花期高温胁迫对水稻颖花生理特性的影响

以野生型水稻中花11及其耐热型突变体(hst)为材料,于抽穗扬花期高温处理7d(40℃,每天处理6h),探讨开花期水稻颖花生理特性与耐热性之间的关系。研究表明,花期高温导致剑叶叶绿素含量、颖花可溶性蛋白和可溶性糖含量均显著下降,突变体hst的降幅明显小于野生型中花11;同时,高温下颖花中丙二醛(MDA)、过氧化氢(H_2O_2)及游离脯氨酸含量均显著增加,而突变体hst的增幅明显低于野生型中花11。在抗氧化酶活性方面,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)及过氧化氢酶(CAT)活性对水稻开花期高温胁迫的响应有所不同,其变化与耐热性之间的相关性有待进一步验证。高温胁迫下水稻剑叶中保持较稳定的光合作用,颖花中保持较多的渗透调节物质及较低的MDA和H_2O_2含量,是突变体耐高温的生理基础。     

低温胁迫对小麦生理生化特性的影响

不同温度处理冬、春小麦叶片,随温度的降低,ＳＯＤ活性和Ｏ２产生速率增加;ＭＤＡ和蛋白质含量下降,可溶性糖含量在春小麦中下降,在冬小麦中上升。－２℃下,处理时间不同的小麦叶片,随时间的延长,ＳＯＤ活性、ＭＤＡ含量和Ｏ２产生速率增加,蛋白质和可溶性糖含量在春小麦中减少,在冬小麦中呈Ｚ型曲线。     

干旱胁迫下外源脱落酸对大豆花期生理特性的影响

以大豆品种绥农14为材料,采用盆栽试验研究了大豆花期干旱胁迫条件下喷施不同浓度外源脱落酸(ABA)对大豆生理特性的影响,并对不同浓度脱落酸的作用效果进行比较。结果表明:与正常供水相比,干旱条件下的大豆叶片过氧化物酶活性、丙二醛含量、可溶性糖含量、游离脯氨酸含量均增加,超氧化物歧化酶活性和叶绿素含量降低,喷施一定浓度外源ABA明显缓解了干旱胁迫下大豆各项生理指标的变化幅度。喷施ABA后1～13 d,4.0 mg.L-1的ABA明显提高了过氧化物酶的活性、1.0 mg.L-1ABA能明显促进超氧化物歧化酶活性升高和可溶性糖含量增加,并能缓解叶绿素含量的降低;3.0 mg.L-1的ABA明显使脯氨酸含量增加;2.0 mg.L-1的ABA对缓解丙二醛积累作用明显。综合分析表明,干旱胁迫下,叶面喷施一定浓度的脱落酸维持了大豆花期叶片的正常生理代谢功能,有效的提高了叶片抗氧化能力和控制了叶片的衰老进程。     

转ZmPPDK基因小麦新品系的光合特性及产量分析

为明确玉米C_4型ZmPPDK基因提高小麦光合效率的功能,采用基因枪介导转化法,以小麦品种周麦23为受体,获得了转ZmPPDK基因小麦株系T14和T39,并于开花期和灌浆期测定了2个转基因株系及受体亲本的旗叶净光合速率日变化、光合相关基因表达量、叶绿素荧光参数以及成熟期产量性状。结果表明,T14和T39在2个测定时期10:00-14:00间的光合速率均显著高于野生型对照,在灌浆期2个转基因系的提高幅度均最大,分别达17.24%和21.11%。转基因小麦的ZmPPDK基因及内源CA、NADP-ME、FBP等光合相关基因的表达量均显著高于对照,其中ZmPPDK基因表达量的提高幅度分别为14.13和15.28倍,并显著高于光合相关基因。在13:00时刻,转基因小麦的F_v/F_m和Φ_(PSII)均显著高于对照,而W_K和V_J显著低于对照。转基因小麦的2年平均产量较对照分别提高6.40%和5.02%,千粒重的提高是其增产的主要因素。以上结果说明,转玉米ZmPPDK基因小麦的光合特性和产量显著优于对照,玉米ZmPPDK基因具有改善C_3植物光合特性并提高其产量的潜力。     

小麦 G6PDH基因的生物信息学分析及其低温胁迫下苗期的表达特征

葡萄糖-6-磷酸脱氢酶(G6PDH)是戊糖磷酸途径(PPP)的关键酶,可为小麦(Triticum aestivum)的生物合成提供NADPH以及一些中间代谢产物,并且在小麦生长发育及响应胁迫方面也发挥重要作用。本研究对基因组数据库中获得的12条小麦G6PDH蛋白序列及其基因序列进行一系列生物信息学分析,结果表明,12条小麦G6PDH蛋白分别定位于细胞质及质体中,且均为亲水、不稳定蛋白。从系统发生树的进化和亲缘关系上可以看出,12条小麦G6PDH蛋白分别属于胞质和质体亚型。不同亚型的G6PDH蛋白保守Motif的种类和数量有所不同,不同亚型的基因结构也具有明显差别。qRT-PCR结果表明,低温胁迫下,3种亚型(胞质亚型、质体P1和P2亚型)的小麦TaG6PDH基因均被不同程度地诱导表达,并且均随着温度的降低而升高,预示着G6PDH在小麦抗寒方面发挥正向调节作用。     

水分胁迫对小麦光合作用的影响

水分胁迫对小麦光合作用影响是多方面的。本文从气孔因素限制与非气孔因素限制两方面对近年来的研究现状进行了简要综述。     

低温胁迫对小麦生理生化特性的影响

不同温度处理冬、春小麦叶片,随温度的降低,ＳＯＤ活性和Ｏ÷２产生速率增加;ＭＤＡ和蛋白质含量下降,可溶性糖含量在春小麦中下降,在冬小麦中上升。－２℃下,处理时间不同的小麦叶片,随时间的延长,ＳＯＤ活性、ＭＤＡ含量和Ｏ÷２产生速率增加,蛋白质和可溶性糖含量在春小麦中减少,在冬小麦中呈Ｚ型曲线。     

小麦 TaGF14m基因的克隆及其盐胁迫响应分析

14-3-3蛋白家族在真核生物中广泛存在且高度保守,可结合多种靶蛋白参与植物代谢、发育以及胁迫响应等多种生理过程和信号途径。 TaGF14m基因是14-3-3基因家族成员之一。本研究以中国春为材料,对其进行了克隆和分析,并通过在拟南芥中过表达,分析该基因在盐胁迫下的功能。结果表明, TaGF14m基因含有5个外显子和4个内含子,开放阅读框为789 bp,编码262个氨基酸;小麦幼苗叶片中 TaGF14m基因在盐胁迫下上调表达;与野生型拟南芥相比,过表达 TaGF14m的转基因拟南芥在盐胁迫下生长受到明显抑制,根长也显著变短;SOS途径相关基因表达分析显示, TaGF14m基因可能通过SOS途径负调控盐胁迫耐受性。     

杂交水稻抽穗扬花期高温对结实率及相关生理特性的影响

用生产上大面积应用的7个杂交水稻组合及其恢复系为材料,以汕优63作对照,通过分期播种试验和人工气候室高温处理,研究了杂交水稻抽穗扬花期高温对结实率及相关生理特性的影响。结果表明,抽穗扬花期高于32℃的日均温能引起结实率明显下降,供试组合在高温下结实率的稳定性依次为:汕优63、Ⅱ优838、陆两优106>丝优63、金优725、汕优桂99>Ⅰ优198、两优培九;杂交水稻耐高温能力与其父本呈显著线性正相关;在37℃高温处理下,杂交水稻叶片中丙二醛(MDA)和可溶性糖含量显著增加,类胡萝卜素(Car)含量显著降低,耐热性较强的组合在高温胁迫下累积可溶性糖的能力较强,而MDA和Car含量的变幅相对较小,这3种指标可以作为水稻耐热性鉴定的生理指标。     

铜胁迫对小麦根系生长发育及生理特性的影响

本文在水培和盆栽条件下研究了铜对小麦根系生长发育及生理特性的影响。结果表明，随铜浓度的提高，小麦胚根、次生根条数减少，总根长度、胚芽长度缩短。根体积、于重交对照减少，超氧化物歧化酶（ＳＯＤ）、过氧化物酶（ＰＯＤ）活性呈下降趋势，脂质 物产物丙二醛（ＭＤＡ）含量增加，膜透性增大。     

黄淮冬麦区部分小麦品种(系)抗倒伏相关性状分析

半矮秆品种的应用大幅提高了小麦的抗倒伏(简称"抗倒")能力,但当小麦株高降低到一定程度时,势必造成产量降低。为了明确除株高外影响小麦抗倒性的关键性状,采用一组抗倒性较好的品种(系)(石4185、轮选103、轮选163、轮选126、矮抗58、小偃101和周麦18)与另一组抗倒性较差的品种(系)(轮选49、轮选136、中麦875、轮选87和轮选199),对抗倒性相关的13个性状进行分析。结果表明,抗倒性较好的品种(系)一般表现为植株较矮,第1、第2节间较短且较粗,第2节间壁较厚,大、小维管束数目较多,薄壁组织和厚壁组织较厚,茎秆抗折断力较强,而且两组品种(系)间在株高、第2节间长度、小维管束数目、厚壁组织厚度和茎秆抗折断力5个性状上存在显著差异(P≤0.05)。值得注意的是,不同抗倒性品种(系)在抗倒伏相关性状上表现不尽相同。相关和主成分分析进一步明确株高、第2节间长度和茎秆抗折断力是引起两组品种(系)抗倒性差异的关键性状,这3个性状可作为小麦抗倒伏育种的主要选择指标。     

小麦花后干旱胁迫下乙烯合成抑制剂对胚乳PCD的调控

为了明确花后干旱胁迫下内源激素乙烯对小麦胚乳细胞程序性死亡的调控作用,选用新疆冬小麦主栽品种新冬18号为参试材料,在花后干旱条件下对小麦穗部喷施硝酸钴（乙烯合成抑制剂）,通过Evans Blue染色观察了小麦胚乳细胞活力变化,通过DPAI染色、超微结构观察和细胞核计数探究了小麦胚乳细胞核形态和数量变化,利用聚丙烯酰氨凝胶电泳检测基因组DNA的完整性,同时测定核酸水解酶的活性及乙烯受体基因的相对表达量。结果表明,相比对照,喷施硝酸钴使小麦胚乳细胞生活力提高,细胞核衰退速度减缓,胚乳细胞数目增加,基因组DNA片段化峰值时间推后,核酸水解酶活性下降,乙烯受体基因表达量上调,千粒重增加,说明抑制乙烯可延缓小麦胚乳细胞程序性死亡进程,从而缓解花后干旱胁迫对小麦灌浆带来的危害。     

干旱胁迫对小麦花后不同器官果聚糖代谢和转运的影响

为探索干旱胁迫对小麦花后不同器官果聚糖生理代谢和转运的影响,以抗旱性有显著差异的两个冬小麦品种为材料,在干旱胁迫(drought stress,DS)和正常灌溉(well watered,WW)条件下,研究了小麦花后主穗颖壳和主茎不同节位果聚糖代谢转运动态规律及其与籽粒灌浆的相关性。结果表明,小麦灌浆期不同器官果聚糖代谢转运受基因型、器官、花后天数和水分环境以及各因子互作显著影响;器官、花后天数和花后天数与水分互作是调控小麦花后果聚糖代谢转运的主要影响因子。小麦花后不同器官果聚糖含量均呈先升后降趋势。与正常灌溉处理相比,干旱胁迫缩短了果聚糖含量峰值出现的时间(提前5d),对果聚糖代谢的影响表现为"先促积累、后促降解"效应,此效应在抗旱品种陇鉴19和小麦颖壳、穗下节和倒二节等器官中更显著。干旱胁迫显著抑制了小麦花后蔗糖:蔗糖果糖基转移酶(1-SST)活性,提高了果聚糖外水解酶(FEH)活性;果聚糖含量与FEH酶活性正相关。小麦粒重与不同器官的1-SST活性、倒二节和倒三节的FEH活性呈显著或极显著负相关;灌浆速率与不同器官的果聚糖含量、颖壳和穗下节的FEH活性呈显著或极显著正相关。干旱胁迫显著促进了小麦不同器官果聚糖的转运和再分配,其转运率和对籽粒粒重的贡献率分别达6.86%~70.52%和0.07%~4.93%,其中,花前显著高于花后,陇鉴19高于Q 9086,穗下节和倒二节高于颖壳和倒三节。     

小麦LBD基因家族的全基因组鉴定、表达特性及调控网络分析

为深入发掘小麦LBD基因的功能,利用小麦最新基因组数据,通过生物信息学手段,对小麦LBD基因家族进行了鉴定,并对其表达特性及调控网络进行了分析。鉴定结果表明,本研究得到了75个小麦LBD基因,根据系统进化分析结果,可将它们划分为ClassⅠ和ClassⅡ两个亚家族。染色体定位结果表明,除了5D和7D外,其余染色体均含有LBD基因。共表达调控网络分析表明,15个LBD基因参与了小麦功能基因调控。利用RNA-seq数据对所有小麦LBD基因在不同组织以及不同逆境胁迫下的表达情况进行分析表明,小麦LBD基因在不同组织间和胁迫下存在着差异表达,多个组织特异和胁迫响应相关LBD基因被鉴定到,可作为后续功能研究的候选基因。     

小麦β-酮脂酰CoA合成酶基因KCS的克隆与酵母表达

超长链脂肪酸是生物体内众多重要物质的合成底物。KCS基因编码β-酮脂酰CoA合成酶,该酶具有底物特异性,参与超长链脂肪酸延伸的缩合反应,是超长链脂肪酸合成的限速步骤。为了探究小麦KCS基因在超长链脂肪酸合成中的功能,采用同源克隆的方法从小麦(Triticum aestivum L.)中克隆出KCS基因后,利用生物信息学对其编码序列进行分析,并在酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)中对其进行真核表达。结果表明,小麦TaKCS6基因的开放阅读框为1 287bp,编码428个氨基酸残基。结构域预测结果显示,TaKCS6蛋白含有III型聚酮合酶脂肪酸延伸酶和C末端3-酰基ACP合酶III结构域,属于KCSs蛋白家族。序列比对分析结果显示,TaKCS6氨基酸序列与拟南芥及其他植物的KCS6氨基酸序列在两个功能结构域上和活性位点保守。酵母表达结果显示,TaKCS6基因编码的蛋白参与C24以上超长链脂肪酸的延伸。     

52份波兰小麦种子性状分析

为了解波兰小麦籽粒及其品质性状,对52份波兰小麦品种籽粒性状进行了测定,并对其品质性状间的相关性进行了分析.结果 表明:(1)供试波兰小麦籽粒千粒重变异系数最高为42.27％,其次为粗蛋白、湿面筋含量,变异系数分别为11.47％和11.74％;较高原448,10号的籽粒千粒重提高46.95％,20号的粗蛋白含量提高10...     

小麦GRAS基因家族的全基因组鉴定与分析

GRAS基因是一类转录因子基因,在植物的生长和发育中起关键作用。本研究利用最新的小麦基因组数据,对小麦GRAS基因进行了全基因组鉴定和分析。结果从小麦中鉴定出153个GRAS基因,这些基因不均匀分布在小麦21条染色体上。系统发育分析将这些基因分为12个亚家族,片段复制和串联重复是导致该基因家族扩张的主要原因。蛋白质序列分析发现不同亚家族间氨基酸数目、分子量存在一定差异;二级结构预测表明,小麦GRAS基因的氨基酸序列均以α-螺旋、随机卷曲为主要组成部分。通过对小麦GRAS基因在不同组织和不同逆境胁迫下的表达分析发现,GRAS基因在不同组织和逆境胁迫下存在明显的差异表达,表明GRAS基因具有组织或器官表达特异性,且可能在对逆境胁迫的响应中起重要作用。这些结果为进一步研究小麦GRAS基因的功能奠定了基础。     

利用永久F2群体定位小麦穗部性状相关的QTL

为发掘与小麦穗部性状相关的QTL,利用普通小麦BS366与白玉149杂交组合培育的73个DH群体为材料,构建了一套包含232个杂交组合的小麦永久F2群体,基于90K SNP芯片标记构建了高密度遗传图谱,并利用该图谱对2个环境下的穗长、小穗数、穗粒数和千粒重进行QTL定位.结果发现,所构建的图谱总长19 533 cM,含...     

喷施KH2PO4对孕穗期低温胁迫下小麦叶片抗氧化特性与幼穗冻害的影响

为探讨低温胁迫发生前叶面喷施磷酸二氢钾(KH2PO4)对小麦小穗发育及旗叶生理特性的调节作用,以烟农19(冬性,低温不敏感型)和新麦26(半冬性,低温敏感型)为材料,利用盆栽试验,在小麦孕穗期于人工气候模拟箱内进行低温(2℃和-2℃)胁迫,并在低温处理前叶面喷施0.2％KH2PO4溶液,低温结束后分析了小麦幼穗冻害发生...     

不同温光型专用小麦品种花后旗叶生理与籽粒淀粉积累特性

为探索不同温光型专用小麦籽粒淀粉的积累规律及其与植株生长状况的关系,在大田条件下,以2类温光型和3种筋型的小麦品种为材料,研究花后旗叶的生理特性和籽粒淀粉及组分积累情况。结果表明,旗叶中叶绿素含量在灌浆前期(0~21d)维持较高,后期迅速下降,但2个弱筋型品种下降速度缓慢;半冬性品种旗叶中可溶性蛋白含量均大于弱春性品种,而丙二醛(MDA)含量小于弱春性品种,差异均达极显著水平(P0.01)。不同筋型籽粒淀粉组分和总淀粉的积累动态以弱筋型品种最具优势,其直链淀粉含量均在花后14d进入快速增长期,支链淀粉和总淀粉含量在花后28d仍在持续增加,最终以半冬性弱筋品种的籽粒产量和淀粉产量最高(P0.01)。灌浆前期(0~21d),叶绿素、可溶性蛋白含量与直链淀粉、支链淀粉和总淀粉含量呈显著和极显著的相关性(P0.01,P0.05);灌浆后期(21~28d),与直链淀粉的相关性不显著,而叶绿素含量与支链淀粉含量的相关性增大。由此可见,旗叶维持较高的叶绿素、可溶性蛋白含量,较低的丙二醛含量在灌浆前期有利于直链淀粉的积累,后期有利于支链淀粉的积累。