水稻单胚多芽突变体多芽发生的胚胎学基础

植物胚胎发育过程中茎端分生组织的正常形成与发育是产生叶片、侧芽和茎的重要前提。水稻突变体4001的籽粒萌发时产生多个芽,为重要的茎端分生组织分化异常突变体。利用整体染色透明激光扫描共聚焦显微术(WE-CLSM)、塑料半薄切片术和扫描电子显微镜观察表明,突变体4001的胚囊结构和双受精过程正常,但胚胎发育和分化迟于野生型水稻,胚胎分化产生多个茎端分生组织,且位置异常。多个茎端分生组织的分化是4001多芽的胚胎学基础,与其相关的基因在调控水稻茎端分生组织分化的时间、未分化细胞数目以及背腹轴性建立等方面起着重要的作用。     

同源四倍体水稻花粉母细胞减数分裂期间微管骨架组织和结构变化

应用间接免疫荧光标记-激光扫描共聚焦显微术,观察了同源四倍体水稻花粉母细胞减数分裂过程的微管骨架和染色体行为变化。结果表明:同源四倍体水稻花粉母细胞微管组织形态变化与二倍体水稻的基本一致,但出现一些不同,如核周微管较长,纺锤体微管数量较多;并呈现许多异常现象。前期I细线期,微管数量少,分布不均匀;偶线期,呈现不规则网络状结构,未见明显的极性分布;粗线期,核仁解体,呈现混乱的网络状结构;双线期,微管提早解聚,不形成环绕状微管;终变期,微管数量稀少,核周未见明显的微管聚集;中期I纺锤体形态出现多种异常现象;末期I成膜体形状异常,出现点状微管;末期II-四分体时期,二分体细胞两端不分开;出现三分体细胞,其内微管混乱。以上各时期的染色体行为也出现不同程度的异常。综合认为,微管组织的异常可能与染色体的行为异常存在一定的关联,两者共同作用影响花粉发育,导致育性偏低。     

花粉不育基因互作的同源四倍体水稻杂种染色体行为和生殖特性

利用同源四倍体水稻台中65-4x及其携带花粉不育基因的四倍体近等基因系组配的花粉不育基因座位互作的四倍体杂种,对其花粉母细胞减数分裂期间染色体行为及生殖特性进行研究。结果表明,四倍体亲本及杂种多数细胞在终变期都是四价体与二价体共存,台中65-4x染色体配对方式为9.20Ⅳ+5.60Ⅱ,杂种平均为9.52Ⅳ+4.90Ⅱ,亲本与杂     

RNAi介导SMV-P3基因沉默增强大豆对花叶病毒病的抗性

大豆花叶病毒(soybean mosaic virus, SMV)病是我国各大豆主产区最重要的病害之一,严重影响大豆产量和籽粒外观品质。培育抗病品种是防治该病最经济有效的措施。本研究基于植物介导RNA干扰(RNA interference, RNAi)技术,将编码参与SMV运动和影响宿主域范围的P3蛋白基因RNAi片段导入栽培大豆品种,研究RNAi介导SMV-P3基因沉默对大豆抗SMV的影响。Southern杂交检测结果表明,外源RNAi片段以低拷贝的形式(1~4个)整合至大豆基因组中。对T1~T3代转基因大豆喷施除草剂和PCR鉴定结果表明,外源T-DNA插入片段在转基因大豆不同代际间能够稳定遗传。对T2和T3代转基因大豆接种SMV鉴定结果表明,转基因大豆对我国大豆产区主要流行SMV株系SC-3较非转基因对照受体品种Williams 82和SN9的抗性水平显著提高,病情指数降低至4.37%~18.51%,且抗性能够稳定遗传。综上所述,RNAi介导SM-P3基因沉默能够显著提高转基因大豆对SMV的抗性水平。     

筛选和转化药用野生稻TAC克隆获得耐旱水稻

【目的】利用分子生物学技术建立一种可有效转移药用野生稻有利基因的方法,为进一步大量开展利用药用野生稻有利基因提供技术基础。【方法】以植物抗性相关转录因子AP2/EREBP和bZIP家族基因保守序列为探针,采用同位素α-32P对探针进行标记,通过Southern 杂交对药用野生稻TAC文库进行第一轮筛选;所获得阳性克隆用地高辛标记的探针进行第二轮筛选;最后利用PCR方法对第二轮筛选所获得的阳性克隆进行验证。通过农杆菌介导法将阳性克隆转入栽培稻品种日本晴,利用TAC载体插入片段两端的抗性标记Hpt和SacB,通过PCR扩增检测和和Southern杂交对转化植株进行鉴定。采用PEG胁迫法和生理指标变化对转基因T2植株的芽期、苗期耐旱性进行鉴定。【结果】第一轮TAC文库筛选共获得1 073个阳性克隆,其中,以AP2/EREBP的保守序列为探针筛选出606个、bZIP为探针筛选出467个。对这些阳性克隆进行第二轮筛选,从中共获得147个阳性克隆,其中,AP2/EREBP为探针筛选出95个、bZIP为探针筛选出52个。PCR验证有103个阳性克隆能够扩增出目的片段,分别是利用AP2/EREBP设计的引物筛选出63个克隆和bZIP的40个克隆,阳性克隆得率分别为66.32%和76.92%。通过农杆菌转化,以编号为52D-M16和22D-P2（与AP2/EREBP相关）以及55R-A17、49R-O14和8-A24（与bZIP相关）的克隆转化水稻日本晴均获得转化植株,转化试验结果发现外源插入片段越大则克隆转化的成苗率越低。抗性鉴定、PCR和Southern杂交结果均证明外源片段已转入受体水稻品种日本晴中。芽期抗旱性鉴定表明R12-23、R15-41和R1-8 3份材料的耐旱性优于受体日本晴,苗期鉴定显示M63-9和R12-23的耐旱性较强。综合认为,R12-23具有较好的耐旱性。【结论】通过构建药用野生稻TAC文库并结合特异克隆筛选和遗传转化方法,可以进行有利基因的转移,结合进一步的育种,有望实现药用野生稻在育种上的利用。     

反义RNA介导GmFAD2-1B基因沉默增强大豆种子中油酸的高效累积

油酸含量是评价大豆油食用品质和稳定性的重要指标。本研究采用农杆菌介导转化法,将反义GmFAD2-1B基因导入栽培大豆品种,获得油酸含量显著提高的转基因大豆新品系。Southern杂交检测表明,外源GmFAD2-1B基因片段已导入大豆基因组,其插入拷贝数为1~5个。q RT-PCR检测表明,外源GmFAD2-1B主要在大豆种子中表达,并导致种子中内源GmFAD2-1 m RNA表达水平显著降低,而根、茎、叶、花组织中内源GmFAD2-1 m RNA表达水平无显著变化。脂肪酸组分分析表明,12份转基因大豆种子油酸含量为27.38%~80.42%,其中,L40和L72油酸含量分别为68.91%~80.42%和65.98%~80.22%,较对照品种Williams 82(17.8%~22.0%)提高2.65倍以上,亚油酸降低至4.84%~14.55%,饱和脂肪酸降低至10.34%~11.16%,但总脂肪和总蛋白含量与对照品种相比没有显著变化。农艺性状分析表明,转基因大豆在熟期、株高、叶形、花色、结荚高度、百粒重等方面与对照品种也没有显著差异。     

花生苗期不同程度干旱胁迫 对叶片某些酶活性的影响

在人工控水条件下,研究了花生苗期不同程度干旱胁迫对叶片某些酶活性的影响,结果表明:随着干旱 程度的增加,花生叶片光合速率逐渐下降,叶中丙二醛(MDA)含量增加;适当干旱(灌水60～80mm) ,可增加叶片 中超氧化物歧化酶( SOD) 、过氧化物酶( POD) 、过氧化氢酶(CAT)的活性,提高叶片可溶性蛋白质( Pr)含量;充分 灌水后,叶中SOD、POD、CAT活性和Pr、MDA含量显著降低,而光合速率显著升高。要保持花生叶片较好的生理特 性,苗期灌水量不能低于60～80mm。     

刺玫果的生物学特性

以人工栽培刺玫果为研究对象,通过调查研究掌握了刺玫果生物学特性及生长发育规律.结果表明,刺蔷薇、刺玫蔷薇物候期基本一致;采取第2年平茬的办法,可提高枝条分蘖数量2.3倍,匍匐繁殖枝条1.7倍;在栽培上,对4 a或5 a生枝条（枝条密度较大）进行剪除,生长良好,枝条活力旺盛;萌生枝条生长速度仅有一个高峰,从5月20日开始,至7月12日结束,从这一结果可以确定施肥重点,促进枝条生长发育,应在5月20日到7月初补施速效氮肥,为促进枝条成熟,应于7月中旬补施磷钾肥;果实从开花始期至果实膨大,6月1日花期结束平均果实直径达到0.46 cm,迅速膨大期在7月15日之前,此期生长量占果实总量85%.     

水稻小孢子形成和发育过程中胼胝质的动态变化

利用活体荧光显微术,PEG切片荧光显微术,半薄切片光学显微术和透射电镜观察了粳稻台中65小孢子形成和发育过程中胼胝质的动态变化。结果发现,胼胝质最早于小孢子母细胞形成期出现于花粉囊中。进入小孢子母细胞减数分裂期,胼胝质首先在小孢子母细胞靠近药室中央的初生细胞壁上沉积,并于减数分裂Ⅰ终变期形成完整的胼胝质壁;随后胼胝质在小孢子母细胞中央开始沉积,并向四周扩展形成第1个赤道板,随后形成第2个赤道板;减数分裂后,四分体周围的胼胝质解体释放出小孢子。小孢子早期,绒毡层细胞中积累胼胝质类物质,小孢子核周围也开始沉积胼胝质,逐渐形成完整胼胝质壁;小胞子晚期,绒毡层细胞开始解体,药室内壁细胞开始加厚,其加厚的物质为胼胝质类物质。二胞花粉早期,小孢子进行不均等分裂,形成营养细胞和具有胼胝质壁的生殖细胞,随后营养细胞的细胞质中积累胼胝质,生殖细胞的胼胝质壁开始解体;二胞花粉晚期,药室内壁加厚完成,营养细胞的细胞质中继续积累胼胝质,花粉成熟期,营养细胞的细胞质中积累了大量胼胝质。对胼胝质在小孢子形成和发育过程中的功能进行了讨论。     

Early assessment of the yield loss in rice due to the brown planthopper using a hyperspectral remote sensing method

The brown planthopper (BPH) is an important pest in rice. Rice losses due to BPH's damage are often more than 10% of yield. Assessments on loss rates from BPH are now basically dependent on experiential indices. However, early assessments on rice yield losses using hyperspectral data are still rare. In this study, reflectance from rice canopy was measured in net cages after different densities of BPH release. Results showed that reflectance in the near-infrared region (750–1000 nm) from milk grain stage, and in 400–531 nm and 567–705 nm from mature grain stage was closely related to BPH density. These spectral indices: red-edge parameters (λ_r, Dλ_r, Sλ_r), ratio of the maximal reflectance in green (490–560 nm) to minimal reflectance (640–740 nm) in red (R_GREEN/R_RED), ratio of the near-infrared peak (R_NIR) to R_RED, normalized difference vegetation index between R_NIR and R_RED and soil-adjusted vegetation index (SAVI) from both milk and mature grain stages, indicated BPH densities well. As expected, rate of loss in rice grain was higher with increasing BPH density. SAVI, Dλ_r, Sλ_r and reflectance at 760 nm (R₇₆₀) from milk grain stage were significantly correlated with rates of loss in panicle, and 1000-grain weight and multiple-linear regression models for detecting loss rate were established. The hyperspectral reflectance from rice at milk grain stage can be used to assess rice yield losses due to BPH and improve management policies.