植物种子败育研究进展

种子败育在许多植物中普遍存在并一直是植物界研究热点。本文重点综述了近十年来在研究影响种子败育的内因(胚胎学、生理生化机制)和外因(环境条件、生长调节物)方面取得的主要进展。种子败育的胚胎学机制主要有以下4个方面：(1)雄性不育,包括花药退化、花粉败育、绒毡层细胞结构异常等;(2)雌性器官不孕,主要表现为雌性器官形态结构异常、大孢子母细胞及营养器官退化;(3)授粉受精不良,主要表现为自交或异交不亲和;(4)胚中途败育,不同植物胚败育的时间、败育原因及解剖学特征各不相同。不同的内源激素对植物胚胎发育的影响各不相同,激素含量的异常会导致种子败育;田间喷施GA3在提高果树座果率的同时常大大提高无仁率。矿质元素的缺乏会使一些植物发生种子败育。另外,环境胁迫等外在因素会严重影响种子发育。     

外源抗草膦EPSPs基因在大豆基因组中的整合与定位

通过基因特异引物扩增和免疫层析试纸法分别对EPSPs基因和其编码的蛋白进行检测。结果表明,EPSPs基因不仅已整合到大豆基因组中,而且EPSPs蛋白可以正常表达。利用染色体步移方法获得了转基因大豆插入位点的侧翼序列,序列比对表明35S上游的大豆DNA序列起始于Gm02:7912740,NOS下游的大豆DNA序列起始于Gm02:7777705。外源基因不是以点插入方式整合,而是导致大豆基因组约135 kb片段的移位和重排。基因组序列重排导致一个编码HEC1和HEAT repeat功能域的基因(Glyma02g09790)结构受到影响,该基因在ABA和PEG处理时下调表达。本研究发现外源基因的插入导致插入位点附近DNA序列发生重排,并鉴定出一个编码HEC1和HEAT repeat功能域的基因可能会在ABA信号通路中参与干旱胁迫应答。本研究通过对抗除草剂EPSPs基因在大豆基因组中的插入位点分析,明确了外源EPSPs基因在大豆基因组中的整合、定位及其侧翼序列,为转基因大豆安全评价提供了依据。     

水稻抗白叶枯病基因Xa14的遗传定位

Xa14是一个高抗菲律宾白叶枯病生理小种5的显性基因,Taura等将它定位在水稻第4染色体长臂末端。本研究利用中国国家基因中心的水稻第4染色体测序结果,用SSR标记对Xa14进行遗传定位,为进一步用图位克隆法克隆该基因奠定基础。利用775株IRBB14/IR24 F₂中的145株高感群体,将基因Xa14限定在SSR标记HZR970-8和HZR988-1之间的区间,与两个分子标记的距离各为0.34 cM,并找到了在该群体中与基因共分离的HZR645-4、HZR669-2、HZR669-5和HZR669-7四个SSR标记。利用763株IRBB14/珍珠矮F₂中158株高感群体,将基因Xa14限定在分子标记HZR648-5与RM280之间的区段,找到了一个与基因紧密连锁的SSR标记HZR648-5,与基因的距离为1.90 cM。将两个F₂群体的定位结果进行整合,表明Xa14位于分子标记HZR970-8和HZR988-1之间的3个BAC克隆上,并与这两个标记紧密连锁。     

Application of Wavelet Denoising in Partial Discharge Online Monitoring of Transformer

Because of the strong interferences, such as discrete spectrum interferences (DSI), white noise and pulse-shaped interferences, it is still a difficult work to extract the partial discharge (PD) signal for transformer online monitoring techniques. Through deeply study on the automatic selection of threshold value and mother wavelet, the wavelet-based de-noising method for partial discharge signals is proposed. The analyzing results on simulation signal and field-measured signal indicate that the proposed method is fit for de-noising white noise but for DSI the comparably worse de-noising results is acquired. Hence it is predicted that good de-noising results will be achieved with the wavelet-based de-noising method combined with digital filtering method fitting for de-noising DSI.     

棉花组织培养高效植株再生体系的建立

通过对影响棉花体细胞胚胎发生和植株再生关键因素的研究,建立了适用于广泛基因型的棉花组织培养高效胚胎发生与植株再生体系。从中棉所12、中棉所19、泗棉3号等20余个主栽品种诱导获得了胚胎发生和植株再生,有效地突破了棉花组织培养植株再生的基因型控制,使占我国棉田面积50%以上的品种均能诱导获得胚胎发生和再生植株。首次诱导获得直接胚胎发生,使棉花组织培养的周期由180d缩短到120d左右,减少了培养过程中变异的发生。该结果的获得必将大大促进植物细胞工程和基因工程在棉花遗传改良上的应用。     

利用改进的复合区间作图法和F1代群体进行杉木的QTL作图

区间作图和复合区间作图最先是为近交群体而设计的QTL作图方法，现已得到了广泛的应用。本文将它们应用于林木的F1代群体的QTL作图，称为改进的区间作图和复合区间作图法。该方法考虑了林木F1代1：1分离位点的信息，不同于通常的“拟测交”作图法。采用该方法，本文利用两个杉木无性系句容0号杉和柔叶杉的AFLP分子标记遗传连锁图谱对杉木的13个数量性状进行了QTL定位。当似然比统计量的阀值取为13．82(对应于LOD为3．0)时，在两张杉木遗传连锁图谱上，共搜索到了25个QTL。在句容0号无性系遗传连锁图谱上，有5个QTL分布在4个连锁群上。在柔叶杉的遗传连锁图谱上，有20个QTL分布在3个连锁群上，其中第6连锁群上集中了高达13个QTL。这一新的QTL作图方法在作图精度上有了较大的提高。文中所有的计算都是使用Mathematica软件编程完成的。     

棉花组织总RNA的快速提取方法

棉花组织富含多糖、棉酚等次生代谢物质，较难提取高质量的RNA。本研究在前人方法的基础上对快速提取棉花组织总RNA的方法进行了探讨。利用改进的CTAB异硫氰酸胍裂解缓冲液，获得的RNA完整性好，无DNA污染，含量高，每克鲜组织能提取0．5mg总RNA，OD260／OD280比值均在1．7～2．0之间。该方法不但适用于叶片提取总RNA，而且在根、花冠、种子、发育的纤维中均能提取出高质量的RNA，同时节约成本，相对于试剂盒提取RNA，成本大为降低。     

"植物细胞内pH调控系统"是适应环境逆境的一个耐性机制?

本研究把“植物细胞内pH调控系统”与植物抗逆性的关系作为研究对象,并探讨了参与植物细胞内pH调控相关的基因在碳酸盐(Na2CO3,NaHCO3)等逆境下的表达特性,其结果表明：NADP苹果酸酶(NADP—Malic Enzyme,NADP—ME)基因、磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(Phosphoenolpyruvate Carboxylase,PEP—Case)基因,还有细胞膜H^ —ATPase(plasmamembrane H^ —ATPase,p—H^ —ATPase)基因、液泡膜H^ —AT—Pase(vacuolar membrance H^ —ATPase,V—H^ —ATPase)基因、液泡膜H^ —PPase(vacuolar membrance H^ —PPase,V—H^ —Ppase)基因等的表达与NaCl逆境、碳酸盐逆境、外界环境pH逆境有应答关系,显示了这些基因在逆境下的表达有被强化的趋势。通过对逆境胁迫后植物根活体切片进行的pH变化趋势的观察,结果表明：植物根细胞在组织学水平上pH有明显的变化。在逆境下水稻根的组织学水平的观察,暗示了根组织有被酸性化的趋势,从而我们推测在逆境胁迫下细胞内pH发生了改变,不正常的细胞内pH会抑制细胞的生长发育,使植物受害。由此,我们提出细胞内pH调控系统是植物在长期的进化过程中获得的抗逆机制。在逆境下强化“细胞内pH调控系统”的调控能力能够提高植物的抗性。     

番茄抗叶霉病基因及分子育种的研究进展

叶霉病是危害保护地番茄生产的重要病害之一,是一种世界性的病害,能导致番茄产量下降,影响番茄生产的经济效益。防治该病的主要措施是培育抗病品种。抗病基因是抗病分子生物学和抗病育种的基础。随着生物技术的发展,已有多个抗性基因被鉴定和克隆出来,有的已经被利用在分子育种上,这为生产上有效控制番茄叶霉病病害提供了一条新途径。为了更好的控制病害,本文综述了叶霉菌生理小种的分化、克隆基因的结构和功能、抗性基因的遗传及抗叶霉病的分子机制,讨论了抗性基因的应用和基因工程的展望。     

脱水素基因转化的矮牵牛对干旱胁迫的反应

将厚叶旋蒴苣苔脱水素(Dehydrin)基因BDN1置于CaMV35S启动子的调控之下,并插入于表达载体pCAMBIA3300中,通过根癌土壤杆菌(Agrobacterium tumefaciens)介导导入矮牵牛(Vetunia Hybrida),经PCR及Southem杂交表明BDN1已转入矮牵牛基因组中,Northem实验证明,BDN1基因在矮牵牛中在RNA水平有较强的表达。通过对转BDN1基因矮牵牛的保水力和低温离子渗漏的测定,初步验证转基因矮牵牛对水分胁迫的能力在一定程度上有所增加。