海甘蓝与芸薹属属间杂交的受精和胚胎发育

本文首先对海甘蓝和芸薹属属间杂交的花粉粒萌发、花粉管生长以及珠孔受精情况进行了观察,结果表明,甘蓝型油菜和白菜型油菜与海甘蓝杂交存在受精前不亲和,而芥菜型油菜与海甘蓝属间杂交时,花粉管生长正常,授粉后3～4天可通过珠孔受精。通过对芥菜型油菜×海甘蓝属间杂种胚与芥菜型油菜自交胚的发育过程的比较研究,发现杂种胚败育的原因是:①对于较早败育的胚囊,胚在2细胞原胚时,珠心组织开始解体,珠被绒毡层开始退化,胚在发育过程中呈饥饿状态。②对于较晚败育的胚囊,杂种后代的胚要比自交胚发育延迟,在32～64细胞原胚或多细胞球形胚阶段,胚体停止发育,胚乳细胞开始形成,要比自交提前4天形成胚乳细胞;到授粉25天后,球形胚体开始解体,胚乳细胞开始退化。这和前人观察到的杂种胚的败育的结论有所不同。     

八倍体小黑麦85-196与其亲本的主要性状及受精过程和胚胎发育的研究

人工合成的八倍体小黑麦85-196的染色体数为2n=56,株高、穗长及小穗数居双亲之间,偏低、偏长、偏少,每穗结实粒少,种子不饱满。受精过程与其亲本基本相近,但胚和胚乳发育过程中淀粉粒分布状况与其亲本有区别,受精后不能正常发育(败育)的种子占有一定比例。认为八倍体小黑麦籽粒不饱满和结实率低的主要原因是胚乳发育不正常所致。     

玉米籽粒的败育

玉米籽粒的败育山东省泰安市农科所（２７１０００）陈举林玉米的雌小花在完成正常的授粉、受精过程后，经过生长发育及同化产物的转移，最终形成有效籽粒。但在雌穗的顶部，常有部分分化完全的小花，在完成受精后的发育过程中停止发育，最后形成没有收获价值的败育粒。败...     

植物种子大小调控信号通路研究进展

种子发育及其调控机制是发育生物学中重要的问题。在被子植物中,种子发育从双受精事件开始,继而形成二倍体胚和三倍体胚乳,种皮包裹着胚和胚乳,胚、胚乳和种皮协调生长和调控,从而确定种子的最终大小。种子生长主要由合子组织和母体的内部遗传信息控制。种子大小可通过调节胚乳生长来控制,即种子大小取决于合子组织的基因型。母体为胚胎和胚乳的生长提供空间,种皮发育决定种子大小的上限,说明母体组织的基因型也调控着种子的大小。目前已知控制种子大小的信号途径主要有:IKU(HAIKU)通路、泛素-蛋白酶体通路、G(Guanosine triphosphate)蛋白信号通路和丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)信号通路,植物激素和转录调节因子。本研究综述了拟南芥和水稻两种模式植物种子大小调控的研究进展,主要围绕调控因子的遗传和分子机制展开。     

采用切割花柱和幼胚离体培养方法培育百合种间远缘杂交种

根据国际上以往的研究,许多百合种间远缘杂交时不能受精,即使受精后其种胚也不能正常发育。胚不能正常发育的主要原因是胚与胚乳不亲和或胚乳败育(1、7、9),而各种百合杂交不亲和的机制主要由花柱控制(1、10)。因此,试验中我们采用了切割花柱和幼胚离体培养法,来进行百合种间远缘杂交。     

华北驼绒藜种子发育过程中内源激素变化动态的研究

以3种结实类型华北驼绒藜的种子(正常发育型,轻度败育型,高度败育型)为材料,对种子发育过程中内源激素含量动态进行了观察测定.结果表明:正常发育型华北驼绒藜种子IAA和GA,含量随着种子的发育呈持续上升趋势,轻度败育型和高度败育型种子IAA和GA3含量在种子发育初期(花后10 d)同时出现明显下降,随后开始上升;ZR含量在种子发育过程中呈单峰曲线,败育型种子的ZR含量要显著低于正常发育型;ABA含量在种子发育前期较低,随着种子的发育呈上升趋势,但3种结实类型种子间的差异并不是很大;在种子发育初期(花后10 d),正常发育型与两种败育类型种子(IAA GA3 ZR)/ABA的比值差异达到最大,说明内源激素动态变化及它们之间的比例平衡关系与华北驼绒藜胚胎败育有着密切联系.     

红宝石无核葡萄胚发育及败育的观察

以种子败育型葡萄红宝石无核为试材,采用石蜡切片法系统观察其胚发育及败育进程.结果表明,红宝石无核胚能发育到心形胚阶段,随后胚逐渐败育,胚珠不能继续发育为成熟种子.红宝石无核的胚乳败育早于胚败育,其胚挽救适宜取材时期是花后40天.     

施氮对夏玉米不同部位籽粒灌浆的影响

籽粒败育是影响玉米产量的一个限制因素,高密[1]、弱光[2]、氮缺乏[3]等等都使败育粒数大量增加.败育与籽粒所处的位势有关,常发生于穗的顶部.顶部小花分化发育晚,花丝抽出迟,授粉受精晚,中下部小花的早受精子房对顶部小花有库位抑制作用,是顶部受精小花败育的一个原因[4,5].本试验在不同的种植密度、施氮水平下,采用人工同步授粉的方法,排除授粉受精早晚对顶部、中下部小花发育的影响,旨在探讨氮肥对不同部位籽粒灌浆和形成的影响机制,以便为生产中进行合理调控提供理论依据.     

植物种子败育研究进展

种子败育在许多植物中普遍存在并一直是植物界研究热点。本文重点综述了近十年来在研究影响种子败育的内因(胚胎学、生理生化机制)和外因(环境条件、生长调节物)方面取得的主要进展。种子败育的胚胎学机制主要有以下4个方面：(1)雄性不育,包括花药退化、花粉败育、绒毡层细胞结构异常等;(2)雌性器官不孕,主要表现为雌性器官形态结构异常、大孢子母细胞及营养器官退化;(3)授粉受精不良,主要表现为自交或异交不亲和;(4)胚中途败育,不同植物胚败育的时间、败育原因及解剖学特征各不相同。不同的内源激素对植物胚胎发育的影响各不相同,激素含量的异常会导致种子败育;田间喷施GA3在提高果树座果率的同时常大大提高无仁率。矿质元素的缺乏会使一些植物发生种子败育。另外,环境胁迫等外在因素会严重影响种子发育。     

蓖麻RcWRI1基因表达分析及生物信息学分析

WRINKLED1(WRI1)是成熟拟南芥种子中油脂积累的重要调节蛋白,是植物特异转录因子家族(AP2/EREBP)的一个成员,其靶基因主要参与脂肪酸合成和糖酵解,因而在植物脂肪酸合成和积累中起着重要的作用。通过半定量分析了蓖麻中与拟南芥WRI1同源的RcWRI1、RcWRI3和RcAIL5基因在叶片及种子不同发育时期的表达量。结果显示在叶片中RcWRI1和RcAIL5基因有少量表达,RcWRI3无表达;在种子发育过程中,RcWRI3基因仅在种子发育前期表达,RcWRI1和RcAIL5基因在发育过程中表达量先增大后减小,其中RcWRI1的表达量较高。并进一步对RcWRI1、RcWRI3、RcAIL5进行生物信息学分析。     

水稻种子特异表达OsEnS58基因的克隆与表达分析

水稻是世界重要的粮食作物之一,胚乳是水稻营养物质运输与储存的场所。为探究水稻胚乳特异表达基因Os EnS58的结构与功能,本研究以粳稻‘中花11’为材料,通过生物信息学和分子生物学分析该基因的结构与表达。生物信息学分析显示,OsEnS58基因全长766 bp,其启动子包含多种胚乳特异表达、光响应和激素调控相关的元件。qRT-PCR分析发现,OsEnS58在授粉后10 d种子中高表达;原位杂交进一步证实该基因在授粉后7 d和10 d种子的内种皮中高表达,这说明OsEnS58为胚乳特异表达基因。共表达分析显示,与OsEnS58共表达基因参与水稻转录调控、胁迫响应和转运调控。本研究结果表明OsEnS58基因在水稻种子发育,尤其是储藏物质的合成、转运与储藏过程中发挥作用,为进一步研究其在水稻中的分子机制提供了科学依据。     

玉米籽粒发育早期的乙烯代谢研究

本文对籽粒败育与乙烯的关系进行了探讨。采用两类不同基因型(果穗顶端败育类型和正常类型)玉米杂交种为材料,对籽粒发育前期乙烯的代谢变化进行了双向比较研究。结果表明：籽粒的乙烯释放量在授粉后的0~8天((0~8DAA)出现高峰。同期败育类型玉米籽粒的乙烯释放量显著高于正常类型;在同一类型中又表现为顶部高于中部。这种乙     

红麻HcMS1基因的克隆、表达与功能分析

为挖掘红麻雄性不育核基因,解释红麻花蕾败育的分子机理,通过分析转录组数据,利用同源克隆的方法从红麻花药中克隆出拟南芥MALE STERILITY1(MS1)的同源不育基因,并命名为HcMS1基因。利用生物信息学方法对HcMS1蛋白进行结构、理化性质及亲缘关系等分析,并通过qRT-PCR分析HcMS1基因在红麻不育系、保持系不同时期的表达水平;构建过表达载体,利用叶盘法转化本氏烟草并对转基因烟草进行表型观察。HcMS1基因序列开放阅读框(ORF)为1 950 bp,编码649个氨基酸。生物信息学分析显示,HcMS1蛋白为亲水蛋白,定位在细胞核上且含有典型PHD-finger结构域,没有信号肽和跨膜区结构,与陆地棉MS1蛋白亲缘关系最近,其次为木槿MS1蛋白。qRT-PCR结果表明,HcMS1基因的表达量在保持系和不育系中均呈现先上升、后下降的趋势,且在红麻花蕾的四分体至单核期表达量最高,这与拟南芥中MS1基因表达模式一致;另外在保持系中基因的表达水平显著高于不育系,推测红麻败育与HcMS1基因的低量表达相关。通过遗传转化试验发现,HcMS1转基因烟草株型较矮,花萼大小不一,花筒长度缩短,并出现自交不结实的现象,说明红麻HcMS1基因的异源表达有影响本氏烟草正常育性的功能。从红麻花药中成功克隆出核不育相关基因HcMS1,并对其进行功能分析,为后续红麻雄性不育育种工作提供了一定的理论依据与基础。     

中国科学院在植物基因组印迹研究中取得进展

<正>基因组印记(genetic imprinting)是一种非常重要的表观遗传学现象之一。在配子或合子发育过程中,来自亲本的等位基因或染色体发生了差异的表观修饰,导致了亲本等位基因的差异表达(即印迹基因)。在植物中基因组印迹主要发生在被子植物的三倍体胚乳组织中,且在胚乳以及种子的发育过程中扮演着重要的作用,但由于拟南芥胚乳随着种子发育     

高粱不育系小花败育的原因与预防措施

高粱不育系小花败育直接影响着单位面积的种子产量 ,相应地增加了种子生产成本 ,影响着种子生产户的积极性。因此 ,对小花败育的预防显得十分重要。1　高粱不育系小花败育的现象及原因1.1　高粱不育系小花败育现象 :小花败育就是高粱雄性不育系雄蕊、雌蕊发育不正常 ,不完全 ,不能授粉结实。生产上一般表现为子房变小 ,花柱变短 ,羽毛状柱头发达 ,花药秕瘦 ,抽雄后颖壳白色 ,护颖软而不能开张 ,柱头根本不能伸出。发生的部位不定 ,有的在穗子顶端 ,有的在穗子中部、下部或一个侧面 ,败育程度在0～ 10 0 %之间。1.2　引起小花败育的原因 :引…     

普通小麦与六倍体小黑麦杂交不亲和性的研究 Ⅰ.杂种的胚胎发育

本文对普通小麦与六倍体小黑麦这一组远缘杂交的不亲和性,从胚胎学的角度进行了研究。以六倍体小黑麦作母本,杂种胚胎发育与亲本的差异较小;以普通小麦作母本,杂种胚发育逐渐表现出显著的异常,最终是胚败育,种子失去生活力。通过对胚的切片的解剖观察和胚离体培养的研究,表明在以普通小麦作母本的杂交种子中,胚乳的发育异常发生在胚败育之前,及时将胚取出作离体培养可以发育成苗,因而证明胚的败育是由胚乳的异常发育引起的。本文讨论了这些杂交种子中胚乳发育的不同情况对胚的不同影响。     

玉米ZmNAOD基因的克隆与功能分析

玉米籽粒发育和光周期特性是影响产量的关键因素。本文通过RT-PCR方法, 从玉米骨干自交系昌7-2籽粒的cDNA中克隆得到一个乙酰鸟氨酸脱酰酶基因, 命名为ZmNAOD。ZmNAOD的CDS (coding DNA sequence)长1344 bp, 编码447个氨基酸。qRT-PCR分析表明, ZmNAOD基因在玉米雄穗中的表达量最高, 其次是在籽粒、叶、茎、根中; 该基因在授粉后不同天数籽粒中的表达趋势为, 0~15 d快速上升, 之后迅速下降。对该基因的过表达转基因拟南芥的研究表明, ZmNAOD基因在转基因拟南芥的根中表达量最高; 经暗处理10 d后, 转基因株系根的长度显著长于野生型; 转基因拟南芥的生育期明显提前, 其粒长和千粒重显著大于野生型拟南芥。这些结果表明, ZmNAOD基因的表达可能与籽粒发育和光周期调控有关。     

玉米AGPL2蛋白多克隆抗体制备及时空表达分析

为探讨玉米AGPL2在籽粒发育时期淀粉积累过程中的功能机制,通过AGPL2基因克隆和构建带有GST标签的原核表达载体PGEX-6 T-1-AGPL2,并利用大肠杆菌诱导表达体系,用0. 5 mmol/L异丙基-β-D-硫代半乳糖苷(IPTG)在28℃条件下诱导表达6 h后,GST-AGPL2融合蛋白能够得到高水平表达,然后利用GST(Glutathione S-transferase)标签蛋白纯化介质进行亲和层析纯化,能够得到质量较高的GST-AGPL2融合蛋白;利用纯化所得的GST-AGPL2重组蛋白免疫新西兰大白兔制备了AGPL2多克隆抗体,分离并纯化抗血清,然后用rTEV Protease去除抗原GST-AGPL2融合蛋白的GST标签,并用纯化后的AGPL2多克隆抗体进行Western Blot检测,结果发现,AGPL2多克隆抗体具有较高特异性和灵敏性,可用于检测纳克级抗原蛋白;并利用Western Blot方法研究了AGPL2蛋白在玉米不同组织和不同授粉时期胚乳中的分布和表达模式,结果显示,AGL2蛋白在玉米不同组织中的表达具有组织特异性,且在胚乳中含量最高。AGPL2蛋白在玉米胚乳不同授粉时期表达量先增加后降低,且在授粉中期达到最大值。其结果与玉米籽粒发育过程中淀粉的积累规律一致,说明AGPL2主要存在于玉米胚乳中,且可能参与淀粉的合成,也说明AGPL2多克隆抗体具有很好的特异性,能够识别玉米体内的AGPL2抗原。     

白菜PHD-finger转录因子家族的鉴定及进化分析

PHD-finger是一类广泛存在于真核生物中,在种子发芽、育性调节、逆境胁迫等过程中发挥重要调控作用的锌指蛋白。本研究从白菜(Brassica rapa L.)全基因组中鉴定出33个PHD-finger基因,分布于9条染色体上,但不同PHD-finger基因序列结构差异较大。6个物种72个PHD-finger转录因子的系统进化分析显示有5个亚家族分枝。基于RNA-seq数据的表达分析表明,白菜PHD-finger基因在花蕾中表达量最高,但其在不育、可育花蕾中表达有差异。白菜BrPHD08、BrPHD25、BrPHD30分别与拟南芥花粉发育相关的MMD1、SHL、MS1基因直系同源,且3个基因在不育、可育花蕾中表达差异极大,推测这3个基因可能与白菜花粉发育相关。本研究为白菜PHD-finger转录因子相关基因功能研究提供生物信息学方向,为白菜花粉发育相关基因的克隆和功能研究提供理论依据。     

MADS-box基因GmAGL15在大豆种子发育过程中的表达

以同源序列法克隆了大豆MADS-box基因GmAGL15, 序列分析表明, 该基因编码的氨基酸与拟南芥AGL15蛋白的同源性为61%, 其中在MADS区的同源性为84.3%, K区的同源性为63.2%。半定量RT-PCR分析表明, GmAGL15在幼胚中高度表达, 而没有检测到在根、茎、叶和花中的表达。荧光定量RT-PCR分析发现, GmAGL15在大豆种子发育的不同时期均有不同程度的表达, 其中在开花后15 d的幼胚中表达量较高, 而在开花后30 d的幼胚中表达量最高。以上结果显示, 基因GmAGL15对于大豆种子发育的调控可能有重要作用。