干旱驯化后节水抗旱稻苗期不同发育时间DNA甲基化模式变化分析

以一个节水抗旱稻沪旱3号为研究材料,经过连续6代干旱胁迫驯化后,采用甲基化敏感扩增多态性方法在苗期不同发育时间对原始代(G0)和第6代(G6)DNA甲基化变化情况进行分析。结果表明,沪旱3号甲基化位点比例约为34%,其中,全甲基化位点约占84%,半甲基化位点约占16%。在苗期,随着沪旱3号生长发育,甲基化水平下降。不同世代或/和不同发育时间差异甲基化位点占总检测位点的4.0%,其中,大部分仅与发育相关(57.9%),而世代之间无差异。干旱驯化后,G6的DNA甲基化模式发生了改变。G6与G0相比,在3叶期,去甲基化事件占主要部分(59.1%);在4叶期,甲基化事件占主要部分(47.9%)。生长发育涉及全基因组DNA甲基化变化,变化位点主要分布在启动子区域和外显子区域。功能聚类分析表明差异甲基化位点相关基因涉及广泛的功能。     

DNA甲基化抑制剂5-氮脱氧胞苷对水稻基因组甲基化及幼苗生长发育的影响

【目的】DNA甲基化是高等植物中普遍存在的一种表观修饰形式,其在调节基因表达、维持基因组稳定以及调控植物生长发育等方面发挥重要作用。本研究拟对基因组甲基化如何影响水稻发育进行解析。【方法】利用DNA甲基化抑制剂5-氮脱氧胞苷(AZA, 5-Aza-2′-deoxycytidine)处理水稻幼苗,研究DNA甲基化抑制剂对水稻幼苗生长发育及相关基因表达的影响。【结果】AZA处理后水稻基因组甲基化水平下降、植株发育迟缓,但种子萌发并不受AZA处理的影响;DNA和组蛋白表观修饰相关基因的表达受到AZA处理抑制。此外,防卫反应和光合通路相关基因表达也受到AZA处理的影响,暗示DNA甲基化在这些基因的表达调控中可能发挥作用。【结论】这些结果表明AZA是一种有效的DNA甲基化抑制剂,AZA处理可以破坏水稻基因组甲基化水平的正常状态,从而影响水稻的正常发育。     

不同生育时期干旱胁迫对水稻产量与碾米品质的影响

以粳稻品种农大3号为材料,利用盆栽的方式人工控制土壤水分(水势),研究了不同生育时期干旱胁迫对水稻产量及碾米品质的影响。各时期干旱均导致产量下降,其敏感程度依次为：孕穗中期（抽穗前11~20 d）>孕穗后期（抽穗前1~10 d）>分蘖中期（移栽后11~20 d）>孕穗前期（抽穗前21~30 d）>分蘖初期（移栽后1~10 d）>分蘖后期（移栽后21~30 d）>乳熟期（抽穗后31~40 d）>抽穗开花期（抽穗后1~10 d）>灌浆期（抽穗后21~30 d）>蜡熟期（抽穗后41~50 d）。抽穗前干旱胁迫的敏感时期主要是孕穗中期、孕穗后期和分蘖中期。抽穗后,抽穗到乳熟期均较蜡熟期对干旱敏感,但对土壤水分变化较抽穗前迟钝。抽穗前干旱胁迫对糙米率和精米率影响最大的时期为孕穗中期,其次为孕穗后期。灌浆期到蜡熟期干旱胁迫,糙米率和精米率明显下降,抽穗后11~40 d干旱胁迫对整精米率的影响最大,其次为抽穗前1~20 d,其他时期干旱虽对整精米率有一定影响,但影响较小。     

Special DNA Methylated Sites Between Haploid of Twin-Seedling and Its Hybrids in Rice(Oryza sativa)

DNA methylation is one of the epigenetic phenomena which can be transferred to the offspring by cell division in the evolution of organisms.The epigenetic regulation accompanied by gene expression can be found directly in the phenotype of haploidy plants.DNA cytosine methylation at the 5’-CpCpGpG sites of haploid,Shuhui 527,Shuhui 363 and their hybrids was analyzed by methylation sensitive amplification polymorphism(MSAP) method.There were 765 DNA methylated sites detected and the methylation level was lower in hybrids than parents.Meanwhile,the different bands between hybrids and parents were analyzed and two types of methylated sites were detected,of which one inherited from haploid,and the other did not.The biological functions of genes related to methylated sites involved in cell structure,metabolize and response factor.Therefore,DNA methylated modifications can activate and silence the genes and play an important role in plant growth,development and evolution.     

双胚苗水稻单倍体及其杂交后代基因组DNA甲基化特异位点的分析及功能探讨

 采用甲基化敏感性扩增多态性技术对水稻单倍体SARⅡ 628及它与蜀恢527、蜀恢363的杂交后代基因组DNA甲基化位点进行了分析。用16对选择性扩增引物在双亲及杂交后代中共检测到765个DNA甲基化位点,与双亲相比,杂交后代DNA甲基化水平均有不同程度的降低。通过分析两个杂交组合与双亲的甲基化带型差异,发现非单倍体遗传及单倍体独立遗传两种甲基化差异位点。对部分甲基化位点的序列进行功能分析,发现这些位点主要涉及细胞构造、代谢途径、应激反应等生物学功能。推测这类功能基因的甲基化修饰调控着相关基因的开启与关闭,为植物的生存、生长、发育及进化提供动力。     

干旱胁迫下植物生理生化及DNA甲基化的研究进展

干旱是影响植物正常生长发育的一个最重要的逆境因子,植物为适应和抵御干旱环境所引起的生理生化过程是一个复杂的系统,DNA甲基化在植物干旱胁迫下过程中起了重要作用。从植物形态指标的表现、生理生化水平的调节及DNA甲基化3个方面归纳阐述植物对干旱胁迫的响应,综述植物抗旱响应对策、DNA甲基化及其检测方法等研究进展,为抗旱种质的鉴定、筛选和抗旱生理育种提供参考。     

花期干旱胁迫对籼稻近等基因系育性的影响

 以27份形态性状发生突变的标记基因材料杂交并多次回交所构建的近等基因系及其轮回亲本浙辐802（早籼稻）为材料,于水稻主穗见穗至此后15 d进行干旱胁迫,研究花期干旱胁迫条件下各品系的育性与农艺性状和耐旱性生理性状的关系。试验结果表明,花期干旱胁迫使株高受抑,上3叶绿叶面积减少,稻株干物质量和结实率显著下降,材料的耐旱性与结实性无关。根据干旱胁迫指数将该近等基因系分为钝感（结实率下降<30%）、耐旱(结实率下降幅度在31%～50%)、不耐旱（结实率下降幅度在51%～80%）及敏感（结实率下降幅度>80%）4类,轮回亲本浙辐802为干旱敏感材料。具有卷叶、披叶等传统的耐旱性状的近等基因系未能表现出较强的耐旱性,而具有黄绿色叶与金黄色的谷色的近等基因系则有较高的耐旱性。     

辽宁省杂草稻幼苗对低温胁迫的生理响应

 以杂草稻WR03 45和WR03 26为研究材料,以栽培稻丽江新团黑谷为对照,采用人工气候箱培养,研究了低温胁迫（5 ℃）对杂草稻幼苗期叶片和根系生理指标的影响。结果表明,除叶绿素和类胡萝卜素含量外,杂草稻叶片各生理指标的变化规律与对照相似; 杂草稻根系硫代巴比妥酸反应产物（TBARS）和脯氨酸的变化规律与对照不同,外渗电导率和可溶性糖含量的变化规律与对照相似。低温对WR03 45和丽江新团黑谷的光合系统损伤较小;低温胁迫后,WR03 45细胞膜系统保持完整,膜脂过氧化程度小于其他材料;WR03 45可溶性糖含量和脯氨酸含量均高于对照品种。5 ℃低温对杂草稻WR03 45伤害较小,表明WR03 45具有较强的苗期耐冷性。     

水分胁迫对节水抗旱稻产量形成和根系形态生理特性的影响

目的 探究节水抗旱稻组合旱优73在不同灌溉条件下产量形成特点及其根系形态生理的变化情况。方法 以节水抗旱稻旱优73和高产水稻H优518为材料,通过根管试验设置三种水分处理(常规灌溉、轻度水分胁迫、重度水分胁迫),调查株高、分蘖、根系形态特征和生理特性以及产量构成因素,分析性状之间的关系,探究不同程度水分胁迫对旱优73和H优518产量形成和根系形态生理的影响及其差异。结果 两年的重复试验结果表明,与常规灌溉相比,在轻度水分胁迫下,旱优73的产量及其构成因素无显著变化,H优518的产量在两年内平均减少了25.6%,每穗粒数、结实率、千粒重也显著降低;在重度水分胁迫下,两品种产量及其构成因素均显著降低,其中,旱优73的产量两年内平均减少了28.8%,H优518产量减少了46.1%。与常     

花生幼苗期呼吸酶活性对渍涝的响应

渍涝是我国南方地区花生芽苗期频发的灾害,其造成的直接效应是缺氧,改变植物的呼吸途径。本研究选取3个经大田验证具有明显耐涝差异的花生品种,在幼苗期设置不同时间、不同深度渍涝胁迫处理,测定3种呼吸关键酶琥珀酸脱氢酶(SDH)、乙醇脱氢酶(ADH)、乳酸脱氢酶(LDH)的活性变化,以明确不同品种对湿涝胁迫的呼吸适应机制。结果表明,耐涝性强的品种表现出SDH活性高、LDH和ADH活性低,而耐涝性弱的品种SDH活性低、LDH和ADH活性高,该结果与大田耐涝性鉴定结果一致。     

开花灌浆期干旱胁迫对水、陆稻细胞膜透性和产量性状的影响

 在开花灌浆期对三个水、陆稻品种进行干旱胁迫处理。结果发现,叶片中自由水含量较高的湘粳2号（粳型水稻）在复水后细胞膜透性仍然较高,束缚水含量下降,平均减产幅度最小,表现出明显的耐旱特性。而湘中籼3号（籼型水稻）的表现相反,是不耐旱品种。陆稻品种奉爱的抗旱性明显较强,但产量较低,有待进一步改良。     

孕穗期干旱及复水对水稻叶片生理生化和产量的影响

现有关于水稻干旱胁迫期间各项生理生化指标的变化和对叶片细胞的伤害机理方面的研究已经比较丰富和全面,但是对于干旱胁迫结束复水后的生理变化研究却较少。本文以水稻品种中旱3号和黄华占为材料,在孕穗期进行淹水、轻度干旱、中度干旱和重度干旱4个处理,研究了干旱胁迫对水稻叶片生理生化性状（光合作用和抗氧化酶活性等）和产量的影响。结果表明,中度和重度干旱使水稻叶片光合速率下降12.9%~43.9%,这主要与气孔导度变化有关;处理结束复水后,中旱3号的生理生化指标均能恢复到正常水平,而黄华占在重度干旱后,其光合速率、气孔导度以及抗氧化酶活性不能再恢复;干旱处理导致水稻产量降低14.3%~47.9%,主要是由于有效穗数和结实率的降低。     

不同时期干旱胁迫对水稻产量和生长特性的影响

为明确水稻生长过程中的水分敏感时期,探索水稻抵御干旱的栽培措施,以常规粳稻楚粳29号和云粳39号为材料,通过盆栽试验准确控制土壤水分(水势),研究不同时期干旱胁迫对水稻产量和生长特性的影响。结果表明,楚粳29号干旱胁迫处理较对照减产10.63%~47.60%,云粳39号干旱胁迫处理较对照减产6.19%~47.27%,减产程度依次为穗分化前期干旱胁迫(T2)﹥有效分蘖期干旱胁迫(T1)﹥穗分化后期干旱胁迫(T3)﹥孕穗期干旱胁迫(T4)。与对照相比,2个品种有效分蘖期干旱胁迫降低了有效穗数,穗分化前期干旱胁迫使每穗粒数明显减少,穗分化后期干旱胁迫使每穗实粒数减少和结实率明显降低,孕穗期干旱胁迫对结实率或千粒重有影响。     

灌浆期干旱胁迫对水稻生理性状和产量的影响

目的 研究灌浆期干旱对不同类型水稻叶片生理性状和产量的影响,为干旱气候条件下水稻栽培提供参考。方法 以节水抗旱稻旱优113和普通杂交稻扬两优6号(YLY6)为材料,设置传统淹水灌溉、灌浆期干旱胁迫两个处理,分别测定水稻的产量及产量构成、稻米品质(加工品质、外观品质和营养品质)、干物质生产及分配、叶片生理活性(叶片水势、气叶温差和光合速率)等。结果 与传统淹水灌溉相比,灌浆期干旱胁迫下水稻叶片水势、气叶温差均显著下降,最终导致叶片光合速率降低;但是在复水后2~15 d,叶片的各生理指标可以得到恢复,与对照没有显著差异;水稻产量没有明显变化,产量的稳定主要得益于前期充足的干物质积累使籽粒充分灌浆,结实率显著升高;稻米的碾磨品质没有显著影响,但扬两优6号的外观品质显著降低,却改善了旱优113的外观品质。同时,蛋白质含量升高在一定程度上改善了稻米营养品质。结论 水稻灌浆期适度干旱可以在稳定产量的基础上改善稻米品质。因此,适当在生育后期阶段减少水分的投入,不仅可节约农业用水,稳定籽粒产量,还有利于稻米品质的改善。     

干旱胁迫下冠菌素对花生幼苗叶片渗透调节物质及膜脂过氧化的影响

以鲁花11号花生（Arachis hypogaeaL．）种子为试验材料,在温室条件下研究不同浓度的冠菌素浸种,对干旱胁迫下花生幼苗叶片渗透调节物质及膜脂过氧化的影响。结果表明：干旱胁迫下,冠菌素可提高花生幼苗叶片主要渗透调节物质一可溶性糖、可溶性蛋白质和游离脯氨酸的含量,且随着胁迫时间的延长,增幅加大;花生幼苗叶片丙二醛（MDA）含量明显减少。冠菌素浸种浓度以0．01μmol／L的抗旱效果最好。研究表明冠菌素对提高花生幼苗的抗旱性具有积极作用。     

Mapping of QTLs for Germination Characteristics under Non-stress and Drought Stress in Rice

Identification of genetic factors controlling traits associated with seed germination under drought stress conditions, leads to identification and development of drought tolerant varieties. Present study by using a population of F2：, derived from a cross between a drought tolerant variety, Gharib （indica） and a drought sensitive variety, Sepidroud （indica）, is to identify and compare QTLs associated with germination traits under drought stress and non-stress conditions. Through QTL analysis, using composite interval mapping, regarding traits such as germination rate （GR）, germination percentage （GP）, radicle length （RL）, plumule length （PL）, coleorhiza length （COL） and coleoptile length （CL）, totally 13 QTLs were detected under pole drought stress （-8 MPa poly ethylene glycol 6000） and 9 QTLs under non-stress conditions. Of the QTLs identified under non-stress conditions, QTLs associated with COL （qCOL-5） and GR （qGR-1） explained 21.28% and 19.73% of the total phenotypic variations, respectively Under drought stress conditions, QTLs associated with COL （qCOL-3） and PL （qPL-5） explained 18.34% and 18.22% of the total phenotypic variations, respectively. A few drought-tolerance-related QTLs identified in previous studies are near the QTLs detected in this study, and several QTLs in this study are novel alleles. The major QTLs like qGR-1, qGP-4, qRL-12 and qCL-4 identified in both conditions for traits GR, GP, RL and CL, respectively, should be considered as the important and stable trait-controlling QTLs in rice seed germination. Those major or minor QTLs could be used to significantly improve drought tolerance by marker-assisted selection in rice.     

瓜实蝇DNA甲基化的MSAP体系建立与优化

瓜实蝇[Bactrocera cucurbitae (Coquillett)]是中国重要的蔬菜害虫,但其DNA甲基化研究尚未见报道。甲基化敏感扩增多态性是研究DNA甲基化的重要技术之一。通过对酶切反应、连接、PCR扩增和引物筛选等条件优化,建立瓜实蝇MSAP反应体系,即：①20 μL酶切体系中加入10 U的限制性内切酶与600 ng基因组DNA,于37℃酶切反应过夜;②20 μL连接体系中加入T4 连接酶1 U,HpaⅡ-MspⅠ-adapter接头50 pmol,EcoR I-adapter接头5 pmol,并于16℃反应12 h;③连接产物稀释后进行PCR预扩增和选择性扩增,再经6%变性聚丙烯酰胺凝胶电泳和银染检测结果。通过该体系筛选出适用于瓜实蝇基因组DNA甲基化多态性研究的6对引物;瓜实蝇MSAP体系为瓜实蝇的表观遗传学研究提供了技术支持。     

供氮形态和水分胁迫耦合作用对磷在苗期——分蘖期水稻植株不同部位含量与分配的影响

为探讨不同形态氮素营养对干旱条件下水稻P吸收与分配的影响, 采用室内营养液培养及聚乙二醇（PEG6000）模拟水分胁迫处理的方法,在分蘖期设置3种供氮形态（NH4+ N、NO3- N以及NO3- N和NH4+ N相同浓度下等体积混合）和两种水分条件（非水分胁迫及水分胁迫）的耦合处理进行研究。结果表明： 1）在水分胁迫条件下,水稻植株及各部位含P量均是全NH4+ N营养明显高于全NO3- N营养;同时,在分蘖期,全NO3- N营养水稻植株含P量明显低于非水分胁迫条件下的相应处理,但水分胁迫对全NH4+ N以及NO3- N和NH4+ N混合营养水稻含P量影响不大;2）在两种水分条件下,全NH4+ N以及NO3- N和NH4+ N混合营养均相对降低了水稻对吸收进入体内的P向叶片和根系的运输比例;而全NO3- N营养则只相对降低了水稻体内的P向叶片的运输比例。此外,由分蘖初期到中期,在水分胁迫条件下,全NH4+ N营养水稻积累的P素增加比例最高。     

Cloning and Expression Analysis of OsNADPH1 Gene from Rice in Drought Stress Response

Drought resistance in rice has long been one of the important scientific research programs in cereal crops [1-3]. At present, the finding of novel drought genes is common in rice genetic resource development and varietal improvement. According to the action modes, the drought resistance genes can be divided into two classes [4]. The first class constitutes functional genes coding for such enzymes as late embryogenesis abundant protein (LEA) [5], △1-pyrroline-5-carboxylate synthetase (P5CS) …