转TrxS基因对啤酒大麦种子贮藏蛋白含量的影响

为探讨导入TrxS基因对大麦籽粒氮代谢的作用,以转TrxS基因啤酒大麦纯合株系为材料,分析了TrxS基因的导入对大麦籽粒蛋白酶活性、醇溶蛋白和谷蛋白含量的影响.结果表明,转基因大麦籽粒的蛋白酶活性增加,发芽第3～5 d转基因大麦种子的蛋白酶活性分别比对照增加42.86%、19.35%和25.76%;发芽第2～4 d醇溶蛋白和谷蛋白的降解平均比对照下降快5.92% 和7.10%.     

两个小麦甲基结合蛋白基因cDNA全长克隆及其在种子中的表达特性

 【目的】分析小麦甲基结合蛋白基因TaMBD1和TaMBD6的序列特征及其在种子形成和萌发过程中的表达模式,为探讨小麦种子形成及萌发过程中的表观遗传学调控机制积累资料。【方法】利用RACE技术进行cDNA全长克隆,采用生物信息学软件分析克隆基因的编码蛋白特性,并通过半定量RT-PCR分析克隆基因在小麦种子不同发育阶段及萌发过程中的表达模式。【结果】获得了小麦甲基结合蛋白基因TaMBD1和TaMBD6的cDNA全长,可分别编码193和187个氨基酸。氨基酸序列分析发现,TaMBD1和TaMBD6均包含有典型的甲基结合域,TaMBD1还包含1个CW型的锌指结构域。三维结构分析显示,TaMBD1和TaMBD6均可形成由β-折叠、α-螺旋及C-端扭曲共同构成的特定夹层结构。表达特性分析表明：TaMBD1在种子发育过程中一直保持有较高水平的稳定表达,而在萌发过程中呈现出有规律的表达动态,即胚中的表达量逐渐增强,胚乳中的表达量却逐渐减弱;TaMBD6在种子发育过程中呈现出先升高后降低的表达趋势,以开花后15 d时表达量最高,但在种子萌发过程中却未检测到其表达。【结论】首次克隆了小麦甲基结合蛋白基因TaMBD1和TaMBD6的cDNA全长,这2个基因的编码蛋白均包含有与DNA互作的典型功能域;通过对这2个基因在种子发育及萌发过程中的表达特性分析表明,TaMBD1在小麦种子的发育及萌发过程中均发挥重要调控功能,而TaMBD6仅与种子发育过程中的基因表达调控有关;研究结果为进一步探讨小麦种子形成和萌发过程的基因表达调控机制提供了重要信息。     

基因枪轰击后大麦幼胚的组织培养及植株再生研究

以基因枪轰击后的6个大麦品种的幼胚为材料，研究了不同质量浓度的ABA，2，4-D，ZT和IAA对胚幼的出愈率、愈伤组织分化特性和植株再生能力的影响。结果表明：用1．0mg／L的ABA在诱导培养基上处理幼胚能大大降低胚芽鞘发生率，并对出愈率和胚性愈伤组织的形成无不良影响；经1．0mg／L的2，4-D诱导产生的胚性愈伤组织转到分化培养基上以后，芽分化率可达8％～17％，而4．0mg／L 2，4-D处理芽分化率极低。1．0mg/L ZT与0．1mg／L IAA配比能降低分化过程中不定根的发生率，有利于芽的分化。通过植株再生系统的优化，6个大麦品种的转化幼胚植株再生率达到2％～8％。     

转反义trxs基因小麦种子萌发过程中碳代谢的变化

为了揭示反义硫氧还蛋白基因（anti-trxs）在抗穗发芽小麦中的作用机制。以转反义 trxs 基因小麦株系为材料,对转基因株系和对照种子萌发过程中硫氧还蛋白h活性、淀粉酶活性、可溶性糖和淀粉含量进行了检测。结果表明,转基因小麦籽粒 trxh、α-淀粉酶和β-淀粉酶活性均显著低于对照;淀粉降解和可溶性糖生成速率明显下降。发芽1~5 d,转基因小麦种子trxh、α-淀粉酶和β-淀粉酶活性分别比对照下降24.5%、40.4%和23.0%;淀粉降解和可溶性糖生成速率分别比对照降低23.7%和23%。     

小麦穗发芽与籽粒内可溶性糖和α-淀粉酶活性的品种差异

为了探索不同小麦品种潜在穗发芽能力存在的差异,分别对豫麦34、豫麦18、豫麦70和豫麦49等4个河南主栽小麦品种在籽粒发育后期的潜在发芽势、可溶性糖含量和α-淀粉酶活性进行了测定,结果表明,①所有品种在开花20 d后均有一定的发芽能力,其中豫麦34潜在发芽能力明显高于其他几个参试品种;②豫麦34籽粒可溶性糖含量相对较高,而豫麦18最低,且4个品种在花后20 d的可溶性糖含量都略有升高的趋势,而在花后25~30 d又开始下降;③α-淀粉酶活性与可溶性糖含量的变化规律在整个籽粒发育过程中大体呈一致趋势;④穗发芽率与籽粒可溶性糖含量及α-淀粉酶活性呈正相关关系,豫麦34和豫麦49的籽粒可溶性糖含量与α-淀粉酶活性达极显著正相关。因此,小麦穗发芽现象与籽粒内较长时间维持高的可溶性糖的含量和α-淀粉酶活性有密切关系。     

小麦花粉管通道法转基因研究

为了培育抗穗发芽的种质资源,以13个小麦品种(品系)的植株体为受体材料,用花粉管通道及子房注射法进行了硫氧还蛋白反义基因(Anti-TrxS,与穗发芽抗性有直接关系)的遗传转化。花粉管通道法共处理小花2036朵,收获T0代种子1616粒,结实率为79.4%,将T0代种子大田点播成株行,T1代共出苗1424棵,出苗率为88.1%。对T1代苗按品种和处理组合的方式进行抽样检测,抽样株系取10个单株分别提取叶片基因组DNA,然后将单株叶片DNA等量混合,进行株系基因组DNA的PCR检测。检测结果为31个株系中有16个株系呈阳性反应。子房注射法共转化豫麦49、豫麦70、豫麦18、郑新991和95519等5个小麦品种(品系)的小花1206朵,收获种子89粒,结实率为7.4%,T1代共出苗41棵,出苗率为46.1%。对郑新991T1代株系(12棵幼苗的叶片基因组DNA混合样)进行PCR检测,电泳结果呈阳性反应。     

黄淮麦区不同小麦基因型的春化发育特性研究

为了解黄淮麦区不同小麦基因型的春化发育特性．以不同生态区大面积推广的17个基因型为试验材料．研究了不同春化预处理对小麦生育期、穗分化的起始和分化进程的影响。结果表明，春化处理后不同基因型的苗穗期、出苗至幼穗分化二棱期的天数均随喜化时间的延长而有不同程度的缩短，且不同基因型间存在较大差异。通过聚类分析将参试基因型分成春化特性不同的三个类型，春性基因型不经低温春化即可完成幼穗分化、正常抽穗．而冬性基因型如不经过低温春化处理，穗分化都在二棱期停留，低温（0～2℃）处理20d和30d能分别满足半冬性基因型和冬性基因型幼穗分化对低温的要求。     

冬小麦西农979光合、水肥利用和产量的水氮效应

为给黄淮海地区冬小麦高产高效栽培中水氮管理提供依据,在大田条件下,以该地区冬小麦主推品种之一的西农979为材料,通过裂区试验,水氮各设置三个水平[自然降水(W1)、土壤水分保持田间持水量的60%(W2)和80%(W3);不施氮(N1)、施氮150kg·hm-2(N2)和300kg·hm-2(N3)],研究了不同水氮模式下冬小麦花后旗叶叶绿素含量和光合速率、氮素积累与分配、水肥利用效率及产量的差异。结果表明,中水中氮(W2N2)和中水高氮(W2N3)组合有利于小麦花后旗叶维持较高的叶绿素含量和光合速率。在相同水分条件下,单茎氮素积累量随着施氮量的增加而增加;在相同氮素营养条件下,中水(W2)处理籽粒氮素积累量显著高于自然降水(W1)和高水(W3)处理;W2N2和W2N3的籽粒氮素积累量显著高于其他处理;W2N2处理下营养器官花前贮存氮素在花后向籽粒的转运量和转运率最高;W2N3处理的花前营养器官氮素积累量及其花后转运对籽粒氮素的贡献率最高。在相同氮素营养条件下,随着灌水量的增加,产量先升后降;在相同水分条件下,产量随着施氮量增加而增加;W2N2和W2N3处理的产量显著高于其他处理,且此二处理差异不显著。W2N2处理的氮肥农学效率和灌水生产效率显著高于其他处理。综合以上结果,在本试验条件下,W2N2是小麦高产高效的最佳水氮组合。     

转反义trxs基因对小麦种子α-淀粉酶活性的影响

通过PCR检测，转基因小麦植株均出现474bp的目的带，说明反义trxs基因已整合到小麦基因组上。经测定在种子萌动过程中转基因种子的α—淀粉酶活性低于未转基因种子，证明该基因能够正常表达，从而使转基因品种具有抗穗发芽的能力。     

转反义trxs基因小麦籽粒蛋白组分的巯基含量与α-淀粉酶活性的关系

利用反义trxs基因特异引物,对扬麦5号转反义trxs基因株系00TY5的T4和T5代进行了PCR分子鉴定,并对其纯合株系籽粒蛋白质组分的巯基含量、α-淀粉酶活性及二者的相关性进行了测试.结果表明,00TY5的T4和T5代PCR分子检测均呈阳性.与非转基因植株相比,在籽粒成熟和后熟过程中,籽粒清蛋白巯基含量在开花后30 d至成熟后5 d平均降低33.2%,球蛋白巯基含量在开花后20d至成熟后5 d平均降低42.5%,均达极显著水平（P＜0.01）;醇溶蛋白和谷蛋白巯基含量有下降的趋势,但降低幅度较小;α-淀粉酶活性低,变异小,尤其在开花后35 d至成熟后10 d,平均比非转基因植株下降36.5%.各种蛋白质组分的巯基含量与α-淀粉酶的活性呈正相关关系,清蛋白巯基含量在成熟前与α-淀粉酶活性相关性达极显著水平（P＜0.01）;球蛋白巯基含量在成熟前10 d至成熟后10 d达显著水平（P＜0.05）;贮藏蛋白巯基含量与α-淀粉酶活性的相关性在各时段均较高.