热激对温敏核不育系“安农S-1”花药生理变化的影响

试验研究热激对温敏核不育系“安农S-1”花药生理变化的影响结果表明,温敏核不育系“安农S-1”在花粉母细胞形成至减数分裂期经热激(38℃)处理后,其花药中游离氨基酸总量、天冬氨酸和丙氨酸含量均显著高于低温(23℃)处理;而游离脯氨酸和可溶性蛋白质含量则显著低于低温处理。对照经热激(38℃)处理后,其花药中游离氨基酸和可溶性蛋白质含量与低温处理基本一致,这些生理变化可能影响花粉母细胞正常的形成和减数分裂,以致花粉不能正常发育并最终导致花粉败育。     

太空诱变玉米核雄性不育与植物激素的关系

采用高效液相色谱法(HPLC)分析了太空诱变玉米核不育突变体姊妹交后代可育株和不育株中的细胞分裂素(ZT)、赤霉素(GAs)、生长素(IAA)、脱落酸(ABA)的含量及比值的变化,并通过外施赤霉素试验,调查了外施赤霉素对育性表现的影响。结果表明,外施赤霉素并不能使植株的育性发生改变。苗期可育株与不育株叶片中的内源IAA、ABA含量差异达显著水平;拔节期可育株与不育株叶片中的内源ZT、GAs、IAA和ABA含量差异均达显著或极显著水平;单核小孢子期可育株与不育株雄穗中的IAA、ABA含量差异达极显著水平,而双核花粉期可育株与不育株雄穗中仅有ABA含量差异达极显著水平。其中可育株中ZT、GAs和IAA含量高于不育株,ABA含量低于不育株。太空诱变玉米核不育突变体不属于赤霉素敏感型;不育突变体的发生可能与ABA、IAA的关系更为密切。     

太空诱变玉米核雄性不育材料的cDNA-AFLP分析

利用cDNA-AFLP技术对太空诱变玉米核雄性不育材料的花药进行差异表达分析,并对差异片段进行回收、克隆和测序,结合半定量RT-PCR方法,分析差异片段在可育株和不育株的表达情况。利用16对引物共回收得到9个差异序列,其中2个为来自不育株的特有片段,7个为来自可育株的特有片段。序列分析发现,来自不育株的 2个EST序列未检测到同源性较高的序列。来自可育株的4个EST序列分别与水稻上推断的查尔酮合成酶、脂酰CoA脱氢酶、蛋白激酶PK12、甘氨酸脱羧酶具有较高的同源性。这些物质可能参与小孢子发育过程中的物质代谢、能量代谢及信号传导等。半定量RT-PCR分析表明,与查尔酮合成酶同源性较高的Z3片断在可育花药发育的早期有较高的表达。而与甘氨酸脱羧酶同源性较高的片断Z8在可育花药发育的中间阶段呈增量表达。这可能与花药发育过程有较高的能量和物质需求有关。     

太空诱变选育水稻核不育系的研究

本项研究利用卫星搭载水稻核不育系培矮 64S进行太空诱变 ,并将此与60 Coγ辐射处理进行初步比较。研究中发现 ,在M2 代太空处理的白化苗率远远高于60 Coγ处理的 ;而花粉不育率两种处理的结果比较相近 ;株高和生育期方面的变异频率大致相当。从选育新型的核不育系的目标出发 ,系统地分析了异交率提高的幅度及异交率提高的遗传原因 ,并对高异交率核不育系生产应用中承担自然风险进行了初步评估。结果肯定了太空诱变的有效性和在育种中的作用     

割茬再生对光温敏核不育水稻“培矮64S”若干生理活性指标的影响

试验研究割茬再生对光温敏核不育水稻“培矮64S”主要生理活性指标的影响结果表明,割茬再生处理提高了“培矮64S”剑叶叶绿素含量和硝酸还原酶活性,促进可溶性糖向穗部集中累积,并提高“培矮64S”剑叶、茎鞘和穗部游离脯氨酸含量。     

1份~(60)Co-γ射线诱变玉米雄性不育突变体的遗传分析

为了研究一个新玉米雄性不育突变体的遗传模式,将~(60)Co-γ射线诱变选育的玉米K305雄性不育突变体姊妹交群体在不同地点、不同年份、不同季节种植,采用室内花粉镜检与田间调查相结合的方法进行育性鉴定。通过不育株姊妹交、测交及测交组合的自交和回交后代,进行细胞核效应分析;以具有正常细胞质的自交系为母本,育性完全恢复的测交种及姊妹交群体中的可育株为父本进行反交,对其反交的F1及F2进行细胞质效应分析。结果表明,不育株雄穗无花药外露,花药干瘪,败育彻底,不育性状稳定;姊妹交和回交后代育性分离比例为1∶1,自交后代育性分离比例为3∶1,不育性状表达与细胞质的改变无关。说明该突变体是由隐性单基因控制的可遗传的"无花粉型"细胞核雄性不育,为其进一步开发利用奠定了基础。     

小麦生理型雄性不育花药中能量相关基因表达

为揭示小麦(Triticum aestivum L)生理型雄性不育机理, 以化学杂交剂SQ-1为诱导剂,构建了普通小麦西农1376不育和可育等生理系,用RT-PCR 技术分析了3-磷酸甘油醛脱氢酶（GAPDH）和NFUDP4基因在不同发育时期的不育和可育花药中的表达差异。结果表明,与同期对照相比,GAPDH和NFUDP4基因在不育花药单核期到三核期均下调表达,其中在大量花粉粒败育的单核期,GAPDH下调表达尤为显著。因此,小麦生理型雄性不育花药败育过程中,一方面由于GAPDH基因表达受抑制,使糖酵解受阻导致能量供应不足;另一方面,NFUDP4基因下调表达,可能引起线粒体某一Fe-S 族蛋白装配需要的分子骨架减少而使其数量不足,从而可能引起Fe-S族蛋白参与的生化反应减弱,如呼吸链电子传递受阻引起能量供应不足,与小麦生理型雄性不育具有一定关系。     

三个棉花雄性不育株花药发育的过程

利用20Gy的60Co射线对陆地棉品种苏棉22号的花粉进行辐照处理,处理后的花粉给雌蕊授粉,并收获种子。从M1群体中选取3个雄性不育株,采用石蜡切片技术对花药发育过程进行研究。通过与对照比较,3个雄性不育株各个时期的败育特征有一定差异,但它们的主要败育特征是一致的：从小孢子母细胞时期至小孢子发育阶段都有败育,小孢子母细胞、绒毡层和中层细胞以及花药的形态都受到不同程度的影响,包括小孢子母细胞有微核及双核现象、减数分裂阶段小孢子母细胞的细胞质膨胀、绒毡层及中层细胞异常等。     

小麦生理型雄性不育花药中能量相关基因的表达

为揭示小麦(Triticum aestivum L.)生理型雄性不育机理,以化学杂交剂SQ-1为诱导剂,构建了普通小麦西农1376不育和可育生理系,用RT-PCR技术分析了3-磷酸甘油醛脱氢酶(GAPDH)和NFUDP4基因在不同发育时期的不育和可育花药中的表达差异.结果表明,与同期对照相比,GAPDH和NFUDP4基因在不育花药单核期到三核期均下调表达,其中在大量花粉粒败育的单核期,GAPDH下调表达尤为显著.因此,小麦生理型雄性不育花药败育过程中,一方面由于GAPDH基因表达受抑制,使糖酵解受阻导致能量供应不足;另一方面,NFUDP4基因下调表达,可能引起线粒体某一Fe-S族蛋白装配需要的分子骨架减少而使其数量不足,从而可能引起Fe-S族蛋白参与的生化反应减弱,如呼吸链电子传递受阻引起能量供应不足,与小麦生理型雄性不育具有一定关系.     

小麦生理型雄性不育系中天冬氨酸蛋白酶与绒毡层代谢的相关性分析

为探讨化学杂交剂SQ-1诱导的小麦生理型雄性不育系花药绒毡层细胞凋亡过程与花粉粒败育的关系,以小麦生理型雄性不育系及其可育系花药为试验材料,结合前期绒毡层细胞凋亡研究的结果,采用透射电镜超微观察花药绒毡层细胞结构,定量检测与凋亡相关的天冬氨酸蛋白酶相关基因(APs1、APs2、APs3)的表达量,同时利用含明胶的十二烷基硫酸钠聚丙烯酰胺凝胶电泳技术对天冬氨酸蛋白酶活性进行验证。结果表明,在小麦花药发育单核期,生理型雄性不育系花药绒毡层细胞较可育系绒毡层细胞提前降解;在四分体至三核时期,3个天冬氨酸蛋白酶基因在不育和可育系中均表现为先升高后降低的趋势,且单核期表达量最高;天冬氨酸蛋白酶相关基因(APs1、APs2、APs3)在花药发育单核时期以及四分体时期,不育系较可育系均明显上升;天冬氨酸蛋白酶活性研究表明,在花药发育各时期该酶活性在不育系与可育系中均表现出明显差异,且在不育及可育系花药中天冬氨酸蛋白酶活性都呈先升高后降低的趋势,在二核期活性达到最高。表明在SQ-1诱导的生理型不育系中,天冬氨酸蛋白酶的变化与绒毡层细胞凋亡、结构变化及雄性不育花粉粒败育密切相关。本研究初步揭示了生理型小麦败育的机理,为进一步深入研究小麦雄性不育机理,培育能广泛应用于生产实践的优良不育系提供了一定的理论依据。     

硼对甘蓝型油菜蛋白质的影响

利用比色法和聚丙烯凝胶电泳法分析了不同硼营养状况下甘蓝型油菜的幼苗叶片及开花期花药内可溶性蛋白质含量及组分的变化。结果表明,缺硼或硼过量部会造成幼苗叶片及花药内蛋白质含量显著下降;从电泳图谱中也可看出,可溶性蛋白质的组分也发生了变化。不适当供硼(缺硼或硼过量)幼苗叶片及花药内所测的大部分蛋白质含量减少,有个别的蛋白质增加或缺失。     

外源DNA导入小麦后雄性不育变异的初步研究

利用浸泡法将外源λDNA导入普通小麦品系 81 45 2 7,获得不育变异株 ,稳定为不育系 ,简称D型不育系。该不育系小花结构具有显著特点 ,多数小花子房数目增加 ,花药数目减少 ,而且二者之和并非恒定为 4。多子房小花一般位于穗的中部 ,而顶部和基部小花未发现多子房现象。多子房小花的主子房位于小花的中央 ,副子房着生于主子房的周围。子房的发育进程不同步 ,主子房发育较早 ,体积较大 ;副子房发育较慢 ,而且未发育成熟即退化萎缩。花药多呈短棒状、月牙状等畸形状态 ,且多数在早期即退化萎缩 ,无生活力花粉。杂交试验表明 ,该不育系为细胞质雄性不育系 ,不育度达 99% ,受体品系 81 45 2 7可作其保持系。不育系与鲁麦 1 4号的杂种一代在穗长、每穗小穗数和穗粒数等性状上存在一定程度的杂种优势 ,单株产量较鲁麦 1 4号增加 1 1 6%。     

不同生态环境对甘薯主要品质性状的影响

为研究甘薯鲜薯总胡萝卜素、淀粉、蛋白质、还原性糖和可溶性糖等主要块根品质特性在不同地区的生态变异,选用"徐薯25"与"徐22-5"杂交所获得的不同甘薯基因型,在4个生态点进行栽插试验,系统分析不同生态环境下甘薯块根主要品质性状的变异规律。结果表明:生态点、年份、基因型、地点×基因型互作、年份×基因型互作对甘薯鲜薯总胡萝卜素、淀粉、蛋白质、还原性糖和可溶性糖的影响均达到显著水平。胡萝卜素表现为基因型×环境互作效应大于基因型效应和环境效应,而其他品质性状均表现为环境效应远大于基因型效应和基因型×环境互作效应;可溶性糖和蛋白质含量的年际效应明显大于基因型主效应或基因型×年份互作效应,而其余3个品质性状的基因型×年份互作效应大于基因型主效应或年份主效应。在4个生态点中,徐州点的胡萝卜素、还原性糖和可溶性糖含量最高,但淀粉含量最低;烟台点的蛋白质含量最高,胡萝卜素含量最低;南昌点的蛋白质含量最低,胡萝卜素含量最高;万州点的还原性糖和可溶性糖含量最低,上述品质性状随纬度变化的规律不明显。值得关注的是,不同环境下,蛋白质含量为烟台点>徐州点>万州点>南昌点,表现出随纬度升高而增大的趋势。不同年份处理间,2008年的胡萝卜素、还原性糖及可溶性糖含量高于2009年,而2008年的淀粉和蛋白质含量低于2009年。淀粉、可溶性糖含量变幅范围在2年间差别不大,而其他3个性状变幅范围在2年间差别较大。各甘薯基因型在不同地点、不同年份间品质性状的变异中,以胡萝卜素变异系数为最大,淀粉变异为最小。     

氨基酸部分替代硝态氮对小白菜产量、品质及根际分泌物的影响

采用局部无菌水培方法,研究了氨基酸部分替代硝态氮对小白菜产量、品质及根际分泌物的影响。结果表明:与单一硝态氮处理相比,20%氨基酸部分替代硝态氮处理小白菜产量下降,硝酸盐及可溶性淀粉含量也显著降低,其中以20%谷氨酸（Glu）处理最低,分别为1490.8 mg/kg、1.77 mg/g;提高了小白菜全氮、可溶性蛋白、可溶性糖、游离氨基酸的含量,改变其根系形态结构及根系活力;同时,20%甘氨酸（Gly）、20%混合氨基酸(AAS）处理显著提高根系分泌物中铵态氮、游离氨基酸、总有机碳及总氮、可溶性蛋白的含量,根系分泌物中有机氮占总氮的百分比在Gly、Glu、AAS处理中分别提高了5.6%、11.2%、12.8%。表明氨基酸部分替代硝态氮可改善小白菜的品质,其生物量与各根系分泌物呈明显的负相关(0.7     

首例航天诱变玉米细胞核雄性不育株与可育株的株高生长分析

以航天诱变玉米细胞核雄性不育株的杂交F2 及姊妹交后代群体为材料 ,对育性分离群体中两种育性植株的株高及生长动态进行了分析。结果表明 ,在整个生育期的不同发育阶段两种育性植株的株高差异均达极显著水平 ,在发育的早期阶段 ,二者差异较小 ,随着发育进程的推进 ,株高的差异逐渐加大。进一步对两种育性植株的株高增长曲线进行分析 ,发现二者的最大生长速度存在差别。     

植物种子重要成分的代谢工程

本文综述了植物种子重要成分(淀粉、糖类、蛋白质和油脂等)以及块茎、果实的代谢工程研究进展。     

适宜钾浓度降低小麦蚜虫密度的生理代谢机理

【目的】从对植物基础代谢影响的角度,研究施钾降低麦株蚜虫密度的作用机理,为田间小麦蚜虫的生态调控提供科学依据。【方法】采用水培试验,设置5个钾水平（KCl 0.005、0.05、0.5、2、10 mmol/L）,每个钾水平均进行蚜虫侵染和不侵染处理,每个处理重复3次,并于麦株五叶一心时进行蚜虫侵染,将虫龄大小一致的成年无翅蚜虫接种在小麦的最新完全展开叶上,每株小麦用5头蚜虫侵染。然后,分别于蚜虫侵染4天和8天两个时间节点调查麦株蚜虫密度并取样,分析钾水平和蚜虫取食对小麦叶片游离氨基酸、可溶性蛋白和可溶性糖含量的影响。【结果】钾水平在0.005~0.5 mmol/L范围内,蚜虫侵染后第4天,单位干物质重的蚜虫密度随着钾水平的提高显著降低,进一步提高钾水平,蚜虫的群体密度差异并不显著;而在蚜虫侵染后第8天,蚜虫的群体密度随着钾水平的升高而显著降低。随着钾水平提高,未被蚜虫侵染的小麦植株其游离氨基酸含量呈降低趋势,而可溶性蛋白和可溶性糖含量则呈先升高后降低趋势;被蚜虫侵染的小麦植株其游离氨基酸和可溶性蛋白含量的变化趋势不变,而可溶性糖含量则呈持续增加趋势。同一测定时间与不接虫处理相比,接虫处理随着钾水平的提高,蚜虫侵染诱导的游离氨基酸和可溶性蛋白含量降低,而可溶性糖含量增加。两个时间节点相比,随时间推移,不接虫处理游离氨基酸、可溶性蛋白、可溶性糖含量的平均增幅分别为2.6%、18.1%、2.0%,而接虫处理上述指标平均增幅分别为67.3%、20.9%、22.9%,与不接虫处理相比,接虫处理麦株游离氨基酸和可溶性糖含量增幅较大。此外,蚜虫侵染诱导的游离氨基酸、可溶性蛋白和可溶性糖含量的增加量,都与相应时间节点的蚜虫群体密度显著或极显著相关,其中,接虫4天和接虫8天的相关系数分别为0.948、0.920、-0.908和0.944、0.985、-0.991。而组成型的可溶性蛋白和可溶性糖含量与相应时间节点蚜虫群体密度间相关性不显著,游离氨基酸含量却与之呈极显著正相关,接虫4和8天的相关系数分别为0.995和0.944。【结论】提高钾水平可能通过降低小麦组成型游离氨基酸的含量,降低蚜虫取食诱导型游离氨基酸和可溶性蛋白积累,提高诱导型可溶性糖的积累,共同降低麦长管蚜密度。     

茶树特异成分对辐照诱导自由基的作用

研究了茶树体内特异成分对辐照诱导自由基的作用。结果表明，辐照茶籽内自由基的增长趋势表现为乔木型大叶品种大于灌木型中、小叶品种，１０个品种茶籽内自由基的耗照剂量效应模型为ｙ＝ａｅ（－ｂ／ｘ）。茶树体内儿茶素、茶多酚、黄酮苷、咖啡碱等特异成分与其辐射敏感性及自由基含量变化密切相关。影响辐照茶树体内自由基消长的主要因子是儿茶素，其中（－）－没食子儿茶素没食子酸酯（ＥＧＣＧ）与自由基反应有浓度效应，在低浓度条件下，具有诱发产生自由基的作用，而在高浓度条件下，则有消除自由基的作用     

锌硼营养对苦瓜叶片碳氮代谢的影响

采用田间试验、植株生理生化测定方法,研究了锌、硼营养对苦瓜(株洲长白)叶片碳氮代谢的影响。结果表明,在锌、硼缺乏的红壤中施用硫酸锌和硼砂可提高苦瓜上位、下位叶片光合强度(PSR)、碳酸酐酶(CA)、硝酸还原酶活性(NR)、叶绿素、蔗糖、可溶性糖、淀粉、Zn、B、蛋白质和核酸含量;降低游离氨基酸含量(FAA)和RNase活性。生物统计结果表明,叶片Zn与叶绿素、PSR、CA;CA与PSR、蔗糖、可溶性糖;蛋白质与核酸、NR呈极显著正相关。而蛋白质与FAA、RNase;核酸与RNase呈极显著负相关。