水稻雄性不育研究概况

介绍了水稻雄性不育的分类情况，概述了水稻细胞核雄性不育和细胞质雄性不育的遗传机理，以及人工创造水稻雄性不育的方法和途径。     

低温和植物生长物质对南荻种子萌发的影响

以南荻种子为材料,设4 ℃低温处理(常温为CK)和GA3、IAA、6–BA和2,4–D 4种植物生长物质(各设4个质量浓度50、100、200、400 mg/L),均以清水为CK,处理南荻种子,测定南荻种子的发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数、根长以及芽长等指标。结果表明,与CK相比,4 ℃低温处理能显著提高南荻种子的发芽率、发芽势,极显著提高南荻种子的发芽指数、活力指数、根长,但芽长差异没有统计学意义;各质量浓度的GA3能显著或极显著提高发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数和芽长,其中100 mg/L GA3处理对南荻种子萌发的效果较好;除400 mg/L外,IAA各质量浓度均能提高发芽率、发芽势、活力指数和促进根的生长,其中以50 mg/L IAA处理对南荻种子的萌发效果较好;各质量浓度的6–BA处理能极显著提高南荻种子的发芽率、发芽指数,显著或极显著提高南荻种子的发芽势和促进芽的生长,极显著的降低南荻种子的活力指数和抑制根的生长;2,4–D对南荻种子发芽率、发芽势以及发芽指数的影响都随浓度的增加先升高后下降,各质量浓度的2,4–D可极显著降低南荻种子的活力指数和抑制根的生长,其中以200 mg/L 2,4–D处理对南荻种子萌发的效果较好。     

芒遗传转化过程中选择压力的确定

以芒(Miscanthus sinensis)胚性愈伤组织为材料,研究了植物遗传转化过程中常用的潮霉素(Hyg)、遗传霉素重硫酸盐(G418)和除草剂(Basta)等3种筛选剂,不同浓度下的不同培养时间对愈伤组织生长、不定芽分化以及再生植株生根的抑制作用。实验结果表明,3种筛选剂均表现出很强的抑制效果。使用75mg/L G418筛选培养20d,50mg/L Hyg筛选20d或20mg/L Basta筛选40d可完全抑制愈伤组织的生长;使用60mg/L G418,40mg/L Hyg或10mg/L Basta筛选培养约20d可完全抑制愈伤组织分化出不定芽;而使用60mg/L G418,50mg/L Hyg或10mg/L Basta筛选培养20d可完全抑制再生植株的生根。3种筛选剂中以Basta对芒植株再生各个阶段的抑制效果最为明显,Hyg的抑制效果次之,G418抑制效果相对不明显。     

芒属植物多倍体诱导技术的研究进展

芒属植物是一种新兴的纤维素类生物质能源植物。为了提高芒属植物生物质产量和开发具有抗逆性的新品种,国内外广泛开展了关于其多倍体育种的研究。近年来,通过对其体外再生和诱变育种等方面进行研究,取得了一些重要成果。本研究从芒属植物体外培养时外植体的选择,愈伤和丛生芽的诱导,多倍体诱导过程中秋水仙碱和氨磺灵的处理,倍性鉴定方法这几个方面对芒属植物多倍体诱导的相关研究做了综述,并对芒属植物多倍体育种的应用和发展前景提出了展望。     

基于形态性状及Adh1基因序列的芒与五节芒自然杂交现象研究

本研究通过对13份芒与五节芒17个形态性状及Adh1基因序列的分析,探讨了芒与五节芒的自然杂交现象。形态性状聚类分析结果表明,疑似杂交种AD431与五节芒类群(AA335和AD625)聚为一类,疑似杂交种AA343、AD431、AD628、AD607、AD633和AD606与芒类群(AD623、AD512、AD620、AD619和AD627)聚为一类。Adh1基因序列聚类分析结果表明,五节芒和芒的材料分别聚成2个明显分开的分支,所有的疑似杂交种中均检测到2种Adh1基因单倍型的存在,其中1个单倍型在系统树中与芒聚为一类,另1个单倍型与五节芒聚为一类。本研究的结果确证了AD431、AD431、AD628、AD607、AD633和AD606这6个疑似杂交种的真实性,证实了芒与五节芒种间确实存在自然杂交现象,为进一步阐明芒和五节芒的系统进化与亲缘关系提供了重要的理论依据。     

不同浓度生根粉浸泡南荻插茎对其存活及幼苗生长的影响

为了给南荻大规模繁殖和栽培提供理论依据,以南荻(Miscanthus lutarioriparius)茎秆为材料,通过5种不同浓度的生根粉溶液(0,25,50,100和200 mg·L^-1)处理来研究生根粉对南荻扦插的存活率、生长速率以及幼苗生长的影响。研究结果表明:不同浓度生根粉溶液浸泡处理后,南荻茎秆扦插出苗率的变化范围为65.55%~70.00%,各处理浓度之间差异不显著;生根粉溶液对南荻苗初期的纵向生长具有一定的促进作用,高浓度的生根粉处理对苗前期和后期能起到一定的优势,各处理效果随时间不同而不同;南荻叶片的生长速率随时间和生根粉浓度的不同而有所变化,除了对茎粗没有显著影响外,生根粉对南荻茎秆扦插苗的生长速率、出叶率、地上与地下部干重、倒三叶长等都有一定的影响。总的来说,50 mg·L^-1处理的各项指标都呈最大值。     

MlNAC2基因的克隆及其在南荻根部的表达模式分析

本研究中克隆了南荻MINAC2基因的cDNA序列,该序列全长为933bp,编码产物含310个氨基酸残基,该蛋白质理论上的相对分子质量为34,427.8,等电点(pI)为5.85,不稳定系数为34.84,为稳定蛋白,具有保守的NAM基序,无信号肽和跨膜结构域,推测为亲水性蛋白。亚细胞定位试验证明MlNAC2定位于细胞核,它可能在细胞核内行使功能。转录激活试验揭示MlNAC2是一个转录因子蛋白,且转录激活域位于C端。荧光实时定量PCR分析表明,高盐、干旱、脱落酸、茉莉酸甲酯和机械伤害均能诱导MlNAC2基因在南荻根部表达上调,而低温处理时表达下调。     

环境因子和播种深度对南荻种子萌发及幼苗生长的影响

采用室内发芽试验,设置温度、光照、土壤含水量、激素浸泡和播种深度等处理,通过分析发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数、胚芽长和胚根长等指标,研究环境因子和播种深度对南荻种子萌发及幼苗生长的影响。结果表明:南荻种子在10℃下不萌发,在35℃时的发芽率最大,达92.00%;对发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数进行综合比较后,认为南荻种子萌发的最适温度为30~35℃,属于喜高温型种子;南荻种子对光照敏感,光照24 h条件下南荻种子的萌发率最高,达95.33%,且幼苗生长良好;5%土壤含水量即能维持种子发芽所需的水分,表明南荻种子具有一定的耐干旱能力,15%的土壤含水量更适合南荻种子萌发;50 mg/L 6–BA浸种可显著提高南荻的发芽率,当6–BA质量浓度提高到200 mg/L时,南荻种子发芽和幼苗生长的综合表现较好;南荻种子适合表层浅播,完全不覆土时的发芽率可达98%。合理调控环境因子可提高南荻种子的繁殖效率。     

南荻炭与镉钝化剂互作对水稻镉含量和产量的影响

为探索一种具有降镉效应的南荻炭基土壤调理剂以缓解湖南省稻田镉污染现状,并为洞庭湖区南荻资源的利用提供新途径。试验以深两优5814为材料,将南荻炭与五种镉钝化剂按L25(56)正交表进行复配,通过模拟镉污染土壤盆栽试验,研究各复配因素施用对水稻镉含量的影响,进而确定南荻炭基降镉土壤调理剂的最佳配伍。结果表明:南荻炭与五种镉钝化剂互作可显著降低(P0.05)水稻茎叶和稻谷籽粒的镉含量,尤其以南荻炭∶腐植酸∶硅酸钾∶钙镁磷∶硫酸锌∶熟石灰=200∶60∶3∶30∶4∶120互作比例下效果最显著,且相应最佳施用量为6.25 t·hm~(-2)。三组最接近理论配比的土调剂施用后,水稻植株的平均镉含量可降至0.88~1.65mg·kg~(-1),与空白处理相比,降镉率达54.4%~75.7%;籽粒的平均镉含量可降至0.13~0.17 mg·kg~(-1),降镉率为45.2%~58.1%。三组土调剂施用还可显著增加稻谷产量,其中最高增产率达34.8%(相当于1.89 t·hm~(-2))。南荻炭与镉钝化剂互作可优化南荻炭的降镉潜力,复配施用后能显著降低水稻镉含量,并能显著提高稻谷产量,具有广阔的市场开发利用潜力。     

荻和南荻杂交种F1群体主要农艺性状的杂种优势、遗传及相关性分析

利用主要农艺性状上具有显著差异的荻和南荻为亲本,杂交得到种间杂交种F₁群体(232个单株)为试验材料,对荻和南荻杂交种茎节数、叶片长、叶宽、主茎长、花茎长、花序长、株高、基部茎径、平均单分蘖干重、最大分蘖干重、分蘖数和单株重等12个主要农艺性状的杂种优势进行了度量,采用主基因+多基因混合遗传模型对F₁杂交群体的12个主要农艺性状进行遗传和相关性分析。结果表明,在F₁分离群体中12个主要农艺性状呈连续的、单峰、偏态分布,说明这些性状为多基因控制的数量性状。除基部茎径外的其他11个农艺性状都有较大的中亲优势,其中单株重、平均单分蘖干重、花序长、主茎长、株高、最大分蘖干重具有显著的超高亲优势,说明杂种优势可以作为荻和南荻育种的主要方法。混合遗传分析表明,花茎长、最大茎重能检测到1对主基因,叶片宽、主茎长、株高、分蘖数、单茎均重、单株重能检测到2对主基因的存在,主基因遗传率大小顺序为叶片宽(87.76%)>单株重(81.48%)>单茎均重(65.12%)>分蘖数(59.20%)>主茎长(49.87%)>株高(48.01%)>花茎长(47.75%)>分蘖最大茎重(37.19%)。产量相关性状中的单株重、单茎均重和分蘖数具有较高的主基因遗传率,适合于早期世代选择。这12个农艺性状间存在一定的相关性,多数性状间的相关性为极显著的正相关,其中单株重与分蘖数、单茎均重、主茎长和株高的相关系数最大,在育种实践中可以利用相关性状进行间接选择。