抑制剂对灌浆期淀粉酶幼胚及穗发芽影响研究

在单一抑制剂的基础上筛选了几种综合抑制剂,并在灌浆期中进行了喷施,测定了抑制剂对灌浆期中的淀粉酶活性,分析了抑制剂与幼胚关系,观察统计了灌浆期中抑制剂与穗发芽率相关关系,讨论了穗发芽的相关因素,认为湿度饱和是稻穗种子萌发的诱因,内存酶的激活是穗发芽的关键,抑制剂有效的降低了淀粉酶活性,提高了稻穗种子的抑制剂的浓度,使穗发芽得到有效的抑制.     

赤霉素对杂交水稻保持系金23B与V20B种子及穗发芽生理特性的影响

以田间稻穗发芽差异显著的2个水稻亲本金23B和V20B作为试验材料,用110 mg/L赤霉素对2个水稻亲本种子及田间亲本稻苗在齐穗后第7天进行处理,于人工气候箱中模拟阴雨环境培养种子和稻穗种子72 h,在不同时间内对离体种子和稻穗种子与发芽相关的生理生化指标进行分析,以期研究外源赤霉素对种子及穗发芽的影响。结果表明,赤霉素对离体种子与稻穗均可促进发芽势、α-淀粉酶的活性的提升,可提高可溶性糖含量,含糖量越高越有利于种子的萌发;但对可溶性蛋白含量的影响比较复杂。而对促进发芽作用的效果离体种子则优于稻穗。     

春小麦α—淀粉知性及其与穗发芽抗性的关系

用改进的凝胶扩散法对国内外57个春小麦品种（系）在灌浆后35d进行了穗发芽抗性和α－淀粉酶活性的测定。结果表明：不同春小麦品种的穗发芽抗性及α－淀粉知性存在显著差异。来自黑龙江的大部分主栽品种的穗发芽抗性中等，红粒品种的穗发芽抗性比普通白粒品种强，在白粒品种中也存在抗性极强的品种，穗发芽率与种子中α－淀粉酶活性存在显著正相关，α－淀粉酶活性可作为鉴定穗发芽抗性的生化指标。     

水稻穗发芽研究进展

作物收获前的穗发芽是一个严重的全球性农业生产问题。经过漫长的驯化过程,栽培作物的休眠水平普遍低于野生祖先。尽管休眠期的缩短可能提高作物的繁殖代数和农业产值,但过早的休眠释放使作物在成熟收获前发生穗萌发,造成巨大的经济损失。从穗发芽的生理基础、穗发芽相关QTL和基因、穗发芽防控及展望等方面对水稻穗发芽现象进行梳理,认为高含水量是水稻种子萌发和穗发芽的先决条件,该过程中,淀粉酶活性增强和可溶性糖含量升高为穗发芽提供能量,水稻籽粒中植物激素ABA和GA的含量及种子对二者的敏感性是决定穗发芽的关键所在。近年来,穗发芽相关QTL及其功能基因的挖掘为阐明水稻穗萌机理以及培育穗发芽抗性品种提供重要依据。从长远来看,广泛开展水稻种质资源鉴评,尤其在野生稻、地方品种中寻找丢失的休眠基因,并通过分子育种途径聚集此类基因,培育抗穗萌品系（品种）,对于解决穗发芽问题、提高水稻产量和品质、保证国家粮食安全具有重要意义。     

杂交水稻亲本种子与穗萌芽时的生理特性比较

对杂交水稻亲本金23B和V20B种子进行了发芽与田间栽培试验,并对其生理特性进行了比较。结果表明,种子萌芽与稻穗萌芽受可溶性糖含量的直接影响,可溶性糖含量越高越易萌芽。可溶性蛋白含量在稻穗萌芽过程中远远高于种子萌芽时期;而α-淀粉酶的活性变化在种子萌芽期与稻穗萌芽期呈现出相反的变化规律。     

春小麦α-淀粉酶活性及其与穗发芽抗性的关系

用改进的凝胶扩散法对国内外57个春小麦品种(系)在灌浆后35 d进行了穗发芽抗性和α-淀粉酶活性的测定.结果表明:不同春小麦品种的穗发芽抗性及α-淀粉酶活性存在显著差异.来自黑龙江省的大部分主栽品种的穗发芽抗性中等,红粒品种的穗发芽抗性比普通白粒品种强,在白粒品种中也存在抗性极强的品种.穗发芽率与种子中α-淀粉酶活性存在显著正相关,α-淀粉酶活性可作为鉴定穗发芽抗性的生化指标.     

杂交稻种子萌发中淀粉酶活性研究

】对岗４６Ａ三系及其Ｆ１种子发芽中淀粉酶活性变化测定表明,萌动前期β－淀粉酶的增长速度快于α－淀粉酶。抑制穗发芽,应首选抑制β－淀粉酶的抑制剂,从而抑制种子萌动。     

控制小麦穗发芽和改良加工品质的研究

控制小麦穗发芽和改良加工品质的研究中国农业科学院作物所肖世和，陈孝，尚立民小麦穗发芽的产生有多种原因。但穗发芽抗性主要与胚对脱落酸的过敏性、胚乳的α－淀粉酶活性、颖片内的发芽抑制物以及种子的吸水速率等因素有关。而穗发芽的进程和后果都与内源α－淀粉酶活...     

小麦种子萌发和幼苗生长与α-淀粉酶活性关系的研究

研究了不同小麦品种间萌发速率与淀粉酶活性的关系和同一品种用植物激素——油菜素的内酯(BR)(0.01、0.1、1ppm)浸种后,小麦种子萌发和生长与淀粉酶活性的关系。结果表明:小麦不同品种间种子的发芽速率与α—淀粉酶的活性成正相关。用BR浸种处理后,小麦种子的发芽率有所提高,小麦种子的萌发速率和萌发期幼苗生长与α—淀粉酶的活性成正相关。     

种子活力与发芽环境对玉米种子蛋白酶和α—淀粉酶活性的影响

为探讨不同活力玉米种子田间发芽成苗率存在明显差异的生理原因，测定了不同环境条件下玉米种子发芽期间蛋白酶和α－淀粉酶的活性。结果表明，种子活力对玉米籽粒蛋白酶和α－淀粉酶活性的影响因发芽环境条件而异。高活力种子胚乳的蛋白酶活性在较低的温度下发芽比低活力种子的高，且在不同温度条件下的变化较小。胚乳蛋白酶活性在10℃和25℃下的比值与种子活力密切相关。玉米种子胚中蛋白酶的活性比胚乳的高，且高活力种子胚的蛋白酶活性较高。α－淀粉酶的活动开始于吸水约5h时的种子中，发芽5－6d时活性达最高。在10℃发芽时，高活力种子α－淀粉酶活性显著地高于低活力种子，但在25℃发芽时两者差异不显著。在不良环境条件下发芽，玉米种子的蛋白酶活性增高，α－淀粉酶的活性降低。高活力种子的蛋白酶和α－淀粉酶的稳定性和协调性较好。     

水稻穗发芽调控基因OsVP1的RNA干涉载体构建及遗传转化研究

【目的】穗发芽是种子在收获前遇到阴雨潮湿环境时,在田间母体植株上发芽的现象,是水稻生产中的一个重要限制因素。水稻穗发芽的表现性状和玉米种子特异的viviparous1(vp1)突变体表型非常相似。VP1是种子成熟和休眠所必须的脱落酸信号转导途径中的重要转录因子,因此利用转基因技术研究水稻同源基因OsVP1的生物学功能对有效控制杂交水稻穗发芽的发生和危害具有重要意义。【方法】将水稻OsVP1片段导入到植物表达载体pHB,构建OsVP1的RNA干涉植物表达载体pHB-OsVP1RNAi;通过根癌农杆菌介导转入水稻品种日本晴,并获得阳性植株。【结果】半定量RT-PCR分析显示,转基因植株胚中的OsVP1表达量明显低于野生型日本晴植株;萌发试验表明,转基因植株T1种子的萌发速率与野生型日本晴相比有明显的提高。并且在外加不同浓度的脱落酸(ABA)处理的溶液中,与野生型日本晴相比转基因种子萌发速率所受到的抑制较小;同时,在转基因植株T2新收获的稻穗的萌发试验表明,转基因的稻穗出现了明显的穗发芽现象。【结论】水稻OsVP1的RNA干涉能够提高种子的萌发速率以及诱发稻穗的穗发芽。     

Physiological analysis on pre-harvest sprouting in recombinant inbred rice lines

Pre-harvest sprouting (PHS) in rice production is usually caused by high temperature and humidity or continuous rains. It frequently happens in F₁ in hybrid rice seed production. The PHS or “Physiologically germinated” seeds are of lower quality, by which the hybrid rice seed production is badly affected every three years at a loss of 20% or even 50% yield in seed production over the vast Yangtse River Valley and Southwest China. It is estimated that PHS causes an average decrease of seed activity by 10%. A recombinant inbred line population including 304 lines, derived from a cross between Indica rice (Oryza sativa L.) cultivars Zhong-156 and Gumei-2, was used to study the PHS physiology. Based on the data of sprouting rate in panicles and sprouting rate in grains, two kinds of lines, namely easy-to-sprout lines and hard-to-sprout lines, were selected to investigate their physiological differences when PHS happened. The experiment was conducted in a special field with a microclimate of higher temperature and humidity. The results indicated that it was easier to produce PHS from the female parent GM-2 than the male parent ZH-156, besides, the GA₁ content and amylase activity in GM-2 grains were higher than those in ZH-156. However, the abscisic acid (ABA) content in GM-2 grains was lower than that in ZH-156. Higher temperature and higher humidity facilitated the GA₁ increment from milk ripe stage to yellow ripe stage. GM-2 and the easily-sprouting lines showed an even higher increase in GA₁ than ZH-156 and the hardly-sprouting lines, which enhanced the amylase activity and induced pre-harvest sprouting. This may be the physiological basis for pre-harvest sprouting induced by higher temperature and higher humidity, and these special characteristics must be inherited from their parents. __________ Translated from Acta Agronomoca Sinica, 2006, 32(5): 728–733 [译自: 作物学报]     

利用比较分子遗传学鉴定小麦穗发芽基因的研究进展

充分利用研究的比较多的模式作物所获得的分子遗传学信息,进而作为较复杂生物基因组研究的基础,是现代分子遗传学常用的手段之一。在此,重点介绍了模式作物拟南芥、玉米和水稻在种子发芽方面的分子遗传学研究进展;概述了小麦穗发芽的分子遗传学研究进展;分析了根据小麦与模式生物在基因组上的共线性,利用比较分子遗传学手段,将拟南芥的ABI3和玉米的VP-1基因作为小麦抗穗发芽的候选基因的可行性。     

水稻穗上发芽生理生化及颖壳扫描电镜观察

Scanning electron microscopy of easy or uneasy-germinated glumes,determining the contents of endogenous hormones and the activity of α-amylase were studied from at 1-4 d pre-harvest sprouting rice.The results showed that the activity of α-amylase and the contents of IAA,GA1 3 and ZR were higher in easy-germinated rice than those in the uneasy-germinated rice,while ABA content in easy-germinated rice was lower than that in uneasy-germinated rice.The change of GA1 3/ABA rate accorded with that of GA1 3.Scanning electron microscopy showed that the cell surface of glume was loose arranged with more villus and bigger hole and germinal aperture,which had lesser mechanism resistance and better water absorptivity in easy-germinated rice.This research also indicated that pre-harvest sprouting in rice related to α-amylase activity,endogenous hormone contents and glume structure.     

转基因抗穗发芽小麦的获得

以易穗发芽小麦幼胚为受体,用基因枪法对TrxS反义基因(目的基因)和Bar基因(标记基因)进行了共转化;通过对轰击后的小麦幼胚进行愈伤组织诱导、胚性愈伤组织分化和生根培养,获得再生植株;经分子检测证实在3个受体材料上获得转基因再生植株和可遗传的转基因后代.通过培养皿籽粒发芽试验、离体整穗保湿发芽试验和温室模拟降雨穗发芽试验,均证明转基因后代材料具有延缓籽粒发芽和抗穗发芽的特性.     

节节麦抗穗发芽基因的染色体定位及其抗性机理

 利用长休眠的河南节节麦与四倍体小麦矮兰麦杂交并经人工加倍合成的新六倍体小麦RSP,其节节麦抗穗发芽特性得到表达。通过对RSP不同灌浆期及不同发芽处理研究表明,在开花后35d的穗发芽高峰期其发芽率也仅为6.06％。其抗穗发芽的因素主要来自种子的抑制,麦穗的机械作用和颖壳内含物的抑制较次。利用RSP对节节麦的抗穗发芽基因进行定位分析,结果表明,RSP的抗穗发芽基因是隐性单基因位于2D染色体上。     

Mapping and Analysis of Quantitative Trait Loci Controlling Seed Dormancy in Rice

Seed dormancy is one of the most important traits related to the rice grain quality and seeds application, because it is associated with pre-harvest sprouting, resulting in a downgrading of quality and severe limitations in end-use application.The recent development of DNA markers and linkage maps of rice has made possible mapping of individual genes associated with complex seed dormancy traits, analyzing the genetics effects of individual genes and genotype-byenvironment interactions. Up to now, numerous quantitative trait loci (QTLs) associated with seed dormancy in rice have been identified and mapped in the molecular genetic map by different populations. In this review, we focus on the genetic base of seed dormancy in rice, especially compare QTLs controlling seed dormancy reported up to now, analyze the expression and stability of QTLs controlling seed dormancy, and discuss the present problems. Finally we show a new pathway to further research on seed dormancy.     

水稻种子休眠性基因座的定位和分析

 水稻种子休眠性是关系到稻米品质和稻种质量的重要农艺性状,与穗发芽抗性直接相关。DNA标记和水稻连锁图谱的发展,为定位种子休眠性的基因位点、研究单个基因的"剂量效应"和剖析各基因位点对环境的敏感性等方面提供了可能性。迄今,利用分子标记,对不同的遗传群体,已初步定位了多个与水稻种子休眠性有关的QTL。本文简要介绍了水稻种子休眠性传统遗传学研究概况,重点对已报道的种子休眠性数量性状基因位点（QTL）进行比较分析,探查稳定表达的种子休眠性QTL,讨论了水稻种子休眠性研究存在的问题和进一步研究的途径。     

水稻种子成熟后期高湿环境下种子休眠相关基因的表达

为探讨水稻种子成熟后期持续阴雨天气影响种子休眠的分子机制,将成熟后期水稻放置于人工气候室（12 h光照/28 ℃,12 h黑暗/22 ℃,相对湿度为60%,光量子通量密度为600 μmol∙m^-2∙s^-1）并定时喷水（每3 h喷水1次,每桶水稻每次喷水500 mL,共处理5 d）模拟持续阴雨条件来处理开花后26、28、30、32 d的粳稻,检测其穗上发芽的情况。用同样处理条件对开花后30 d的水稻种子进行高湿处理,检测高湿处理后不同时间点的种子中ABA和GA生物合成和代谢,以及α-淀粉水解酶等相关基因的动态表达情况。结果显示,种子成熟度是受高湿诱导的穗发芽的一个重要影响因素,粳稻Dongjin开花后26 d与28 d的种子经高湿处理后少有萌发,开花后30 d及以上的种子高湿处理后大多数能萌发;高湿处理能够快速诱导脱落酸（abscisic acid,ABA）降解途径基因OsABA8ox1、OsABA8ox3和赤霉素（gibberellin,GA）合成基因OsGA3ox2和OsGA20ox1的表达,同时抑制ABA合成关键基因OsNECD1、OsNECD2和OsNECD3的表达;喷水处理72 h后,α-淀粉水解酶基因OsAmy1A、OsAmy3B、OsAmy3C和OsAmy3D的表达量快速上调,促进淀粉水解,为种子萌发提供物质和能量。该研究结果将为解析成熟期水稻在多雨高湿环境下诱发穗发芽的分子机制提供基础。