杂交水稻汕优63杂种纯度的RAPD鉴定

使用纯度低或真实性差的杂交种子会给农业生产造成极大损失。然而杂交种子的纯度无法单纯从种子形态上鉴别。本文首次采用RAPD特异扩增谱带做为分子标记对水稻杂交种纯度进行了鉴定。汕优63杂交水稻种子由中国水稻研究所从某制种单位随机取样获得。珍汕97A不育系和明恢63恢复系等品种由于中国水稻研究所提供。在做形态观察的同时,分别取上述三种材料叶片制备DNA作为初始模板DNA。对300个RAPD随机引物,经过三次多态性初筛复筛,发现随机引物P18可发稳定地扩增出一条来源于父本明恢63的0．8kb的特异条带。用P18引物对100株汕优63杂交单株进行RAPD扩增,其中83个获得了0．8kb特异条带（Fig.1upper)。分子交杂证明其结果是可靠的（Fig,1Lower)。以RAPD扩增结果为依据,对这100株材料进行植株形态比较,发现那17个不能扩增出特异条带的单株均为假杂种。说明该制种单位汕优63的假种率为17％。大大超过部的有关规定。应对其原因和后果进行追究。用P18引物对18种分别为汕粳及其中间型的常用稻种进行PAPD扩增鉴定。除明恢63的亲本－圭630和中间型Pecos,Aus373具有0．8kb的特异条带（Fig.2）以外,其余均没有。是否明恢63与这两个中间型有起源关系,尚有待进一步验证。但至少说明：PAPD扩增可用于鉴定水稻品种田间串粉造成的假杂种。理论上,两个不同品种的杂交F1代的PAPD扩增谱带应为两种类型：与双亲同型和互补型。远大实际上,由于PAPD引物对不同DNA自然的竞争扩增效应等因素影响,常常使扩增量少的一些DNA片段在电泳谱带上表现不出来,而表现为单一亲本型谱带。这是引物P18之所以只有一条父本型条带的。多数情况下,这种单一新本型谱带也可以作为鉴定杂种纯 依据,但是要参照诸如形态特征等其它指标,区分具有同样大小（假定存在0．8kb的其怂u）特异条带的假杂种。本实验室正在继续筛选来源于母本的单一亲本型或互补型谱带的随机引物,立图建立起仅用PAPD扩增检测即可确诊的简便方法。     

5种樱桃属植物的POD、CAT和SOD同工酶分析

采用聚丙烯酰胺垂直平板凝胶电泳技术对5种樱桃属植物的过氧化物酶(POD)同工酶、过氧化氢酶(CAT)同工酶和超氧化物歧化酶(SOD)同工酶的酶谱特征进行分析,结果表明:5种樱桃属植物共电泳出12条POD同工酶酶带、4条CAT同工酶酶带和8条SOD同工酶酶带;其中,POD同工酶酶谱具有5条共同谱带,CAT同工酶4条,SOD同工酶5条。冬季休眠期的樱桃属植物,POD与SOD同工酶谱带的多样性比较丰富,不同植物之间的谱带差异较大;而CAT同工酶谱带差异不明显。     

5℃低温对转SOD或POD基因烟草影响的研究

对盆栽9叶龄的3个烟草近等基因系进行5℃低温处理。测定处理2d、4d和6d以及处理6d后恢复生长2d和4d烟草叶片的生理生化指标,观察处理2d、4d和6d后恢复生长7d烟草的生长情况。结果表明随着低温处理时间的延长,细胞质膜透性、丙二醛含量、可溶性蛋白质和糖含量均升高;SOD活性则开始下降随后升高,但始终低于对照;低温造成株高、叶片数和生物量显著下降。     

云南报春花SOD、POD酶量月际性变化与UV-B辐射关系的研究

利用低纬高原地区获得部分不同地区紫外辐射观测资料,研究不同地区紫外辐射月际性差异引起云南报春花SOD、POD酶量的差异变化,探讨在自然环境条件下,UV-B辐射对植物体内SOD、POD的影响。结果表明: (1)在低纬高原地区UV-B辐射强度变化具有特殊性和复杂性;(2)当报春花处于幼苗生长期(2月)时,UV-B辐射强度小,SOD、POD活性表现较弱;进入生长旺盛期和开花期(3月、4月),UV-B辐射增强,此时SOD、POD活性也随之增强;进入衰老期(5月),而UV-B继续增强,植物SOD、POD酶活性下降。     

棉花幼铃脱落过程中IAA、ABA、MDA含量及SOD、POD活性的变化

经去柱头阻止受精或去叶处理即将脱落的棉幼铃,随脱落进程加快,其内在生理变化均伴随膜脂过氧化加剧、ABA含量增加、POD活性提高,在脱落前达到最大值,而正常幼铃的变化平稳;IAA含量则逐渐减少,并明显低于正常幼铃的;SOD活性在开花后的前3天呈上升趋势,并明显高于正常铃的,以后又逐渐下降。超氧自由基（O2）的积累及其引起的膜脂过氧化伤害可能是影响幼铃内源激素平衡,导致幼铃脱落的重要原因之一。     

水稻杂种两优培9与亲本苗期基因表达比较分析

利用包含9198条非重复cDNA序列芯片研究了水稻两系杂交组合两优培9及其亲本培矮64s和93-11发芽后72 h的幼苗和根中基因表达变化. 结果显示: 8587条序列在3个基因型的幼苗和根中同时检测到表达信号; 1571条(18.3%)序列在幼苗或根中3个基因型间检测到显著表达差异(P<0.01), 亦即表达多态性, 其中121条(1.4%)序列在幼苗和根中同时检测到表达多态性; 870条(10.1%)序列在杂种与双亲或与亲本之一有显著表达差异. 基因功能预测分析表明: 多态性表达序列的分布与基因功能有关, 碳水化合物、能量和脂类代谢以及逆境应答等功能类型出现多态性表达基因的数量明显高于期望值, 而氨基酸代谢、转录翻译调节以及信号转导等功能类多态性表达基因的数量明显低于期望值. 214条(2.5%)序列在表达水平上存在显著杂种优势(P<0.05), 其中117条(54.7%)与已知基因存在同源性, 涉及基础代谢、遗传信息传递、细胞生长和死亡、信号转导、物质转运和逆境应答等功能. 研究结果为理解基因表达多态性与性状表型变异的关系以及水稻苗期发育和杂种优势的分子机制提供了有用信息.     

利用微卫星标记鉴定杂交水稻冈优22种子纯度的研究

水稻是重要的粮食作物之一,早在70年代我国就已实行了杂交稻的三系配套,目前杂交水稻在我国已大面积种植。由于杂交稻种子的真伪无法从种子形态上鉴别,这给造假者以可乘之机。在正常的情况下,种子的纯度也会因质量控制不严而给农业生产造成大量损失。这些都迫切需要有一种…     

杂交水稻结实率的研究

对杂交水稻常规水稻在结实期间剑叶和谷粒中的蔗糖含量的变化,穗上不同部位的结实情况,实粒率和千粒重的动态变化以及它们之间的关系,结实率对有机营养供应变化的反应等方面进行了比较研究。结果表明,杂交水稻结实率较低主要是由于穗的中、下部尤其是稳下部出现较多的秕粒造成的;与常规水稻比较,杂交水稻在灌浆的前中期,剑叶和籽粒中的蔗糖含量高,籽粒增重快,后期则相反;穗上部和下部的结实率和千粒重皆差异大;在实粒增加过程中,千粒重与常规水稻相同时,实粒率低,在灌浆后期,实粒率对有机营养应给的变化较敏感,早、晚季及“库”“源”关系变化时,结实率和千粒重的变化幅度大。本文还对杂交水稻结实率较低和较不稳定的原因进行了探讨。     

杂交水稻幼芽呼吸和抗氰呼吸强度的研究

本文研究了13个水稻杂交组合幼芽总呼吸强度和抗氰呼吸强度,发现杂交水稻幼芽总呼吸和抗氰呼吸强度多表现为负优势。杂种幼芽总呼吸强度及抗氰呼吸强度与其亲本均值均呈极显著正相关,回归关系亦极显著。杂种幼芽抗氰呼吸和其中亲值的差值与其父母本之差值呈显著正相关,而杂种幼芽呼吸强度其中亲值的差值与其父母本之差值呈不显著负相关。认为杂种幼芽的抗氰呼吸强度和总呼吸强度均可由其双亲均值预测,抗氰呼吸强度作为杂种优势预测生理指标的潜力更大一些。     

红莲型杂交水稻的研究与发展

1972年,武汉大学科研人员以红芒野生稻为母本,与江西地方品种莲塘早父本杂交,在后代中发现了雄性不育株.再用莲塘早多代回交,于1974年获得了不育性稳定的株系,命名为红莲型细胞质雄性不育系(Honglian-type cytoplasmic male sterility,HL-CMS),莲塘早为其保持系,红莲型细胞质雄性不育水稻由此问世.与单核期花粉败育的野败型水稻不同,红莲型属于二核期配子败育类型,花粉碘染为圆败,是杂交水稻新质源.40年来,武汉大学科研人员将基础研究、应用研究和产业化紧密结合,促进了红莲型杂交水稻的发展.分子功能验证发现,不育系线粒体内一编码79个氨基酸的可读框OrfH79为HL-CMS不育基因,ORFH79蛋白破坏线粒体正常功能后导致花粉败育.遗传分析发现,HL-CMS为双基因恢复模式,进而克隆了恢复基因Rf5和Rf6.育性恢复机理研究表明,恢复基因RF5蛋白与GRP蛋白互作,组装成400~500kD的分子复合体作用于atp6-OrfH79 mRNA,从而恢复不育性.借助分子标记辅助选择技术,创制出新的CMS和多基因恢复水稻材料,并用于育种实践,选育出高产优质红莲型杂交水稻新组合红莲优6号、珞优8号和粤优9号等,相继通过了湖北省、广西省和农业部国家农作物品种审定委员会等审(认)定,构建的红莲型杂交水稻亲本繁殖提纯体系突破了产业化瓶颈.当前,红莲型杂交水稻在中国长江流域、华南稻区已大面积种植,在越南、印度尼西亚、马来西亚、孟加拉和菲律宾等东南亚国家也表现优异,展现出广阔的应用前景.     

镉胁迫对小麦幼苗生长及生理特性的影响

主要研究了重金属Cd污染对小麦生长和部分生理特性的影响。结果表明,叶绿素含量在0 2 5mmol·L-1Cd处理浓度时达到峰值,随Cd浓度的增加,含量下降。超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性随Cd浓度的增加而增加。丙二醛含量和细胞膜透性同样呈上升趋势。根系活力表现为先升高后下降的变化趋势。Cd胁迫下,小麦的生长受到一定程度的抑制,并随溶液中Cd浓度的增加,抑制加重     

(NH4)2SO4对瓜尔豆幼苗在不同光照下耐冷性的影响

通过温室穴盘育苗试验,研究叶面喷施(NH₄)₂SO₄对低温胁迫12 h后不同光通量密度（PFD）条件下,瓜尔豆幼苗在常温培养过程中幼苗生存及叶片SOD活性、POD活性和MDA含量的影响。结果表明：低温处理一夜后,在温室自然光照（强光）下进行常温恢复时,瓜尔豆叶片中SOD和POD活性始终显著低于对照,MDA含量显著高于对照,幼苗死亡率显著高于对照;在90 μmol·m^-2·s^-1弱光下恢复2～4 d后,叶片中保护酶活性显著高于对照,MDA含量保持较低水平,幼苗均正常生长。叶面喷施(NH₄)₂SO₄能显著提高低温处理后的植株叶片抗氧化酶类活性,减少叶片中MDA的产生,降低幼苗死亡率,0.2% (NH₄)₂SO₄处理效果最好,其次为0.4%(NH₄)₂SO₄。短期低温后,使植物处在弱光环境下能减少活性氧的发生,为植物抗氧化系统达到新的平衡提供有利条件,从而减轻甚至消除低温伤害。     

(NH4)2SO4对瓜尔豆幼苗在不同光照下耐冷性的影响

通过温室穴盘育苗试验,研究叶面喷施(NH4)2SO4对低温胁迫12 h后不同光通量密度(PFD)条件下,瓜尔豆幼苗在常温培养过程中幼苗生存及叶片SOD活性、POD活性和MDA含量的影响。结果表明:低温处理一夜后,在温室自然光照(强光)下进行常温恢复时,瓜尔豆叶片中SOD和POD活性始终显著低于对照,MDA含量显著高于对照,幼苗死亡率显著高于对照;在90μmol.m-2.s-1弱光下恢复2~4 d后,叶片中保护酶活性显著高于对照,MDA含量保持较低水平,幼苗均正常生长。叶面喷施(NH4)2SO4能显著提高低温处理后的植株叶片抗氧化酶类活性,减少叶片中MDA的产生,降低幼苗死亡率,0.2%(NH4)2SO4处理效果最好,其次为0.4%(NH4)2SO4。短期低温后,使植物处在弱光环境下能减少活性氧的发生,为植物抗氧化系统达到新的平衡提供有利条件,从而减轻甚至消除低温伤害。     

培养基磷缺乏对黄瓜毛状根生长、抗氧化酶活性及氮源利用的影响

采用液体培养的方法研究了培养基磷缺乏对黄瓜毛状根生长及其抗氧化酶活性及培养基中氮源和钙利用的影响.结果表明,黄瓜毛状根在完全缺磷的培养基中几乎不能生长;而培养基无机磷缺乏会抑制黄瓜毛状根的生长,且浓度越低,其抑制作用越明显,毛状根变得越纤细而长,侧根数减少且短小.与全磷培养相比,磷缺乏培养基培养的黄瓜毛状根可溶性蛋白含量明显偏低,但其SOD和POD活性则明显升高.与完全缺磷(对照)相比,在培养过程中不同无机磷浓度培养的黄瓜毛状根的SOD和POD活性均比对照低.当黄瓜毛状根在不同磷缺乏浓度的液体培养基中培养时,随着培养时间的延长,培养基的电导率逐步下降,并与培养基起始无机磷浓度成正比;其培养基的铵态氮和硝态氮不断被吸收和利用,培养至15d时,培养基中的铵态氮已绝大部分被消耗完毕,但直至培养30d时培养基的硝态氮仍未被消耗完毕.培养基中无机磷缺乏会降低黄瓜毛状根对培养基硝态氮的吸收和消耗以及抑制黄瓜毛状根对钙的吸收.而适当提高培养基的无机磷浓度可促进黄瓜毛状根对培养基中钙的吸收和消耗.     

Hg2+与POD复合处理对小麦萌发及幼苗生长的影响

通过水培实验研究了0、10、20、50、70和100mg·L-1Hg2 和65 U·mL-1的过氧化物酶(POD)混合浸种对小麦(Triticum aestivum L.)萌发及幼苗生长过程中的10个形态和生理生化指标的影响.结果表明:施加外源POD可明显提高种子发芽率、植株日均增重和幼苗叶片的可溶性蛋白含量,增加幼苗叶片内源超氧物歧化酶(SOD)和POD的活性,拈抗Hg2 胁迫对种子发芽率、苗高、日均增重及叶片可溶性蛋白含量的不利影响,Hg2 浓度较高时(≥50mg·L-1),对种子发芽率和日均增重的拮抗作用更明显,并对较低浓度Hg2 (≤20 mg·L-1)胁迫引起的叶片SOD活性的上升和低于100 mg·L-1的Hg2 胁迫引起的叶片POD活性的上升有进一步的促进作用;然而对幼苗平均最长根长度、侧根数和幼苗叶片叶绿素含量则无明显影响.     

钙对根际低氧胁迫下黄瓜幼苗根系保护酶同工酶表达的影响

以'新泰密刺'黄瓜为材料,采用营养液栽培方法,对根际低氧胁迫下黄瓜幼苗根系SOD、POD和CAT同工酶进行了分析.结果显示,与对照相比,单纯低氧胁迫处理的黄瓜幼苗根系SOD和CAT同工酶活性先降低再升高, 而POD同工酶活性则持续升高;营养液增施4 mmol·L-1 CaCl2明显缓解了低氧胁迫对黄瓜植株的伤害, 其SOD、POD和CAT同工酶活性接近对照水平;与单纯低氧胁迫相比,营养液增施50 μmol·L-1 LaCl3显著抑制了幼苗根系SOD、POD和CAT同工酶活性的升高;营养液增施20 μmol·L-1三氟拉嗪(TFP)引起植株根系SOD、POD和CAT同工酶表达量的剧烈波动,随胁迫时间的延长SOD和CAT同工酶均先迅速升高后又迅速降低,而POD同工酶活性则迅速降低.研究表明,外源Ca2+增加了Ca2+向黄瓜植株体内的运输,促进了低氧逆境胁迫信号向体内的传递,提高了根系保护酶的表达量及其活性氧清除水平,从而增强了黄瓜植株耐低氧胁迫的能力.     

辣椒雄性不育系与保持系花药POD、SOD和EST同工酶表达差异研究

利用辣椒质核互作雄性不育材料,采用聚丙酰胺凝胶垂直板电泳技术,研究了在花药发育不同时期,甜椒和辣椒核质互作雄性不育系及其保持系POD、SOD和EST同工酶的差异.结果表明:不育系与保持系,在花药发育的不同时期POD同工酶表达种类及表达活性之间存在差异,其中甜椒不育系在减数分裂期POD同工酶的活性非常低,辣椒雄性不育系在减数分裂期及花粉成熟期分别多一条POD特征带.不育系与保持系之间SOD同工酶的表达活性及其表达种类无明显差异.在减数分裂期和花粉成熟期,甜椒和辣椒不育系与保持系花药EST同工酶酶带均存在明显的差异.     

转基因水稻表达的Bt蛋白对拟环纹豹蛛（Pardosa pseudoannulata）体内保护酶活性的影响

把取食24h的转Cry1Ab／Cry1Ac基因水稻叶片的稻纵卷叶螟Cnaphalocrocis medinalis（Guenée）幼虫,分别喂养拟环纹豹蛛3天、6天、9天、12天后,采用酶活力测定方法探究了转基因水稻表达的Bt蛋白对拟环纹豹蛛体内3种保护酶（SOD、POD和CAT）活性的影响。结果表明：就整体来看,实验期间处理组蜘蛛体内3种保护酶（SOD、POD和CAT）的活性均受到Bt蛋白的影响,且前期3种保护酶活性均表现不同程度的被抑制,明显低于对照组。在实验过程中,SOD活性随着处理时间的增加而逐渐增强,至处理第9天时达到最大值;同时处理组POD、CAT活性也随着处理时间的增加而增强,实验初期（前6天）均显著低于对照组,而至第9天则均高于对照组。由此可见,Bt基因在水稻体内所表达的Bt蛋白能够沿食物链传递至次级消费者,并且在一定程度上对次级消费者产生影响。     

海水处理对向日葵幼苗生长及叶片一些生理特性的影响

采用海水水培的方法,比较了淡水、20%和40%海水处理对向日葵(Helianthus annuus L.)幼苗生长速率、根冠比、脯氨酸、丙二醛(MDA)含量和保护性酶超氧歧化酶(SOD)及过氧化物酶(POD)活性的影响.结果表明:20%海水处理显著地促进根系生长和根冠比的增加,大大地缓解了叶片的膜脂过氧化作用(使之降至与对照相当的水平),而40%海水明显抑制向日葵生长;脯氨酸在处理4 d后显著积累,40%海水处理后脯氨酸与MDA变化曲线相关性较强,表明脯氨酸的积累在本实验中表现为活性氧伤害的结果;40%海水处理对食葵叶片造成的过氧化伤害比油葵大,但食葵比油葵的自身修复受伤害膜系统的能力强.