Relationship Between Coleoptile Length and Drought Resistance and Their QTL Mapping in Rice

By using a set of recombinant inbred line(RIL)population involving in 195 lines derived from a cross of Zhenshan 97B (lowland variety)and IRAT109(upland variety),the correlation analysis between coleoptile length(CL)and drought resistance index (DRI)and their QTL identification were conducted.There existed a significantly positive relationship between CL and DRI with the correlation coefficient of 0.2206**under water stress conditions.Under normal and water stress conditions,a total of eleven and four QTLs for CL and DRI,respectively,were detected on chromosomes 1,2,4,5,6,7,9,11 and 12 by using a linkage map including 213 SSR markers,which explained 4.84%to 22.65%of phenotypic variance.Chromosomes 1 and 9 possessing the QTLs for DRI harbored simultaneously QTLs for CL,and qCL9 shared the same chromosome location with qDRI9(RM160-RM215).Comparing the QTLs related to drought resistance in other studies,QTLs for CL and DRI were located in the same or adjacent marker interval as those related to root traits,such as number,dry weight,depth,and length of root.Moreover,sixteen and three pairs of epistatic loci for CL and DRI were found,which accounted for 56.17%and 11.93%of the total variation in CL and DRI,respectively.     

不同耐盐性小麦胚芽鞘伸长对NaCl胁迫的响应

以100 mmol L^-1 NaCl处理耐盐小麦品种德抗961和盐敏感品种鲁麦15各2 d，测定其胚芽鞘相对伸长速率及渗透调节能力。结果表明，NaCl处理抑制小麦胚芽鞘的伸长，其相对伸长速率最大值减小，生长最快的时间推后，但胚芽鞘最终长度没有改变；NaCl胁迫使小麦胚芽鞘渗透势下降，德抗961渗透调节能力强于鲁麦15；NaCl胁迫使小麦胚芽鞘Na⁺、脯氨酸、总可溶性糖含量明显增加, 德抗961增加幅度大于鲁麦15；NaCl胁迫下，德抗961胚芽鞘伸长明显好于鲁麦15，其具有较强渗透调节能力是原因之一。因此，一定浓度NaCl处理下小麦胚芽鞘的长度可作为耐盐筛选的有用指标。     

低氧环境对水稻萌发生长及生化指标的影响

以1 126份水稻材料为试验材料,采用5 cm静止水层对其幼苗耐低氧能力进行鉴定,测定耐低氧材料的相关生化指标。结果表明:低氧环境中绝大部分材料胚芽鞘能伸长,但仅约2.8%材料的幼苗顶端能超过5 cm水层表面并正常生长;淹水幼芽在第4天出现生长缓慢,不耐低氧材料此后一直生长缓慢或停止,而耐低氧材料在第6天能恢复生长直至顶端突破水表面层;在低氧和正常条件下,耐低氧材料的可溶性糖含量、淀粉酶活性和叶绿素含量均明显高于同期不耐低氧材料,而丙二醛含量明显较低。耐低氧材料表现出幼苗和胚根伸长快、淀粉酶活性高、可溶性糖含量多、丙二醛含量少的特征。     

水稻短胚芽鞘基因SCP1的图位克隆

水稻胚芽鞘在幼苗出土过程中发挥重要作用，其生长受到多种激素的调控。为了挖掘胚芽鞘生长的关键调控因子，对水稻突变体库进行筛选，获得了一系列胚芽鞘发育缺陷突变体。其中一个突变体（short coleoptile 1, scp1）的胚芽鞘明显短于野生型，且乙烯合成基因表达水平和乙烯释放量均低于野生型，其幼苗的耐盐性和耐旱性显著提高。成株期的scp1突变体表现出矮化、小粒的表型。通过图位克隆，将SCP1基因定位在5号染色体上32.01 kb区间，该区间有5个功能基因，通过扩增与测序发现OsRGA1基因在突变体中有大片段缺失，并且与已报道的osrga1等位突变体d1具有相似的胚芽鞘表型和农艺性状，说明scp1是osrga1的另一个等位突变体。相关研究结果加深了对OsRGA1基因功能的认识，为探究乙烯调控水稻生长发育及耐逆性的分子机理提供了研究材料。     

胚芽鞘的伸长机理和生理生态响应

胚芽鞘是作物幼嫩子叶尽快摆脱初期恶劣环境的保护组织。细胞壁的松弛是胚芽鞘伸长的前提，而β-葡聚糖酶及膨胀素等是打开半纤维素连键的关键松弛酶（蛋白）。芽鞘伸长生长过程中，在生理生态水平上有较大变化，IAA起主要的调节作用，同时光、温、水等生态环境因子的影响，引起芽鞘内部生理上发生一系列相应的变化。本文综述了胚芽鞘伸长的分子机理及生理生态应答，并探讨了在实践中的应用价值。     

外源多胺调节剂对渗透胁迫下水稻胚芽鞘和幼根生长以及多胺含量的影响

以抗旱性不同的籼稻品种湘早籼32号、嘉早935和旱116为材料,研究了渗透胁迫下外源多胺调节剂对水稻胚芽鞘和幼根生长及多胺含量的影响。结果表明:渗透胁迫下,水稻胚芽鞘和幼根生长受到抑制,胚芽鞘和幼根中腐胺(Put)、亚精胺(Spd)和精胺(Spm)的含量上升,抗旱性强的嘉早935和旱116的上升幅度大于抗旱性弱的湘早籼32号;外源D-精氨酸(D-Arg)和鸟嘌呤腙(MGBG)抑制水稻胚芽鞘和幼根中Put、Spd和Spm含量的上升,加剧渗透胁迫下水稻胚芽鞘和幼根生长的受抑制程度;外源Spd能提高水稻胚芽鞘和幼根中Put,Spd和Spm含量,缓解渗透胁迫下水稻胚芽鞘生长的受抑制程度,但加剧了渗透胁迫对幼根的伤害程度。     

植物高度与过氧化物酶的关系(摘要)

本实验研究了小麦、玉米、菜豆的植株高度与过氧化物酶活性之间的关系,结果如下:①7个高度不同的小麦品种(高度从65cm 至136cm)的胚芽鞘的过氧化物酶活性比较表明:小麦胚芽鞘的过氧化酶活性与小麦植株高度呈负相关性,即高生的小麦胚芽鞘的过氧化物酶活性低,而矮生的小麦胚芽鞘的过氧化物酶活性高,相关系数为-0.91。②4个高度不同的小麦品种(高度从65cm 至102cm)的正在伸长的节间的过氧化物酶活性比较表明:正在伸长的节间的过氧化物酶活性与植株高度呈负相关性。株高65cm 的矮生小麦叶考拉的几个正在     

不同水分胁迫下小麦胚芽鞘和胚根长度的QTL分析

小麦胚芽鞘和胚根在不同渗透溶液下的长度变化是鉴评小麦幼苗抗逆性的重要指标。以小麦花培3号×豫麦57的DH株系衍生的含168个组合的永久F₂ (immortalized F₂, IF₂)群体为材料,在蒸馏水(正常条件)以及10%、20%和30%聚乙二醇(PEG-6000)模拟水分胁迫处理下,进行胚芽鞘长和胚根长度的数量性状基因(QTL)定位分析。利用完备区间作图法,共检测到影响胚芽鞘和胚根长度的23个QTL,单个QTL对表型的贡献率为4.93%~35.37%。位于4B染色体区间Xcfd39.2–Xcfd22.2上影响胚芽鞘长度的位点QCl4B,具有最大的遗传效应,贡献率为35.37%;在3D染色体Xcfd223–Xbarc323区段,正常条件和20% PEG-6000处理下同时检测到影响胚芽鞘长度的QTL,QCl3D-a,其贡献率分别为7.83%和11.74%。另外,在10% PEG-6000处理下,3D染色体上的相近区域还定位出了影响胚芽鞘长度的QCl3D-b位点;在染色体1A和染色体5A1上各检测出与胚根长度有关的2个和3个不同的QTL;在6D染色体Xswes679.1–Xcfa2129和Xwmc412.1–Xcfd49区间分别检测到2个影响胚芽鞘长度和胚根长度的QTL。这些主效QTL可用于胚芽鞘和根系的分子标记辅助选择。     

小麦种子根结构及胚芽鞘长度的QTL分析

为探讨小麦种子根结构及胚芽鞘长度的遗传基础,以小麦DH群体(旱选10号×鲁麦14)的150个株系为材料,利用凝胶室培养幼苗,测定种子根的数目和最大根长、胚芽鞘长度、根苗干重比等性状,并通过扫描仪测定幼苗种子根的总长度、根直径及角度。利用已经构建的DH群体遗传连锁图谱,采用基于混合线性模型的复合区间作图法分析上述性状的QTL。在1A、1B、2B、2D、3B、4A、4D、5A、5B、6A、7A和7B共12条染色体上检测到12个加性效应QTL和7对加性×加性互作效应QTL。QTL的加性效应值在0.02~8.45之间,对表型变异的贡献率为5.64%~12.37%。7对加性×加性互作效应QTL分布在1A–2B(2)、1A–6A、1B–2D、5B–6A、6A–7A和6A–7B等6对染色体之间,其互作效应值为0.20~7.45,对表型变异的贡献率为8.70%~15.90%。在染色体3B和7A上各检测到1个种子根结构相关性状的QTL簇。