超低温(-196℃)保存杂交水稻恢复系花粉的研究

试验研究了杂交水稻恢复系芬粉液氮超低温（－１９６℃）保存的技术。结果表明,含水量在５．８０％至２９．６０％范围内的花粉,超低温保存后,超低温保存后,田间授粉均能桔实,含水量１３．２４％的花粉结实率最高,达６５．０％。经统计分析,含水量１３．２４％和９．１１％的花粉,其结实率与对照新鲜花粉无显著差异。试验表明,花粉干燥的适宜温度为１０℃,此温度下干燥,对花粉生活力影响较小。花粉的生活力染色测定以联苯     

水稻花粉的离体萌发

选出适合于水稻花粉萌发的液体培养基： 20%蔗糖+10%PEG4000+40 mg.L-1H3BO3+3m mol/L Ca(NO3)2+10 mg.L-1VB1, 得到80%的萌发频率。 离体萌发时, 花粉管生长很快, 在30 min内可达700 μm。 最适萌发的温度范围较宽, 27～33℃都可以得到较高的萌发频率。     

水稻F1花粉不育基因的精细定位及其遗传分化研究

水稻籼粳亚种间杂种的不育性限制了亚种间的遗传交流和杂种优势利用。本研究通过发展位置特异性的微卫星标记将F1花粉不育基因S-6座位进行了精细定位；通过分析近等基因系中代换片段的遗传效应，鉴定出了F1花粉不育基因S-d座位，利用位置特异性的微卫星标记将S-d进行了定位；根据基因组的序列资料和利用较大的作图群体对S-6和S-d两个座位进行了物理作图；通过分子标记辅助选择培育了一批复等位基因近等基因系，对育性基因的遗传分化进行了研究。取得了如下主要结果：1、根据S-6座位初步定位的结果发展位置特异性的微卫星标记，将F1花粉不育基因座S-6进行了精细定位。结果表明多态性标记均与S-6座位紧密连锁，其中R830STS、PSM7、PSM8、PSM9、．PSM59和PSM60位于S-6座位一端，与S-6座位遗传距离分别为1．5cM、1．2cM、0．9cM、0．9cM、0．9cM和0．9cM，而PSM202、PSM206、PSM208、RMl3、R2213SSTS和RM413位于S-6座位的另一端，与S-6座位的遗传距离分别为0．9cM、2．1cM、3．8cM、4．1cM、4．4cM和5．3cM。2、根据S-6座位精细定位的结果，从IRGSP下载了S-6座位所在区域克隆的序列，将克隆的序列进行了拼接，同时将与S-6座位紧密连锁的分子标记与序列拼接图进行了电子整合。根据整合的结果发展位置特异性的微卫星标记和STS标记，利用500株的作图群体，最终将S-6座位界定在PSM8与PSM215之间182．2kb的范围，其中PSM214、T17、T18和T19与S-6座位完全连锁。3、通过对近等基因系E11-5中代换片段遗传效应的分析，在第1染色体的代换片段上鉴定出一个新的F1花粉不育基因座S-d。根据基因组的序列发展位置特异性的微卫星标记将S-d座位进行了定位。结果表明多态性标记均与S-d座位紧密连锁，其中PSM27、PSM24、．PSM26、PSM23、PSM31、PSM25、PSM37、PSM41、PSM42、PSM43、．PSM44、．PSMl2和PSMl3位于S-d座位的一端，与S-d座位的遗传距离分别为10．6cM、7．2cM、7．2cM、6．8cM、6．8cM、6．4cM、6．4cM、4．8cM、4．8cM、3．2cM、1．6cM、0．4cM和0．4cM，而RM84、RM86、RM323、RMl和RM283位于S-d座位的另一端，与S-d座位的遗传距离分别为3．8cM、4．6cM、6．7cM、7．5cM和8．7cM。4、根据S—d座位定位的结果，从IRGSP下载了S-d座位所在区域克隆的序列，将克隆的序列进行了拼接，同时将与S-d紧密连锁的分子标记与序列拼接图进行了电子整合。根据整合的结果发展位置特异性的微卫星标记和STS标记，利用2160株的作图群体，最终将S-d座位界定在67．8kb的范围内，其中PSM93和PSM74位于S-d座位的两侧且各与S-d仅有一个重组，而PSM95、PSM96、T1和T2与S-d座位完全连锁。RiceGAAS注释分析表明在此区段有17个ORF。，其中3个ORF可能与杂种不育性有关。BLAST分析表明此段序列籼粳之间的同源性较低，这也可能是杂种不育的一个原因。5、通过分子标记辅助选择，在F1花粉不育基因s-n、s-6、s-c和s-d座位各培育了一批复等位基因近等基因系，测交分析表明各不育基因座位上的不育基因不仅分化为相对的S^i和S^j，而且基因型类型相同的复等位基因的遗传分化也达到了显著差异的水平。携带有多个复等位基因的近等基因系的测交分析表明，复等位基因近等基因系的遗传效应为各基因座位遗传效应的累加，各基因的遗传效应相互独立，彼此间无相互作用。     

杂交水稻繁制种隔离距离的研究

1986—1987年以不育系做受体,采用盆栽方法于开花前将受体移至粉源东南西北四个方向,每隔25米设一档次,最远距粉源275米,腊熟期统计受体的结实率。根据我们对玉米、高粱种子田隔离的研究,从定量水平求得的有无父本花粉竞争条件下污染结实率差异的统计量得知,无花粉竞争条件下的数值是有花粉竞争的三倍。本试验(无父本花粉竞争)在隔离25米,两年四个方向的平均结实率应为4.44％÷3=1.40％;隔离75米为1.20％÷3=0.40％,纯度分别可达98.52％和99.60％,均已超过国家一级杂交种纯度97％和一级亲本种纯度99.5％的标准。故此,认为国家现行隔离距离丘陵区50米以上,平湖区100米以上应更正为制种田25米以上,亲本繁殖田75米以上。     

玉米花粉和花丝生活力研究

将离体玉米花粉在不同温度条件下储存一定时间后,用于田间授粉,通过计算其结实率,研究离体玉米花粉在不同温度条件下生活力保持时间的长短.结果表明,低温可显著地延长离体玉米花粉的生活力,离体玉米花粉生活力保持在90%以上的储存期限是:24℃保存8h,4℃保存32h,-20℃保存56h.给吐丝后不同天数的果穗授粉,通过计算其结实率,研究玉米花丝生活力的保持时间和变化趋势.结果表明,吐丝后的1～6d,玉米花丝的生活力最旺盛,结实率可达95%以上.     

水稻卵形蛋白家族基因的功能探究

卵形蛋白家族(OFPs)是一类含有保守OVATE结构域的蛋白质,最早在番茄中发现,被证明与果实形状有关。作为植物特有的新型转录因子,卵形蛋白在植物的生长发育、生物和非生物胁迫过程中发挥着重要的调控作用。水稻基因组中含有33个OFPs编码基因(OsOFPs),广泛参与调节次生细胞壁形成、维管束和胚囊发育以及非生物胁迫应答,且通过参与植物激素介导的信号途径调节水稻粒型和株型发育等过程。本研究结合拟南芥和番茄等植物中的相关研究,系统地总结了OsOFPs的基因功能及其参与调节水稻生长发育和胁迫响应的相关机制,并对OsOFPs家族的研究方向进行了展望,以期为今后OsOFPs的功能探究提供新的研究思路和理论参考。     

水稻PMEI基因家族的全基因组鉴定与生物信息学分析

果胶是植物细胞壁的主要组成成分之一,在种子形成、果实等器官发育过程中发挥着重要的作用。果胶甲酯酶(pectin methylesterase, PME)使果胶去甲酯化,而果胶甲酯酶抑制剂(pectin methylesterase inhibitor, PMEI)是通过调节PME去甲酯化活性来共同调控果胶的甲酯化水平。水稻PMEI家族基因已有少量研究,但目前还没有进行过系统的生物信息学分析。本研究根据鉴定得到的49个水稻PMEI家族基因,利用单、双子叶植物的3个物种进行系统进化关系分析,结果表明水稻和玉米的PMEI基因之间同源性更高。对水稻PMEI进行结构特征域分析表明,大多数成员含有PMEI基因家族的特征结构域;利用RNA-Seq和微阵列数据进行分析,显示该基因在多个组织中表达,特别是在花药、雄蕊中有着较高的表达量,但在胚乳中几乎不表达;亚细胞定位预测表明,大部分PMEI基因存在于细胞膜中,在胞质、细胞核、质体、高尔基体、线粒体、过氧化物酶体等胞内位置也有分布,预示着PMEI功能的多样性。本研究通过对水稻PMEI基因家族的生物信息学分析,为进一步开展水稻PMEI基因家族的功能研究提供...     

湖北光敏感核不育水稻发育过程中花粉及花药壁超微结构的研究

本工作应用透射电子显微镜，对不同光周期处理下的湖北光敏感核不育水稻农垦５８Ｓ花粉及花药壁发育情况进行了研究，得到如下的结果：１、农垦５８Ｓ经长日照处理，小孢的败育主要发生在单核晚期，花粉内细胞器解体严重，花粉壁异常发育，花粉的外形不规则。２、可育花的绒层在单核时期已严重解体，而败育花药的绒毡层不能及时解体，直到与成熟花粉相当的时期仍有清晰的细胞结构。３、败育花药的中间怪解体也延迟。在以上基础上讨论     

水稻NRL基因家族的全基因组鉴定与生物信息学分析

NRL (NPH3/RPT2-Like)基因家族是植物中特异存在的基因家族,根据拟南芥NRL基因家族中参与植物向光性响应的NPH3 (NONPHOTOTROPIC HYPOCOTYL 3)和RPT2 (ROOT PHOTOTROPISM 2)命名.本研究利用生物信息学方法鉴定到27个水稻NRL基因,分布在除10号染色体外的染色体上,同时基因复制分析结果表明,全基因复制或片段复制比串联复制在水稻NRL基因家族扩张中起更大的作用.利用单、双子叶植物的7个物种进行系统进化关系分析,将192个NRL基因家族成员分为6个不同的组.水稻NRL家族的结构特征分析显示,多数成员含有NRL基因家族的特征结构域,而基于RNA-Seq和微阵列数据的表达分析结果表明,水稻NRL家族基因在多个组织表达,同时部分基因在叶片、花序和花药中高表达.本研究对水稻NRL基因家族进行鉴定和分析,为进一步研究水稻NRL基因家族的功能提供了一定的参考和依据.     

花/蕾低温保存对花椰菜花粉活力及授粉效果的影响

本研究将通过低温(3 ℃～5 °C)干燥处理花椰菜完全开放的花和不同大小的蕾,利用花粉活力测定、花粉萌发观察和杂交结籽率检测等手段分析了低温保存对其花粉活力及授粉效果的影响.研究结果表明,当天开放花的花粉活力和萌发率最高,分别达到91.3％和45.6％,授粉效果也最好,每角果平均可收获11.3粒种子.3 °～5 ℃干燥...     

不同海拔高度对水稻可育花粉率的影响

135份供试水稻温敏两用不育系材料,分别于海拔不同的元江、建水两地种植,观察可育花粉率。结果表明 :由于海拔条件不同,温敏材料可育花粉率也不同,可育花粉率的变化有两种趋势, 一种为高温不育型,即海拔低,温度高,可育花粉率低;一种为低温不育型,即海拔高,温度低,可育花粉率低。两地可育花粉率差异明显,其中54.82%的(P≤0.01)达到极显著的差异,13.33%的 (0.010 .05 )差异不显著     

花粉不育基因互作的同源四倍体水稻杂种染色体行为和生殖特性

利用同源四倍体水稻台中65-4x及其携带花粉不育基因的四倍体近等基因系组配的花粉不育基因座位互作的四倍体杂种,对其花粉母细胞减数分裂期间染色体行为及生殖特性进行研究。结果表明,四倍体亲本及杂种多数细胞在终变期都是四价体与二价体共存,台中65-4x染色体配对方式为9.20Ⅳ+5.60Ⅱ,杂种平均为9.52Ⅳ+4.90Ⅱ,亲本与杂     

机械采粉、授粉对水稻花粉活力和异交结实的影响

研究了机械采粉、授粉及低温贮藏对水稻花粉活力的影响以及机械授粉技术与异交结实的关系,结果表明:机械采粉明显降低花粉活力,在培养基上萌发率为33.2～36.7%,而人工采粉萌发率为55.7%;机收花粉低温贮藏15天后,萌发率降为15.6%,而人工采粉萌发率为23.7%.授粉液以5%蔗糖十2ppm GA_3 100ppm CaCl_2 100ppm NH_4H_2PO_4效果较好,在无自然授粉情况下,喷施含花粉授粉液给母本,结实率可达7.0%～13.0%.     

水稻开颖机理的探讨 Ⅰ.温度对水稻开颖及花粉生活力的影响

将稻穗浸于0～10℃冷水后置室温(25～30℃)或用35～45℃温水浸穗均能促进开颖。在42～43℃水中浸穗0.5～1分钟,10分钟后开颖,裂药良好,花粉活力正常。开颖时,小穗呼吸增强,ATP 含量增高,颖内 CO_2浓度上升至5%。CO_2气体或其水溶液能显著诱导开颖。增温和增 CO_2等促进开颖技术可应用于水稻杂交。     

B68-1 转基因水稻花粉活力的温湿响应规律

为了研究转基因水稻花粉活力在各种气象条件下的变化规律,以含bar基因的抗Basta转基因籼稻B68-1为材料,分别在温度20℃、25℃、30℃、35℃及相对湿度30%、50%、70%、90%的不同温湿组合条件下进行处理,用2,3,5-氯化三苯基四氮唑（TTC）染色法测定了这些组合条件处理下B68-1转基因水稻花粉离体0、1、2、3、4、5、6、8、10、12、14 min后的活力。试验结果表明,B68-1花粉离体后活力变化在各种条件下呈现为＂S＂型或＂S＂型的一段;B68-1花粉离体后活力在一定湿度条件下随着温度先升后降,各湿度条件下花粉在25℃时活力最强,高温对花粉活力的胁迫作用更大;B68-1花粉离体后活力在一定的温度条件下随着湿度也是先升后降,各温度条件下花粉在相对湿度70%时活力最强,高湿对花粉活力的胁迫作用更大。通过指数形式的生长曲线（Logistic方程）分段函数,拟合构建了B68-1花粉活力在不同湿度下的温度模型,可精确预测花粉存活时间和寿命,为进一步准确估算转基因水稻基因飘移距离提供基础数据。