3类谷物胚乳淀粉体形态发育的比较

以小麦、水稻和玉米不同发育天数的颖果和成熟籽粒为试材,对这3类谷物近糊粉层、中央胚乳细胞内淀粉体的发育过程及成熟籽粒淀粉粒的形态结构进行系统观察和比较。结果表明:①随着颖果的生长,这3类谷物中央胚乳细胞淀粉体形态发生不同转变,小麦由长条形转变为不规则形,水稻由梭形向椭球形转变,玉米由圆球形转变为不规则形。②在颖果发育后期,小麦、水稻和玉米近糊粉层胚乳细胞中淀粉体体积明显小于中央胚乳。③在成熟籽粒里,小麦淀粉体分圆饼状大淀粉体和圆球状或不规则状小淀粉体,水稻淀粉体以椭球状为主,内部淀粉粒呈棱角状,少量淀粉体呈圆球状,玉米淀粉粒呈不规则状和圆球状。④小麦淀粉粒度分布范围最广,玉米次之,水稻最低;平均直径由大到小依次为玉米、小麦、水稻。⑤小麦、水稻、玉米胚乳中均存在单粒和复粒淀粉体,其中小麦和玉米以单粒淀粉体为主,水稻以复粒淀粉体为主。证明在胚乳不同部位,这3类谷物淀粉体的发育和形态上存在较多异同点。     

高粱胚乳细胞与母体组织发育关系的研究

【目的】探明高粱颖果发育过程中胚乳细胞与母体组织发育关系及其胞内淀粉体的发育特性。【方法】通过挂牌和记号笔点颖相结合的方法对供试高粱品种KS-304花后发育天数进行精确标记,详细跟踪观测了颖果的生长;采取Spurr树脂包埋、番红-甲基紫复染法制作半薄切片,光镜下详细观察了高粱颖果发育各过程中胚乳各部位以及种皮果皮结构的变化差异与联系;采用扫描电镜研究发育中后期及成熟时颖果断面不同部位细胞内淀粉体的形态;应用冰冻切片,荧光显微镜观察了成熟颖果横断面的结构。【结果】颖果发育分形成期、乳熟期、蜡熟期与完熟期,内胚乳发育分为游离核期、细胞化期、分化期、发育期及成熟期;其中颖果发育形成期与胚乳发育的前3个时期相对应,乳熟期对应发育期,而蜡熟期与完熟期对应胚乳的成熟期。颖果发育早期,珠心组织存留时间较长,珠心表皮细胞约在花后15 d消失。花后7 d,表层胚乳细胞开始积累脂质体,11 d时转为糊粉层细胞,成熟时糊粉层为1层,其细胞内除常规糊粉粒圆球体外,还含有少量单粒淀粉体,粒径约3 μm。亚糊粉层细胞位于糊粉层细胞与内胚乳细胞之间,兼糊粉层与内胚乳细胞特点,贮藏大量蛋白体,细胞内淀粉体构成复杂。内胚乳发育存在区域差异,中央近胚处的细胞物质积累滞后于周缘胚乳细胞,成熟时,前者淀粉体充实较为疏松,发育为粉质胚乳,后者充实紧密,淀粉体彼此受到挤压呈多面体,最终发育为角质胚乳。高粱胚乳细胞内存在于不同于其他谷物颖果胚乳淀粉体的“发生中心”结构,主要表现为淀粉粒在管状质体内生长,随着体积的增长,后期与“发生中心”分离而形成新的淀粉体。果皮发育前期增厚,中后期呈缓慢减薄的趋势,中果皮发育后期细胞内观察到淀粉体存在特殊的二次增长,构成从前期复粒淀粉体为主转为单粒;“种皮”来源于珠心、珠被细胞依次降解后的胞壁残留堆叠而成,中间含有透明角质层。【结论】白高粱KS-304胚乳发育与玉米颖果胚乳类似,最终形成角质与粉质胚乳;颖果胚乳淀粉体发育存在独特的“发生中心”;中果皮发育后期其细胞可能行使积累同化产物“库”的作用。     

玉米胚乳传递细胞发育的显微和超微结构研究

玉米（ＺｅａｍａｙｓＬ．）胚乳最基部的细胞于授粉后１０ｄ开始向传递细胞分化，但在授粉后的１５ｄ内，其细胞壁的加厚和壁内突形成很缓慢，胞质中形成许多泡状、丝状、网状物质，线粒体、粗糙内质网也有所增加。授粉１５ｄ后，传递细胞壁的加厚和壁内突的形成迅速进行，至授粉后２０ｄ，经向由３～４层细胞、横向由６５～７０列细胞构成的传递细胞带形成，发达的壁内突呈强的ＰＡＳ正反应。授粉２０ｄ后，胚乳传递细胞的形态不再有大的变化，进入功能期。成熟籽粒中，最基部的胚乳传递细胞内充满了内突壁，狭小的胞腔中有较浓稠的细胞质，细胞核呈不规则状，胞质中含有黑色和晶状颗粒；与传递细胞带紧相邻的果皮组织中形成一黑色层。促进胚乳传递细胞的充分发育、延长其功能期及黑色层的延迟形成，对减少籽粒败育、增加粒重具有重要意义。     

水稻胚乳细胞计数方法研究

在改进Ｓｉｎｇｈ小麦胚乳细胞计数方法的基础上，研究提出水稻单个籽粒胚乳细胞的计数方法，进行了细胞计数过程中各环节的误差分析，并对计数方法鉴别样品差异的能力做出统计推断，证明是一种可用于较大样本量、简便易行的水稻胚乳细胞计数方法。     

不同类型水稻品种胚乳发育的研究

【目的】探明不同水稻品种胚乳发育过程的异同。【方法】以日本晴（粳）、扬稻6号（籼）、武育糯16号（粳糯）和扬辐糯4号（籼糯）4个水稻品种为试验材料,通过精确标记颖果受精后的发育天数,观测颖果的生长;采用碘-碘化钾、TTC染色法观察胚乳细胞发育过程中淀粉的积累和生理活性的变化差异;采取树脂包埋法制作半薄切片,用光镜详细观察水稻内胚乳细胞和糊粉层细胞在颖果发育过程中结构的变化差异;用扫描电镜研究水稻成熟籽粒断面的超微结构,并使用能谱仪对其相关部位元素组成的差异进行探测。【结果】粳稻与籼稻颖果长、宽、高的变化存在明显区别,二者粒型存在显著差异,是否为糯性并不影响颖果的外形发育。供试的4种水稻颖果中,2个籼稻品种,扬稻6号与扬辐糯4号发育要快于粳稻品种;2个糯稻品种,武育糯16号与扬辐糯4号有着近乎一致的干重增长曲线;随着细胞内淀粉体和蛋白体的充实,内胚乳细胞在发育的中后期会发生核变形而衰亡;细胞核衰亡以后,胞内淀粉体仍可膨大生长。4种水稻内胚乳细胞所含淀粉体均为复粒;直链淀粉含量高的非糯品种,其胚乳淀粉充实程度高;2个籼稻品种的糊粉层细胞体积要大于2个粳稻品种;粳糯品种武育糯16号P、K、Mg、S等矿质元素含量低于其他3个供试品种;籼糯品种扬辐糯4号糊粉层含有少量单粒淀粉体,O元素含量高于其他品种。【结论】水稻颖果胚乳发育是一种特殊的细胞程序性死亡方式,细胞核的死亡并不影响胚乳同化产物的积累,淀粉体在内胚乳细胞内都是以复粒淀粉形式存在。以上这几点,供试的4个品种水稻之间几乎没有区别。而在总体发育进程、分化、细胞形态、活性变化、同化产物积累、淀粉体形态大小及在不同部位的分布上,4种水稻品种各自呈现了一定程度的差异与联系。粳稻2个品种与籼稻2个品种间差异更多体现在颖果发育进程上;而糯稻与非糯稻的区别则更多体现在淀粉体的形态与灌浆的充实程度上。     

水稻胚乳细胞计数方法研究

在改进Ｓｉｎｇｈ小麦胚乳细胞计数方法的基础上，研究提出水稻单个籽粒胚乳细胞的计数方法，进行了细胞计数过程中各环节的误差分析，并对计数方法鉴别样品差异的能力做出统计推断。证明是一种可用于较大样本量、简便易行的水稻胚乳细胞计数方法。     

杂交水稻胚乳解剖性状发生过程的研究

以汕优６３和测０３／扬稻４号为材料，开花后分期取样，制作受精子房横切面半薄切片，和光镜观察其在胚乳结实过程中形态结构的变化。结果如下：（１）杂交稻胚乳形态约在花后１０ｄ内基本定型，较常规稻早，同时，胚乳细胞分裂持续时间短于常规稻；（２）杂交稻的胚乳结构未见有明显的粒间分离现象但花后１０ｄ各籽粒胚乳解剖结构有相当于２￣４ｄ的生育进程差距；（３）花后１０ｄ内，杂交委胚乳细胞内物质的累积优于常规稻的同期     

2种玉米胚乳DNA提取方法的比较

[目的]筛选出玉米胚乳DNA提取的最佳方法。[方法]采用改进的CTAB提取液,以高温和常温2种方法提取玉米胚乳基因组DNA,用紫外分光光度计、0.8%水平的琼脂糖凝胶电泳及PCR检测法比较了2种方法的提取效果。[结果]高温法所提玉米胚乳DNA浓度和纯度均达到分子生物学要求,而常温法所提DNA的纯度未达到分子生物学的要求。电泳检测表明,高温法提取的DNA均未降解,DNA条带整齐度较好,而用常温法提取的DNA都出现了降解。PCR检测结果表明,用高温法提取的DNA作模板的PCR所得条带清晰,明亮,而用常温法提取的DNA作模板的PCR条带不清晰。最佳聚乙烯聚吡咯烷酮(PVPP)的浓度确定为玉米籽粒重的6%~10%。[结论]高温法更适宜用作玉米胚乳DNA提取。     

谷物胚乳性状QTL区间作图的贝叶斯方法

将贝叶斯统计原理和胚乳性状的数量遗传模型相结合,以分离群体中各植株的分子标记基因型以及植株上若干粒种子胚乳性状的单粒观测值为数据模式,提出胚乳性状QTL区间作图的贝叶斯方法.该方法通过Gibbs以及Metropolis-Hastings抽样实现的马尔科夫链蒙特卡罗(MCMC)算法获得QTL效应和位置的估计.方法的有效性用染色体水平和基因组水平2套模拟方案进行验证,结果表明:贝叶斯方法能够准确地估计胚乳性状QTL的位置和效应,并同时区分2种显性效应.     

谷类作物胚乳品质性状的QTL分析方法

将胚乳性状的遗传特点与迭代重新加权最小平方QTL作图法相结合,提出了一种可直接对受三倍体遗传控制的胚乳数量性状进行QTL作图的统计方法,通过模拟试验验证了其有效性。此方法可扩展到更为复杂的遗传模型,如同时受三倍体胚乳基因型和二倍体母体基因型控制的胚乳性状的QTL作图。     

五谷脆饼制作工艺的研究

为解决当前饼类生产中营养强度不够,同时为给粮食作物深加工提供新的途径,以黄豆、玉米、小米等五种谷物为主要原料,采用感官评定和正交试验法研制出营养丰富、风味独特的功能性方便食品——五谷脆饼,并对产品在其加工过程中水分?食盐?乳化剂的添加量对脆饼质量、风味的影响进行了探讨,确定出相应的生产工艺及工艺参数。五谷脆饼的最佳配方为水55%、盐2%、乳化剂6%。产品具有五谷的独特滋味,饼体金黄色,呈干燥均匀的固体,无硬块和焦团块,风味好的方便食品。     

我国小杂粮生产现状与发展策略

分析我国小杂粮生产与出口现状,找出影响小杂粮生产可持续发展的制约因素及出口面临的主要问题,阐述了小杂粮生产可持续发展的资源优势和发展机遇,提出我国小杂粮生产与出口发展策略,对调整农业结构和优化种植布局、发展农村经济、增加农民收入、改善人民膳食结构都具有重要的意义。     

谷类作物基因结构及其数量的比较

本文综述了谷类作物基因组结构现状,基于水稻和拟南芥全基因组分析以及谷类作物基因组长片段的测序注释表明,谷类作物基因组存在许多嵌合结构,富基因岛重组上活性部分常被高拷贝DNA模块分隔.谷类作物基因组内,具保守的宏共线性.玉米,水稻,高梁,小麦,及大麦的Sh2/A1直向同源区域的基因顺序分析表明,Sh2和A1同系物间隔分别为20kb(在水稻和高梁)和140kb(在玉米);小麦族Sh2/A1区同线性在X1和X2基因间有一个断裂.如同其他禾本科作物,A1和X2基因在部分同源染色体保留共线性,Sh2和X1直向同源依然是共线性,但在非部分同源染色体的位置已改变.植物基因可以通过多倍体化,节段重复及局部基因扩增3种途径增加序列的数量.单个基因内,微共线性常被破坏.对基因组直向同源区段的初步比较分析暗示,植物基因组内基因局部扩增和易位也许有某些关联.     

糯玉米胚乳发育过程中淀粉粒粒度分布的变化

为明确糯玉米淀粉粒粒度分布形成过程及特征,为糯玉米淀粉品质改良及调控糯玉米淀粉粒粒度提供理论依据,采用激光衍射粒度分析仪测定糯玉米胚乳发育过程中淀粉粒粒径以及体积、表面积和数目分布的变化。结果表明,授粉后10~20 d,糯玉米胚乳淀粉粒粒径下限逐渐减小,粒径上限和平均粒径显著增大;授粉后20d一直到成熟期,粒径各项指标无显著变化。随着胚乳发育,糯玉米胚乳淀粉粒体积和表面积分布均呈现单峰-双峰-三峰的动态变化,数目分布始终表现为单峰曲线。以成熟期淀粉粒体积分布三峰曲线的谷值为界线,将糯玉米淀粉粒分为小型(3.519μm)、中型(3.519~7.422μm)和大型(7.422μm)。胚乳发育前期,小型淀粉粒所占体积和表面积百分比呈降低趋势,数目百分比呈增加趋势,中型淀粉粒所占体积、表面积和数目百分比整体上呈降低趋势,而大型淀粉粒则呈增加趋势;淀粉粒的体积、表面积和数目分布均以小型淀粉粒所占比例最高,其次为中型淀粉粒,大型淀粉粒所占比例最低。胚乳发育中后期,不同粒径淀粉粒分布情况均趋于稳定,体积分布以大型淀粉粒为主,而表面积和数目分布以小型淀粉粒为主。因此,胚乳发育前期是糯玉米淀粉粒形成的关键时期,此时期调控淀粉粒粒度分布,可有效改良糯玉米淀粉品质。     

水稻籽粒发育和胚乳淀粉粒形成的研究

水稻籽粒长、宽快速增长期为花后０－６天,粒型（长／宽）形成期为花后１５天;抽穗后０－３天粒重发育缓慢,之后迅速增长,至第１８天粒重发育基本完成;受季节影响,水稻晚季粒型值大于早季,尤其是灿稻品种其早、晚季粒型值的差异达极显著水平;淀粉粒在胚乳中形成的时间为子房受粉后２－３天,并于边缘的胚乳细胞中最先出现。     

不同类型玉米品种籽粒胚乳细胞增殖与籽粒建成的关系

【目的】研究不同类型玉米品种籽粒胚乳细胞增殖与籽粒充实期相关性状的关系。【方法】以紧凑型玉米品种(先玉335和郑单958)和平展型玉米品种(长城799和农大364)为试验材料,于授粉后3,5,7,10,15,20,25,30,35,40,45,50,55,60 d取果穗中部籽粒,观测胚乳细胞数目、单粒质量、灌浆速率、淀粉含量、籽粒淀粉磷酸化酶和蔗糖转化酶活性等指标的变化动态,并分析不同玉米品种籽粒胚乳细胞增殖动态与籽粒灌浆期相关生理指标的关系。【结果】随着灌浆期的延长,不同玉米品种籽粒胚乳细胞数、单粒质量、淀粉含量均呈"S"型曲线增长,籽粒胚乳细胞数在授粉后20 d基本稳定。胚乳细胞数与单粒质量、淀粉含量和灌浆速率均呈极显著正相关;籽粒充实期的生理状态影响着籽粒灌浆,淀粉磷酸化酶和蔗糖转化酶活性在灌浆期呈现单峰曲线,但峰值出现时间因品种而异,紧凑型玉米酶活性最高点出现时间要晚于平展型玉米;籽粒胚乳细胞数与这两种酶活性均呈显著相关。【结论】玉米籽粒中胚乳细胞数与胚乳细胞的充实状态、籽粒单粒质量、灌浆速率、淀粉含量、淀粉磷酸化酶蔗糖转化酶活性均呈显著正相关;要提高玉米产量,应在灌浆前期提高胚乳细胞增殖速率和灌浆速率,保证光合产物快速充分地运送到籽粒中去,使籽粒淀粉积累达到最佳状态,进而达到高产。     

小麦胚乳充实与颖果运输组织的解剖学研究

[目的]探明小麦胚乳物质充实状况与颖果养分运输组织在结构发育方面的关系。[方法]以连云港地区的主推品种连麦8号、连麦7号和山农20为材料,精确标记颖花的开花时间,运用树脂切片和显微技术研究了小麦胚乳物质充实与维管束和传递细胞等养分运输组织发育的结构特征。[结果]在颖果发育过程中,连麦8号的千粒重日增加量最多,充实最快,其次是连麦7号,山农20最慢;3个品种相比,连麦8号胚乳淀粉体和蛋白体结合最紧密,淀粉体和蛋白体充实度最高,连麦7号次之,山农20最低。连麦8号颖果维管束最发达,传递细胞分化最早,养分运输能力最强。[结论]连麦8号养分运输组织发育好,有利于灌浆物质的输入,导致胚乳细胞淀粉和蛋白积累增多,这可能是连麦8号胚乳物质充实好的结构基础。     

不同固定方法对水稻胚乳细胞超微结构的影响

以水稻胚乳为材料,比较GA-O sO4、GA-TA-O sO4-TA、GA.PFA.TA-O sO4和高锰酸钾固定对胚乳细胞超微结构观察结果的影响。结果表明:GA-O sO4双重固定能较好地保存胚乳细胞超微结构,但有时反差较低;GA-TA-O sO4-TA四重固定能明显提高结构反差,但有时反差较大,掩盖超微结构的细节;GA.PFA.TA-O sO4双重固定不仅能保存细胞超微结构,而且反差适中,是较理想的固定方法;高锰酸钾固定对多糖和蛋白质固定较差,但能快速固定细胞的膜性结构,并且能够增强膜结构的反差,是一种观察膜系统结构及其变化的较好方法。