水稻MOC1 mRNA TaqMan实时荧光定量RT-PCR检测方法的建立

TA克隆构建含MOC1基因cDNA片段的重组质粒,作为TaqMan定量检测水稻分蘖基因MOC1 mRNA的标准品,建立了检测方法。采用RT—PCR。的方法,从水稻分蘖芽总RNA中逆转录扩增总cDNA,PCR扩增MOC1基因中设计的目的片段,将纯化的目的片段与pMD19-T Simple载体连接,转化宿主菌JM-109,提取重组质粒DNA,PCR鉴定并测序分析。纯化质粒并检测260nm吸光值,确定重组质粒原液的拷贝浓度并以此制备荧光定量PCR梯度浓度标准品。对重组质粒进行实时荧光定量PCR实验。建立了MOC1基因mRNA表达实时荧光定量PCR检测方法,特异性好,检测灵敏度达10^2拷贝,线性范围为10^2-10^7拷贝,阈值循环数与PCR体系中起始模板量的对数值之间有着良好的线性关系（r=0．999）,扩增效率高（E=92．8％）。成功建立了MOCI基因实时荧光PCR定量标准品,且TaqMan荧光定量RT—PCR的方法可对水稻分蘖基因MOC1 mRNA的表达进行准确定量。     

半定量RT-PCR方法检测热应激对鲫鱼肝脏中HSP70 mRNA含量的影响

依据GenBank已公布的鲫鱼热激蛋白70(Heat shock protein70,HSP70)和beta-actin mRNA序列,分别设计两对引物,应用半定量RT-PCR方法检测应激处理后不同恢复时期鲫鱼(Carassius auratus)肝脏中HSP70 mRNA的表达情况。结果表明,诱导后肝脏组织中HSP70 mRNA的表达量呈现时间依赖性,存在先升高后回落的趋势。在诱导后1h即有所升高,在4h时达到最高值,之后逐渐降低,至48h,表达量降至最初值。研究结果为鲫鱼HSP70的研究提供了基础数据,也为将HSP70用作鱼类生理状态的诊断提供了理论依据。     

NaCl胁迫对水稻品种中花11幼苗根系生长发育的影响

以水稻中花11幼苗为材料,探讨高浓度NaCl处理对其根系生长发育的影响。结果表明,200 mmol/L NaCl胁迫下,幼苗胚根生长受到抑制,不定根数目减少,根毛数量减少长度变短;幼苗根系出现褐化,且根系木质素含量增加,根系过氧化物酶(POD)活力显著上升;半定量RT-PCR检测显示,盐胁迫应答基因OsCDPK7表达显著下降,P 5 CS 1表达上升,OsHKT 1;5、OsNHX 1在处理初期表达上升,其后随处理时间延长而下降。     

适于旱种水稻品种的筛选方法

我们进行这项筛选工作,首先注意在苗期,即在雨季到来之前,土壤湿度处于田间持水量以下,甚至接近萎蔫系数时品种还有一定的生长量,而雨季到来之后或灌水后,要求恢复生长快,以补偿苗期干旱时生长迟缓的影响。我们用高渗溶液下种子的发芽情况来评价芽期的耐旱性,用反复干旱法评价     

幼穗形成期水分胁迫后复水对水稻叶片光合特性及物质生产的影响

以杂交籼稻品种冈优527为试材,于幼穗形成期设置短期轻度水分胁迫（ Short and light water stress ,SLS）、长期轻度水分胁迫（ Long and light water stress ,LLS）、短期重度水分胁迫（ Short and heavy water stress ,SHS）以及长期重度水分胁迫（Long and heavy water stress,LHS）4个水分处理,并以习惯水层灌溉（Traditional flooding,TF）为对照。研究复水后水稻叶片光合特性、干物质积累与运转。试验结果显示：在幼穗形成期水分胁迫后,水稻叶面积、叶绿素a/b、SPAD值、净光合速率均降低;短期轻度水分胁迫（ SLS）处理复水后叶面积、叶绿素a/b、SPAD值、净光合速率均远远高于对照,同时茎鞘物质转化率和输出率也都高于其他水分处理。结果说明：在幼穗形成期,经过短期轻度干旱复水后,叶绿素、光合速率、叶面积等能迅速恢复甚至激发更高的光合水平,表现为后期干物质积累多、转运高,能达到节水的效果。     

东北三省水稻产量和品质及其与穗部性状关系的初步研究

以2004年辽宁、吉林、黑龙江三省水稻区域试验品种（品系）为试材，在栽培管理水平高、有代表性的沈阳、公主岭、佳木斯区试点，研究穗部性状及其与产量和品质关系的结果表明，东北三省各自产量及其构成因素的品种间差异均达到极显著水平，辽宁产量极显著高于另两省，后两省间差异不显著；辽宁穗数和每穗粒数分别极显著低于和高于另两省，其他产量构成因素省份间差异不显著；除一次枝梗结实率外，三省各自穗部性状的品种间差异都达到显著或极显著水平；辽宁穗部性状特点一是穗长较另两省短2 cm左右，接近显著水平，着粒密度极显著高于另两省，二是一次枝梗数和一次枝梗粒数极显著高于另两省；糙米率是吉林＞辽宁＞黑龙江，精米率是吉林＞辽宁、黑龙江，整精米率有黑龙江＞吉林＞辽宁的趋势，长宽比是辽宁、黑龙江＞吉林，垩白率是吉林＞辽宁、黑龙江，食味值是黑龙江＞吉林＞辽宁；每穗粒数及其密切相关的着粒密度、一次枝梗数、一次枝梗粒数、二次枝梗粒数、二次粒率与加工品质均呈负相关趋势，而结实率及其组成部分一、二次枝梗结实率与加工品质均呈正相关趋势，食味值与穗部性状的关系也表现类似趋势。     

用单片段代换系研究水稻产量和籽粒充实对花后不同土壤干旱的响应

以介入巴西陆稻IAPAR9抗性基因片段的单片段代换系(single segment substitution line, SSSL)和受体亲本华粳籼74为材料,设置正常灌水(CK)、中度干旱胁迫(MD)、重度干旱胁迫(SD) 3种土壤水分处理,分析SSSL和受体亲本籽粒灌浆特征、蔗糖及淀粉代谢中相关酶活性动态,探讨了水稻籽粒充实和产量对花后干旱胁迫响应的生理机制。结果表明,与受体亲本相比,携带抗旱基因的SSSL在MD和SD处理下其耐旱性的表现更为明显,减产幅度明显小于受体亲本。在花后7 d开始的中、重度干旱胁迫处理下,灌浆中后期SSSL叶片相对含水量、叶绿素含量和光合速率下降幅度明显小于受体亲本,其籽粒中蔗糖合酶(sucrose synthase, SS)、酸性蔗糖转化酶(acid invertase, AINV)、腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(ADP glucose pyrophosphorylase, AGPP)﹑可溶性淀粉合酶(soluble starch synthase, SSS)﹑Q酶活性在灌浆前(中)期也明显上升,增强了SSSL籽粒灌浆中前期库活性。虽然持续的干旱胁迫使得上述酶活性在灌浆的中后期快速下降,导致同化物积累的活跃灌浆期缩短,但SSSL籽粒平均灌浆速率和最大灌浆速率明显高于受体亲本,这在一定程度上可弥补因灌浆期缩短导致的同化物积累损失,干旱胁迫下SSSL产量高于受体亲本,这一趋势在重度干旱胁迫下更为明显。     

噁唑酰草胺及其代谢物在水稻上的残留检测方法和储藏稳定性研究

建立了水稻糙米、稻壳和稻杆中噁唑酰草胺及代谢物HPMFPA、HFMPA、6-CBO的残留分析方法.采用乙腈为提取剂,PSA和C18为分散剂的QuEChERS前处理方法,用超高效液相色谱-三重四级杆质谱在选择离子监测(SIM)模式下进行检测,外标法定量.结果表明,噁唑酰草胺及代谢物在0.01～0.5 mg·kg-1添加水平范围内,平均回收率为70.1％～108.8％,相对标准偏差为1.8％～11.9％.在储藏温度-18℃、储藏时间为32周的试验期间,噁唑酰草胺及其代谢物降解率均小于30％.该方法简单快捷,准确且灵敏度高,是一种较为实用的检测分析方法.储藏稳定性试验结果表明,噁唑酰草胺及其代谢物在水稻样品中均比较稳定.     

保持系稻株对孕穗期干旱胁迫伤害与补水修复的育性响应

以负压式土壤湿度计和取土烘干法双重监控盆栽试验的土壤水势变化,观测我国14个常用水稻保持系的孕穗期耐旱性,并以干旱胁迫指数人为划分钝感、耐旱、不耐旱与敏感4个等级,其中K22-B、金23-B为孕穗期干旱胁迫钝感材料,珍汕97-B、中9-B为孕穗期干旱胁迫敏感材料,比较研究它们对干旱胁迫伤害的育性响应与补水修复的特征。结果表明,钝感或敏感保持系稻株主穗耐旱性均强于分蘖穗,粒位间强势粒耐旱性均高于弱势粒。这一生物学现象似"植物顶端优势"的逆境生理学表现。比较孕穗期中花粉母细胞减数分裂期、花粉粒形成期与花粉粒充实期的耐旱性,花粉粒充实期耐旱性最弱,花粉母细胞减数分裂期耐旱性较强。孕穗期干旱后补水对结实伤害的恢复效果明显,尤其对耐旱性强的保持系稻株修复更明显,主要途径是降低秕谷率而不降低空壳率,表明干旱胁迫育性损伤是不可逆的。     

干旱胁迫下茉莉酸甲酯对水稻叶片质膜透性及无机离子含量的影响

茉莉酸甲酯(MeJA)是植物体内一种具有应答外界刺激,传导逆境信号及启动抗逆基因的天然生理活性物质,提高作物的抗旱性是MeJA的重要生理功能之一。研究了干旱胁迫下施用不同浓度(250,2.5,0.25μmol/L)MeJA对水稻幼苗的生理调控作用。结果表明,干旱处理后水稻叶片水势和叶绿素含量显著下降,叶片MDA含量、电导率及无机离子(K+,Ca2+,Mg2+)含量均显著上升,而喷施不同浓度的MeJA则显著提高叶片水势和叶绿素含量,降低质膜透性和叶片无机离子含量,从而增强水稻幼苗的抗旱性。以0.25μmol/L MeJA处理抗旱效果最好,2.5μmol/L次之,然后是250μmol/L。     

水稻双组分系统基因干旱胁迫表达谱分析

利用全基因组表达芯片,系统分析干旱胁迫条件下水稻双组分信号系统(two component system,TCS)相关基因在其不同发育阶段、不同组织以及抗旱能力不同的株系中的表达谱变化特征.结果表明,双组分信号系统基因在干旱胁迫环境下的表达具明显的时空特异性,表现为不同组织的TCS基因干旱胁迫表达谱差异较大,而同一组织内表达谱相似,其中生殖生长期(幼穗分化期和孕穗期)两个叶片材料中TCS基因表达谱最为接近;与细胞分裂素信号传导负向调控相关的A型应答调控器在旱胁迫下表达下调,而与CK信号传导正向调控相关的B型应答调控器呈现明显上调趋势,推测与干旱胁迫下CK信号传导增强有关,同时乙烯受体基因在干旱胁迫环境下的表达下调,从激素间相互关系的角度更好地印证了上述推测;与拟南芥细胞分裂素受体基因(AHK2、AHK3和AHK5)序列相似的磷酸感应激酶基因HK5和HK3在干旱胁迫下表达上调,与拟南芥中不依赖细胞分裂素的AHK5序列接近的HK6则表达下调,进一步验证上述推测;干旱胁迫下抗旱能力不同的水稻株系其TCS基因表达谱没有明显差异,推测TCS基因差异表达可能源于对干旱胁迫反应,而其表达对抗旱能力的增强还有待进一步研究.     

水稻孕穗期在淹涝胁迫下施肥的优化选择及其作用机理

采用正交试验与对比试验相结合, 研究了N、 P、 K、 Zn、 Si肥和栽培密度各因子及其优化处理对孕穗期完全淹涝胁迫下早稻产量的影响与作用机理. 结果表明, 不同N肥和K肥水平对产量的影响达到了显著水平差异, 其各自的最适用量分别约为纯氮135 kg/hm2和纯钾120 kg/hm2; 适N高K能明显提高水稻的耐淹涝胁迫能力, N/K比宜介于1.1     

干旱胁迫下枇杷叶片的转录组分析

分析干旱胁迫下枇杷叶片的转录组,挖掘功能基因并对其差异表达基因进行筛选和分析,为枇杷抗旱提供理论依据。利用新一代高通量测序技术测序,对测序结果进行de novo拼接、功能注释和ORF预测,将差异表达基因在COG、GO和KEGG数据库中进行比对注释。测序结果表明,获得转录本共88 530个,平均长度为740.64 bp,ORF41 748条。COG、GO和KEGG数据库将转录本分别划分为24,54个功能类别及291条代谢通路中。25 197个差异表达的基因在30条代谢通路中显著富集,与酶活性、激素合成代谢和信号转导等相关的差异基因积极响应枇杷干旱,其中双萜类、油菜素类固醇和类胡萝卜素3条生物合成途径中的差异基因呈现出较为一致的表达。采用实时荧光定量(qRT-RCR)对选取的差异基因进行验证,其中过氧化物酶、蛋白激酶byr2、丝氨酸苏氨酸蛋白激酶、脱落酸8'-羟化酶、吲哚-3-乙酰乙酸合酶相关基因上调表达,细胞色素P450 734A1基因下调表达。为枇杷提供了较为全面的基因信息和代谢途径数据,为干旱胁迫下枇杷分子调控机制的深入研究奠定了基础。     

CPPU对干旱胁迫下小麦幼苗叶片的蛋白响应及生育期差异的影响

采用叶面喷施调吡脲(N-(2-chloro-4-pyridyl)-N’-phenylurea,CPPU)处理,分析干旱胁迫下CPPU对小麦幼苗叶片蛋白质及各种生理生化指标的影响,以探讨CPPU提高小麦抗旱性的分子机制。以小麦品种河农822为材料,用聚丙烯酰胺凝胶电泳法(SDS-PAGE)研究喷施CPPU后幼苗叶片中蛋白质组变化情况;用常规方法检测过氧化物酶(POD)活性、可溶性蛋白、可溶性糖、脯氨酸和丙二醛(MDA)含量的变化。结果表明,经SDS-PAGE电泳技术发现,与对照相比,干旱胁迫下喷施CPPU后出现分子量为125,80,55,40,35,33,25 kDa等7条特异性条带,消失了30 kDa的电泳条带。与干旱对照相比,喷施CPPU后叶片中蛋白条带中多了40 kDa特异性条带,消失了30 kDa的电泳条带;并且在干旱胁迫下,喷施100 mg CPPU后使幼苗体内的POD活性提高37.06%,可溶性蛋白含量增加63.50%,可溶性糖含量增加87.51%,脯氨酸含量增加109.57%,MDA含量降低46.06%。与干旱对照相比,喷施CPPU的幼苗叶片中出现了一条特异性条带,消失了一条特异性条带,且在70 kDa和大约20 kDa处的蛋白含量明显高于2个对照,在32kDa和大约25 kDa处的蛋白含量下降。100 mg CPPU可促进干旱胁迫下幼苗体内的可溶性糖、可溶性蛋白和脯氨酸含量显著增加,POD活性显著提高,MDA含量降低。说明叶面喷施CPPU能够增强幼苗对干旱胁迫的适应性。     

水稻开花期抗旱性鉴定指标的筛选

水稻抗旱性鉴定指标的筛选已成为水稻抗旱性研究课题的热点之一。本文利用10个水、旱稻品种（组合）,在开花期水分胁迫条件下,测定了剑叶叶绿素、脯氨酸、丙二醛、可溶性糖含量,叶片相对含水量,株高,叶面积及光合速率等10项与抗旱性有关的形态和生理指标,进行了主成分分析和逐步回归分析。结果表明,水稻开花期叶片脯氨酸含量、叶片相对含水量、气孔导度、叶面积等4项指标对水稻的抗旱性有显著影响,可作为水稻开花期抗旱性鉴定指标。利用所建立的最优回归方程对供试品种（组合）进行了抗旱性预测,结果与它们在田间表现基本一致, 表明用这4个指标在开花期对水稻抗旱性进行鉴定是可行的。     

粳稻品种Dongjin在干旱胁迫下苗期生理反应

为了明确苗期水稻对干旱胁迫的生理反应,笔者从光合作用、水分生理、植株体内的氧化逆境、渗透调节物质代谢以及细胞膜的完整性等几个方面分析了粳稻品种Dongjin（Oryza sativa L. subsp. japonica）在干旱胁迫处理下的生理变化。结果表明：干旱胁迫过程中,叶片的净光合速率与植株地上部相对含水量在处理5d内均已显著降低,5d后大幅度下降;植株地上部丙二醛含量的显著增加以及相对电导率的快速上升发生在处理5d以后,并且二者的变化趋势相类似;脯氨酸含量在处理6d时有所增加,处理6d后快速上升;叶片的活性氧含量在处理6d时略微下降,6d后逐渐上升,处理8d时显著升高。光合速率与相对含水量最先响应旱胁迫信号,与活性氧、丙二醛、脯氨酸含量和相对电导率一起可用作综合评价水稻苗期耐旱性的指标。     

水稻苗期抗旱性指标的筛选

为探索水稻苗期抗旱性形态和生理机制，筛选苗期抗旱性指标，以15个水稻品种为试验材料，在干旱棚内系统研究了水、旱条件下苗期形态和生理指标的变化。结果表明，叶龄、心叶下倒数第1叶叶面积、叶鲜重、根长4个指标的相对值与反复干旱存活率显著或极显著相关，可作为苗期抗旱性的形态指标；超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）活性，氨基酸（AA）、抗坏血酸（AsA）、还原性谷甘肽（GSH）、可溶性蛋白质、丙二醛（MDA）含量8个指标的相对值与反复干旱存活率显著或极显著相关，可作为苗期抗旱性的生理指标。通过主成分分析确立了SOD酶活性、GSH含量、叶鲜重和叶龄4个指标相对值为水稻苗期抗旱性的综合指标，以反复干旱存活率为因变量，4个综合指标为自变量建立的回归方程对供试品种的抗旱性进行预测效果较好。