温有关。     

木兰门作物RubisCO大亚基的分子适应性进化研究

分子进化中发生正选择的一个标志是密码子的错义替换（dN,氨基酸替代）比同义替换（dS,氨基酸不变）有更高的替换速率,计算dN与dS之比ω能衡量蛋白质的进化趋势和所受到进化压力的大小。ω=1、〈1和〉1分别说明蛋白质在进化过程中受到中性选择、负选择和正选择。     

玉米ppc基因过表达对转基因水稻光合速率的影响

通过转基因技术将外源ppc基因导入水稻以期增加产量是国内外的重要研究领域。然而,关于ppc基因过表达能否提高转基因水稻的光合速率至今尚无定论。本研究将玉米ppc基因导入水稻中花8号,获得大量转基因水稻植株。经PCR筛选、PEPC活性测定、Southern和Western杂交分析,表明玉米ppc基因已经整合到受体水稻基因组中,并得到了正确和高效的表达。测定了温室内种植的T₁代6个PEPC活性不同的转基因水稻植株的光合速率,只有活性最高的株系的光合速率显著增加,增加的幅度为27.3%。在旱作栽培条件下测定了T₃代33个转基因株系的光合速率,结果表明在高温、高光强下,绝大多数转基因水稻的光合速率增加,最大提高了68.8%。比较6个转基因株系的T₁和T₃代看到,逆境胁迫条件下转基因水稻光合速率明显提高。以上结果表明水稻中导入ppc基因可以提高其光合速率,特别是逆境条件下的光合速率。     

日本看麦娘对精噁唑禾草灵和甲基二磺隆的抗性机制

为明确抗性日本看麦娘种群对精噁唑禾草灵和甲基二磺隆的抗性机制,研究了乙酰辅酶A羧化酶(acetyl-CoA carboxylase,ACCase)和乙酰乳酸合成酶(acetolactate synthase,ALS)基因在抗性和敏感日本看麦娘种群内的差异,以及谷胱甘肽-S-转移酶(glutathione S-transferases,GSTs)的活性差异,同时测定了抗性种群AFT对不同的ACCase和ALS抑制剂类除草剂的交互抗性。结果显示:与敏感种群AH-7相比,抗性种群AFT的ACCase基因CT区的2027位氨基酸和ALS基因的574位氨基酸发生突变;AFT种群的GSTs活性经过精噁唑禾草灵和甲基二磺隆处理后明显增强,且显著强于敏感种群AH-7;抗性种群AFT对炔草酯、烯草酮、氟唑磺隆的抗性倍数分别为27.90、34.43、10.30,表现出高水平的抗性,对唑啉草酯、甲咪唑烟酸、双草醚的抗性倍数分别为5.49、6.42、5.01,表现出中等水平的抗性。经除草剂诱导后,植株体内基于GSTs代谢酶介导的代谢反应水平升高,加快植株对除草剂的代谢解毒反应;抗性种群AFT的ACCase基因和ALS基因中发生的氨基酸突变和GSTs活性的增强可能是其产生抗药性的重要原因。