玉米和小麦在光合诱导期间非光化学猝灭（qN）差异

为了比较玉米(Zea mays L.)（C4）与小麦 (Triticum aestivum L.)（C3）黑暗向光照变化过程中的光诱导适应性反应，对非光化学猝灭（Non-photochemical quenching, qN）的动态变化特征进行了观察和分析。结果表明，在15 min至24 h的不同暗适应处理中，根据qN的光适应的动态变化可分为F型（快速稳定型）、M型（中速稳定型）和S型（慢速稳定型）3种。在暗适应后的光诱导期间，小麦q_N主要表现出M和F型，玉米则表现出S和M型。通过对主要的荧光参数分析，小麦与玉米的F_v/F_m,qp和Φ_psII差异较小，而且qN稳定值有一定的差异，但TqNmex(q_N达到最大值的时间）和Tq_N（q_N达到稳定值的时间）玉米明显高于小麦，差异极明显。进一步分析经黑暗处理后光诱导的光合速率和气孔导度的动态变化，两作物虽然在增加的速率和稳定后的绝对值有差异，但达到稳定的时间无明显的不同。通过塑料膜包封叶片的方法阴止CO₂同化，而qN变化特征也基本不改变。这意味着短时间的C代谢不明显影响q_N对光诱导的反应。对光系统I反应中心P₇₀₃的典型氧化还原方式的测定和电子库容能力的分析也表明它们不是造成qN动态变化的主要原因。然而，对qNmex成分的分析证明高能态猝灭（high-energy state quenching,q_E）、转化猝灭（transition quenching,q_T)和光抑制猝灭（photoinhibitory quenching,q1)分别为55.6%、18.5%和25.9%，说明qE是导致玉米qN在暗处理后的光诱导表现出TqN_mex高、Tq_N长的主要原因。这意味着玉米（C4）在暗一光的变化中维持较高的qE，保持较高的类囊体质子梯度，有益于启动NADPH和ATP的形成。     

亚麻受精过程及其经历的时间

应用石蜡制片技术, 观察亚麻的受精过程及其各阶段经历的时间。结果表明, 亚麻开花时落到柱头上的花粉随即萌发, 花粉管在花柱引导组织的细胞间隙中生长, 进入子房后经子房内表面, 沿胎座经珠柄进入珠孔, 进入1个助细胞, 在卵细胞与中央细胞之间释放2个精子;精子脱掉细胞质鞘后,形成精核与细胞质体;2个精核同时分别进入卵细胞和中央细胞, 并与卵核及次生核融合;精核与次生核融合速度稍快;观察到合子中雌、雄性核仁融合的过程。受精各阶段经历的时间为,花粉落到柱头上随即萌发;开花后4.5 h左右, 花粉管长入胚珠的珠孔;4.5~5.5 h,花粉管进入1个助细胞并释放精子;5.5~6.5 h为精卵融合和精核与次生核的融合期;7.5~8.5 h初生胚乳核分裂;12.5 h之后,合子分裂;6.5~12.5 h为合子静止期。     

高粱受精过程及其经历的时间

应用常规石蜡切片技术, 对高粱花粉管生长途径、双受精过程及其经历的时间进行研究。结果表明, 高粱开花即授粉,花粉随即萌发, 花粉管进入羽状柱头分支结构的细胞间隙,向下生长于花柱至子房顶部引导组织的细胞间隙中;进入子房腔后,在子房壁与外珠被之间的缝隙中向珠孔方向生长;花粉管破坏一个助细胞后, 在卵细胞与中央细胞之间的空隙中释放连续的球状内容物;两个精核分别进入卵细胞和中央细胞分别与卵核和极核融合。受精过程经历的时间为开花后0.5~3 h左右, 花粉管破坏一个助细胞进入胚囊,并释放精子;1~3 h精核与极核融合形成初生胚乳核, 精卵融合形成合子;4 h左右初生胚乳核分裂;14 h左右合子分裂。4~14 h为合子静止期,该期为物理、化学诱变及花粉管通道法转基因技术实施的合适时间。     

缺磷胁迫下不同磷效率小麦品种及其杂种F1的磷吸收利用特性

在缺磷胁迫下，对磷低效、磷吸收高效和利用高效3个小麦品种及其杂种F₁的磷吸收、利用特性进行了研究。结果表明，与磷低效品种Nc37相比，磷吸收高效品种81(85)单株次生根数较多、次生根直径较大、根系干物质重量较大、TTC（氯化三苯基四氮唑）还原力较高和单株全磷量较多。其对磷素吸收量的增加，是根系形态和根体构型改变和对土壤中难溶性磷素利用能力增强两方面共同作用的结果。利用高效品种（蚂蚱麦）具有较高的旗叶酸性磷酸化酶活性和较高的磷利用效率，对于改善植株体内磷的代谢周转和再利用能力，进而提高植株的磷利用效率可能具有较重要作用。在F_1-1 [Nc37×81(85)], F_1-2 (Nc37×蚂蚱麦)和 F_1-3 [81(85) ×蚂蚱麦]3个杂种F₁中，单株次生根数、次生根粗度、单位土体根系干重、根系TTC还原力、植株成熟期全磷量和旗叶酸性磷酸化酶活性的离中优势（Hm）和超高亲优势（Hh）多为正向优势。其单株籽粒产量的Hm和Hh均为正值，分别变化在31.7%~32.8%（Hm）和18.5%~29.6%（Hh）之间。用高效吸收、利用2个不同类型的小麦品种作亲本配制杂交组合，充分利用F1代在磷吸收利用上的杂种优势，对于改善在磷胁迫下小麦的磷素营养可能具有重要作用。     

花生双受精过程及其经历时间

通过石蜡切片技术研究了花生双受精作用的全过程, 结果表明, 开花后1 h花生的花粉管内的生殖细胞进入有丝分裂, 大约3 h完成。开花后8 h左右精子已经释放到胚囊, 开花后9~13 h精核分别与卵细胞和极核或次生核融合。卵细胞受精之后, 直到开花后30 h合子中的2个核仁渐渐融合, 进入分裂期, 合子多数是横分裂, 少部分纵分裂, 开花后32 h合子分裂形成二细胞原胚。合子休眠期为19 h, 极核在受精之前一部分融合成次生核, 极核或次生核受精之后, 在开花后13 h几乎大部分融合结束, 其中的一个极核或次生核中出现雄性核仁, 形成初生胚乳核, 初生胚乳核不经休眠或极短时间的休眠在开花后15 h分裂。本研究提供了花生受精过程的雌雄性细胞融合形态变化与相应经历的时间。确定了花生合子休眠期, 丰富了花生胚胎学资料, 对花生育种、转基因操作等具有重要意义。     

小麦籽粒颜色与抗氧化作用

以抗活性氧活力单位、抗超氧阴离子活力单位和总抗氧化活力单位为指标，研究了白、红、紫、深紫、紫黑、蓝等不同颜色小麦籽粒的抗氧化能力，并分析了其与色素、黄酮等抗氧化物质含量和抗氧化酶活性之间的关系。结果表明，小麦籽粒颜色与其抗氧化活性之间存在着非常密切的关系，蓝、紫黑、深紫、紫等黑粒小麦籽粒的抗氧化能力高于白粒和红粒小麦。黑粒小麦的总黄酮、氨基酸、Vc、类胡萝卜素等抗氧化物质含量和SOD等抗氧化酶活性高于普通白粒和红粒小麦；并且籽粒色素含量、总黄酮含量、总氨基酸含量以及SOD活性与3个抗氧化能力指标显著或极显著正相关，Vc和类胡萝卜素含量与3个抗氧化指标之一或之二显著或极显著正相关，说明色素、黄酮、SOD、Vc和氨基酸等是蓝、紫黑、深紫、紫等黑粒小麦的抗氧化能力强于白粒和红粒小麦的主要物质基础。     

小麦叶绿素缺失突变体Mt6172及其野生型叶片蛋白质组学双向差异凝胶电泳分析

以空间环境诱变获得的小麦叶绿素缺失突变体Mt6172的白化苗及其野生型邯6172的叶片为材料,进行双向差异凝胶电泳(2D-DIGE)蛋白质组学分析。在1645个蛋白点中,发现100个差异1.5倍以上的蛋白点,对在分析胶中得到的85个点进行质谱鉴定,最终鉴定出29种差异蛋白的62个差异点,其中50个表达下调,12个表达上调,可分为10个功能群。表达下调的蛋白主要定位于叶绿体中,包括光系统I、光系统II、NAD(P)H脱氢酶复合体和ATP合酶的部分亚基,以及参与卡尔文-本森循环、糖代谢和应激反应的蛋白。非叶绿体蛋白中的大部分表达上调,主要参与抗氧化反应、转录激活和蛋白质折叠等途径。初步推断,光合作用主要蛋白复合体的缺失、叶绿体抗氧化能力的下降和叶绿体RNA转录后编辑途径受阻等可能是Mt6172白化致死的重要原因。     

调控小麦苗期性状的QTL定位

苗期地上部和根系的繁茂性对于小麦生长后期有重要影响,对调控小麦苗期性状的QTL进行定位,能进一步发掘调控小麦苗期性状的基因位点,有利于分子标记辅助选择育种.本试验以一套重组自交系群体为材料,检测了调控小麦苗期性状的QTL位点.共检测到调控4个性状的14个QTL位点,包括4个主效QTLs和10个微效QTLs,分布在3A、3B、4A、4B、5D、6A和6B共7条染色体上,贡献率在5.8％ ～ 18.4％之间.这些位点的发掘,有助于增进对小麦苗期性状的遗传基础的认识,并在小麦育种上具有潜在的应用价值.     

小麦花粉管途径转化及高效筛选体系的建立

本文报道了一种从大量花粉管途径转化处理后代中快速有效地筛选到转基因植株的方法。转化质粒为含bar筛选标记基因的天麻抗真菌蛋白(GAFP)与兔防御素(NP-1)双价抗病基因植物表达载体(pBI35S-gafp-NP1-bar),受体小麦品种为扬麦158和Alondra。对花粉管途径转化处理获得的种子分3步进行筛选鉴定：首先,转化处理种子密播于塑料盘中,待小苗长到3叶期时,用浓度为120mg／L的Basta除草剂弥雾喷施筛选,约10d后绝大部分小苗变黄枯死,只有约1％的高抗Basta除草剂的T0小苗存活;然后对其Basta抗性植株用gafp基因引物进行PCR检测,其中62．5％的Basta抗性植株为PCR阳性;最后将T0代PCR阳性植株后代种子(T1)分别发芽并按株系混合取样提取DNA,分别用gafp和bar基因引物进行PCR检测验证,结果均为阳性。表明外源基因已整合入小麦基因组并由T0代植株稳定遗传到T1代,同时证明该筛选方法是可靠有效的。     

普通小麦近缘物种黑麦1R、簇毛麦1V及鹅观草1Rk#1染色体特异分子标记的筛选

为筛选普通小麦近缘物种黑麦1R、簇毛麦1V及鹅观草1Rk^#1染色体特异分子标记，根据已定位于普通小麦第一部分同源群的EST序列设计104对STS引物，对中国春、鹅观草、黑麦及簇毛麦进行多态性分析。在104对STS引物中，有53对在对照普通小麦中国春与鹅观草、黑麦及簇毛麦之间存在多态性。利用普通小麦-黑麦1R~7R二体异附加系筛选出5对黑麦1R染色体特异标记，分别是CINAU 19-₅₀₀、CINAU20-₉₅₀、CINAU21-₁₅₀₀、CINAU22-₃₁₀和CINAU23-₂₀₀₀；利用普通小麦-簇毛麦1V~7V二体异附加系筛选出5对簇毛麦1V染色体特异标记，分别是CINAU23-₁₇₀₀、CINAU24-₁₀₅₀、CINAU25-₁₆₅₀、CINAU26-₅₀₀和CINAU27-₆₂₀；利用鹅观草二体异附加系DA1Rk^#1、异代换系DS1Rk^#1(1A)、端体系DA1Rk^#1L、易位系T1Rk^#1S·W、长臂缺失系Del1Rk#1L筛选出5对鹅观草1Rk^#1特异标记，分别是CINAU27-₉₆₀、CINAU28-₁₃₆₀、CINAU29-₄₈₀、CINAU30-₅₆₀和CINAU31-₅₂₀。研究表明，可以利用普通小麦的EST序列设计PCR引物，转化成STS标记，筛选普通小麦近缘物种黑麦、簇毛麦及鹅观草等染色体特异的分子标记，快速检测和追踪导入普通小麦背景中的黑麦1R、簇毛麦1V及鹅观草1Rk^#1染色体或染色体片段，为深入研究普通小麦远缘杂种材料提供新的工具。     

小麦花粉管通道法转基因研究进展

自1983年我国学者创立花粉管通道法以来,在多种农作物中得到应用。本文概述了花粉管通道法的转化原理,重点介绍了小麦花粉管通道法转基因的操作技术和各种影响因素,转基因后代的遗传变异以及小麦花粉管通道法所取得的成果,在此基础上,指出应加强外源DNA导入后对受体DNA的作用机理研究,进一步优化各种转化条件,提高转化效率,使花粉管通道法在转移外源基因上发挥更大的作用。     

阔叶杨桐花粉离体萌发和花粉管生长特性的研究

研究了不同浓度的蔗糖和硼酸,在不同温度和培养时间内对阔叶杨桐花粉萌发率和花粉管生长的影响,以期为阔叶杨桐的繁殖育种研究提供依据.结果表明:1)不同浓度的蔗糖和硼酸处理组之间存在显著性差异,蔗糖和硼酸都能促进杨桐花粉萌发和花粉管的生长,但超过一定浓度则会起到抑制作用;2)随着培养温度的升高,花粉萌发率和花粉管长度呈先升后降的趋势;3)随着培养时间的延长,花粉萌发率和花粉管长度逐渐增加,但最初的前12h内花粉萌发快,在培养的前9h内花粉管生长较快.4)实验显示:阔叶杨桐花粉培养的最适培养基是15％蔗糖和0.02％硼酸,最适培养温度为25℃,培养24 h后花粉萌发率为84.32％,花粉管长达2 003.51 μm.     

黄瓜花粉管通道法抗虫基因导入及卡那霉素抗性筛选

研究了不同浓度卡那霉素（Km）对未转化黄瓜种子萌发及幼苗生长的影响,建立了转基因黄瓜卡那霉素抗性筛选体系。种子首先播在含Km200mg／L的1／2MS培养基中,能有效地抑制黄瓜幼苗生长,10d后剪掉根系扦插移栽于蛭石中,能促使非转基因植株衰弱或死亡,有效地加速筛选。应用该筛选体系对花粉管通道法获得的抗虫转基因黄瓜T0种子进行初步筛选,获得Km抗性植株,抗性植株筛选率为1．6％,其中8．9％经PCR分子检测为阳性植株,初步证实EQKAM抗虫基因已整合到黄瓜基因组中.     

茉莉花粉离体培养萌发及花粉管生长特性研究

为了揭示茉莉花粉育性并为其活力检测提供一种高效方法,研究了取粉时间、基本培养基种类及不同添加物浓度、pH值、温度、光照、时间等因素对花粉离体培养萌发和花粉管生长的影响,并应用扫描电子显微镜观察了花粉在柱头上的萌发情况,以对检测方法进行验证。结果显示,早上8：00-9：00所取花粉活力最高,适宜萌发的培养基为BK（成分为100 mg/L的H3BO3、100 mg/L的KNO3、200 mg/L的MgSO4·7H2O和300 mg/L的Ca（NO3）2·4H2O）＋蔗糖80 g/L＋PEG4000120 g/L,适宜的pH值6．0,最佳培养温度为25～30℃、光照为35～50μmol/（ m2· s）、时间为3～4 h。相关性分析发现,花粉萌发和花粉管生长均与光照强度和培养时间呈极显著正相关（P＜0．01）,与培养基pH值呈正相关、与蔗糖和PEG4000浓度均呈负相关、与培养温度分别呈负相关和正相关,但相关性均未达显著水平（P＞0．05）。研究表明,茉莉花粉总体上活力较低,离体培养萌发不失为一种简单、快速、可靠的检测方法,但应注意对培养条件的选择和优化以达到最佳效果。     

水稻花粉管通道法导入高粱DNA的SSR分子验证

从60对SSR引物中筛选出17对,对供体高粱、受体水稻及其外源。DNA导入后代稳定材料进行了分子验证,结果表明供体高粱与受体水稻间存在多态性、受体水稻与后代稳定材料间出现多态性,供体高粱与部分后代稳定材料间出现相同的扩增带,部分供体与受体共有的特征带在后代中消失、而有些后代出现了供体和受体均没有的扩增带。这表明供体高粱的DNA不同片段已整合到水稻品种中,获得了不同的变异材料,这些。DNA片段能在后代中稳定遗传。     

花粉管通道转基因技术及在小麦分子育种中的应用

文章首先简要回顾了花粉管通道法转基因技术的发展历程,并从花粉管通道法转化的发育及分子证据的提出出发,详细介绍了转化的作用机理和操作技术,提出花粉管通道法转基因技术是一种十分有效的转基因技术,并以变异频率高,性状变异广泛,类型丰富,稳定快,一次导入片段多及低成本等优点而受到科研工作者的亲睐;其次,就花粉管通道转基因技术在小麦分子育种中的应用进行了综述,指出花粉管通道转基因技术在小麦品质创新及分子育种中具有特殊的意义,主要体现在品质改良育种和抗性育种方面,并且取得了可喜的成就,选育出了一系列新品系,如春小麦89122,丰富了品质资源;最后,就花粉管通道法转基因技术存在的问题和应用前景进行了探讨和展望。     

利用花粉管通道法将叶片衰老抑制基因PSAG12-IPT导入普通小麦的研究

利用花粉管通道法将叶片衰老抑制基因PSAG12-IPT导入普通小麦品种西农1376,经PCR﹑GUS组织化学染色﹑点杂交和Southern杂交分析,证明带有特异启动子的目的基因已整合到5个植株的基因组中,且在大部分转基因植株中能够稳定遗传。通过叶片细胞分裂素含量﹑叶绿素含量﹑叶片衰老进程及农艺性状分析,初步证明PSAG12-IPT基因在     

玉米三种不同花粉管通道法转化BcBCP1基因的初报

采用DNA柱头滴加法、花粉粒携带法和开苞叶导入法等3种不同的花粉管通道遗传转化方法,将抗逆基因BcBCP1转入3个玉米自交系合344、农大178和郑58中,对3种方法的部分影响因素进行了优化,旨在筛选出转化效率高的方法,为玉米转基因育种提供技术支持。结果表明:DNA柱头滴加法的DNA溶液浓度100g/mL,授粉后18h转化率最高。花粉粒携带法最佳处理时间为10min。开苞叶导入法在授粉后18h转化率最高,DNA浓度为100μg/mL。T0代共筛选出338株除草剂抗性植株,其中87株PCR呈阳性。DNA柱头滴加法的平均PCR阳性率最高,为1.99%;而花粉粒携带法的平均PCR阳性率最低,为0.23%;开苞叶导入法平均PCR阳性率居中,为0.32%。