同源四倍体双胚苗水稻雄配子体的发育特征

利用激光共聚焦显微扫描技术对同源四倍体双胚苗水稻品系ASDOR05-01的雄配子体发育特征进行了观察鉴定.研究结果表明,在每一份试验材料中均存在着正常雄配子体和异常雄配子体,而同源四倍体双胚苗水稻品系ASDOR05-01表现出更弱的有性生殖能力.在3份试验材料中,正常雄配子体的发育特征基本相似,没有表现出因试验材料的种类不同所呈现出的明显差异.同源四倍体双胚苗水稻品系ASDOR05-01在小孢子母细胞进行减数分裂时,出现了5种不正常的分裂现象,即部分染色体不能正常配对、在分裂中期形成了三极纺锤体、形成异常的二分体、在第二次减数分裂中期出现了分裂不同步现象、形成异常的四分体.花粉发育过程中的败育现象可能是导致其结实率比较低的主要原因之一.     

同源四倍体水稻胚囊内反足细胞团的多态性

利用激光扫描共聚焦显微技术对6份同源四倍体水稻在生殖发育过程中胚囊内反足细胞或反足细胞团的多态性进行了研究。结果表明，在同源四倍体水稻的雌配子体发育过程中已经存在着一些不正常的发育现象。在同源四倍体水稻的胚囊内反足细胞或反足细胞团的多态性比在二倍体水稻的胚囊内表现得更明显。反足细胞或反足细胞团的多态性主要表现为胚囊内形态的多样性和位置的多样性，这是其有性生殖能力变弱和雌配子体不正常的部分形态学特征。     

同源四倍体水稻光合特性初步研究

利用2份同源四倍体水稻和相应的二倍体水稻为试验材料,在大田试验和盆栽试验条件下对其光合生理特性进行了研究。结果表明,同源四倍体水稻生育后期(乳熟期)的光合速率高于相应的二倍体水稻;在土壤干旱条件下,与相应的二倍体水稻相比,同源四倍体水稻的光合速率表现出一定的优势,其剑叶的叶绿素含量、Fv/Fm和ФPSⅡ保持较高的水平。     

同源四倍体水稻花粉的发育特征

利用激光扫描共聚焦显微技术观察了同源四倍体水稻紫粳 4x花粉的发育过程及其败育时期和方式。在成熟花粉中正常花粉只占45.5％,还有54.5％的花粉在发育过程中发生败育。在小孢子母细胞减数分裂过程中出现了一些异常现象,如染色体不能正常配对、形成异常二分体及二分体分裂不同步等现象。绝大部分花粉败育发生在单核小孢子期和二胞花粉晚期。在败育花粉中典败花粉粒占21.4％,圆败花粉粒占5.0％,染败花粉粒占28.1％。导致紫粳 4x花粉败育的原因可能是由于其染色体数目加倍,在减数分裂过程中有些染色体不能正常配对,从而进行异常分裂造成的。     

同源四倍体水稻成熟胚囊的结构及异常现象

应用整体染色透明激光扫描共聚焦显微术（WCLSM）,对包括籼稻、粳稻及爪哇稻在内的13份同源四倍体水稻的成熟胚囊结构进行了观察。同源四倍体水稻多数子房（平均6290%）胚囊结构正常,与二倍体的正常蓼型的相似,一些子房（平均3710%）胚囊结构出现异常,异常包括雌性生殖单位退化、极核异常、胚囊退化、卵器退化、异常小胚囊和“双套结构”胚囊等6类。这些异常胚囊都可能影响受精,从而导致结实率降低。不同类型的同源四倍体水稻间异常结构胚囊的频率差异极显著。籼稻与粳稻比较,总的趋势是粳稻异常胚囊的频率高于籼稻,其中粳稻平均为2566%,籼稻平均为1934%。同一品种内异常类型的频率也存在明显的差异,显示异常结构胚囊的形成可能与品种的基因型有密切关系。     

同源四倍体水稻的诱导研究

植物界中进化重要途径之一就是植物多倍化。实验利用0.04%秋水仙素溶液处理粳稻高世代品系YB16(2)种芽,获得染色体组疑似加倍的水稻同源四倍体植株YB16(4),通过对YB16(2)和YB16(4)的主要农艺性状进行比较分析,发现YB16(4)的分蘖增多,剑叶长度、宽度显著增加,剑叶上举,谷粒长度显著增加,有短芒等性状,上述性状出现对提高水稻产量构成因素有一定的积极意义,也印证了水稻多倍化有可能是突破水稻育种瓶颈的观点。同时, YB16(4)还表现出株高变高、实粒数显著降低、空粒数显著升高、结实率显著降低、熟期延长等不利于育种目标的特性,这些不利因素为多倍体水稻未来育种工作的进一步深入开展提出了新的问题。     

同源四倍体水稻与狼尾草杂交结实的胚胎学证据

在以6份同源四倍体水稻为杂交母本与狼尾草进行属间杂交中发现,其结实率达到0.84%～2.06%,而在以二倍体水稻为母本的属间杂交中却没有获得结实种子.利用激光扫描共聚焦显微技术对属间杂交结籽的特殊生殖现象进行了观察研究,试图寻找其杂交结实的胚胎学证据.结果表明,狼尾草的花粉粒不能在二倍体水稻的柱头上萌发,说明二倍体水稻与狼尾草的生殖隔离很严格,两者很难杂交.然而,狼尾草的花粉粒在同源四倍体水稻的柱头上能萌发,花粉管能在花柱中伸长并能将雄配子送入胚囊内与雌配子融合成受精卵.同源四倍体水稻与狼尾草的受精作用比较特殊,包括精细胞与卵细胞的单受精作用、精细胞与次生极核的单受精作用和正常的双受精作用,总受精率和总成胚率分别为6.36%～11.68%和4.11%～9.44%.试验结果为解释同源四倍体水稻与狼尾草杂交结籽的特殊生殖现象提供了有力的胚胎学证据.     

同源四倍体水稻与非洲栽培稻杂交的效果

以4份同源四倍体水稻(Oryza sativa,2n=4x=48)和4份二倍体水稻(Oryza sativa,2n=2x=24)为母本,以4份非洲栽培稻(Oryza glaberrima,2n=2x=24)为父本进行远缘杂交配组,共配制32个杂交组合。研究结果表明,非洲栽培稻分别与亚洲栽培稻中的两种倍性水平的水稻品系进行杂交均表现出一定的可交配性,生殖隔离并不很严格。然而,不同倍性的亚洲栽培稻与非洲栽培稻杂交,其结实率表现出明显的差异。二倍体水稻与非洲栽培稻不容易杂交,其结实率比较低(0．32％—1．93％),而同源四倍体水稻与非洲栽培稻较容易杂交,其结实率比较高(1．22％—8．86％,)。由此认为,利用同源四倍体水稻为母本与非洲栽培稻杂交更容易将后者的遗传物质引入亚洲栽培稻。     

同源四倍体水稻与非洲栽培稻杂交的胚胎学观察

以同源四倍体水稻(Oryza sativa,2n=4x=48)和二倍体水稻(Oryza Sativa,2n=2x=24)为母本,以非洲栽培稻(Dryza glarri,2n=2x=24)为父本进行远缘杂交配组,对其杂交结实的胚胎学机理进行了研究。结果表明,非洲栽培稻的花粉粒能在二倍体水稻的柱头上萌发,但萌发频率仅为0．18％～0．56％,花粉管在花柱内的伸长速度比较慢,发生受精的频率比较低,因而二倍体水稻与非洲栽培稻杂交的结实率比较低。然而,非洲栽培稻的花粉粒在同源四倍体水稻的柱头上萌发频率高达12．81％～14．65％,花粉管在花柱内的伸长速度比较快,发生受精的频率比较高,因而同源四倍体水稻与非洲栽培稻杂交的结实率比较高。在同源四倍体水稻与非洲栽培稻的杂交中发现,其受精作用比较特殊,其中包括精细胞与卵细胞的单受精作用,精细胞与次生极核的单受精作用和正常的双受精作用,总受精率和总成胚率分别为7．49％～9．28％和6．61％～8．64％。     

同源四倍体水稻双受精过程的细胞学观察

通过镜检对二倍体水稻APIV（2）和同源四倍体水稻APIV（4）的双受精过程进行了对比观察，结果表明，与二倍体水稻相比，同源四倍体水稻的双受精过程比较特殊，花粉粒在其柱头上萌发比较慢，花粉管在花柱内的伸长比较迟缓，双受精延迟，退化型胚囊的频率比较高（36.0%)，极核和反足细胞的形态异常，存在着一定频率的胚自发现象。由此认为，同源四倍体水稻的有性生殖能力已经明显变弱。     

水稻雌雄不育突变体Osfma2的细胞学观察及基因图位克隆

【目的】通过构建分离群体定位并克隆水稻雌雄不育基因OsFMA2,并对其在水稻育性调控中的功能进行探究。【方法】通过EMS诱变水稻宁粳4号得到稳定的不育突变体,对突变体进行表型及细胞学观察,利用精细定位和Mut-map相结合的方法克隆了水稻雌雄不育基因OsFMA2,通过实时荧光定量PCR检测其在各组织表达水平差异,利用水稻原生质体表达系统进行OsFMA2蛋白的亚细胞定位。【结果】细胞学观察发现突变体为雌雄不育。利用极端个体将其精细定位于水稻第6染色体长臂448 kb的区间内。结合全基因组重测序结果,最终确定OsFMA2为目标基因。该基因编码一个复制蛋白,在单子叶植物中高度保守。OsFMA2具有组织特异性,在幼穗中高表达。亚细胞定位结果显示OsFMA2蛋白定位于细胞核中。【结论】OsFMA2在幼穗中高表达,可能参与了水稻雄配子第一次减数分裂前期同源重组过程,同时,OsFMA2的表达对雌配子发育也产生了不利影响。     

水稻多倍化的诱导技术研究

利用8份常规水稻品种、4份光温敏核不育水稻以及由其配制的32份杂种F1群体和32份杂种F2群体为诱导材料,采用种芽诱导加倍法进行多倍化诱导.研究结果表明,利用常规水稻品种和光温敏核不育水稻品系为诱导材料,其多倍化(同源四倍体)的诱导频率均很低(0.2%～1.2%);利用杂种F1群体为材料经过多倍化诱导和筛选后获得的诱导效果较好(2.0%～5.5%);利用杂种F2群体为材料经过多倍化诱导和筛选后获得的诱导效果最好(6.2%～12.0%).同源四倍体水稻结实率的表现与其二倍体原始材料的类型存在一定的相关性,在水稻多倍化过程中以基因处于分离和重组状态的杂种F2群体为诱变材料有利于获得结实率比较高的同源四倍体水稻.     

水稻细胞质雄性不育机理研究进展

综合近年对水稻细胞质雄性不育机理的研究,尚未发现不育系和保持系间在叶绿体基因组及其翻译产物上存在明显的差异,而线粒体基因组及其翻译产物则差异显著。线粒体中质粒样DNA在不育系和保持系间存在特异分布;线粒体QNA、Cob、atpA基因在两者间也存在拷贝数和结构差异。这些差异可能与雄性不育有关,在不育系细胞质中还发现一类双链RNA的存在。     

水稻雄性不育再生复育特性研究

就水稻雄性不育再生稻复育特性在两系杂交稻研究中的重要价值进行了评述；介绍了再生复育不育系的研究概况和选育策略以及应用方法。     

水稻醇溶蛋白的多态性研究

 对40个水稻品种的醇溶蛋白进行SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳分析及对醇溶蛋白四组分的薄层扫描相对定量，发现水稻醇溶蛋白在蛋白组成上存在较大的多态性，基因型差异不仅可导致组分的缺失，还可影响醇溶蛋白的总量和各组分的百分含量。13kDa组分与10kDa组分，13a组分与13b组分的百分含量变化可能有一定关联；16kDa组分相对比较稳定。这表明种子发育过程中，醇溶蛋白累积调控的机制是相当复杂的。     

水稻雄性不育系的分类方法初探

本文根据水稻雄性不育的机理，不育基因所在的位置，遗传的复杂程度以及影响育性的主要环境条件等方面，从总体上对水稻雄性不育的类别作了初步的归纳。     

水稻microRNA单核苷酸多态性

microRNA(miRNA)是一类内源性非编码小RNA,长度约22个核苷酸.miRNA通过与靶基因rnRNA特定位点结合,调控植物生长、发育和胁迫耐受性.pre-miRNA的单核苷酸突变会影响miRNA的成熟过程和调控功能,因此,研究miRNA基因中的单核苷酸多态性(SNP)分布对研究miRNA功能分化和基因进化有重...     

水稻种子贮藏蛋白总含量分布和多态性分析

用考马斯亮蓝G 250染色法测定了来自世界各地的110个水稻品种或品系种子贮藏蛋白的含量,发现不同水稻品种或品系种子贮藏蛋白含量存在一定的多样性。110个水稻材料贮藏蛋白含量分布在34.29 ~95.08 mg/g,含量最高的为来自国际水稻研究所的品系C105A51;大部分水稻材料的种子贮藏蛋白含量在40 ~60 mg/g,有72个,占所测水稻材料总数的655%;总蛋白质含量超过80 mg/g的水稻材料很少,只有3个,占2.7 %。SDS PAGE蛋白电泳图谱表明水稻贮藏蛋白种类和含量存在较高的多态性。     

水稻空间诱变雄性不育新种质的细胞学研究

通过对空间诱变产生的雄性不育新种质WS-3-1 及其亲本特籼占13和一般品种IR36花粉形成发育过程的深入研究,发现WS-3-1 是一份无花粉型的雄性不育新种质,不育性稳定,不受光温条件影响。其败育机理是花药中层在小孢子母细胞早间期开始液泡化,过早降解,引起绒毡层过早退化,使绒毡层无法正常行使功能,导致小孢子母细胞粘连并在二分体时期解体,无法形成花粉。初步认为空间致变作用是明显的,会诱导一些特殊的变异。     

湖南新选育的水稻光温敏核不育材料的育性研究

对湖南省近期内新选育的水稻光温敏核不育材料的育性进行了比较研究。在恒温２４℃条件下，有７个材料的花粉可染率和结实率均为零；４个材料有极少量可染花粉，结实率为零。在模拟１９８９年盛夏低温条件下，有６个材料的花粉可染率和结实率均为零；有６个材料有极少量可染花粉，结实率为零。