同源四倍体刺槐花序变异表型观察与分析

为揭示同源四倍体花序的遗传变异机制,对同源四倍体刺槐和二倍体刺槐的花序生长进行对比研究。结果显示:与二倍体刺槐相比,同源四倍体刺槐的花序长度没有明显变化,但着生的小花数量明显提高;同源四倍体刺槐花序不同位置小花的发育呈现不同步性;分别从同源四倍体刺槐与二倍体刺槐中克隆出花分生组织决定基因LFY和TFL1的同源基因的部分片段,其同源性分别达到98.44%和98.00%,而去甲基化剂5-acazC能够明显抑制变异花序的形成和促进花序提前开花。     

不结球白菜同源四倍体苏州青的诱导鉴定

为获得高产优质的不结球白菜四倍体苏州青,本研究使用浓度分别为0.1%,0.2%及0.3%的秋水仙素溶液,点滴处理二倍体苏州青幼苗植株的子叶生长点,进行5次处理后,通过形态学和细胞学方法筛选鉴定四倍体苏州青植株,并比较二、四倍体苏州青的农艺性状及品质差异。结果表明：秋水仙素浓度为0.2%时加倍效果最好。形态解剖学鉴定结果表明：四倍体在株型、叶片、花、种荚、种子大小都有较明显的变大趋势;四倍体植株叶片气孔较二倍体变大,气孔密度变小;同时四倍体植株花粉粒比二倍体更膨大,更不规则;细胞学鉴定结果表示,四倍体植株染色体数为40条,二倍体植株为20条;通过流式细胞仪鉴定,四倍体植株荧光强度约为二倍体的2倍。通过品质比较分析,结果显示四倍体苏州青的各项生理指标含量较于二倍体均有不同。通过农艺性状比较,单株质量、叶宽、叶厚都有一定程度的增加。本研究利用秋水仙素操作技术,抑制有丝分裂后期纺锤丝的形成,实现染色体加倍,创制不结球白菜新种质,为选育四倍体不结球白菜提供理论基础和种质资源。     

白榆二倍体及同源四倍体的生理特性及转录组差异分析

为了探究白榆二倍体及其同源四倍体的基因表达谱差异情况,以白榆二倍体及其同源四倍体为材料,比较二者成熟叶片的生理特征并采摘幼嫩叶片进行转录组数据分析。结果显示,与二倍体相比,同源四倍体丙二醛含量、可溶性蛋白含量及叶绿素含量增加,可溶性糖含量降低。转录组测序结果共得到2 407个差异表达基因,其中上调基因为1 076个,下调基因为1 331个。在COG蛋白质的同源注释分析得到918个差异表达基因,主要涉及21个方面。共有1 380个差异表达基因被GO注释,主要与细胞组分、代谢功能、催化活性等相关。通过KEGG通路注释发现,共有930个差异表达基因分布到5大类KEGG通路中,其中以代谢机制中差异表达基因被注释到的最多。叶绿素含量的增加使四倍体的叶片颜色变得更加浓绿,丙二醛、可溶性糖、可溶性蛋白的含量的增加与减少与四倍体植物在植物代谢与生长上有一定关系,经过转录组测序分析,糖酵解途径的基因表达为下调,还原性戊糖磷酸循环与光呼吸等与叶绿体有关的基因为上调。     

同源四倍体水稻胚乳发育:极核融合和胚乳细胞化

利用激光扫描共聚焦显微术和塑料包埋半薄切片技术观察同源四倍体水稻极核融合及游离核进一步发育的过程,发现同源四倍体水稻约有1/3子房极核融合过程和游离核进一步发育与其二倍体原种的基本一致;2/3子房出现各种异常现象,如极核未受精、受精异常和胚乳游离核发育滞后等。应用荧光增白剂染色对胚乳细胞化过程进行观察,直接观察到胚乳初生壁的出现和形成过程以及不同部位的胚乳细胞壁的形成机理。表明同源四倍体水稻与二倍体水稻胚乳的细胞化过程基本一致,胚乳细胞初始垂周壁来源于珠孔端胚囊壁内突向心游离生长,初始平周壁来源于游离核有丝分裂产生的成膜体,而中间胚乳细胞壁则有些来源于游离核有丝分裂产生的成膜体,有些是自由生长而来。同源四倍体水稻胚乳细胞化过程也出现相当比例的异常现象,如无细胞壁形成、细胞化不同步和产生分枝状的细胞壁等。同源四倍体水稻胚乳发育过程中出现的极核融合、游离核发育和细胞化过程等异常都可能导致同源四倍体水稻的结实率降低。     

不同倍性东方百合杂交后代染色体数目观察*

 以3个二倍体东方百合品种（2n=2×=24）与4个同源四倍体东方百合品种（2n=4×=48）为杂交亲本配制成8个杂交组合，并对杂交后代各株系进行了细胞学观察。结果表明，东方百合倍性杂交获得的种子可育性低；且各杂交组合的杂交后代中，均不同程度的出现了染色体数目多样性。     

不同生态型同源四倍体和二倍体白菜品种的同功酶比较

测定了在１８℃的生长箱内培养的５个白菜同源四倍体及２个二倍体品种子叶期幼苗的过氧化物酶，酯酶及超氧化物歧化酶活性。结果显示，耐寒生态四倍体品种的ＰＥＲ和ＥＳＴ比相应二倍体品种增加１－２条特的的酶带，ＳＯＤ谱带无显著的差异，耐热四倍体品种则相反，３种酶带皆较二倍体品种减少１或２条。对３种酶进行聚类分析的结果表明，相同生态型和染色体倍数相同的品种归为同类，与按表型分类的结果基本一致。     

Agronomic Traits and Chromosome Behavior of Autotetraploid Sorghums

The agronomic performance and chromosome behavior of autotetraploid sorghum [Sorghum bicolor (L.) Moench] inbreds and F₁ hybrids were investigated. Autotetraploids have possible commercial use and can serve as bridging species in crosses to natural tetraploids. Autotetraploid sorghum inbreds (2n = 40) had higher kernel weight, seed yield, and protein and amino acid content than their diploid counterparts. Stalk height and panicle length of the autotet-raploids, however, were not different from those of the diploids, and seed set of autotetraploids was lower in early generations. Seed set of autotetraploid Ft hybrids was related to and higher than that of the autotetraploid parental inbred lines. Frequency of quadrivalents, anaphase I and II laggards, and quartet micronuclei varied among autotetraploids. Frequency of quadrivalents did not appear to be an important factor in seed set nor was it significantly associated with frequency of laggards. Aneuploids (2n = 39, 41) had higher percentages of laggards and micronuclei than did euploids (2n = 40). Methods of pollination significantly affected seed set in autotetraploid S4 lines. Differences in seed set among autotetraploid lines indicated the feasibility of selecting for lines with high seed set and utilizing those lines for hybrid production.     

同源四倍体水稻与非洲栽培稻杂交的胚胎学观察

以同源四倍体水稻(Oryza sativa,2n=4x=48)和二倍体水稻(Oryza Sativa,2n=2x=24)为母本,以非洲栽培稻(Dryza glarri,2n=2x=24)为父本进行远缘杂交配组,对其杂交结实的胚胎学机理进行了研究。结果表明,非洲栽培稻的花粉粒能在二倍体水稻的柱头上萌发,但萌发频率仅为0．18％～0．56％,花粉管在花柱内的伸长速度比较慢,发生受精的频率比较低,因而二倍体水稻与非洲栽培稻杂交的结实率比较低。然而,非洲栽培稻的花粉粒在同源四倍体水稻的柱头上萌发频率高达12．81％～14．65％,花粉管在花柱内的伸长速度比较快,发生受精的频率比较高,因而同源四倍体水稻与非洲栽培稻杂交的结实率比较高。在同源四倍体水稻与非洲栽培稻的杂交中发现,其受精作用比较特殊,其中包括精细胞与卵细胞的单受精作用,精细胞与次生极核的单受精作用和正常的双受精作用,总受精率和总成胚率分别为7．49％～9．28％和6．61％～8．64％。     

矮紧型、抗病同源四倍体不结球白菜矮桩秋冠新材料创制

为创制矮紧型、抗病同源四倍体不结球白菜矮桩秘冠新材料,使用浓度为0.2%的秋水仙素处理二倍体不结球白菜矮桩秋冠植株子叶期生长点,通过形态学、解剖学、细胞学特征和使用流式细胞仪进行鉴定,筛选出同源四倍体植株,并进行农艺性状、营养指标、光合能力和抗病性测定。形态学鉴定结果显示,四倍体植株的种子、花器官、荚果表现出巨大化,但整体株型和叶片变小。解剖学鉴定结果发现,四倍体植株气孔变大但单位面积密度减小,花粉粒变大且形状不规则。细胞学鉴定中,二倍体植株细胞染色体数为20条,四倍体为40条,是二倍体的2倍。流式细胞仪鉴定结果表明,二倍体细胞核DNA相对含量峰值在50处,四倍体细胞核DNA相对含量峰值在100处,与细胞学鉴定结果一致。农艺性状中,四倍体植株的单叶质量、十叶厚有所增加,但叶柄长、株高、叶长等有一定程度的降低。营养品质中,四倍体可溶性糖、纤维素、叶绿素含量减少,氨基酸、有机酸含量增加。光合特性分析结果发现,与二倍体相比,四倍体的最大净光合速率、表观量子效率、暗呼吸速率分别增加了29.192%、16.071%和14.0947,光饱和点降低,说明四倍体植株比二倍体具有更强的光合效率。抗病测定结果发现,四倍体植株叶片对灰霉病的抗性明显增强。经选育获得了矮紧型、抗病不结球白菜同源四倍体矮桩秋冠新材料,为不结球白菜种质创新和新品种培育奠定了基础。     

同源四倍体高粱与约翰逊草种间杂交的研究

采用人工去雄及塑料袋简便杀雄法获得了６个同源四倍体高粱品系与约翰逊草的种间杂种。在４０条染色体水平上两种间杂交不存在遗传障碍，杂种Ｆ１在生长势上表现了巨大优势，在主要形式上介于双亲之间。