水稻无侧根突变体RM109的氧化还原代谢

比较无侧根突变体RM1 0 9和原品种大力根琥珀酸脱氢酶 (SDH)的活性发现 :RM1 0 9为大力的 60 %～ 70 % ,还原剂处理下大力的SDH活性显著增加 ,而RM1 0 9无变化。RM1 0 9的该酶受单显性基因控制。RM1 0 9对NAA、TIBA的耐性明显增加 ,对H2 O2 的耐性明显下降。结果表明 :氧化还原代谢有突变     

碳酸盐及甲硫氨酸对抗盐碱水稻根系发育的影响

以12个黑龙江省主要栽培的具有不同抗盐碱性水稻品种和7个碳酸盐抗性突变体品系的种子为材料,分别用0.02%甲硫氨酸或0.2%碳酸钠进行处理,并以0.5%琼脂培养基为对照培养,10d后调查种子根的长度、侧根数量等。结果表明,7个突变体材料经甲硫氨酸和碳酸钠处理后,侧根数和种子根长均比对照有明显的减少;而原品种没有显示出差异。突变体材料吸收碳酸盐量明显减少,抗性得到了提高。12个栽培品种材料经甲硫氨酸处理后,侧根数较对照有明显的减少;大多数种子的根长较对照无明显变化,少数种子根长较对照发生正向式负向变化。经碳酸钠处理后,侧根数和种子根长均明显变少和变短。因此经甲硫氨酸和碳酸钠处理10d后的侧根数和根长的负向极显著变化可成为衡量水稻抗盐碱的一项新指标。     

花药组织培养和小麦×玉米杂交技术应用于产生小麦单倍体的比较研究

两个春小麦品种意塔和帕旺的花药组织培养和小麦×玉米杂交技术产生单倍体的效果不同。不同基因型花药诱导愈伤组织的诱导率从 9 4%到 1 9 7%不等 ,不同基因型所产生的再生株数量亦不同 ,两个小麦品种都有绿苗和白化苗产生 ,绿苗诱导率自 1 3%到 5 0 %。分别利用小麦×玉米杂交技术能有效诱导两个春小麦品种单倍体 ,杂交结实率为 80 2 %～95 1 % ,但只有 1 0 9%～ 1 4 6%的籽粒含有幼胚 ,其中 95 %以上的幼胚可发育成绿苗。每 1 0 0个杂交小花中平均可生成 1 0 5个到 1 4 0个绿苗 ,不产生白化苗 ,染色体亦不自然加倍。     

早籼新品种浙辐910的培育、特征特性与生产应用

浙辐 91 0系用浙辐 2 1 9与广东优质籼稻长丝软占杂交、杂种F1辅以 3 0 0Gyγ射线辐照处理后选育而成的早籼新品种。浙辐 91 0在湖南省湘潭市 1 997、1 998两年区试中 ,比对照品种湘早籼 1 3分别增产 6 4% (达显著水平 )和 6 9%。在浙江省金华市 1 997、1 998两年区试中 ,浙辐 91 0比对照品种浙 852分别增产 5 5%和 9 8% (达显著水平 )。已分别于 1 999年 1月和 2 0 0 0年 4月通过湖南省湘潭市和浙江省农作物品种审定委员会审定。经稻米品质分析 ,浙辐 91 0糙米的蛋白质含量达 1 3 2 % ,因此 ,它是一个高蛋白水稻品种。     

盐胁迫下粪产碱菌在水稻根表的定殖(英文)

粪产碱菌A1 5 0 1能在氯化钠浓度高达 4%的固体和液体介质中良好生长 ,合成IAA和固定空气中的氮素。当氯化钠浓度超过 3 %时 ,A1 5 0 1丧失运动和趋化能力。一定盐浓度胁迫下A1 5 0 1能定殖在水稻根表和根毛区和侧根伸出部位 ,表现出较高的联合固氮活性。0 5 %的氯化钠能促进A1 5 0 1在水稻根表的定殖能力。A1 5 0 1能通过侧根伸出部位侵入根内。     

籼稻巨胚不育系龙特浦geA的选育

通过辐射诱变获得籼稻保持系龙特浦B巨胚隐性单基因突变体 (龙特浦geB) ,为龙特浦B的巨胚同型系 ,主要农艺性状无明显差异 ,但绝对胚重和相对胚重分别由原龙特浦B的 0 63mg和 2 78%提高到 1 1 5mg和 6 0 7% ,从而糙米粗脂肪含量由 2 50 %提高到 5 0 6% ,蛋白质由 9 0 0 %提高到 9 60 % ,各种氨基酸含量的相对值也相应提高 5 45%～ 3 0 3 6% ;用龙特浦geB回交龙特浦A育成巨胚不育系龙特浦geA ,其与龙特浦A的主要农艺性状、雄性育性特征及构成产量配合力无明显差异。     

创伤诱导苹果离体叶片高效直接体细胞胚胎发生

以苹果品种“嘎拉”试管苗叶片为试材 ,建立了苹果离体叶片高效直接体细胞胚胎发生体系 ,研究了创伤处理对外植体直接体细胞胚胎发生的效应。结果显示 ,创伤处理提高了外植体直接体细胞胚胎发生率和单位外植体体细胞胚胎产量 ,其中 ,各处理效应大小依次为 :刺伤 >横切 >纵切 ;一定范围内随横切次数和刺点数增加 ,外植体直接体细胞胚胎发生率保持稳定的高水平 ,单位叶片直接体细胞胚胎产量逐渐增加。刺 8点时直接体细胞胚胎发生率由对照的 6 5%增至 1 0 0 % ,直接体细胞胚胎再生数量由对照的 2 9 叶增至 2 6 2 叶     

一个水稻脆性突变体的遗传分析与基因定位

化学诱变处理籼稻品种E532,M3代中筛选出茎、叶均较脆的突变体,定名fr(fragile rice)。遗传分析表明,该脆性突变体受两对隐性基因叠加控制。以fr突变体与粳稻02428杂交的F2代群体为基因定位群体,利用SSR分子标记将fr突变位点分别定位在1号染色体上的SSR标记RM302和RM212外侧,遗传距离分别为11.89cm和15.19cm;7号染色体在RM11和RM234之间,遗传距离分别为9.36cm和10.01cm。这些结果为进一步研究脆性突变体及其基因精细定位打下基础。     

~(60)Co γ射线辐照处理圆叶决明种子对其生物学特性的影响

利用60 Coγ射线辐照豆科决明属 5个牧草品种的种子 ,通过盆栽试验观测其辐射效应。结果表明 ,辐射处理 5个决明品种的出苗率都有不同程度的下降 ;3472 1品种的茎长有显著下降、2 2 1 9品种的茎粗有显著增长、2 2 1 9品种的叶宽有极显著增长 ,其余无显著差异。供试 5个品种的分枝数、叶数、叶长都无显著差异 ,但大多数经辐射处理的种子的叶子在早期出现黑褐色斑点。供试品种的地上部植株干重表现为双向性 ,既有增长又有下降 ,其中 92 985品种有极显著增长、3472 1品种有显著减少 ,其余 3个品种无显著差异 ;2 2 1 7品种植株全N含量有显著提高、92 985品种全P含量则显著下降。供试的 5个品种的现蕾期、初花期、盛花期 ,初荚期、盛荚期、成熟期改变表现为双向性 ,既有提早 ,也有推迟。     

粮饲兼用玉米中原单32号的育成与推广

中原单 3 2号是由齐 3 1 8与原辐黄杂交选育而成。该品种高产 ,在中上等水肥条件下 ,产量 750 0～ 1 2 0 0 0kg hm2 ,产鲜秸秆 52 50 0～ 1 0 50 0 0kg hm2 ,粮、秆富含营养 ,分别含粗蛋白 1 2 77%和 9 2 % ,是优异的粮秆兼用品种。其综合抗性强 ,适于在黄淮地区华南以及宁夏、内蒙、甘肃、新疆等西北地区种植。中原单 3 2号光合效率高 ,氮素吸收利用率高 ,是获得高产优质的生理生化基础。     

低钾胁迫下不同耐低钾玉米品种 (系) 开花后根系生长和结构的变化

  【目的】  土壤缺钾常引起植株早衰,严重影响玉米产量。从玉米开花后根系形态、结构和活性等参数的变化,研究低钾胁迫下玉米早衰的机理。  【方法】  以耐低钾玉米自交系90-21-3和钾敏感玉米自交系D937为试材,进行池栽试验。设置天然低钾土壤 (低钾,–K) 和正常供钾 (CK,+K) 两个处理,分别于玉米开花后测定根系形态、结构和活性等参数。  【结果】  与正常供钾处理相比,低钾处理降低了90-21-3和D937根系中钾素含量,抑制了根系的生长,破坏了根系结构,引起根系活力降低。低钾胁迫下,90-21-3的第一层节根数目和根系干重分别显著降低了20.37%和42.24%,D937分别显著降低了39.06%和59.64%;90-21-3的第二层节根数目和干重分别显著降低了23.40%和39.30%,D937分别显著降低了36.67%和59.86%。随着玉米的生长,低钾胁迫下90-21-3和D937的根系活力以及第一层和第二层根的长度、表面积、体积和侧根长度整体均呈现降低趋势,D937降低幅度大于90-21-3,根平均直径整体逐渐增加。低钾胁迫下90-21-3根系解剖结构完整,外皮层和内皮层完整,大、小导管形状规则,结构清晰可见;D937根系解剖结构受破坏严重,外皮层和内皮层结构被破坏,导管形状不规则,大、小导管结构模糊甚至消失。与正常供钾相比,低钾胁迫下90-21-3的大导管直径、小导管直径、大导管面积和小导管面积分别降低了11.15%、14.37%、21.07%和30.21%;D937分别显著降低了33.99%、22.86%、56.43%和40.55%。  【结论】  低钾胁迫显著降低了玉米开花后根系的生长和结构的稳定性。与耐低钾玉米自交系 (90-21-3) 相比,钾敏感自交系 (D937) 在低钾胁迫下大面积皮层结构遭到严重破坏,内皮层结构不完整,导管形状不规则,大导管周围的小导管结构模糊,甚至消失,质膜透性高,影响养分和水分的吸收利用。而耐低钾玉米90-21-3在生育后期能够维持较大根系体积、根系活力以及输导组织,增强低钾胁迫下根系对外界钾素的吸收和运移能力,延缓根系衰老。     

种基盘苗与营养钵苗根系生长和形态的差异

为了探明苗木培育方式与根系发育的关系,以侧柏、刺槐、白榆的幼苗为对象,研究种基盘苗与营养钵苗对幼苗根系形态的影响。结果表明：由于空气断根效应,种基盘苗抑制了侧柏和白榆主根的生长,促进了刺槐主根的生长,但种基盘能有效促进3个树种的主根沿着重力方向生长,使主根发达而且通直,侧根粗壮且分布比较均匀,营养钵苗的根系主根不明显,根系盘绕现象严重;侧柏和白榆2树种种基盘苗的一级侧根条数分别比其营养钵苗增加181.8%和128.6%,并能显著增加白榆种基盘苗的一级侧根直径;侧柏、刺槐和白榆种基盘苗的一级侧根均匀分布在1-2、2-3、3-4和4-5 cm 4个区间,而营养钵苗则集中分布在1-2和2-3 cm 2个区间;种基盘可以促进苗木一级侧根条数增加和均匀分布,对提高苗木吸收水肥能力和保土固土能力有着积极的作用。     

EFFECT OF PHOSPHORUS APPLICATION ON HIERARCHICAL LATERAL ROOT MORPHOLOGY AND PHOSPHORUS ACQUISITION IN SOYBEAN

Root growth systems are hierarchical and sensitive to nutrient availability in soil. Lateral roots are an important component of plant root morphology. Phosphorus (P) availability regulates root branching in plants such as Arabidopsis thaliana, barley (Hordeum vulgare), and rice (Oryza sativa L.). However, little information is available for soybean (Glycine max L.). A pot experiment was conducted to determine the morphological characteristics of lateral roots of different orders and P acquirement of soybean seedlings under three levels of applied P of 0, 50 and 100 mg P kg^?1 soil. Root length, an important parameter of root characteristics, differed in four orders. Lateral roots in the second and third order contributed 39.4 and 34.2% of total root length, respectively. Moreover, since most of lateral roots were fine roots (roots having a diameter 0.5 mm), fine roots had a frequency distribution of 58.5 to 61.4% in the second and third orders. Phosphorus application significantly increased dry weight, total length and number of lateral roots in the four orders with the ranking of fourth > third > second > first (P ≤ 0.05), but did not affect the average length of a lateral root. Phosphorus application reduced the frequency distribution of fine lateral roots in the first and second orders, while increased in the third and fourth orders (P ≤ 0.05). Compared with the medium P application (50 mg P kg^?1 soil), the high P application (100 mg P kg^?1 soil) inhibited lateral root growth with decreases in root dry weight, root length and root number at all orders. Phosphorus concentration and content increased with the increase in P application. The correlation between characteristics of lateral root and P status in the plants varied among root orders. The length of lateral roots from first to third order had a positive correlation with P concentration in root and shoot, and had a good relationship with P content. Lateral root numbers at the second, third and fourth orders were significantly correlated with P content while no correlation was found with the average length of a lateral root. It is proposed that the main effect of P application appears to be on the lateral root initiation rather than on lateral root elongation, and P favors the lateral root formation of the higher orders. The total length and number of lateral root at the second and third orders play a more important role in P content than those at other lateral root orders.     

不同水分条件下水稻苗期根系性状的QTL分析

以超级杂交稻协优9308(协青早B/中恢9308)衍生的234个重组自交系(RIL)为材料,在正常水分和20%聚乙二醇(PEG-6000)模拟水分胁迫处理下对水稻苗期最长根长、总根长、根表面积、根体积、根平均直径、根尖数、根鲜重和根冠比进行QTL定位分析。采用复合区间作图法,共检测到影响8个根部性状的21个QTL,单个QTL可解释的表型变异介于4.80%～11.35%。其中,正常水分条件下检测到7个QTL,分布在第2、3、9、10、11染色体上;水分胁迫条件下检测到14个QTL,分布在第2、3、5、6、9染色体上。不同水分条件下检测到的QTL位点差异很大,表明不同水分条件下的遗传机制不同。在第3和第6染色体上各检测到1个根部性状的QTL簇,尤其在第3染色体RM6283-RM7370区间发现苗期根系性状与抗旱性及产量相关性状之间存在连锁关系,利用这些QTL紧密连锁的分子标记进行辅助选择,可望同时对多个相关性状进行遗传改良。     

Architectural and anatomical responses of maize roots to agronomic practices in a semi‐arid environment

Root architecture and anatomy are important determinants of nitrogen (N) and water acquisition, but they are also environmentally plastic to adapt to N and water availability. Therefore, understanding the relationship between root traits and environmental factors is essential for improving N and water acquisition. A field experiment was conducted in the semi‐arid region of the Loess Plateau in northwestern China to quantify the architectural and anatomical root traits of maize (Zea mays L.) in response to plastic film mulching and N fertilization. We compared four treatments: non‐mulching with and without N supply as well as plastic film mulching with and without N supply. Variation existed for all root architecture and anatomy traits within maize root crowns. Crown and brace root angles to the soil line decreased in response to film mulching and N fertilization. Crown roots under plastic film mulching showed a significantly decreased distance to branching, reduced lateral root length, and overall increased root diameter. Similarly, N application significantly decreased the distance to branching, yet induced more compact and denser crown roots, and increased the root diameter. Brace roots exhibited an increased distance to branching, greater lateral root length and density, as well as a larger root diameter in response to plastic film mulching and N fertilization. Additionally, the accumulated number of nodal roots increased greatly under plastic film mulching and N treatments. At the anatomical level, N application reduced the proportion of the root cortical aerenchyma area. In contrast, aerenchyma area, cortex cell size, and late metaxylem vessel diameter were increased as a result of plastic film mulching. These results demonstrate root architectural and anatomical traits respond to mulching practices and N fertilization.     

在苏铁类植物中再次发现导管

本研究对越南蓖齿苏铁（Cycas elonga)的根进行了观察,发现其次生木质部中具导管,导管分子横切面观为近圆形,侧壁为孔纹纹饰,具缘纹孔,端壁具一较大穿孔,为单穿孔板,两相邻导管分子在穿孔处较水平地相连接。端壁常具尾尖;每个导管分子长度较大。这是继鳞秕泽米铁中发现导管之后再次在苏铁类植物中发现导管。这对于系统与演化植物学和结构植物学方面具重大的意义。     

利用多视角图像法分析番茄幼苗根构型对氮水平的响应

【目的】 根系作为植物从环境中获取氮素的重要器官,如何无损并高效地获取其特征参数值是当今研究热点。随着高清成像技术的迅速发展,基于多视角图像法是研究植株根构型无损测量的新型方法。本研究对根系多视角成像系统和 GIARoot 软件平台相结合的多视角图像分析法精度进行了较系统的评估。并利用此套系统动态定量分析了不同氮素水平对番茄幼苗根构型的影响,为进一步研究植物根构型与矿质元素互作提供新的手段和依据。 【方法】 本研究以“中杂 109”番茄为材料进行水培试验,设置 4、12、20 mmol/L 3 个氮处理,分别以 N4、N12、N20 表示,定植于透明玻璃柱中 16 d。利用自行设计的根系多视角成像系统获取每天根系 360°图像序列,并基于 GIARoot 软件平台对图像序列进行根系特征参数的定量计算,在第 16 d 时将根系进行破坏性取样,将 GIARoot 基于无损测定分析的图像系列结果与 WinRHIZO Pro 的破坏性取样根系扫描图的计算结果进行对比评估。 【结果】 GIARoot 与 WinRHIZO Pro 根系特征参数评估结果总体上线性回归斜率在 0.96～0.99, R2 均为 0.99, RE 为 2.95%～12.69%,根总长、根总表面积、根总体积和根平均直径的 RMSE 分别为 44.73 cm、4.96 cm2、0.09 cm3、0.05 mm,各个根系特征参数差异均不显著 ( P > 0.05)。在 N4、N12、N20 3 个氮处理下,番茄幼苗定植 16 d 内各根系特征参数值均为 N12 处理最大,且 N20 的根总长、根总表面积、根垂直投影面积、根总体积分别比 N4 的高 14.2%、13.2%、35.8%、27.7%,而 N4 的横截面最大根个数、一级侧根个数分别比 N20 的高 28.2%、30.4%。不同氮水平间,第 4 d 根总长、根总表面积、根垂直投影面积出现显著性差异 ( P < 0.05),N12 分别比 N20 显著高 113.9%、153.7%、113.8%。第 12 d 根总体积、横截面最大根个数出现显著性差异 ( P < 0.05),N12 分别比 N20 显著高 57.0%、117.9%。而根平均直径 16 d 内无明显差异 ( P > 0.05),均在 0.42～0.54 mm。 【结论】 利用将多视角成像系统和 GIARoot 软件平台结合的多视角图像法,进行无损测量获取根系特征参数值是可行的。通过对不同氮水平下番茄幼苗各根系特征参数分析表明,适当提高氮浓度可以促进番茄幼苗根系生长,20 mmol/L 的高氮对根系生长具有抑制作用,且相对于根总长、根总表面积、根垂直投影面积、根总体积,这种抑制对侧根数量尤为明显,氮素浓度对根平均直径影响最小。      

氮肥施用量对高产甜菜纤维根系分布及活力的影响

为了解施N肥对甜菜生长的影响规律。在田间条件下,研究了不同施N量（0、90、180、270、360 kg/hm2）对甜菜（KWS2409）纤维根系生长、分布和活力变化的影响。结果表明,施N比对照增加浅层侧根数、外层和深层纤维根干重及100 cm土层纤维根总干重,并提高各生育期侧根和主根活力。其中,100 cm土层最大纤维根干重施N 比对照增加了60.4%～168.4%,最大侧根数增加了22.7%～75.1%,且以0—20 cm和40—60 cm深的外土层及80—100 cm深的内土层纤维根系增加较大,分别比对照增加了129.6%～266.8%、71.0%～234.0%和101.5%～202.8%。主根伤流液量和侧根的活力分别比对照增加了56.2%～89.9%、23.7%～63.4%。N 180 kg/hm2处理0—100 cm土层中纤维根总量、各土层中根量最大,各生育时期主根和侧根活力最强,块根产量（82609.63 kg/hm2）和产糖量（13892.64 kg/hm2）均最高,而含糖率（16.83%）较N0处理（18.34%）略降。说明合理施N量有利于甜菜纤维根系生长和提高产糖量。