过表达小麦锌指型转录因子基因TaZAT8烟草根系差异蛋白的鉴定

为了在前期研究基础上进一步阐明小麦C2H2型锌指转录因子基因TaZAT8增强植株抵御低磷逆境的分子机制,采用蛋白质组学技术,对正常培养的野生型(WT)与过表达TaZAT8基因烟草株系蛋白表达谱进行了分析。结果表明,与WT相比,过表达株系根系中22个蛋白质的表达发生了显著变化,其中上调表达蛋白为20个,下调表达蛋白2个。然后采用LC-MS/MS质谱技术对差异蛋白进行鉴定,发现上述蛋白分别归属于物质代谢、能量代谢、逆境应答及细胞保护、转录翻译、蛋白质转换和功能未知6个类别。利用生物信息学软件进行亚细胞定位分析,22个差异蛋白主要定位于细胞质、线粒体、过氧化物酶体、细胞核和叶绿体5个不同部位,GO生物过程和分子功能分析表明,上述差异蛋白参与了不同代谢过程或体现不同类别的酶活性。结合上述分析发现,过表达TaZAT8基因通过对物质代谢、能量产生和逆境应答等生物过程的相关蛋白进行调节,为增强植株抵御逆境能力奠定了基础。     

不同磷效率小麦根系形态、磷素转运及产量的差异分析

为明确不同磷效率小麦磷素吸收利用差异原因.利用"国家潮土肥力与肥料效益长期监测站"平台,研究磷高效品种许科168、磷低效品种兰考198在2种磷水平下(P0、P1分别代表低磷、正常磷处理)的根生物量、根系形态、根系活力以及磷素转运能力的差异.结果表明,相同处理,根干质量、根长、根表面积、根体积大体上表现为许科168大于兰...     

小麦胚休眠的蛋白质组分析

为探讨小麦种子休眠解除的机制,利用蛋白质组学方法比较解除休眠前后的小麦胚在ABA和H2O2中的蛋白质表达情况.H2O2能打破种子休眠,而ABA则使种子保持休眠状态.比较2D图谱后,利用MALD1-TOF-MS鉴定了10个在不同处理间表达丰度差异显著的蛋白点,其中一些蛋白在已知的种子萌发中起重要作用.种子休眠的解除是一个复杂的发育过程,涉及环境胁迫反应(胚发育后期丰度蛋白、NAD(P)H脱氢酶)、细胞循环(生长素反应蛋白)、信号转导(钙调素相关蛋白)和贮藏蛋白(2S种子清蛋白)代谢等生理活动.为研究H2O2打破小麦休眠的分子机理提供了重要参考.     

小麦V-CMS和杂种F1代线粒体蛋白质组表达差异

本研究以V型小麦恢复基因的近等基因系为基础材料,运用蛋白质组学技术对V-CMS及杂种F1黄化苗和幼穗时期线粒体蛋白质表达图谱进行了比较,分析了差异蛋白质点与CMS的关系.主要结果如下:(1)比较了黄化苗和幼穗线粒体蛋白质的表达图谱,鉴定了10个差异表达的蛋白质点,包括与能量代谢有关的F0-F1ATP酶复合物的亚基和一些...     

小麦杂交F1和双亲幼苗动态蛋白质组分析

分别以2,3,5 d叶龄的栽培小麦京411、偏硬001和杂交F1幼苗为材料,利用动态蛋白质组技术,对F1及双亲的蛋白质变化做了比较分析,结果表明,在双亲及F1中蛋白质差异表达现象被观察到,其中在5 d的叶子中最为明显。如在发育2 d和3 d的F1叶子中,各有15个蛋白质斑点的含量产生变化,而在5 d叶龄的叶子中,这种有变化的蛋白质斑点达27个,在这些变化的蛋白质中,偏双亲和低于双亲的为多数,如5 d的叶子中分别占41%和44%,同时,在F1叶片中观察到有蛋白质消失和新的蛋白质诱导现象产生。这些结果表明,杂种中存在蛋白质的差异表达现象,展开这方面的研究有助于对杂种优势形成机理的理解。     

不同供磷水平小麦苗期根系特征与其相对产量的关系

研究了缺磷条件下不同基因型小麦苗期根系形态学及生理学适应特征 ,结果表明 :在缺磷环境中 ,小麦根轴数量和侧根长度明显减小 ,同化物向根部的分配比例增加 ,根轴长度、侧根数量和根系长度等均是显著提高。供试基因型小麦的根轴数量及其长度的差异在每个供磷水平及不同供磷水平之间均是显著的 ,说明这两种性状的差异是由基因型和环境因素共同决定的 ;而侧根特征的差异只在不同供磷水平之间是显著的 ,表明侧根性状主要是受环境因素控制的。对 6种基因型小麦的研究表明 ,高磷水平的小麦种子根的生长角度明显低于低磷处理的小麦 ,根角之间存在着显著的基因型差异。在缺磷条件下 ,6种基因型小麦完整根系分泌的酸性磷酸酶活性、根轴数量、根轴长度、根生长角度和根系长度之间均存在着显著的基因型差异。相关分析表明 ,缺磷条件下的小麦苗期根系形态指标和根系分泌的酸性磷酸酶活性的交互作用与小麦的相对产量之间具有显著的线性关系 ,这种关系说明以上 5种性状均可作为早期有效地筛选磷高效小麦品种的指标     

甘蔗与抗旱性相关差异蛋白质组分析

采用桶栽方式,对抗旱性强的F172和抗旱性弱的YL6甘蔗品种在苗期进行重度干旱胁迫处理后,应用蛋白质双向电泳技术进行差异蛋白质分析,分别找出差异显著的28和20个差异蛋白点,其中部分呈现上调表达,部分呈现下调表达,还有部分新增的蛋白点,因品种抗性不同而表现各异,F172叶片中的差异蛋白主要表现为上调表达,而YL6中大多表现为下调表达。在重度干旱胁迫下,抗旱性不同的甘蔗品种蛋白质丰度变化有显著差异。采用MALDI-TOF-TOF/MS鉴定所获得的差异蛋白,从YL6、F172中分别鉴定出18、14个蛋白的氨基酸序列,对所鉴定的蛋白质根据功能分为8类。YL6中参与自由基清除的2个,参与光合作用的6个,参与细胞生长和分裂的1个,参与基础代谢的6个,参与防卫反应的2个,未知功能蛋白1个。F172中参与自由基清除的1个,参与光合作用的2个,参与细胞生长和分裂的2个,参与基础代谢的4个,参与信号转导的2个,参与蛋白加工的1个,未知功能蛋白2个,其中22 k D干旱诱导蛋白的丰度明显提高,而在YL6中则检测不到此蛋白。这说明在干旱胁迫下抗旱性不同的甘蔗品种在蛋白质组成上有很大差异,推测这是不同甘蔗品种间抗旱性差异的重要分子基础。     

小麦胚休眠中ABA信号转导的蛋白质组分析

利用ABA处理休眠和不休眠小麦品种的胚，并通过双向电泳－质谱技术，比较其蛋白质表达情况。结果发现, 共有18个ABA反应型蛋白点的表达存在显著差异。经MALDI-TOF-MS检测及肽指纹图谱（PMF）分析，其中16个蛋白点在有关数据库中得到了归属鉴定。进一步对这16个蛋白及其特性进行综合分析，认为其涉及不同的反应途径，如胁迫反应（冷调蛋白、热激蛋白和醛脱氢酶）、信号交互反应（生长素反应蛋白、乙烯感应因子、钙依赖的蛋白激酶CP4和乙烯反应蛋白），以及种子的基本发育过程（LEA蛋白、Em蛋白、bZIP转录因子、锌指蛋白、myb家系转录因子、淀粉合成酶和纤维素酶等）。另外还有2个是功能未知的蛋白，其中之一在已测序的水稻中具有全长的cDNA；另一个经ESI-MS/MS检测，认为是ABA信号转导系统中的一个新组分。对上述2个蛋白分别从籽粒发育不同阶段、不同浓度ABA处理，以及休眠中和打破休眠后这2种状态下不同温育时间等方面来验证其表达与休眠性状之间的关系，结果发现它们在籽粒发育中后期大量合成，与胚休眠性获得的时间是一致的。用同样浓度的ABA处理，这2个蛋白在休眠胚中更易于表达，而在打破休眠的胚中需要5倍的ABA浓度才能得到相同的表达效果；在用无菌水浸润期间，休眠胚中该蛋白表达水平下降的速率迟于后熟胚中，且随着休眠的打破，该蛋白也消失了。推测其表达可能与休眠性的获得与解除有关。对控制该蛋白表达的基因进行克隆与功能鉴定可能为小麦抗穗发芽育种提供候选位点。     

不同基因型棉花磷效率特征及其根系形态的差异

在水培条件下,以棉花磷高效品种新海18号和低效品种新陆早13号为材料,研究不同供磷条件下其生物量、磷素积累量、根系参数的差异。结果表明,在低磷与适磷时,高效基因型新海18号的磷利用效率分别为1129.2 g·g-1和262.7 g·g-1,而低效基因型新陆早13号为1090.9 g·g-1和123.0 g·g-1;新海18号地上部分磷积累量占全株磷积累量的比例分别为57.5%和48.3%,新陆早13号分别是49.9%和53.8%。低磷时,新海18号总根长、根总表面积和根总体积分别增加36.0%、145.7%和96.9%,新陆早13号总根长和根总表面积则显著下降,新海18号根系各参数均高于新陆早13号。表明高效品种具有较强的磷素利用效率和较好的根系形态参数。     

丝状真菌蛋白质组分析方法的建立

旨在建立丝状真菌蛋白质组的分析方法,对丝状真菌蛋质白学进行初步探索。使用液氮冷冻研磨、蜗牛酶消化、尿素裂解、硫酸铵沉淀预分级和二维液相色谱分离相结合的蛋白质组研究方法进行丝状真菌的蛋白质组分析;建立的丝状真菌蛋白提取分级分离方法有效的提高了蛋白的分离效率和提取数量,可以应用在丝状真菌蛋白质组研究中,共鉴定了396个蛋白,包括了参与各种细胞生理过程的蛋白,为进一步开展丝状真菌蛋白质组的研究打下了良好的基础。研究中建立的蜗牛酶消化破壁、尿素裂解的蛋白提取方法,可以显著提高丝状真菌胞浆蛋白的鉴定数量,特别是对于那些功能重要但丰度低的蛋白,适合于丝状真菌蛋白质组的研究。     

小麦株高近等基因系的RAPD标记研究

采用ＲＡＰＤ技术,以４个小麦株市基因近等基因系（分别含有rht、Ｒht1、Rht2、Rht3)为材料,对２９６个单一随机引物（１０个核苷酸）进行了筛选。发现２５个引我的扩增产物的近等基因系间表现出特异性,在６次重复试验中,有１８个引物的特异护增片段不能重复,６个引物可以重复２－３资,唯有ＯＰＡＭ０１在全部试验中均能稳定重复,其特异扩增版段ＯＰＡＭ０１１８６０可以作为rht基因的ＲＡＰＤ标记。     

黄淮海麦区四省份小麦品种的农艺性状及遗传多样性分析

小麦品种的遗传多样性在育种工作中发挥着重要的作用。为了明确黄淮海麦区四省份小麦品种遗传多样性的基础,本研究以所收集的黄淮海麦区的河南、河北、山东和陕西四省的近十几年来(1992-2008年)审定的部分(42份)小麦品种为研究材料,以9个农艺性状为基础进行遗传性状的分析。结果表明,不孕小穗数的变异系数最大为61.39%,其次为有效分蘖和穗粒数,千粒重的变异系数最小为6.06%。河南、河北、山东和陕西四省的多样性指数分别为1.83,1.82,1.73和1.62,平均值为1.75。在此基础上,用最长距离法可将42份材料聚为三大类,但是第Ⅱ大类和第Ⅲ大类相差不大,这说明上述四省小麦品种遗传多样性在逐步提高的同时,其遗传基础仍需进一步拓宽。在性状选择上,首先对变异大的性状进行选择是非常重要的;在品种选择上,应注意选择产量、单株粒重和单株粒数均高的品种。     

Performance of Spelt (Triticum spelta L.) and Wheat (Triticum aestivum L.) at two Different Seeding Rates and Nitrogen Levels under Contrasting Environmental Conditions

The aim of this investigation was to obtain information about differences between spelt and wheat in relation to their performance under low-input conditions. Two spelt varieties ( Oberkulmer, Hercule ) and two wheat varieties ( Anna, Iend ) were grown at two different seeding rates (S1 = 200; S2 = 400 kernels/m²) and two nitrogen levels (Nl = 80 kg N/ha; N2 = 110 kg N/ha) at two contrasting locations (Muri; altitude 459 m asl; Oberwallestalden: altitude 1011 m asl). No growth regulators and fungicides were applied.
The overall mean for the "husked" yield (grains and glumes) of spelt was not significantly different from the grain yield of wheat. At the higher site Oberwallestalden however, the "husked" yield of spelt was 10.5 % higher than the grain yield of wheat. Although the number of ears per m² was higher at S2 than at S1, spelt and wheat produced a similar yield at both seeding rates (spelt: S1 = 96 % of S2; wheat: S1 = 95 % of S2) due to the higher single ear weight at S1.
The reaction of spelt and wheat to nitrogen was similar. The yield was 10 % higher at N2 than at Nl for both species. The performance of spelt under low-input conditions was better than for wheat in marginal areas for cereal production only.     

Nitrate Assimilation and Nitrogen Harvest in Uniculm 'Gigas' Wheat (Triticum aestivum L.)

Contribution of the upper laminae designated as 7, 8 and 9 (flag), to the total reduced nitrogen was determined by two different methods; integration of nitrate reductase activity over the entire growing season of individual laminae, and laminae removal at ear emergence. The values obtained by these methods were: 20, 14, and 12 %, and 23, 15, 12 %, respectively. The in vivo nitrate reductase activity was relatively higher in the lamina 9, which contributed an extra 8 % towards total reduced nitrogen when the other laminae were removed from the shoot. No such compensatory response was observed when either lamina 7 or 8 was retained.     

冬小麦PLD对低温胁迫刺激的响应研究

摘 要：在冬小麦生长的幼苗期,应用人工霜箱研究了低温胁迫刺激对PLD（phospholipase D,PLD）活性变化的影响。结果表明,在种子萌发及幼苗生长阶段,PLD在生长旺盛的叶片组织中活性最高;响应于低温胁迫刺激,PLD在数分钟内被迅速激活,抗寒型品种与低温敏感型品种中PLD的活性变化规律存在差异,推测PLD参与低温信号传导途径。     

Identification of Powdery Mildew Resistance Genes in Common Wheat (Triticum aestivum L.)

Major genes for resistance to powdery mildew were analysed in 24 Czechoslovakian wheat cultivars and, in part, in their parents. For this purpose individual isolates of the pathogen, able to differentiate host lines with known resistance genes, were selected. Eight of nineteen winter wheat cultivars do not possess any major resistance gene. Three cultivars have one and seven have two genes. One cultivar carries a combination of three genes (Pm2, Pm4b, Pm8). The most common resistance genes are Pm4b, Pm5 and Pm8. Pm2 is once combined with Pm6. Only one of five spring cultivars lacked a major resistance gene. Mlk is once present alone and twice combined with Pm5. There is one spring cultivar with a novel combination of three genes: Pm1, Pm5 and another gene needing further characterization. The observations are discussed with additional results of parent lines and further information on pedigrees.     

小麦Cyp450基因的电子克隆与生物信息学分析

为获得对小麦Cyp450基因及其编码蛋白质的理化性质与结构特性等,利用电子克隆方法克隆了一个新的小麦Cyp450基因,并对其编码的蛋白质进行了生物信息学分析。结果表明,该基因全长2155 bp,编码511个氨基酸;该蛋白序列的N端存在一个显著信号肽序列,属于CypX超家族,该蛋白定位于细胞质中,属于分泌途径中的信号肽蛋白,含有多个不同的磷酸化位点;二级结构以α螺旋（占48.14%）和无规则卷曲为主（占33.86%）,存在5个不稳定区,在85-511位处形成一个较大的球形蛋白域。该蛋白与大麦、二穗短柄草、水稻和高粱的同源Cyp450蛋白相似性较高,进化距离较近。获得了一个新的小麦细胞色素P450基因,并分析了其编码蛋白质的序列特性,为进一步实验克隆和研究其功能提供了理论基础。     

Die Ertragsbildung von Dinkel (Triticum spelta L.) und Weizen (Triticum aestivum L.) unter verschiedenen Umweltbedingungen im Freiland

Dry Matter Production of Spelt ( Triticum spelta L.) and Wheat ( Triticum aestivum L.) under Different Environmental Conditions in the Field
The primary aim of our work was to obtain information regarding the germination characteristics of spelt under different environmental conditions in field experiments, and to trace possible differences between spelt and wheat, with regard to crop production. For the present study two spelt varieties ( Ostro/Rouquin) and two wheat varieties ( Arina/Probus) were used. In addition the spelt cultivars Altgold, Oberkulmer and Hercule were included in some of the experiments. To obtain information on the influence of the glumes, spelt was planted in the hulled (SP +) and dehulled (SP-) form.
Field emergence of spelt SP- was up to 40 % lower than that of SP+, Under water logged soil, the percentage of germination was higher for spelt SP+ than for wheat.
Spelt produced more tillers per plant than wheat. However, tiller reduction was also higher for spelt so finally both species had similar numbers of ears per plant. Plants with a high tiller production might be more flexible in response to unfavourable growing conditions.
Grain yield of spelt and wheat was developed in different ways. Spelt produced fewer but larger kernels per ear, whereas wheat produced more but smaller kernels. In 1986 grain yield was up to 20 % higher in wheat than in spelt. In 1987, an unfavourable year for cereal crop production in marginal areas, grain yield was higher for spelt than for wheat. For the farmer, the "husked" form of spelt is economically important. This was equal or higher than the grain yield of wheat in both years.
The high germination rate under unfavourable conditions, in combination with a high tillering capacity and the production of large kernels appear to be the major reason for the stable yielding ability of spelt.     

Preliminary Diallel Analysis of Anther Culture Response in Wheat (Triticum aestivum L.)

A four-parent complete dialleld mating-set of three Triticum aestivum L. cultivars ‘Edwall’, ‘Chris’ and ‘Spillman’, and an alloplasmic line of ‘Selkirk’ in Aegilops variabilis Eig. cytoplasm was used. Genetic components among total variation for callus induction, green plant percentage and green plant yield werr 92%, 80% and 77%, respectively, but lower (36%) for plant regeneration. General combining ability (GCA) variance components and narrow-sense heritabilities estimated for callus induction, green plant pereentnge and green plant yield were 74%, 66%, and 53%, and 0.68, 0.54 and 0.43. respectively. Specific combining ability (SCA) variancw was calculated as 85%) of total genctie variation for plant regeneration. Significant reciprocal effects for callus induction. green plant percentage and green plant yield were observed.