噻嗪酮在水稻中的消解动态数学模型研究

采用GC-ECD法测定噻嗪酮在水稻(Oryza sativa L.)中的残留水平,建立Rayleigh动态模型、双室降解模型、阻滞动力学模型、指数负增长函数模型和灰色预测GM(1,1)模型等不同类型的数学模型,然后对其进行拟合度检验.结果表明,Rayleigh动态模型的拟合度最高,噻嗪酮在生态环境中的降解过程典型地受农药本身的化学分子结构、环境、施药次数和施药浓度等诸多因素的共同影响,应用Rayleigh动态模型可以很好地模拟噻嗪酮在水稻中的残留消解动态.     

外质体H2O2和木质素积累在镍诱导的水稻对白叶枯病系统抗性中的作用

[目的]植物外质体是病原入侵的结构和生理性屏障.本文研究外质体反应在镍诱导的、对白叶枯病系统抗性中的作用,以探讨植物对病原和重金属交叉抗性的生理机制. [方法]以0.5、1.0和2.0mol·L~(-1)硝酸镍喷施三叶期水稻幼苗的第二叶及以下部位,3 d后在未处理的第三叶接种稻白叶枯菌(xanthomonas oryzae pv.oryzae,Xoo),接种后12d调查病情.测定了2.0 mol·L~(-1)镍处理或/和Xoo接种的幼苗第三叶外质体中愈创木酚POD(G-POD)、NADH-POD,二胺氧化酶(DAO)活性、H_2O_2和木质素含量.[结果]镍诱导了幼苗对白叶枯病的系统抗性,其中2.0 mmol·L~(-1)镍的诱导效果最佳.镍处理下,第三叶外质体液(AWF)中和细胞壁结合的G-POD、NADH-POD,以及AWF中DAO的活性和H_2O_2水平快速上升,木质素含量显著提高;镍诱导且接种组中,上述指标均明显高于未诱导但接种组.另外,产生H_2O_2的POD的抑制剂NaN_3降低了镍诱导的H_2O_2积累水平和对白叶枯病的系统诱抗效应,而NADPH氧化酶抑制剂(diphenyleneiodonium chloride)预处理则无明显影响.[结论]本研究结果提示,NADH-POD和DAO活性上升是镍诱导外质体H_2O_2产生的原因;外质体H_2O_2和木质素在细胞壁中的积累可能参与了镍诱导的水稻对白叶枯病系统抗性的建立.     

水稻TWH1基因启动子的克隆及表达分析

启动子是基因表达的重要调控元件。利用PCR方法克隆了控制水稻颖壳发育的候选基因TWH1的启动子,并将启动子片段与GUS报告基因融合构建了重组表达载体。通过农杆菌介导的方法将其导入水稻愈伤组织,转基因植株经GUS染色分析显示,各个发育时期的茎秆、叶片、叶鞘、雌雄蕊和孕穗期的颖壳中都有GUS活性表达,但在根和抽穗后的颖壳中未检测到GUS活性。该结果对进一步研究TWH1基因的功能奠定了基础。     

寒地水稻种质资源稻瘟病抗性研究

为了筛选出优异的水稻稻瘟病抗性材料,收集并整理我国黑龙江省、吉林省、辽宁省以及日本、韩国共203份水稻种质资源,按照不同的育成时期、来源进行分类,利用2a的抗病鉴定结果进行资源评价。结果表明:旱育稀植时期育成的品种稻瘟病抗性有很大的提高,韩国的水稻资源有更好的稻瘟病抗性。资源的年际间抗性有差异,应对材料进行多年、多点的鉴定。因此,在利用自然条件对育种材料抗稻瘟病筛选后,用接菌的方式对自然感病筛选出的未发病材料进行接菌鉴定能提高抗病鉴定的准确性。     

碳离子束辐照水稻诱变效应及突变体的筛选

【目的】丰富水稻Oryza sativa L.突变体库,快速创造稳定遗传的新种质,为重离子辐照诱变机理研究和水稻遗传育种提供丰富的基础材料。【方法】利用碳离子束辐照水稻品种‘IR-55’、‘IR-60’、‘三粒寸’和‘云南陆稻’原种进行诱变,并对诱变后代的多个农艺性状进行多代跟踪调查。【结果】4个水稻品种突变株系株高、剑叶长、穗长和粒长宽比等性状呈现出较大变异幅度,且具有明显的正向或负向性,结实率表现出明显的下降趋势,最低为2%。利用随机选取的SSR分子标记引物对突变体进行遗传多样性检测发现,突变株系与原种的遗传多样性表现出明显的差异,表明重离子辐照诱变引起DNA序列较大片段的改变,而不是微小的点突变。【结论】碳离子束辐照对水稻株高、剑叶长和粒型等多个农艺性状产生正向或负向的诱变效应,在诱变后代中可以筛选出一批农艺性状变异的水稻新种质。     

水稻NBS-LRR类抗稻瘟病蛋白Pik-h的互作蛋白筛选

【目的】利用酵母双杂交系统,以组成抗稻瘟病基因Pik-h介导的抗病反应途径。【方法】以含抗稻瘟病基因Pik-h的近等基因系IRBL8为材料,取稻瘟病菌(Magnaporthe oryzae)GD0193接种12和24 h后的水稻叶片,等量混合后提取总RNA,按照2个紧密连锁且功能独立的Pikh-1和Pikh-2蛋白为诱饵,在水稻叶片中筛选与之互作的蛋白,以便深入研究抗病基因Pik-h的酵母双杂交试剂盒（Make Your Own “Mate&Plate” Library System）的要求构建水稻叶片靶标cDNA文库。利用快速重组克隆的方法构建pGBKT7-Pikh1和pGBKT7-Pikh2诱饵载体,并分别将它们转化至酵母菌株Y2H Gold,提取细胞总蛋白后利用Western blot检测Pikh1和Pikh2的表达情况,并对这2个诱饵载体自激活和毒性分析后进行酵母双杂交筛选。提取SD/-Ade/-Leu/-Trp/ -His/X-α-Gal筛选平板培养基上呈蓝色的酵母单克隆的质粒,将其分别与对应的诱饵载体共转化酵母菌株Y2H Gold,涂布于筛选平板培养基上进行互作的重复验证,将通过重复验证的质粒测序分析所得的序列比对水稻基因组数据库以确定目的基因,并对这些基因进行gene ontology（GO）注释分析以确定其分子功能、生物过程及细胞组成。【结果】靶标cDNA文库的库容量约为2.2×10⁶,插入片段长度均大于400 bp,表明水稻cDNA文库质量高。诱饵载体pGBKT7-Pikh1和pGBKT7-Pikh2均能在酵母细胞中正确表达出对应的Pikh1及Pikh2蛋白,无自激活活性而且对酵母无毒性作用,符合文库筛选的要求。利用含有诱饵载体的酵母菌株Y2H Gold与靶标文库菌株Y187结合（Mating）的方式筛选,获得13个与Pikh-1相互作用的蛋白、5个与Pikh-2相互作用的蛋白,其中有2个与Pikh-1及Pikh-2同时存在相互作用。这些蛋白包括4个在逆境响应或激素信号转导过程中起到重要作用的（辅）转录因子、3个信号蛋白、4个参与光合作用的叶绿体蛋白、1个含有U-BOX结构域的蛋白及4个未知功能蛋白。【结论】成功构建了适宜于研究抗病基因（R基因）介导反应途径的酵母双杂交cDNA文库,筛选出Pik-h的互作蛋白,为进一步研究Pik-h或其他抗稻瘟病基因介导的抗病机制打下了基础。     

早期水分胁迫对水稻干物质积累和氮素吸收利用的影响

[目的]研究早期水分胁迫对水稻干物质积累和氮素吸收利用的影响。[方法]以一季中稻为试验材料,在大棚内开展了轻度水分胁迫(QX)和重度水分胁迫(ZX)对不同生育时期不同器官影响的盆栽试验。[结果]2种水分胁迫处理均明显抑制了水稻不同时期的干物质量。分蘖期,CK组根、茎、叶干物质相对QX和ZX处理有不同程度(121.1%~211.2%)的增加。CK组穗重最大,为53.21 g/盆,其相对QX和ZX处理分别增加44.9%和43.3%,差异显著。相对CK而言,水分胁迫显著提高了ZX处理水稻茎秆和叶片的氮含量,但是由于水稻干物质量受到显著抑制,所以ZX处理的氮积累量显著低于CK组。[结论]前期的水分胁迫显著影响水稻产量和氮素吸收利用,田间管理措施要适时排水或灌溉,避免水分胁迫对水稻产量造成不可逆的影响。     

硫酸亚铁诱导根表铁膜形成对水稻吸收和转运铜锌的影响

通过水培条件下添加硫酸亚铁诱导水稻根表铁膜的形成,利用连二亚硫酸钠-柠檬酸钠-碳酸氢钠(DCB)溶液对根表铁膜进行提取后测定,采用扫描电镜-能谱仪(SEM-EDS)和X射线衍射仪(XRD)等手段对硫酸亚铁诱导产生的根表铁膜进行表征,并分析根表铁膜对水稻吸收铜锌的影响。结果表明,添加硫酸亚铁可以诱导根表铁膜在水稻根系表面产生,未处理的水稻根表Fe含量为731 mg·kg~(-1),80 mg·kg~(-1) Fe~(2+)处理下水稻根表Fe含量为53 562 mg·kg~(-1);SEM-EDS和XRD分析发现大量颗粒状含铁化合物附着于水稻根表。与未经硫酸亚铁处理相比,有根表铁膜水稻的铁膜中,其Cu含量最高增加73.16%,Zn含量最高增加112.10%;水稻根系Cu含量最高降低31.15%,Zn含量最高降低13.02%;水稻茎叶Cu含量最高降低19.50%,Zn含量最高降低25.56%。土壤添加硫酸亚铁可以显著降低水稻对Cu和Zn的吸收与积累。     

水稻抗褐飞虱基因研究进展

综述了水稻抗褐飞虱基因的研究进展。褐飞虱是对水稻为害最严重的害虫之一。它栖息于稻丛基部,吸食韧皮部汁液。褐飞虱具有不同的生物型。在抗性品种的选择压力下,将产生一种新的生物型褐飞虱群体克服该抗性品种。因此,寻找新的抗性基因是培育新的抗褐飞虱水稻品种的关键。合适的水稻抗褐飞虱的鉴定方法是克隆水稻抗褐飞虱基因的基础。常用的方法有苗期集团鉴定、蜜露量测定、电子取食监测系统等。迄今为止,科学家已经在栽培稻和野生稻中定位了21个水稻抗褐飞虱基因,并且Bph14基因已经被武汉大学生命科学学院杂交水稻国家重点实验室成功克隆。该结果为克隆其他水稻抗褐飞虱基因以及研究水稻抗褐飞虱的分子机制奠定了基础。     

分子标记辅助选择Xa23基因在选育抗白叶枯病水稻新品系中的应用

以携带抗白叶枯病基因Xa23的抗病品系‘中野5112'为抗源,以优良水稻品种‘中稻88'和‘中粳Q-196'为受体材料,采用杂交和回交在分离群体中利用与Xa23紧密连锁的EST标记C189进行分子标记辅助选择,通过分子标记检测和成株期农艺性状选择,获得70份目标基因纯合且农艺性状稳定的株系.使用鉴别菌系P6,采用人工剪叶接种法,在孕穗期对44份重点株系进行抗性鉴定,所有株系在孕穗期都表现抗病.结果表明利用与Xa23基因紧密连锁的分子标记C189开展抗白叶枯病分子标记辅助育种是一简便、有效的途径.