增强UV-B辐射对光氧化水稻812HS光合特性和生长的影响

为了解光氧化水稻的光合特性对UV-B辐射的反应,以籼稻两用不育系812S(野生型)及其光氧化突变株系812HS为材料,在自然条件下,采用40 kJ·m^-2·d^-1剂量的UV-B增强辐射处理植株65 d,分别在幼苗期、分蘖期、拔节期、抽穗期、灌浆期进行相关生理指标检测和分析。结果表明,与自然光照条件相比,增强UV-B辐射使812HS的分蘖数和有效分蘖数减少,植株矮化,但对其生长抑制程度弱于普通水稻;812HS的叶绿素含量在分蘖期显著降低,但降低幅度低于普通水稻,抽穗期后叶绿素含量显著增加,尤其是在灌浆期,812HS叶绿体含量的增加幅度较普通水稻极显著多出34.3个百分点。增强UV-B辐射处理后,812HS的PSⅡ原初光转化效率(F_v/F_m)在分蘖期的提高幅度比普通水稻大,而在拔节期和灌浆期则明显低于普通水稻。PSⅡ失活的原因是质体醌PQs和PSI蛋白复合体对UV-B辐射敏感,电子从QA-向QB^-传递过程受阻,致使快还原型库PQ受影响,说明增强UV-B辐射会抑制水稻的光合作用和生长,但对光氧化水稻812HS的抑制效应弱于普通水稻。本研究结果对于深入了解水稻的光氧化知识和丰富水稻栽培生理知识具有积极意义。     

甜菜亚硝酸还原酶(NiR)基因的克隆与分析

采用简并PCR和RACE方法克隆甜菜NiR基因,并利用网络工具分析预测了其编码蛋白。结果表明,该NiR基因(登陆号:HQ224499)全长为2 014 bp,编码一个包含599个氨基酸残基的多肽链,分子质量为66.88 ku;NiR为易溶,亲水性较强的蛋白,同时有明显的疏水峰;经BLASTp比对表明,该蛋白序列与菠菜NiR蛋白同源性最高。Geno3d模建预测,NiR蛋白中有57个β转角,24个α螺旋。     

不同光温条件对水稻9311产量及品质的影响

为研究不同光温条件对水稻9311产量及品质的影响,本研究在大田条件下进行分期播种以及人工光温控制试验。分期播种试验结果表明,分期播种的光温差异对9311产量和品质产生影响,整个生长季较低的积温和日照时数有利于产量的提高,并可降低垩白、直链淀粉含量和糊化温度,获得较好的品质。苗期较高温度使直链淀粉含量和糊化温度降低,提高蒸煮品质,对产量影响不显著。遮光试验结果表明,适当的降低光照度可使籽粒总蛋白质含量增加,直链淀粉含量和胶稠度降低,垩白增加。因此,9311在生育期维持适宜的温度和光照有利于获得高产和优良的品质。     

水稻叶尖黄化突变体8272的候选基因筛选

对一份引自美国的水稻资源(编号为GSOR643131,2012年正季播种编号为128272,简写为8272)进行观察分析,发现该资源在较高温光条件下叶片发生不可逆的黄化,叶绿素含量明显下降;利用8272/9311杂交F2群体,明确了该性状受一个隐性核基因控制,并初步定位在水稻第4染色体SSR标记RM16931与RM16942之间,其遗传距离分别为0.8和3.3 cM.进一步设计引物和扩大F2分离群体,将该基因定位在RM16931与InDel标记ID42之间约117 kb的区间内;通过对8272和9311的重测序数据在引物区间进行SNP差异性筛选和候选基因的GO分析,结果表明,BGIOSGA015140基因可能是引起8272黄化性状的候选基因.通过该研究可为解析水稻叶色变化机制奠定一定的基础.     

甜菜亚硝酸还原酶基因(NiR)的克隆与表达分析

以甜菜品种甜研7号叶片的cDNA为模板,采用RT-PCR和3′/5′RACE技术,获得了编码亚硝酸还原酶基因(NiR)的cDNA全序列2 014 bp, 包含有1 830 bp的开放阅读框,编码599个氨基酸。所推导的氨基酸序列与菠菜及拟南芥NiR编码的氨基酸序列均具93%的同源性。生物信息学分析表明,甜菜NiR具有完整的NiR蛋白结构,含血红素蛋白β-化合物区域和4Fe-4S区域, 并利用分析软件预测其三维结构。实时荧光定量结果显示,在以0、10、20、30、40、50、80和160 mmol L^–1 NO₃^–-N处理72 h的试验中,50 mmol L^–1处理可使甜菜NiR的表达量达到最大;以0、2、4、8、16、32、64和128 mmol L^–1 NH₄⁺-N处理48 h的试验表明,8 mmol L^–1和64 mmol L^–1处理条件下甜菜NiR表达量相对较高。硝态氮和铵态氮不同配比处理48 h的试验中,NO₃^–-N和NH₄⁺-N比例为80:20可使甜菜NiR的表达量达到最大;在氮素诱导的基础上,蛋白抑制剂放线菌酮处理9 h,随着处理浓度的增大,NiR的表达量逐渐下降;不同浓度NO₂^–处理的试验中,40 mmol L^–1处理下NiR的表达量最大。     

光照强度对水稻HS叶片失绿的影响

通过遮去不同光照强度和高温处理对水稻HS叶片叶绿素含量影响效应的试验,拟验证是强光而非高温是产生叶片失绿的原因,并探明可以消除叶片失绿（黄化）的遮光比例。结果表明,在自然光强条件下,水稻HS的叶片叶绿素含量在分蘖期急剧降低而发生叶片失绿,而遮去自然光强3/4和2/4（相同气温条件下）处理的叶绿素含量变化很小,无明显的叶片失绿现象。处理1个月后再恢复自然光强,原来由于遮光而没有明显失绿的叶片曝露在自然强光下后也出现明显的失绿,再次证实叶片失绿是由于强光引起。遮去自然光强的2/4以上,可基本消除HS的叶片失绿和光氧化现象。高温（中等和较弱光强下）并不会导致HS叶绿素含量和叶色发生明显变化。