小麦及其近缘种间杂交的不亲和性及其F1籽粒性状研究

采用人工去雄和授粉的方法研究了普通小麦、硬粒小麦、小黑麦、黑麦间不同杂交组合的结实率及其F1籽粒的形态差异。结果表明:不同亲本间杂交的不亲和性表现在授粉、受精及合子或种子发育的不同阶段,从而导致受精困难或杂种胚过早败育,或形成正常的杂交种子,但籽粒变小,表现为远缘杂交结实率的高低及籽粒形态差别很大。并讨论了远缘杂交的重要性和复杂性,提出了远缘杂交不亲和性分子机理的研究方法。     

植物特异蛋白的研究进展

综述了植物特异蛋白在植物受精作用,生长发育,雄性不育及环境胁迫等方面的国内外研究进展状况,并指出了存在的问题。     

GENESIS诱导小麦雄性不育的形态学和细胞学观察

从形态学和细胞学方面,观察了GENESIS诱导小麦雄性不育的过程.结果表明,喷药处理后,抽穗后穗部为浅绿色,小穗排列松散,麦穗呈"爆裂状"且透亮,雄蕊退化;Feek'sstage8.0时期喷施,大部分表现为无花粉型,药室内花粉母细胞解体,只留下空腔;Feek'sstage9.0时期喷施大多为花粉败育型,败育花粉中大都只发育到单核期,部分发育到二核期,小孢子畸形,细胞核解体,细胞质稀薄,也发现有多核花粉粒存在;喷施时期越早,败育得越彻底,在3kg·hm-2剂量处理下,败育发生较为彻底,而且对花粉囊壁影响较小.     

改良TAIL-PCR技术在小麦PM H+-ATPase基因启动子克隆中的应用

以小麦基因组DNA为模板,利用改良的热不对称交织PCR（TAIL—PCR）技术成功克隆到小麦PM H^＋ -ATPase基因的上游侧翼序列,测序结果表明,该序列全长363bp、序列分析结果表明,GGGCGGG序列位于一141～-135bp;TATA．box位于基因转录起始位点CAT-box上游-37～ -32bp;-70～ -80bp间没有发现CCAAT—box;ATG位于CAT-box下游203～205bp处,5’UTR（非编码区）序列全长202bp,表明该序列为小麦H^＋ -ATPase启动子序列．     

人工老化玉米种胚ROS产生及ATP合成酶亚基mRNA完整性研究

为了揭示玉米种子衰老机理,本研究以“郑单958”玉米杂交种为材料,研究了人工老化处理(温度45℃﹑相对湿度100%)后种子活力﹑种胚■产生和积累﹑种胚ATP含量和ATP合成酶活性,并用反转录阻断-双引物扩增法分析种胚及不同器官(盾片﹑胚根和胚芽)ATP合成酶亚基mRNA的完整性。结果表明,人工老化处理后,玉米种子的萌发率和胚根生长速率下降;种胚生活力降低;种子呼吸强度减弱。种胚■产生速率在老化3d时达到高峰,随后下降;胚根和胚芽■产生速率和含量显著增加;种胚ATP含量和ATP合成酶活性降低。ATP合成酶ε亚基和γ亚基的mRNA完整性先升高后降低;δ亚基mRNA的完整性没有明显变化;α亚基和β亚基mRNA的完整性则持续降低;胚根和胚芽ATP合成酶亚基mRNA的损伤程度大于盾片。说明在老化过程中胚根和胚芽ROS产生和积累,导致ATP合成酶亚基mRNA不同程度的损伤, ATP合成酶活性降低, ATP含量减少,造成萌发过程种胚供能不足,这可能是导致玉米种子衰老的重要原因之一。     

小麦质膜质子ATP酶基因和启动子序列(登录号:AY829002)

Plant plasma membrane H^＋ -ATPase fuels ATP and pumps protons from the cytoplasm to the cell exterior resulting in acidification of plant cell wall and alkalinization of cytoplasm. This electrochemical gradient across the PM plays an extremely important role in plant growth and development. We isolated promoter and complete gene of plasma membrane H^＋ -ATPase from common wheat （Triticum aestivum L.cv. yumai 18）. The genomic sequence of the enzyme includes fourteen introns and fifteen exons. Existence of GGGCGGG sequence in promoter, located upstream-135, indicates that the enzyme is typical of “housekeeping” genes expressed in most tissues.     

化学杂交剂GENESlS对小麦生长发育的影响

为了评价化学杂交剂GENESIS的副效应,研究了GENESIS对普通小麦的农艺性状、倒二叶叶片叶绿素含量和雌蕊育性的影响,结果表明GENESIS对小麦的生长有一定的抑制作用,主要表现在株高降低,抽穗期和开花期延迟1～2d,株高的降低主要是由穗下第一节间缩短造成的,3个剂量处理间株高的差异未达到显著水平;GENESIS对小麦倒二叶叶片叶绿素含量有一定程度的影响,叶片能自我修复,但剂量越大、喷施时期越晚,叶片的损伤越大,其修复能力越差;GENESIS对雌蕊育性几乎没有影响.     

人工劣变处理对玉米种胚差异基因表达的影响

【目的】利用数字基因表达谱技术（digital gene expression tag profiling,DGE）探索人工控制劣变（controlled deterioration treatment,CDT）条件下玉米种胚差异基因的表达变化,为揭示种子劣变的分子机理提供依据。【方法】以玉米杂交种郑单958种子为材料,采用高温（45℃）高湿（相对湿度100%）方法处理72 h,以未处理材料为对照,利用DGE分别进行高通量测序,测序结果与参考基因组和参考基因数据库比对获得表达基因,利用RPKM（Reads Per Kb per Million reads）方法计算基因的表达量,根据FDR（false discovery rate)<0.001和|log2 ratio(T/CK)|≥1的标准筛选差异表达的基因,对获得的差异表达基因（digital expression genes,DEGs）进行GO（gene ontology）和KEGG（kyoto encyclopedia of genes and genomes）数据库功能注释,并对注释结果进行富集分析处理。【结果】对照玉米种胚中检测到32 000多种mRNAs。CDT处理后差异表达基因有4 713个。其中上调表达2 874个,下调表达1 839个。GO富集分析表明,这些基因涉及细胞组分、分子功能和生物学过程方面,其编码的蛋白主要分布在细胞器和细胞膜上,参与能量代谢、信号转导、刺激响应和衰老死亡等过程,具有结合、催化和抗氧化等功能。这些基因中,能被KEGG数据库注释的有2 470个,参与了288条代谢通路,其中有16条通路存在着显著性富集。这些通路中,参与能量代谢的基因共有113个,分别参与糖酵解/糖异生过程（59个）、磷酸戊糖途径（31个）和丙酮酸代谢过程（50个）;其中,调节糖酵解/糖异生过程的烯醇化酶基因、3-磷酸甘油醛脱氢酶基因等、丙酮酸代谢中的丙酮酸激酶基因等和磷酸戊糖途径中的α-L-岩藻糖苷酶基因等上调幅度最大。还发现,调节NADH代谢相关的基因有25个（9个上调,16个下调）;NADPH代谢的有10个（4个上调,6个下调）。这些基因的表达变化能够调节活性氧的产生和积累。【结论】DGE可以作为研究种子劣变和活力丧失的有效手段。CDT能够影响玉米种胚差异基因的表达,进而影响细胞能量代谢相关过程,主要表现在糖酵解途径受到抑制,导致ROS产生和积累,从而加速玉米种胚细胞的衰老及死亡,最终造成种子的劣变和活力丧失。在这个过程中,差异表达基因可能扮演重要角色。     

杂种小麦群体光合速率及伤流强度优势研究

 1999～ 2 0 0 0年在大田条件下 ,对杂种小麦及其亲本经济产量形成期的群体光合速率及伤流强度进行了比较研究。结果表明 ,群体光合速率和伤流强度的杂种优势因杂种组合而不同。群体光合速率优势大小为西安 8号 /豫农 86 >温麦 4号 /豫农 86 >百农 6 4/豫麦 2号组合 ,分别表现在开花后 8～ 14d和开花后 36d、开花后 14～2 9d、开花后 2 9～ 36d ;穗颈节伤流强度基本上均表现出明显的杂种优势 ,而基部节间伤流强度均没有超标优势。群体光合速率与伤流强度在开花后 8d与 2 5～ 2 9d的关系密切。     

小麦成熟胚脱分化过程中MADS-box家族基因的表达分析

利用小麦成熟胚脱分化基因芯片对脱分化过程中MADS-box家族基因的表达变化进行研究,检测到MADS-box家族转录因子基因及其靶基因共19个,上调表达基因3个,下调表达基因12个,混合表达基因4个,其中,CA730918、CK213813、BE417035、BJ276784、CA726603可能在小麦脱分化过程中意义重大。利用半定量RT-PCR技术对CA670406、CK213813、CA679889、AB107992和BJ228622基因的表达变化进行验证,结果与基因芯片检测结果相似。