普通小麦×八倍体小黑麦杂种F1代与亲本的形态学、细胞学和超微形态比较分析

以普通小麦京冬8号为母本,八倍体小黑麦劲松5号为父本,杂交获得杂种F1代。在对杂种F1代和亲本进行形态学和细胞学鉴定的基础上利用扫描电子显微镜对亲本和杂种F1代的叶表皮及气孔亚显微形态进行比较,得知3种供试材料叶表皮亚显微形态共同的特征是有气孔器、长细胞和毛细胞,细胞排列与叶脉平行,但母本普通小麦的叶表皮细胞轮廓清晰,排列较为整齐、光滑,气孔排列呈直线,哑铃状的保卫细胞有长短不一的刺毛;父本八倍体小黑麦的气孔周围有横向和纵向排列的嵴状凸起,气孔呈长方形、较大,排列方式总体也呈直线型,保卫细胞非常明显,但刺毛极少且短;杂种F1代无论是叶表面还是气孔的亚显微形态都与父本更相似,所不同的是叶表皮有刺毛,气孔大小介于两亲本之间。杂种F1代与双亲在形态学、叶表皮及气孔超显微形态特征上均有明显差异;超显微形态学指标也可以作为区分、鉴定远缘杂种和亲本的一项依据。     

去留叶枝对棉花叶片、叶柄、铃柄解剖结构及产量的影响

以冀棉958为材料,于花铃期观察去留叶枝对果枝叶片、叶柄和铃柄解剖学结构,研究去留叶枝对棉花形态建成、发育特性及产量的影响。设计留叶枝和去叶枝两种整枝方式,于花后15 d(花铃初期)、45 d(花铃后期)取中部果枝(第6果枝)第1果节叶片、叶柄、铃柄,通过常规石蜡切片观察其结构,并于成熟期测定产量。结果表明,去叶枝有利于提高果枝叶光合能力及蒸腾作用;有利于果枝叶及叶柄输导组织的形成和发展,即能促进同化物及水分的运输。花铃初期去叶枝有利于铃柄同化物运输到棉铃,花铃后期留叶枝有利于铃柄同化物运输到棉铃。去叶枝棉花理论产量显著高于留叶枝理论产量,表明去叶枝能够显著促进光合同化产物的形成与运输,对提高棉花产量具有重要作用。     

抗虫杂交棉F1代与亲本Bt蛋白表达量及抗虫差异性研究

对转 Bt基因抗虫杂交棉正、反交 F1代与抗虫亲本的 Bt蛋白表达量及抗棉铃虫差异性研究表明 :抗虫亲本与其杂种 F1代均高抗棉铃虫 ,但抗虫亲本的抗虫性略好于其杂种 F1代 ,并且明显地高于非抗虫亲本 ;正、反交杂种 F1代间的抗虫性几乎没有差异。生长前期的抗虫性好于后期 ,同一时期嫩叶或侧枝生长点的抗虫性好于幼蕾。抗虫亲本叶片和花瓣的 Bt蛋白含量明显地高于其杂种 F1代 ,抗虫亲本功能叶的 Bt蛋白含量明显地高于其上部非功能叶 ,而杂种 F1代功能叶的 Bt蛋白含量则明显地低于其上部非功能叶。盛花期后至吐絮期前 ,叶片和花瓣的 Bt蛋白表达量明显增加 ,在抗虫亲本中表现最为明显。与叶片相比 ,在花瓣中检测到的 Bt蛋白含量极低。正、反交 F1代间的 Bt蛋白表达量差异较小或无规律可循     

不同组合杂种小麦旗叶光合优势特点的研究

为揭示不同亲本组合的化杀型杂种小麦旗叶光合优势形成的生理基础，对杂种小麦1F1和2F1进行了研究，结果表明：1F1和2F1旗叶光合速率在旗叶衰老后期都高于亲本和对照，在全展初期则优势不显著或不具优势；1F1和2F1旗叶的叶源量均高于亲本和对照，但优势来源不同，1F1的优势起因于其叶片光合功能期(叶绿素含量缓降期和光合速率高值持续期)的延长，2F1的优势则由叶片光合功能期延长和光合速率提高共同作用所致。     

苹果组培苗移栽过程中根茎叶解剖结构变化

系统全面地研究‘嘎拉'苹果组培苗移栽过程中根茎叶的解剖形态变化,为今后的组培苗移栽提供一定的理论依据和技术支持。采用石蜡切片法和扫描电镜法对苹果试管苗驯化移栽过程中根茎叶的解剖结构进行观察。随着移栽时间的延长,根的木质部和韧皮部逐渐分化,在维管柱中央形成若干排列成链的导管。茎的厚角组织细胞层数逐渐增多,细胞排列变得整齐紧密。茎的维管束逐渐形成环状条带,条带的厚度不断增加。苹果组培苗驯化移栽初期,叶片的栅栏组织发育不完全,海绵组织细胞间隙大,栅栏组织和海绵组织厚度比很低,仅为0.41。随着移栽时间的延长,叶片的栅栏组织和海绵组织分化发育逐渐完善,栅栏组织的细胞层数明显增加且细胞排列整齐紧密,海绵组织细胞间隙逐渐变小,栅栏组织和海绵组织厚度比变大。移栽3周后,栅栏组织和海绵组织厚度比为0.74。气孔的形态由移栽初期的突出于表皮细胞之上变为下陷于表皮细胞之下,气孔的开张度和气孔密度均逐渐变小。苹果组培苗移栽3周后其气孔密度下降为187个/mm²,这与移栽初期的气孔密度252个/mm²差异显著。苹果组培苗驯化移栽过程中,苹果组培苗根茎的主要变化是维管束组织的形成和健全,叶的变化是向着光合能力的提高和防止水分过度散失的方向发展。     

不同叶龄鸭跖草叶片显微结构观察

鸭跖草是黑龙江省大豆田危害最严重的杂草之一,并且随着叶龄的增大,其对除草剂的耐药性增强,防除更加困难。本试验利用细胞显微技术研究了不同叶龄鸭跖草叶片表皮及解剖结构特征。结果表明,不同叶龄鸭跖草叶片表皮特征及解剖结构存在差异。鸭跖草从2叶龄起,随着叶龄的增大,叶片上、下表皮气孔密度呈显著下降的趋势,上表皮凹陷气孔密度呈显著加大的趋势,下表皮凸出型气孔密度显著降低。1～2叶龄鸭跖草上表皮无非腺毛,从3叶龄起,叶片上表皮非腺毛的数目随叶龄的增大而增大。随叶龄的增大,叶片厚度,叶片上、下表皮厚度,栅栏组织及海绵组织厚度显著增大。10个栅栏组织细胞长度呈显著减小的趋势。栅栏组织排列由稀疏不规则向紧密规则的方向发展。     

干旱对不同铃重棉花不同区位果枝叶可溶性蛋白及脯氨酸含量的影响

利用防雨旱棚,研究了水分胁迫下3个不同铃重基因型棉花不同部位内围果枝叶片中可溶性蛋白和脯氨酸含量的变化.结果表明:在两处理下,各品种不同部位棉叶中可溶性蛋白含量呈现出了不同的变化趋势,反映了棉花不同部位对水分胁迫适应能力的差异.干旱使各部位3个品种各铃期内围果枝叶可溶性蛋白含量降低,其中,下部果枝叶中大铃品种和小铃品种可溶性蛋白含量降低的幅度大于中铃品种,各品种的中部果枝叶中的可溶性蛋白含量变化比下部平缓,表明此部位果枝叶生理状态在棉铃发育过程中相对稳定.在水分胁迫下,各时期不同品种各部位果枝叶中脯氨酸含量均比对照增加;大铃品种各部位果枝叶在干旱胁迫下脯氨酸含量增加幅度小于中、小铃品种.不同部位果枝叶相比,干旱时脯氨酸含量增加幅度总体表现为:下部果枝叶＞中部果枝叶＞上部果枝叶.棉花品种存在着对干旱胁迫反应敏感程度不同的脯氨酸代谢调节机制,脯氨酸可以作为棉花抗旱性的参考性生理指标.     

擎天树茎叶解剖结构及其环境适应性

为了探讨擎天树茎叶结构对环境的反应,采用石蜡切片法制片,在光学显微镜下观察了擎天树茎和叶的显微结构。结果表明,擎天树茎及叶外部密被表皮毛,内部输导和机械组织发达;其叶片为典型的异面叶,由表皮、叶肉及维管束组成,上、下表皮均有角质层覆盖,气孔只分布于叶下表皮,为平列型;主脉维管束结构特殊,在近封闭的外韧维管束中还分布有3~5束周木维管束。茎与一般双子叶植物茎的结构相似,由表皮、皮层、维管束、髓及髓射线组成,次生构造中出现周皮;分泌道主要分布在叶片主脉各维管束之间及茎的髓部,而分泌细胞普遍存在于各薄壁细胞群中。擎天树的结构特征体现了对自身高大形体及旱生环境具有较强的适应能力。     

棉花杂种优势与亲本表现的关系研究

以3个高品质棉品系做母本,分别以大铃、高品质、高衣分种质做父本,配制了9个杂交组合.通过分析9个陆地棉品种间杂交组合的杂种优势表现,研究了杂种F1产量优势与亲本表现的关系.结果表明,杂种F1的产量优势由父母本共同决定,在母本相同的情况下,F1产量优势决定于父本,而在父本相同的情况下,F1产量优势决定于母本;在母本相同的情况下,F1铃数、铃重、衣分、株高的平均竞争优势决定于父本.     

杂种小麦及亲本旗叶老化过程中CO2导度的研究

在旗叶一生中,气孔导度（ｇ２）进肉导度（ｇｍ）碳酸酐酶（ＣＡ）活性和净光合速率（Ｐｎ）的变化规律呈单峰曲线,于地片全展或全展后１０天达到是大值,供试ＣＨＡ,Ｔ型杂种小麦较亲本和对照在上述性状上表现的杂种优势随着叶片老化进程而逐渐增大,胞间ＣＯ２浓度（Ｃｉ）随着叶片老化进程不断增加,杂种小麦在该性状未表现优势,研究表明,ｇｍ,ＣＡ活性较ｇａ的Ｐａ的影响更大,旗叶老化期间光合作用的气孔限制小于非气孔限     

Heterosis in yield, endotoxin expression and some physiological parameters in Bt transgenic cotton

Although heterosis in cotton has been studied for many decades, very little is known about the performance of hybrids derived from Bt transgenic cotton parents. In order to known better the heterosis performance, yield and endotoxin expression in 20 hybrids (F₁) and their Bt transgenic parents were examined from 2002 to 2003 (Experiment 1), and the dynamics of source, sink and their ratios in a well‐performing hybrid H01 were investigated in 2004 and 2005 (Experiment 2). Results in Experiment 1 showed an average mid‐parent heterosis of 21.3% and an over check heterosis of 7.6% in lint yield. Considerable heterosis was also detected in boll numbers, boll size and Bt protein content. Of the 20 hybrids, H01 (K0215 × K643) exhibited the greatest heterosis in yield and Bt protein content in 2002 and 2003, while lint yields of H01 were increased 12.6% and 9.1% in 2004, and 11.7% and 8.9% in 2005, compared with K0215 and K643 in Experiment 2, respectively. Significant heterosis for dry matter accumulation and dry matter allocation to reproductive organs and ratio of fruiting forms/total plant (w/w) were also detected in H01. Sources (leaf area, leaf area index, leaf dry weight per plant and diurnal performance of photosynthesis), sinks (number of fruiting nodes, fruiting forms and dry weight of fruiting forms per plant) and the flow from source to sink were significantly enhanced in H01 relative to its parents. Both total N and Bt protein in H01 were higher than those in its parents. Significant correlation was also found between total N and Bt protein in the main‐stem leaves (R² = 0.877**). It is concluded that there existed considerable heterosis in yield, yield components and endotoxin expression in some Bt transgenic hybrids. Yield advantage of hybrid cotton (F₁) over parents can be attributed to improved source, sink and flow, while the enforced expression of Bt genes in hybrid cotton appeared to be due to the enhanced nitrogen level in plants.     

中棉所63棉铃对位叶光合生理性能的杂种优势研究

以杂交棉中棉所63及其亲本为材料,在棉铃发育时期对棉铃对位叶的生理和光合性能指标进行测定,探索中棉所63获得高产的杂种优势形成机理。结果表明:1)中棉所63产量优势显著。单株结铃数比两亲本分别高21.52%,43.28%,铃重高2.42%,19.31%,叶面积载铃量高22.39%,22.30%。2)中棉所63在棉铃发育后期棉铃对位叶生理指标表现出显著的杂种优势。棉铃对位叶叶面积分别比亲本高26.60%,59.41%,并且中棉所63棉铃对位叶保持较高水平的SOD活性,使其生理代谢明显提高;与此同时,中棉所63的MDA含量显著低于亲本,细胞膜受损较轻,延缓了对位叶的衰老。3)中棉所63在棉铃发育后期棉铃对位叶光合指标表现出显著的杂种优势。在棉铃发育后期,中棉所63叶绿素含量、SPS活性的高水平,能够维持高效率的光合作用,积累更多的光合产物,从而使中棉所63获得较高的单株结铃数和铃重,最终获得高产。     

红叶棉花的产量杂种优势研究初探

利用综合性状表现较好的3个红叶材料作父本,与15个绿叶转基因棉花新品种(系)组配19个红叶杂交组合,研究了具有红叶标记性状棉花的产量杂种优势表现,结果表明:19个红叶杂交组合子棉产量具有明显的杂种优势,皮棉产量的具有正向中亲优势、正向超亲优势和负向竞争优势,衣分和单铃重具有正向的中亲优势,单株铃数表现正向中亲、超亲和竞争优势,筛选出产量竞争优势在5%以上、综合性状较好的优势组合4个。     

Heterosis performance of yield and fibre quality in F1 and F2 hybrids in upland cotton

Because of the difficulty of producing F₁ hybrid seeds by hand emasculation and pollination, wide use of heterosis in cotton production has been limited in China. The objective of this study was to evaluate the potential of F₂ hybrids for yield and fibre quality. A half diallel involving eight parents and their F₁ and F₂ hybrids was grown in replicated studies at Linqing and Nanjing in 1999 and Nanjing in 2000. Yield and fibre quality was determined for all 64 entries. Fibre quality was also determined for parents and F₁s, but only for Zhongmiansuo 28 (ZMS28), Xiangzamian 2 (XZM2) and Wanmian 13 (WM13) F₂s. These three F₂ hybrids are extensively planted in China and provide experimental controls with which to compare the performance of new hybrids. Average yield heterosis for F₁s and F₂s was 15.9 and 9.2%, respectively. Inbreeding depression for yield varied but some F₂s greatly out‐yielded the best variety. Average F₁ heterosis was 6.7, 6.2 and 2.9%, respectively for number of bolls per unit area, boll weight, and lint percentage. The average F₂ heterosis for the same traits was 4.4, 3.3 and 1.6%, respectively. F₁ heterosis for fibre traits was low. In general, parental average was a good indicator of the yield and fibre quality of F₁ hybrids. These encouraging results suggest there is sufficient heterosis for yield to use F₂s in China.     

氮肥对杂交小麦果聚糖积累与转运及其杂种优势的影响

氮肥影响作物的碳氮代谢及生长发育。选用６个杂交小麦及其7个亲本材料在施氮（200 kg /hm²）和不施氮（0 kg /hm²）条件下，比较研究了不同生育期不同器官果聚糖的积累与转运及其杂种优势。无论施氮与否茎鞘和总麦草中果聚糖的积累模式基本相似。茎鞘是贮存果聚糖的主要营养器官，分配了总麦草果聚糖积累量的63%～87%，并在开花期其积累量达最大值。总麦草转运的85%以上的果聚糖来源于茎鞘，其对籽粒产量的贡献率最大（9.42%~19.36%）。氮缺乏减少叶片中果聚糖的积累量，但增加茎鞘和总麦草中果聚糖的积累量。穗轴及颖壳、茎鞘和总麦草的果聚糖积累在挑旗期、抽穗期和开花期存在一定的杂种优势（4.7%~51.7%），叶片、茎鞘和总麦草的果聚糖转运量、转运率也具有较强的杂种优势，施氮增强叶片中果聚糖的转运优势，但减弱茎鞘和总麦草中的转运优势。结果说明，杂交品种比其亲本具有更强的果聚糖转运能力，施氮对茎鞘果聚糖的积累与转运及其杂种优势均有抑制作用。     

Heterosis in yield,fiber quality,and photosynthesis of okra leaf oriented hybrid cotton (<Emphasis Type="Italic">Gossypium hirsutum</Emphasis> L.)

Leaf shape is an important factor affecting canopy structure, photosynthetic characteristics, and yield. Introducing okra leaf shape is considered an important strategy in cotton heterosis breeding. The objective of the study was to evaluate the heterosis in okra leaf cotton hybrid F₁s, which were developed by crossing two sterile near isolines and three restorer near isolines. A normal leaf check hybrid F₁, Zhongza 29, and four newly developed okra leaf oriented hybrid F₁s, including the super-okra (severely cleft and narrowly lobed leaf), okra (deeply cleft and narrowly lobed leaf), semi-okra (intermediate leaf lobe), and sub-okra (large leaf lobe) hybrids were selected in this experiment. Okra leaf oriented cotton hybrids significantly reduced leaf area index (LAI) (P < 0.0001), thus more light penetrated into the lower canopy. The LAIs for the super-okra and okra hybrids, however, were too small to supply adequate photosynthate, thus resulting in early maturity, short boll filling period, and low yield. As the LAI increases, the semi-okra and sub-okra hybrids showed certain heterosis. The semi-okra hybrid showed 7–12% heterosis over the check hybrid in lint percent, 6–11% in boll weight, 2–147% in canopy light intensity, 1–10% in net photosynthetic rate (Pn), and −3 to 3% in lint yield. As well, all tested okra leaf hybrids improved fiber quality such as micronaire compared with the normal leaf check hybrid. The results suggested that adopting okra leaf parental lines in cotton breeding provided potentials in increasing fiber quality with comparable lint yield.     

种植密度对夏玉米碳氮代谢和氮利用率的影响

研究了低、中、高3个种植密度对夏播玉米CF008、郑单958和金海5号碳氮积累、运转及氮肥利用的影响, 以期通过密度调控碳氮代谢, 实现产量与氮肥效率协同提高。结果表明, 吐丝期茎叶总糖和全氮积累量和茎叶总糖和全氮的运转率均以中或高密度下较高, 而籽粒产量、氮素吸收效率、氮素利用效率和氮肥利用率均以中或低密度显著高于高密度。吐丝前地上部氮素积累量以中高密度下较高, 但成熟期地上部总氮量及籽粒氮量均以中低密度较高, 表明吐丝期后植株氮素积累量对玉米籽粒氮贡献较大。在中低密度下, 3个品种夏玉米产量达10 262~11 461 kg hm^-2, 氮肥利用率达23.00%~34.11%。     

水稻披垂叶突变体及其杂交后代耐冷性的鉴定与评价

在云南高海拔冷凉自然条件下对两个粳型水稻披垂叶突变体品系（MR304、MR312）及其与常规品种的杂交后代（F1、F2）进行了苗期耐冷性鉴定,在抽穗期对突变体及其杂交后代的花粉育性类型进行了分析,并在成熟期进行了相关经济学性状和生物学性状的考察。结果表明,在苗期的耐冷性鉴定中,突变体及杂交亲本均为抗型(R);杂交后代F1中南40/MR312、滇粳优5号/MR304、Ansanbyeo/MR304为中抗型（MR）,滇粳优5号/MR312为感型（S）,其余均为抗型（R）。抽穗期亲本银光花粉可育率最高,为88.9%;杂交后代F1组合中只有银光/MR304的花粉可育率最高,为94.5%,超过对照（92.5%）,组合Ansanbyeo/MR304的花粉可育率最低。亲本银光的结实率超过对照（70.9%）,达到82.4%,突变体MR304、MR312的结实率低,分别为26.2%和5.0%;F1中两组合（银光/MR304、银光/MR312）的结实率均超过对照或亲本。该研究揭示了利用水稻披垂叶突变体产生的F1杂种优势可以增强杂交稻在高海拔冷凉条件下的耐冷性优势;抽穗期的花粉育性大小是鉴定杂交后代（F1）植株耐冷性强弱的重要指标。     

高丹草水分利用效率与叶片生理特性的关系

在不同土壤供水条件下,研究了高丹草水分利用效率（WUE）与叶片光合速率（P_n）、蒸腾速率（T_r）、气孔导度（G_s）、叶温（T_l）、叶片相对含水量（RWC）的关系。结果表明,WUE随RWC、P_n呈二次曲线变化,P_n在27 µmol CO₂ m^-2 s^-1时,WUE值最大 (8.7 µmol CO₂ mmol^-1 H₂O);Tr在3.5~4 mmol H₂O m^-2 s^-1时WUE达最大值(8.4 µmol CO₂ mmol^-1 H₂O);Pn与Tr的非线性关系可以用抛物线方程表述,其中P_n最高时的Tr为临界值,超出该值即为奢侈蒸腾。G_s在0.4 molH₂O m^-2 s^-1时,WUE达到峰值8.39 µmol CO₂ mmol^-1 H₂O。实施提高气孔阻力并抑制蒸腾的措施,既节约水分,又促进光合作用,增加产量。P_n和T_r随温度的增加而增加,在35~36℃时P_n达最高值,表明在一定温度范围内,温度升高对提高WUE有利。WUE随RWC的升高而上升,RWC在84%~86%时WUE最大。适量增施氮肥,可提高Pn和Gs,进而提高WUE。     

小麦叶片氮含量与荧光动力学参数的关系

通过分析不同氮素水平下不同品种小麦上部叶片氮含量和荧光参数随生育进程的变化模式及小麦叶片氮含量与荧光参数的相关关系,提出小麦叶片氮含量的预测方程。结果表明,小麦不同叶位叶片氮含量和荧光参数Fv/Fm、Fv/Fo均随施氮量的增加呈上升趋势。从孕穗到成熟,F_v/F_m和F_v/F_o表现为先上升后下降的趋势。小麦各叶位叶片氮含量与荧光参数F_m、F_v、F_v/F_m、F_v/F_o、F_s和Fo’都呈极显著正相关,且顶部2张叶片的相关性最好。不同小麦品种顶2叶氮含量分别与F_v/F_o和F_v/F_m呈良好的幂函数关系,平均决定系数分别达0.66和0.61。对于低、中、高蛋白质含量的小麦品种类型,可以利用统一的回归方程来描述顶部2张叶片氮含量随F_v/F_o的变化模式。