水稻胚性悬浮细胞系建立过程中生理生化变化：Ⅱ.氨基酸,多胺及内…

以水稻广亲和中粳品系０２４２８为材料，分析了其胚性悬浮细胞系建立过程中氨基酸、多胺及内源激素的变化。结果表明：１．游离氨基酸的总量是ＦＰ１５〉０Ｐ４５〉ＬＰＤ５０，其中ＰＦＤ１５游离精氨酸的含量很高，而在ＭＰ４５和ＬＰ９０中含量剧降。蛋白质氨基酸和蛋白质合成能力正好和游离氨基酸的总的总量变化相反。     

培养基和培养时间对水稻成熟和胚培养力的影响

本试验研究了10种不同成份的培养基以及延长诱导培养时间对水稻成熟种胚培养力的影响。结果表明,水稻品种对不同培养基的反应是不同的。以∠S—5(∠S基本培养基+1.5mg/L2.4—D+1mg/1 KT+2%蔗糖+0.8%琼脂,pH5.8)培养基的愈伤组织诱导率为最高,诱导的愈伤组织质量较好。诱导的愈伤组织其绿苗分化率也较高,诱导培养60天其愈伤组织仍具有较高的分化能力。     

蜀恢881含玉米C4型pepc基因改良系的遗传背景及其光合特性

从通过分子标记辅助选择育成的含玉米CA型pepc基因的蜀恢881中筛选10株，利用530对SSR引物进行遗传背景分析，发现与蜀恢881表现差异的位点仅有1～4个，相似度在95．15％以上，最高的达99．03％。进一步对相似度为99．03％的转育玉米C4型pepc基因蜀恢881的6个生长时期测定有关光合指标，表明6个时期的PEPC酶活性均比蜀恢881增强，     

水稻胚性悬浮细胞系建立过程中生理生化变化——Ⅱ.氨基酸、多胺及内源激素的变化

以水稻广亲和中粳品系02428为材料,分析了其胚性悬浮细胞系建立过程中氨基酸、多胺及内源激素的变化。结果表明:1.游离氨基酸的总量是FP_(15)>MP_(45)>LP_(90),其中FP_(15)游离精氨酸的含量很高,而在MP_(45)和LP_(90)中含量剧降。蛋白质氨基酸和蛋白质合成能力正好和游离氨基酸的总量变化相反。2.从FP_(15)→MP_(45)→LP_(90),腐胺含量呈上升、精胺含量呈下降趋势。腐胺/(精胺 亚精胺)上升了近20倍。悬浮细胞经脱壁而成游离原生质体后,其总多胺、尸胺和腐胺的含量与悬浮细胞相比均大幅度下降,而精胺和亚精胺则有所升高。3.植物内源激素IAA、2ip的含量是LP_(90)>MP_(45)>FP_(15),ABA、ZRs的含量是FP_(15)>MP_(45)>LP_(90)。上述变化在一定程度上解释了胚性悬浮细胞即后期悬浮细胞适合于进行原生质体培养的生理生化机理。     

转玉米C4光合酶基因水稻株系中的光合C4微循环

用转PEPC、PPDK、NADP-ME、PEPC PPDK等酶基因的水稻株系及原种野生型(WT)为材料, 研究了不同基因型水稻叶片中的C4光合微循环及其功能.用外源OAA或MA饲喂叶切片或离体叶绿体后,光合放氧速率在野生型水稻中增加了50%,在NADP-ME-和PPDK-转基因水稻中增加了50%～54%,在PEPC-和 PEPC PPDK-转基因水稻中增加了100%～150%.证明原种水稻Kitaake叶片中具有一个原初的和有限的C4光合微循环,除PPDK基因、NADP-ME基因外,外源PEPC基因或PEPC PPDK双基因导入原种水稻Kitaake后,可大幅度提高C4光合微循环的运行.水稻中C4光合微循环的增强有降低光呼吸速率(Pr)、增加净光合速率(Pn)的作用,在光能利用上,可增加PSⅡ光化学效率(Fv/Fm)、光化学猝灭(qp)、降低非光化学猝灭(qN)的作用;这些结果为转C4光合酶基因水稻中建立C4微循环系统来提高光合作用效率的可能性提供了依据.     

水稻成熟胚培养高效再生系统的创新

本文测试了不同消毒方式、愈伤组织诱导、绿苗分化及生根条件对不同类型水稻成熟胚培养再生成株的影响。研究结果表明：改良培养基比基本培养基处理效果更好,在改良培养基N6I愈伤诱导、MSR绿苗分化和MSC生根条件下,籼稻（O.sativa indica cv.滇屯502）、粳稻（O.sativa japonica cv.日本晴）、籼粳杂种F1（滇屯502/日本晴）和非洲栽培稻（O.glaberrima cv.RG105）的诱导率分别为96%、100%、98%和100%,成苗率分别为264%、286%、216%和224%。以YuhanClorox（4%NaClO）稀释一半消毒1h效果最好。由此建立了一套非常高效、可靠、重复性好的适用于不用基因型水稻成熟胚再生系统,为水稻遗传转化和多倍体化的顺利进行奠定了基础。     

高粱C_4型pepc基因转入大豆可改善大豆光合特性

改善作物的光合性能能够有效突破作物的产量潜力,目前国内关于转高粱C4型pepc基因大豆的研究尚未见报道。本研究以东北地区主栽大豆品种‘黑农41’为材料,通过农杆菌介导法将高粱C4型全长pepc基因转入‘黑农41’,获得了转基因植株。通过对转基因植株T0代和T1代进行了分子生物学检测、农艺性状调查和生理指标检测,结果表明目的基因已整合到大豆基因组中,T0代和T1代植株的净光合速率、气孔导度和蒸腾速率均有不同程度的提高,而胞间CO2浓度降低,其中T0代和T1代植株的净光合速率分别比对照提高了37.4%和20.7%,在T1代净光合速率增幅最大的T1-3-3,单株产量增加也最多,说明pepc基因的导入改善了转基因植株的光合特性,进而使转基因大豆产量提高。本研究可为高光效转基因大豆新品种的选育提供重要素材。     

外源葡萄糖增强高表达转玉米C4型pepc水稻耐旱性的生理机制

为揭示葡萄糖参与植物耐旱性的内在机制,以高表达转玉米C4型磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶 (phosphoenolpyruvate carboxylase,PEPC) 基因(C4-pepc)水稻(PC)和受体“Kitaake”(WT)为材料,通过盆栽和水培试验,研究外施葡萄糖联合干旱处理下,功能叶片的光合参数、总可溶性糖及其组分、Ca²⁺、NO含量、己糖激酶活性、B类钙调磷酸酶(calcineurin B-like, CBL)与蔗糖非发酵1 (sucrose nonfermenting-1, SNF1)相关蛋白激酶(SNF1-related protein kinase 3s, SnRK3s)基因表达的变化。结果表明,在盆栽试验中,分蘖期外施3%葡萄糖联合干旱处理对水稻的产量及其构成因子影响不显著,而在孕穗期处理,PC的株高、穗数、每穗实粒重和单株产量均显著高于WT。在水培试验中,外施1%葡萄糖和12% (m/v)聚乙二醇6000 (polyethylene glycol-6000, PEG-6000)模拟干旱处理,均显著提高了PC功能叶片的净光合速率(P_n)、气孔导度(Gs)和羧化效率(CE),叶片内蔗糖和果糖的含量也均显著高于WT。值得关注的是,PC叶片己糖激酶(hexokinase, HXK)活性、CBL1/SnRK3.1/SnRK3.4/ SnRK3.21基因的相对表达量在外施1%葡萄糖联合12% PEG模拟干旱处理下均显著低于12%PEG处理,而NO含量则显著上升。相关性分析也表明,PC中Pn、胞间CO2浓度(Ci)和Gs分别与葡萄糖含量、HXK活性和SnRK3.16基因表达显著相关。外施葡萄糖处理可上调PC糖水平,下调其CBL和SnRK3s基因表达,诱导NO参与叶片气孔调节,从而增强保水能力,保持光合能力稳定,最终表现为耐旱。     

含玉米pepc基因恢复系的MAS转育及其杂交稻的光合特性和杂种优势研究

用玉米pepc基因的特异性引物对转育pepc基因的后代材料进行分子标记辅助选育（MAS）,成功地培育出与轮回亲本蜀恢881遗传相似度达97.09%~99.03%的改良蜀恢881,用此改良恢复系与3个不育系冈46A、776A、2480A形成组合。结果表明,（1）自行设计的pepc基因特异性引物能对基因进行准确的筛选,而且玉     

转PEPC基因水稻花粉株系不同生育期的光合生理表现

以父本转玉米PEPC基因水稻、母本粳稻9516和杂交后代稳定的花粉株系JAAS45为材料,研究了JAAS45及其亲本的不同生育期的光合色素含量、净光合速率和水分利用效率。结果表明:分蘖期以后,杂交后代JAAS45的单位叶面积Chl含量超过母本9516,并一直维持着较高水平,与PC相近。在整个生育期,JAAS45和PC的叶绿素a/b一直高于9516。JAAS45苗期的净光合速率(Pn)与9516相近,而到了分蘖期,其Pn超过了9516,尤其到了抽穗及灌浆期,其Pn还超过了PC。从苗期到抽穗期,JAAS45的水分利用效率(WUE)与PC相接近,明显高于9516。这些结果说明,JAAS45具有较高的光合能力和水分利用效率,与父本PC相似。通过转PEPC基因水稻和杂交稻的亲本杂交,可将玉米PEPC基因转移到普通水稻品种中,培育出高光合效率和高产的水稻品系。     

粳稻恢复系C418成熟胚转基因再生体系的建立

为了建立粳稻恢复系C418转基因再生体系,本研究以不同培养基、不同2,4-D浓度、不同KT浓度及不同6-BA浓度的不同组合培养基来诱导C418成熟胚愈伤组织,以获得最适C418诱导的培养基,然后以获得的愈伤组织利用农杆菌介导法进行转基因再生体系的建立。结果表明:NBD培养基为6种培养基中最适培养基;2,4-D浓度为2.0 mg/L时,诱导率最高;随着6-BA的浓度增加诱导率降低;KT对C418成熟胚愈伤组织的诱导没有影响。本研究成功建立了C418转基因再生体系。     

水稻悬浮培养研究进展

悬浮细胞培养是现代植物生物技术和植物细胞的分子机理研究的最重要方法之一.其中水稻悬浮培养足近年来的研究热点.本文从水稻悬浮培养外植体的选取、基因型的选择、愈伤组织的诱导、悬浮培养方法的优化、悬浮细胞的彤态特征和生理生化变化以及其在生命科学研究中的应用等方面进行了概述,并提出了目前水稻悬浮培养中尚待加强研究的问题.     

粳籼稻两个亚种成熟胚组织培养与再生能力的比较研究

选用8个生产上大面积栽培的粳稻基因型和5个杂交籼稻亲本基因型进行愈伤诱导率与苗分化率的研究。结果表明:两种类型水稻在愈伤诱导率的平均值上存在差异,粳稻好于籼稻。杂交籼稻亲本基因型间苗的分化率也有较大变异,恢复系恢032苗的再生能力较强。     

小麦成熟胚的组织培养

【研究目的】为了筛选出小麦(Triticum aestivum L.)成熟胚(MEs)培养和遗传转化受体材料的优良基因型,【方法】以27份优良普通小麦冬性主栽品种或高代育种品系为试材,采用整粒切胚诱愈方法(endosperm-supported method),对小麦成熟胚进行组织培养研究。【结果】结果表明,在成熟胚培养过程中光照、温度、培养基2,4-D浓度、基因型等因素对小麦成熟胚组织培养影响较大;同时小麦成熟胚组织培养存在着较强的基因型依赖性,不同基因型愈伤组织诱导率、分化率、成苗率的差异具有统计学意义（P<0.01）。通过研究从27个小麦基因型中筛选出了3个适合于成熟胚整粒切胚诱愈的基因型,即山农2618、泰山021、河北341,他们的成苗率分别达到了15.38%、25.27%、21.33%。【结论】小麦成熟胚组织培养优良基因型的筛选,为以后小麦的遗传转化和应用基因工程技术进行遗传改良奠定了基础。     

锌元素对籼稻成熟胚愈伤组织绿苗分化率的影响

本实验就锌元素对籼稻成熟胚愈伤组织绿苗分化率的影响进行了研究，结果指出：(1)锌元素能明显提高籼稻成熟胚愈伤组织绿苗分化频率，且使用浓度范围较广(0.5～10μmol/L)，其中以锌浓度1μmol/L效果较好；(2)在本实验范围内各籼稻品种对锌元素的反应是一致的，但品种间差异很大，其中中早14绿苗分化率较高；(3)锌脉冲试验指     

影响小麦成熟胚培养因素的研究

利用110多个小麦品种的种子为材料,研究了影响成熟胚培养效果的几个因素.实验结果表明,基因型是重要的影响因子,引起愈伤组织的生长速度和一次成苗率等性状的明显差异.培养基的成份也起着重要作用,2,4-D是必需的生长素,使用浓度的范围较大,但浓度太高会降低愈伤组织的生长速度,并明显抑制器官分化;0.5～1毫克/升的NAA和GA_3与0.5～1毫克/升2,4-D配合作用对培养有益,一次成苗率较高,同样浓度的ABA仅对根分化有促进作用;培养基中蔗糖浓度在3～7%有助于愈伤组织生长.另一个影响因子是愈伤组织的继代时间长度,短时间继代培养(不超过一年)能改善愈伤组织的质量并加快其增殖,超过一年的长时间继代培养虽不影响愈伤组织的增长速率,但使绿苗分化率剧烈下降,白苗分化率上升.通过筛选适宜的基因型和调节培养基中的激素,亦获得了较高的绿苗分化频率.     

小麦成熟胚离体培养研究

以40种小麦基因型的成熟胚为外植体,采用MS诱导培养基和分化培养基,研究不同基因型间愈伤组织诱导的差异,以及低温预处理和不同光照条件对愈伤组织分化的影响。结果表明,不同基因型间出愈率差异显著,散射光照射和低温处理有利于愈伤组织的分化。同舟916、丰华8929、皖麦48、皖麦30具有较强的成熟胚离体培养力。     

稗草(Echinochloa crusgalli)根型ppc基因对水稻的遗传转化及其对光合速率的调节效应

稗草(Echinochloa crusgalli)是稻田中的C4光合型杂草,为了探索稗草ppc基因(Eppc)对水稻遗传转化的可行性及其对光合速率的调节效应,首次将含有稗草根型磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(phosphoenolpyruvate carboxylase,PEPC)基因ppc c DNA的2个植物表达载体p Ubi-Eppc、p Rbc S-Eppc通过农杆菌介导法对水稻进行了遗传转化。对分化植株进行的PCR、RT-PCR、克隆测序和Western杂交等结果均表明稗草ppc基因已经整合到了水稻基因组中,并且在转录和翻译水平都得到了表达。转基因水稻PEPC活性和气体交换参数测定结果表明T0代多数植株的PEPC活性高于对照,最高达到了对照的5.85倍;T0代大多数转基因植株叶片的净光合速率(Pn)比对照提高了20.00%,最大地提高了47.16%,同时叶片水分利用效率(WUE)也得到增强;T6代大部分转化植株的PEPC活性及Pn仍保持高于对照,本研究表明C3根型ppc基因过量表达也可以提高水稻的Pn,且证明稗草PEPC对光合作用具有较强的调节作用。