EMS诱变的小麦基部小穗不孕突变体的鉴定与小穗形态发育

为了解小麦基部小穗不孕突变体的农艺性状和小穗形态发育特点,对EMS诱变小麦品系山农1186所得的基部小穗不孕突变体进行了农艺性状鉴定和小穗发育过程观察.结果表明,10个突变株系基部有2～4个不孕小穗,而山农1186基部小穗正常结实;与受体山农1186相比,10个突变株系的穗长、小穗数没有变化,但穗粒数显著降低,降低幅度为20.63%～44.44%;突变株系的株高、穗下节、倒二节、倒四节、倒五节间长度显著增加,平均增长27.28%、20.55%、22.58%、51.10%和93.55%,倒三节间长度增加不显著,表明株高的增加是由多个节间伸长造成的;大多数株系的旗叶、倒二叶、倒三叶长度增加不显著,但宽度显著变窄,分别比对照平均减少16.93%、18.15%和14.36%,叶长、叶宽的变异并未引起叶面积的明显变化.对小穗发育的形态学观察发现,突变体基部小穗在四分体时期开始退化,雌蕊、雄蕊、子房萎焉失水,变成模糊的一团组织,进而导致基部小穗不孕.     

四川多粒多小穗小麦品种选育的理论探讨

本文在现有高产品种的基础上,从理论和实践的角度提出了单穗重是四川小麦产量的限制因素,四川生态条件有利于小麦单穗重的形成,尤其是有利于小穗、小花的分化发育.因此,四川小麦育种应把提高单穗重作为一个主要目标.提高单出重主要靠增加穗粒数,而增加穗粒数又主要走增加小穗数的途径.并对育种上选育多小穗品种的可能性和四川多粒多小穗品种选育的主要成就作了分析.     

小麦小花细胞核蛋白质双向电泳体系的优化

为建立适用于小麦小花细胞核的分离及其蛋白质双向电泳（two-dimensional electrophoresis, 2-DE）体系,以小麦品种西农1376三核期小花为供试材料,采用叶绿素含量测定、荧光显微镜观察和组蛋白免疫印迹检测等方法对分离和富集到的细胞核进行了纯度评价,并在SDS-PAGE胶浓度和蛋白质上样量等方面对细胞核蛋白质双向电泳体系进行了探索和优化,确立了一套适用于小麦小花细胞核的分离及其蛋白质双向电泳的技术方法。结果表明,获得的细胞核完整且纯度较高;经TCA/丙酮法提取其蛋白质,采用17 cm、pH 4~7 IPG胶条和12%SDS-PAGE分离胶,上样量为230 μg的双向电泳体系,更适合于小麦小花细胞核蛋白质组分离,经PDQuest 2DE 8.0.1软件统计分析,可在2-DE图谱上分辨出约264个蛋白点,蛋白点清晰呈圆形,无横条纹干扰。     

普通小麦及其近缘种醇溶蛋白遗传多样性分析

为了解小麦近缘种的醇溶蛋白多样性分布规律,应用A-PAGE方法对63份普通小麦及其近缘种材料进行醇溶蛋白遗传多样性分析.结果表明,电泳出现99条迁移率不同的谱带,构成63种组合,总体多态性信息指数达到0.984,以ω区最高,γ和β次之,α区最低.不同基因组构成材料多态性信息指数的分区比较发现,近缘种材料与普通小麦在α区相差最大,其中AA、AABB、AAGG基因组在α区的多态性信息指数均比地方小麦和斯卑尔脱小麦高0.164,而与广泛杂交改良的高代品系类似.谱带分布频率分析发现,高频带和中频带主要出现在ω、γ和β三个区,频率低于0.05的低频带主要出现在α区.聚类分析反映的亲缘关系基本和进化一致,但近缘种与普通小麦高代品系有交叉.此外,本文亦对小麦近缘种的醇溶蛋白分布规律及其在品质育种中的应用潜力进行了讨论.     

小麦穗和小穗离体生长的培养方法

为了研究小麦穗粒发育的生理调控机制，有必要使麦穗或小穗在离体状态下生长至籽粒成熟。本文介绍了开花前麦穗、开花后麦穗及开花前小穗离体生长的培养基和培养方法。     

不同播期下小麦冬春性品种小花结实特性 及其与植株生长性状的关系

冬、春性小麦品种早播（9月30日）、适播（10月30日）的总小花数、可孕小花数及结实粒数均极显著高于晚播（3月2日）。晚播对春性品种小花分化发育与结实的不利影响小于冬性品种。穗粒数的多少与可孕小花数及其结实率密切相关,而与总小花数及其结实率无明显联系;同时大穗多粒基因型也以较高的可孕小花结实率为生理基础。孕穗期小花数均与叶面积、叶片重、叶鞘重和总干物重呈显著或极显著正相关,而与茎高的相关不显著。此外,冬、春性品种的结实粒数均与成熟期茎叶重、总单茎重、结实小穗数、穗长和穗粒重之间呈极显著正相关,表明良好、协调的营养生长与生殖生长的关系是改善小花发育质量、提高穗粒数的根本保证。     

超大穗小麦穗长和小穗数的配合力及遗传模型分析

为充分挖掘超大穗小麦在遗传育种中的应用潜力,采用Griffing完全双列杂交法,以3个超大穗小麦品系及2个普通小品种为亲本材料,对超大穗小麦的主茎穗长和小穗数进行了遗传分析。结果表明,穗长和小穗数的遗传均符合加性-显性遗传模型,基因作用以加性效应为主,显性程度为部分显性。在主茎穗长上,86（306）和90（151）具有较高的一般配合力和较多控制主茎穗长遗传的显性基因,而成农151和84（79）具有较多控制穗长遗传的隐性基因;在小穗数上,86（306）和90（151）的一般配合力效应值较高,同时也具有较多控制小穗数遗传的显性基因,而小偃6号和成农151具有较多控制小穗数遗传的隐性基因。     

海南产细柄草花序中挥发油成分的GC-MS分析

采用常压水蒸汽蒸馏提取细柄草[Capillipedium parviflorum(R.Br.)Stapf]花序的挥发油,经GC-MS分析,从花序挥发油中鉴定出22种化合物,占总油量的92.75%。其中含量较高的为1-壬烯-4-醇(31.91%)、4-十一烷酮(25.046%)、4-十一醇(11.04%)、2,4-二甲基-3-乙酸戊酯(6.865%)、己酸辛酯(4.867%)、α-杜松醇(3.873%)。     

小麦小花穗位及发育进度对小麦×玉米单倍体胚诱导率的影响

为了提高小麦×玉米的单倍体胚诱导频率,以玉米品种"白甜糯"和4个小麦品系为材料,研究了小麦不同穗位、不同发育进度的小花对小麦×玉米单倍体胚诱导频率的影响。结果表明,授粉时小麦小花的发育进度对颖果结实率和单倍体胚诱导率有明显影响,单倍体胚诱导率以处于盛花期的小花最高(平均为22.3％),初花期次之(16.4％),始花期最低(11.3％);在同一个穗子中,中、上部,小花的单倍体胚诱导率(24.2％、26.8％)显著高于下部小花(18.5％),说明在小花柱头发育较成熟时授粉,有利于提高单倍体胚诱导率。研究结果还表明,主穗小花的单倍体胚诱导率与次生分蘖穗间差异不显著。     

不同年代小麦品种小花发育模式及结实特性的差异

为了探讨增加冬小麦穗粒数的途径,以当前主推品种矮抗58、豫农949和20世纪80年代推广品种百泉41、郑引1号为供试材料,研究了不同年代小麦品种在小花发育动态模式与结实性上的差异.结果表明,不同年代主推品种小花的分化动态均符合二次曲线模式,小花的退化、败育动态模式均符合一次方程模式,但不同年代冬小麦品种在方程参数上有明显差异.当前主推的冬、春性小麦品种的小花分化速率、退化速率均显著快于早期推广品种,但可孕花败育速率低于早期品种.从成熟期考种结果来看,当前主推品种的小穗结实率、可孕小花结实率高于早期品种,而小花结实率则低于早期品种.     

Initiation and Development of Spikelets and Florets in Wheat as Influenced by Shading and Nitrogen Supply at the Spikelet Phase

Abstract

The spike of the main culm in winter wheat was examined by scanning electron microscopy from the double ridge to 6 days after the terminal spikelet stage to quantitatively evaluate the effects of shading and nitrogen supply at the spikelet phase on the numbers of spikelets and floret primordia, and the development of florets. Positional differences on a spike in grain setting at maturity were also investigated. Nitrogen supply affected neither the rate nor duration of spikelet initiation, the number of spikelets remaining unchanged. Although nitrogen supply positively affected the initiation and development of florets, it slightly reduced the grain weight per spike at maturity due to a decrease in the number of grains per spike and the reduced grain weight. These results suggested that under the field condition, nitrogen supply at the double ridge stage is too late to have a significant effect on the spikelet number, and might induce competition for nitrogen between the main culm and tillers, or induce mutual shading between plants, resulting in lighter grain weight per spike. Shading decreased the rate of spikelet initiation, resulting in a significant decrease in spikelet number. The initiation and the development of florets were also decreased by shading. Lower non -structural carbohydrate content at the terminal spikelet stage suggested that the limited assimilate supply by shading was likely responsible for the decreases in the initiation and development of spikelets and florets.     

二穗短柄草叶绿体RNA编辑位点的预测及其鉴定

RNA编辑是陆生植物叶绿体转录后基因表达调控的一种重要方式。为进一步探讨单子叶植物RNA编辑功能及其发生机制,本研究通过生物信息学方法,对二穗短柄草叶绿体的81个蛋白编码基因的RNA编辑位点进行了预测和鉴定分析,结果发现78个基因存在编辑位点,共检测到176个编辑位点,都是C到U的转换。其中ndhB最多,为14个编辑位点。为验证预测结果,利用blast工具比对了NCBI的二穗短柄草EST数据库,最终确定存在于17个基因中的34个编辑位点是真实存在的,其中19个为沉默编辑,15个为有效编辑。与5个不同单子叶禾本科物种18个蛋白编码基因的RNA编辑位点的比较发现,在rpoB-206位点,只有二穗短柄草发生了编辑,且只有ndhD-295(293)为部分编辑位点。     

二穗短柄草WRKY基因家族成员的鉴定和分析

WRKY转录因子以基因家族形式存在,在植物生长、发育和逆境反应中起着重要作用。二穗短柄草是大麦、小麦和禾本科牧草的模式植物,为了给基因表达和功能鉴定奠定基础,本研究利用生物信息学方法鉴定和分析其WRKY转录因子。结果表明,二穗短柄草有76个WRKY基因,它们具有0～6个内含子,编码区全长396～2 847 bp,基因分布在5条染色体上;进化分析结果表明,二穗短柄草WRKY在系统发生树上聚为3组,分属于I、II和III类转录因子;核心序列除WRKYGQK外,还有WKKYGQK、WRKYGKK、WRKY-GEK、WRKYGQT和WKKYGPK等多种变异类型;锌指模体也存在多种变异,它们是C-X4-C-X21-H-X1-H、C-X3-C-X22-H-X1-H、C-X7-C-X28-H-X1-C、C-X7-C-X24-H-X1-C、C-X7-C-X26-H-X1-C、C-X6-C-X24-H-X1-C、C-X7-C-X33-H-X1-C、C-X6-C-X32-H-X1-C和C-X7-C-X32-H-X1-C。     

小麦幼穗离体培养过程中细胞分裂与分化的扫描电镜观察

对豫麦 2 5号小麦品种的幼穗及其幼穗离体培养中愈伤组织的形成、生长和根的再分化过程进行了扫描电镜观察 ,分析了幼穗及幼穗脱分化和再分化的细胞形态变化     

二穗短柄草BURP家族基因的鉴定与分析

BURP是一类植物特有蛋白,在生长发育和逆境防御中起着重要作用。为给后续的基因克隆、表达和功能验证奠定基础,根据二穗短柄草的基因组和蛋白质序列,利用生物信息学手段对BURP基因家族成员进行鉴定、染色体定位、序列分析和系统发育研究。结果表明,二穗短柄草有12个BURP基因,位于1~4号染色体上,在5号染色体上未见分布;BURP基因的全长为621~3 350 bp,具0~3个内含子,编码区全长621~2 316 bp,编码206~771个氨基酸,推导蛋白的等电点为5.02~9.51;12个BURP基因编码的蛋白分为5组,分别定名为RD22、PG1β、BURP-V、BURP-VI和BURP-VII,没有USP和BNM2类型的BURP蛋白;此外,根据4个半胱氨酸-组氨酸重复所间隔的氨基酸数量,二穗短柄草的BURP蛋白结构域可用CH/R-X10-CH-X25-36-CH-X22-25-CH-X8-W/F表示。     

二穗短柄草SPL家族基因的鉴定、系统发育和表达分析

植物特异性SPL家族基因编码SBP（squamosa promoter-binding protein-like）保守结构,参与调节植物的生长和发育。为了解二穗短柄草中SPL家族基因的分布、结构及功能,对二穗短柄草全基因组中SPL家族成员进行了系统分析。结果表明,在二穗短柄草全基因组中鉴定出17个BdSPL基因,在5条染色体上呈不均匀分布,bd03号染色体上分布最多;根据系统发育树,17个BdSPL被分为6个组,同组成员有保守的结构和基序;其中6对 BdSPL基因发生基因复制事件;在BdSPL基因启动子区域发现了各种顺式元件,如ABRE、CGTAC-motif和LTR。转录组数据和qRT-PCR分析显示,BdSPL基因在二穗短柄草花中表达量较高,而在根系中表达量较低,在不同植物激素处理下表达量有差异。     

强筋小麦不同穗位及花位籽粒粒重和品质的变化

为探明强筋小麦籽粒粒重和品质在穗上的分布规律,试验选用6个强筋小麦品种,测定了不同穗位、不同花位籽粒粒重和品质指标。结果表明,籽粒粒重和品质不因穗位的不同而变化,不同花位上的籽粒粒重分布呈现单峰曲线,第2花位粒重最高;蛋白质含量、沉淀值大致随小花花位的增高而降低．特别是各小穗第3、4小花位较第1、2小花位上的籽粒品质极显著变劣,千粒重、蛋白质含量、沉淀值差异极显著。据此,可在强筋小麦育种和栽培中通过少花保优质、多穗保高产,达到实现高产优质的目的。     

二穗短柄草成熟胚再生体系建立及农杆菌介导转化研究

为建立二穗短柄草组织培养及遗传转化体系,以二穗短柄草BD21-3成熟胚为外植体,对成熟胚愈伤诱导、分化以及农杆菌侵染条件进行了研究。结果表明,在含有2.5mg·L~(-1) 2,4-D的培养基上,愈伤组织出愈率最高为93.83%;在含有0.2mg·L~(-1) KT的分化培养基上,分化率最高为38.18%;对二穗短柄草胚性愈伤组织农杆菌转化和GUS染色结果表明,侵染的过程中农杆菌菌液浓度OD_(600)为0.6、侵染时间为5min时转化率最高。     

二穗短柄草CCCH型锌指蛋白基因家族成员的鉴定和分析

CCCH型锌指蛋白基因以基因家族的形式存在,在信号转导调控、形态发生和逆境应答等诸多生物学过程中起着重要作用。为给该基因的克隆及功能研究提供参考信息,本研究针对二穗短柄草的基因组序列,运用多种生物信息学方法在全基因组范围对CCCH型锌指蛋白基因进行了鉴定分析。结果表明,二穗短柄草共有61个含CCCH基序的蛋白质,它们的基因 DNA序列全长825~13 288 bp,内含子数量0~13个,编码区全长498~4 944 bp,编码165~1 007个氨基酸;共检测到145个CCCH基序,以C X₈ C X₅ C X₃ H和C X₇ C X₅ C X₃ H最为常见;基因不均等地分布在5条染色体上,其中2号染色体分布最多,有21个,5号染色体分布最少,仅4个;系统发育分析表明,61个成员可分为8组。     

粗山羊草和二穗短柄草SOD基因成员的鉴定与比较分析

为给超氧化物歧化酶(SOD)基因克隆和功能研究奠定基础,以粗山羊草和二穗短柄草的基因组序列为材料,利用生物信息学手段对SOD基因家族成员进行鉴定和分析。结果表明,两种植物总共鉴定出12个SOD基因,其中二穗短柄草7个,粗山羊草5个;它们的编码区全长327~2 145bp,编码108~714个氨基酸,保守基序数量1~4个,等电点4.84~9.25;Cu/Zn-SOD、Fe-SOD与Mn-SOD的数量分别为8、3和1个,在粗山羊草基因组中没有鉴定到Mn-SOD基因;3种不同类型的SOD在进化树上处于不同分支。除Bradi2g30580.2和Bradi1g50550.1外,其他二穗短柄草的SOD基因在粗山羊草中均有同源基因。