华中农大水稻基因领域又一重大突破

<正>近日从华中农业大学获悉,该校在水稻基础研究领域又取得了一项重大研究成果。科研人员从水稻中分离出了一个可以控制不定根生长发育的关键调节因子基因WOX11,从而揭示出水稻不定根发育的调控机理。     

华中农大水稻基因领域又一重大突破

<正>近日从华中农业大学获悉,该校在水稻基础研究领域又取得了一项重大研究成果。科研人员从水稻中分离出了一个可以控制不定根生长发育的关键调节因子基因WOX11,从而揭示出水稻不定根发育的调控机理。     

ABA对Cd胁迫水稻根系生长发育的调节研究

[目的]研究ABA对Cd胁迫下水稻根系生长发育的调节。[方法]以中花11号水稻为材料,分析在Cd、Cd＋ABA和Cd＋ABA抑制剂复合处理条件下,水稻根系生长发育的变化。[结果]外源ABA缩短了水稻初生根以及不定根的长度,且明显抑制了初生根和不定根上侧根的形成,ABA也明显缩短了根毛到根尖的距离,但对不定根的数量影响不大。[结论]ABA参与了Cd胁迫下水稻根系生长发育的调节。     

超氧阴离子调节水稻幼苗不定根形成的分子机制

用DR5-GUS转基因水稻分析O_2~-·对水稻幼苗叶鞘节处不定根原基形成、生长素分布及生长素和细胞周期基因表达的影响。结果显示,DDC(SOD抑制剂)处理加快了水稻幼苗叶鞘节处不定根原基的形成、生长和生长素在不定根根尖的积累,相反,Tiron(O_2~-·清除剂)处理则延缓了这一过程。DDC、Tiron处理条件下,水稻幼苗叶鞘节处分别有15个生长素基因(如OsYUCCA5、OsPIN9、OsARF2和OsIAA17等)和13个细胞周期基因(如Oryza;CycD4;1、Oryza;CycT1;3、Oryza;CDKC;3和Oryza;CDKF;1等)的表达存在明显差异,揭示O_2~-·可能通过影响这些基因的表达而调控水稻不定根的形成和生长。结果说明,O_2~-·对水稻不定根形成的调节与其影响某些生长素和细胞周期基因的表达有密切关系。     

分离出水稻不定根生长发育的关键基因

根在植物生长发育中具有重要作用,水稻根系主要由大量的不定根及其侧根组成,其中不定根是水稻起固着、吸收养分和水分的主要器官,是决定水稻生长、产量和抗性的重要因子。但是长期以来,育种学家在选育优良水稻品种时主要关注植株地上部分的形态和生理性状,     

不同播栽方式对水稻根系生长及产量形成的影响

为了揭示不同播栽方式对水稻根系生长动态的影响,以及水稻根系生长与产量形成之间的关系。以武运粳24号为供试材料,设置直播稻Ⅰ(2013年6月1日播种)、直播稻Ⅱ(2013年6月17日播种)、手栽秧、机插秧4个处理,对水稻根系性状及其与产量的关系进行研究。结果显示:机插秧的水稻产量最高,手栽秧其次,直播稻最低。不定根数、不定根总长度、根体积和根干质量水稻生育前期直播稻较大,生育中、后期手栽秧和机插秧的较大。水稻生育中、后期手栽秧和机插秧的水稻单茎根数和单茎总根长均显著高于直播稻。抽穗期和穗后20 d的水稻不定根数、不定根总长度、根体积、根干质量、单茎根数和单茎总根长与产量均呈正相关关系,说明生育中、后期水稻根量增加有利于水稻高产,手栽秧和机插秧更符合高产水稻根系生长特点。     

6-BA处理对水稻根系中后期生长的影响

为探寻超级杂交稻根系早衰的解决方法,采用两优培九(培矮64S×9311,两系超级杂交稻组合)、汕优63(珍汕97A×明恢63,三系杂交稻组合)与湘洲8号(常规中稻品种)3个不同类型的水稻品种(组合),于孕穗期和抽穗期进行20 mg/L 6-苄氨基腺嘌呤(6-BA)叶面喷施效果试验.结果表明:不同类型水稻品种(组合)在孕穗期适当地喷施6-BA,能够增加其不定根数量,在抽穗期喷施能够减缓不定根的衰老,喷施6-BA,能显著或极显著增加孕穗期、抽穗期单株不定根总长,促进前期根系最长根长的增加(后期效果不明显);激素处理能够提高水稻生育中后期的单株根干重和根体积.     

过氧化氢酶和抗坏血酸过氧化物酶对镉胁迫下水稻根系生长的影响

[目的]研究过氧化氢酶（CAT）和抗坏血酸过氧化物酶（APX）与镉胁迫水稻根系生长发育的关系。[方法]以水稻中花11号为材料,研究Cd、Cd＋CAT抑制剂和Cd＋APX抑制剂处理条件下水稻幼苗的变化。[结果]在Cd胁迫下,抑制CAT活性,导致地上部分的生长受到显著抑制,引起不定根和侧根数量的减少,但显著促进了不定根和侧根的伸长生长;同时,初生根和不定根上第一侧根距根尖的距离也比对照的增加。抑制APX活性,水稻的生长变化与CAT抑制剂处理的类似。[结论]在正常和胁迫条件下CAT和APX对水稻的生长可能具有重要的调节作用。     

水稻根系空间分布特性的三维建模及可视化研究

为明确水稻根系在土壤中的空间分布特性,应用"根箱法"进行试验,获取水稻根系坐标数据,分析根系生长随水稻生育进程的变化规律,采用植物模拟技术,建立了水稻根系三维形态模型,包括根节点初始位置的确定、根节点生长方向的确定、不定根位置的确定、不定根生长方向的确定等。根据水稻根系几何形态参数,采用Visual C++及Open GL标准图形库,对水稻根系的三维形态结构进行重构,使系统生成更加逼真的水稻根系图像。结果表明该模型对水稻根系形态结构动态生长具有较好的预测效果,同时也可为其他作物根系的可视化研究提供参考。     

光强对水稻秧苗素质的影响

本试验以1 000、2 000、4 000、6 000 lx 4种光强处理水稻秧苗,研究光强对秧苗素质的影响,比较分析了水稻的苗高、秧块重量、不定根数、白根数、最长不定根根长等形态指标,以及根系吸收面积、根系活力、叶绿素含量、可溶性糖含量生理指标。结果表明,4 000 lx水平下培育的秧苗素质最高。     

两系杂交水稻C两优系列组合的高产根系特征

【目的】揭示两系杂交水稻C两优系列组合的高产根系特征及根系与产量之间的关系。【方法】用两用核不育系C815S配制7个杂交组合,以汕优63为对照,对其根系形态和生理特性及其与产量的关系进行了研究。【结果】C两优系列组合的根系干重、不定根条数、不定根总长、根系总体积、发根力、根系总吸收面积、根系活跃吸收面积和根系a-NA氧化量显著高于对照汕优63。相关分析表明,抽穗期根系干重、不定根条数、不定根总长、根系总吸收面积、根系a-NA氧化量及灌浆期和乳熟期的发根力与单株产量呈极显著或显著正相关。逐步回归表明,抽穗期的不定根数量和根系a-NA氧化量是影响水稻高产的主要因素,可作为水稻高产栽培和水稻品种遗传改良的可靠指标。【结论】C两优系列杂交组合在整个生育期内比汕优63具有发达的根系和较强的根系活力,保证了其营养元素和水分的吸收,从而为高产奠定了基础。尤其是在生育后期仍保持较强的根系活力及地下部与地上部的和谐关系是其高产的重要原因。     

不同外源生长素对镉胁迫水稻根系生长的影响

以水稻中花11号为材料,测定了不同外源生长素对镉胁迫水稻根系生长发育的影响。结果表明,0.1mmol/L镉诱导水稻初生根、不定根和侧根的伸长生长且侧根的数目也增加,但抑制地上部分的生长。在镉胁迫下添加不同浓度的生长素如NAA、IAA、IBA和2,4-D都明显改变根系的生长且变化趋势相似。即浓度为10^-9～10^-7M时,促进镉胁迫水稻初生根和不定根的伸长生长,其中以浓度为10^-8M时,促进作用最强;当浓度高于10^-7M时,反而抑制了根的生长;添加4种外源生长素均不能解除镉对地上部分的抑制作用,不过镉胁迫下添加10^-9～10^-8M的NAA能在一定程度上改善镉胁迫水稻的生长。在相同浓度条件下,不同生长素对初生根和不定根上侧根的形成和发育既有相似之处,也存在一定差异。     

葡萄糖在锌诱导水稻根系生长中的作用

[目的]本实验旨在以水稻为材料研究葡萄糖信号在锌诱导根系生长中的作用。[方法]本实验以水稻中花11号为材料,分析了在不同浓度的葡萄糖、葡萄糖＋锌、甘露醇和锌＋甘露醇处理条件下,水稻的根系生长、活性氧的产生和根系质子分泌的变化。[结果]结果表明,在有锌和无锌的处理条件下,除了不定根数和不定根侧根数外,株高、初生根长、初生根侧根数/长、不定根长和不定根侧根长均不同程度地受到糖浓度的影响,高浓度糖诱导活性氧产生,缺糖则导致根系的质子分泌能力降低。但是在相同浓度的糖处理条件下,锌诱导这些指标的变化与无锌处理的结果明显不同。相同浓度的葡萄糖和甘露醇对根系生长的影响有显著差异,说明这种变化是由糖信号而非渗透势引起的。[结论]这些结果表明,在正常和锌处理条件下葡萄糖对水稻根系的生长都具有重要的调节作用。     

H_2O_2对水稻幼苗生长和生理的调节

用水稻(Oryza sativa L.)中花11号分析了0.06%、0.006%、0.000 6%H_2O_2处理5 d对水稻幼苗生长、H_2O_2产生、细胞死亡及生长素积累分布的影响。结果表明,高浓度H_2O_2(0.06%)抑制地上部分和不定根的伸长及不定根上侧根的形成和生长,但对初生根上的侧根生长无明显影响。低浓度(0.000 6%)H_2O_2促进初生根和不定根的伸长及其侧根数量增多和长度增加。根尖H_2O_2积累和细胞死亡随着H_2O_2浓度的增大而增加。利用DR5-GUS转基因水稻分析显示高浓度H_2O_2促进生长素在根尖的过量积累,本试验条件下H_2O_2对生长素积累和分布的调节与其激活转录有关。由此可见,高浓度H_2O_2对水稻幼苗生长的抑制作用与其诱导细胞死亡及生长素过度积累有密切关系。     

FACE对三系杂交籼稻汕优63 根系生长动态的影响

CO2浓度增高影响水稻生长.2005、2006年利用我国惟一的农田开放式空气CO2浓度增高(FACE)研究平台,设计施N量为125 kg·hm-2(LN)、250 kg·hm-2(NN)处理,研究大气CO2浓度比对照高200 μmol·mol-1的FACE处理对三系杂交籼稻汕优63根系生长动态的影响.结果表明:(1)FACE处理使汕优63够苗期、拔节期、抽穗期每穴的不定根数、不定根总长度、根系体积以及根干物质质量均极显著大于对照;(2)FACE处理使汕优63抽穗期每穴不定根数和每穴根体积极显著增加,主要是由于FACE处理使汕优63有效分蘖期间和无效分蘖期间每穴不定根数和每穴根体积大幅度增加;(3)FACE处理使汕优63抽穗期每穴不定根总长度极显著增加,主要是由于FACE处理使汕优63有效分蘖期间、无效分蘖期间、拔节长穗期间每穴不定根总长度均大幅度增长;(4)FACE处理使汕优63抽穗期每穴根干物质质量极显著大于对照,主要是由于FACE处理使汕优63拔节长穗期间每穴根十物质质量的增长量大幅度增加;(5)FACE处理使汕优63抽穗期每条不定根长极显著大于对照,是因为FACE处理使汕优633个生长期间每条不定根的生长量均明显增加.FACE处理能够显著促进汕优63根系的发生和生长.     

超氧阴离子对水稻根系生长和生长素分布的影响(英文)

[目的]探讨超氧阴离子对水稻根系生长和生长素分布的影响。[方法]以水稻中花11号为试验材料,分析了DDC(SOD抑制剂)和Tiron(超氧阴离子清除剂)对水稻根系生长、超氧阴离子产生和生长素积累分布的影响。[结果]DDC显著促进了初生根和不定根的伸长生长及其侧根的形成和伸长,Tiron则显著抑制了地上部分、初生根及其侧根的伸长生长,对不定根的形成和伸长及其侧根的生长也有显著的抑制作用。DDC诱导超氧阴离子增加,而Tiron使超氧阴离子的积累减少。DDC诱导生长素在根伸长区以后部位和维管束内的积累增加,相反,Tiron使生长素的积累减少。[结论]该研究结果表明超氧阴离子对水稻根系生长的调节与其诱导生长素积累和分布的变化有密切关系。     

同源四倍体玫瑰香葡萄硬枝扦插不定根发生性状研究

为了探讨同源四倍体玫瑰香葡萄的硬枝扦插生根特性,该试验以同源四倍体玫瑰香葡萄和其二倍体玫瑰香母株以及贝达、巨峰和Dog Ridge的硬枝插条为试材,采用自动控温插床扦插,定期调查了硬枝插条的不定根发生率、发生数量和长度,一级侧根数量和长度等,结果表明:玫瑰香葡萄同源加倍以后.其硬枝扦插的不定根发生时期推迟了3 d,且不定根发生率、不定根发生数量和不定根生长量显著降低.扦插第21天,同源四倍体玫瑰香的不定根发生率、不定根发生数量和不定根平均生长量分别只有22.6%、0.52条/插条和1.6 cm,显著低于同期二倍体玫瑰香母株的不定根发生率、不定根发生数量和不定根平均生长量(分别达为58.8%,3.27条/插条和14.6 cm).     

扁桃砧木试管苗不定根发生发育的解剖学观察

以扁桃砧木品种‘Nemaguard’试管嫩茎为试材,在生根培养基上诱导生根,同时对其试管苗不定根发生发育过程进行了研究.结果表明:试管嫩茎不定根的发育过程可分为3个时期:形成层细胞分裂期,不定根原基形成期,不定根的分化形成期.扁桃砧木不定根根原基起源于形成层与射线交接处,根的发生与愈伤组织的形成没有直接关系。     

禾本科植物中不定根的发生发育研究进展

不定根是许多高等须根系植物中根系的主体,是植物固定在土壤中以及吸收利用养分和水分的重要器官,在禾本科植物中有着重要的意义.介绍了不定根的形态和生理特征以及发生发育过程,综述了近年来不定根发育方面的研究成果,总结了生长素信号及运输路径、乙烯和细胞分裂素对植物不定根发育的影响.     

影响西洋参不定根组培增殖的几种因素及皂苷生产的研究

为筛选西洋参不定根组培增殖的适宜培养基,研究培养基中生长素IBA和NAA、磷浓度及有机物含量对不定根增殖生长的影响,结果表明,不定根在IBA 5 mg/L中生长良好,MS培养基中固有磷浓度和有机物含量适合于西洋参不定根的生长.为有效生产西洋参皂苷,利用生物反应器进行不定根与细胞的共培养,并与反应器不定根和细胞培养进行比较,发现共培养时获得的不定根生物量（鲜重和干重）与不定根单独培养时无明显差异,共培养的细胞生物量不及细胞单独培养,但共培养的培养物（细胞＋不定根）总生物量大于细胞或不定根单独培养;测定皂苷含量的结果,共培养时反应器中不论是不定根还是细胞,其皂苷含量均高于不定根单独培养的不定根和细胞单独培养的细胞中的含量;皂苷总生产量在共培养时达到26 mg/L,约为不定根和细胞培养的2倍.因此,反应器共培养方法在西洋参皂苷的工业化生产有较高的应用价值.