温度对长穗颈温敏核不育水稻(Oryza sativa L.)穗颈伸出长度的影响

以隐性长穗颈温敏核不育水稻(OryzasativaL)长选3S为材料,研究了温度对隐性长穗颈温敏核不育水稻长选3S穗颈伸出长度的影响。结果表明:人工24℃条件下,在始花前第12天至始花前第4天和始花当天至始花后第3天两个时段,穗颈节间伸长速度慢,两者节间日均伸长长度基本一致,但从始花前第4天至始花当天,长选3S穗颈节间伸长速度最快,其节间日均伸长的长度是培矮64S的2.1倍。在敏感期分别进行22、24、26、28℃4种人工温度处理,28℃条件下穗颈节间伸长受阻,出现包颈现象;26～22℃条件下穗颈伸出长度都为正值,不包颈,但穗颈伸出剑叶叶鞘的长度随温度降低而增加。通过对穗颈节间细胞数目和细胞长度的比较分析表明,长选3S穗颈节间的伸长主要是由于细胞分裂和细胞伸长共同作用所致,其中后者作用更显著,且随处理温度的升高,穗颈节间最内和最外层薄壁细胞数目减少,细胞平均长度变短。     

长穗颈不育水稻穗颈节间的细胞学研究

通过对长选3S和培矮64S定长的穗颈节间细胞个数统计和细胞长度的测量,得出长穗颈不育水稻穗颈节间伸长的细胞学变化规律.自然条件下长穗颈不育水稻长选3S穗颈节间比对照培矮64S长18.0cm,其纵列厚壁细胞和薄壁细胞数分别比培矮64S多1248个和580个;厚壁细胞和薄壁细胞平均长度分别比培矮64S长23.3μm和38.3μm,尤其是中部区段的厚壁细胞和薄壁细胞分别比对照长24.8μm和48.7μm;穗颈节间薄壁细胞的长度由基部区段至中部区段呈突跃式增加,而由中部至顶部区段则呈缓慢减少的趋势.隐性长穗颈温敏核不育水稻穗颈节间伸长是由细胞数目增多和细胞长度增加双重作用所致,其中后者作用更显著.     

长穗颈温敏核不育水稻穗颈节间伸长与内源激素的关系

以水稻品种'长选3S'为研究对象,以'培矮64S'为对照,检测幼穗不同发育时期水稻穗颈节间中GA1、IAA、Z、ZR和ABA含量变化的结果表明,从二核期至始花后第3天,'长选3S'穗颈节间中的GA1和IAA含量先升后降,三核期出现峰值,'长选3S'穗颈节间中的GA1和IAA含量分别比'培矮64S'高6.5～10.6倍和9.5～26.9倍.在二核期和三核期,'长选3S'穗颈节间中GA1/ABA和IAA/ABA比值比'培矮64S'高,其(Z ZR)/ABA比值稍高,而Z ZR和ABA含量均比其低.这些结果表明水稻长穗颈基因还可能是通过调节激素之间平衡而控制水稻的茎伸长生长的.     

温敏核不育水稻穗颈节间的SSH特异表达

‘长选3S’是由‘培矮64S’通过辐射诱变选育出的长穗颈温敏核不育水稻．以‘K选3s’二核花粉期穗颈节问作为目标群体,‘培矮64S’二核花粉期穗颈节间作为对照群体,进行抑制差减杂交,川经过‘培矮64S’cDNA差减的‘长选3S’cDNA构建了一个含有大约130个独立克隆的差减文库;采用差减前的‘培矮64S’cDNA和‘长选3S’cDNA以及正向／反向差减杂交后的cDNA为模板标记探针,对随机挑取的96个承组质粒进行羞示筛选,获得了20个阳性候选克隆。从这些阳性候选克隆中随机挑取了8个进行Northern blot分析．证实其巾中1个候选克隆代表了在‘长选3S’穗颈节间中特异表达的基因．序列分析和同源性比较表明它与信号传导有关。这一在‘长选3S’穗颈节间特异表达的cDNA片段有助于进一步揭示其穗颈节间伸长的分子机制．并为水稻不育系的遗传改良提供有用的素材。     

隐性长穗颈光敏核不育水稻最上节间伸长动态规律的研究

隐性长穗颈性状具有解除雄性不育水稻包颈现象的作用,因此在杂交制种中具有较高的应用价值.以培矮64S为对照,研究了隐性长穗颈光敏核不育水稻长光S最上节间伸长的动态规律,结果表明最上节间伸长的时期为始花前6d至始花当天.始花前1～3d为节间快速伸长期,此时期主要由节间中下部细胞大幅度伸长所致.长光S细胞长度与培矮64S细胞长度差异主要体现在节间快速伸长期.花粉正常发育具有促进节间快速伸长期细胞伸长的作用,隐性长穗颈基因与花粉正常发育在促进节间快速伸长期细胞伸长的作用中有互作增效作用.     

温度对温敏核不育水稻eui突变体最上节间伸长的影响

以培矮64S为对照, 采用田间调查和人工温度处理方法研究了温度对温敏核不育水稻（Oryza sativa）eui突变体（双低培eS）最上节间伸长的影响。结果表明, 双低培eS穗颈伸出度与抽穗前12–17天（花粉母细胞形成期至减数分裂期）的日均温度呈显著负相关。在温度敏感期分别进行人工温度处理, 在18–26℃条件下穗颈伸出度为正值且不包颈; 在28℃条件下出现包颈现象。在可育温度（20℃）和不育温度（24℃）条件下, 双低培eS最上节间中GA1、IAA和ZR含量极显著地高于培矮64S, 而ABA含量则显著低于培矮64S, 最上节间中最内层薄壁细胞数目分别比培矮64S多1 177和823个, 细胞平均长度分别比培矮64S长23.2和16.7 μm。温敏核不育水稻eui突变体最上节间伸长是由于节间最内层薄壁细胞数目增多和细胞长度增加双重作用所致, 其中以细胞伸长为主, 且随着处理温度的升高, 最上节间最内层薄壁细胞数目减少, 细胞平均长度变短。eui基因还可能通过调节激素间的平衡来控制温敏核不育水稻eui突变体最上节间的伸长生长。     

‘培矮64S’与其eui突变体‘长选3S’穗颈节间蛋白质组差异分析

为从蛋白质表达水平了解长穗颈温敏核不育水稻穗颈节间伸长机理,该研究以长穗颈(EUI)温敏核不育水稻‘长选3S’为材料,温敏核不育水稻‘培矮64S’为对照,采用固相pH梯度双向凝胶电泳和质谱分析方法,对2个水稻材料抽穗前2 d的穗颈节间蛋白质进行分离,并进行差异蛋白质组学的比较研究。结果表明:(1)获得了分辨率和重复性较好的双向凝胶电泳图谱。(2)对40个差异蛋白质点进行MALDI-TOF-TOF-MS肽质谱指纹图谱分析,成功鉴定其中27个差异蛋白质点;与‘培矮64S’相比,‘长选3S’中有17个上调表达和10个下调表达的蛋白质。(3)差异蛋白质按照其功能可分为6类,其中主要是与细胞代谢相关蛋白,其次是与细胞壁重建相关蛋白;并且这些差异蛋白质可能与‘长选3S’抽穗期穗颈节间剧烈伸长生长有关,尤其是细胞壁重建相关蛋白与细胞的伸长密切相关。(4)实时荧光定量PCR对随机挑选的蛋白点2、7、8、24、35和36所对应的基因在两个材料最上节间的表达结果显示,‘长选3S’的2(Os10g08550)、7(Os12g42876)、8(Os01g55830)基因的表达量较‘培矮64S’明显下调,而24(Os06g48760)、35(Os05g25850)、36(Os07g42300)基因的表达量较‘培矮64S’显著上调,表明q-PCR的结果与蛋白凝胶图分析结果一致。研究认为,水稻eui基因可能是通过调节抽穗期穗颈节间这些蛋白质的表达,从而促进穗颈节间细胞分裂,尤其是细胞的伸长生长。     

温敏核不育系培矮64S及其eui突变体长选3S最上节间蛋白质组差异分析

为从蛋白质表达水平了解长穗颈温敏核不育水稻(Oryza sativa)最上节间伸长机理,采用双向凝胶电泳方法对温敏核不育系培矮64S及其eui突变体长选3S抽穗前2 d的最上节间蛋白质进行了分离,并获得了分辨率和重复性较好的双向凝胶电泳图谱。选取50个差异蛋白质点进行MALDI-TOF-TOF-MS肽质谱指纹图谱分析,从中鉴定出31个已知蛋白质,相对于培矮64S,在长选3S中上调表达的11个蛋白质和下调表达的20个蛋白质。这些差异蛋白质按照其功能可分为7类。这些差异蛋白质可能与长选3S抽穗期最上节间剧烈伸长生长有关,水稻eui基因可能是通过调节抽穗期最上节间这些蛋白质的表达,从而控制最上节间细胞分裂,尤其是细胞的伸长生长。     

黑麦减数分裂时期的定位观察

基于黑麦幼穗抽出旗叶前后取材,以幼穗的不同长度区间、小穗节位、花药长度为观测点,观察分析其对应的花粉母细胞减数分裂时期。结果如下：5个长度区间的幼穗花粉母细胞减数分裂的起始节位（最早开始分裂的节位）均发生于倒数第18-24节位,即处于幼穗轴中上部;以起始节位的花粉母细胞进入到四分孢子时期的百分率最低为最佳的区间是Ⅳ、Ⅴ,即幼穗长度为171～190mm,且未进入到花粉粒发育阶段：花药长度为2．0～4．5mm范围时可以观察到整个减数分裂过程,其中3．5mm可作为花粉母细胞进行第1、第2次减数分裂的参考临界花药长度．对此就能定位观察到某一个减数分裂时期。     

水稻长穗颈eui突变体长选3S最上节间基因差异表达研究

利用水稻全基因组芯片和半定量PCR对水稻长穗颈eui突变体长选3S与对照培矮64S最上节间快速伸长期的基因差异表达分析,在检测到的56 983芯片杂交点只发现527个差异表达转录本,其中上调表达的362个,下调表达的165个.生物信息分析发现,差异表达的转录本包括信号传导相关基因、膜及运输基因、细胞生长与凋亡相关基因、复制与修复相关基因、碳代谢相关基因,次生代谢物合成相关基因和其它功能未知基因.研究结果为了解水稻最上节间伸长机制提供了非常有用的信息.     

甘蔗节间伸长过程赤霉素生物合成关键基因的表达及相关植物激素动态变化

以甘蔗(Saccharum officinarum)优良品种桂糖42号(GT42)为研究材料, 分别于未伸长期(9-10叶龄以前) (Ls1)、伸长初期(12-13叶龄) (Ls2)和伸长盛期(15-16叶龄) (Ls3)取甘蔗第2片真叶(自顶部起)对应的节间组织, 测定其赤霉素(GA)、生长素(IAA)、油菜素甾醇(BR)、细胞分裂素(CTK)、乙烯(ETH)和脱落酸(ABA)的含量, 并通过实时荧光定量PCR (qRT-PCR)分析赤霉素合成途径关键基因GA₂₀氧化酶基因(GA20-Oxidase1)、赤霉素受体基因(GID1)和DELLA蛋白编码基因(GAI)的差异表达。结果表明, 在甘蔗伸长期间, GA和IAA含量呈现上升趋势, CTK和ABA含量呈下降趋势, ETH含量先上升后下降, BR含量则变化不明显; GA20-Oxidase1和GID1的表达呈上升趋势, 而GAI的表达则呈下降趋势, 这与相关植物激素的变化基本一致。综上, 甘蔗节间伸长过程主要与GA和IAA相关, 其次为CTK和ABA, 而ETH受到IAA的调控影响节间伸长; 植物激素间通过相互作用调控GA20-Oxidase1、GID1和GAI的表达, 影响GA含量和GA的信号转导过程, 进而影响甘蔗节间的伸长。该研究揭示了甘蔗节间伸长过程中赤霉素生物合成途径和信号转导关键基因的差异表达及植物激素含量的动态变化规律。     

长穗颈双低温敏核不育水稻的选育

双低温敏核不育水稻 (96- 5- 2 S)干种子通过 350 Gy60 Coγ-射线直接辐射 ,处理后的 M1代在育性转换敏感期让其感受自然低温而自交繁殖 .M2 代单本或双本密插 (1 0× 1 3.33cm) ,从 M2 代 2 5万株群体中 ,筛选出 7株长穗颈双低温敏核不育株 .它的成功选育 ,解决了我国两系杂交水稻的制种中不育系育性易出现反复和九二 Ο施用量大的两大技术难题     

甘蔗节间伸长过程赤霉素生物合成关键基因的表达及相关植物激素动态变化

以甘蔗(Saccharum officinarum)优良品种桂糖42号(GT42)为研究材料, 分别于未伸长期(9-10叶龄以前) (Ls1)、伸长初期(12-13叶龄) (Ls2)和伸长盛期(15-16叶龄) (Ls3)取甘蔗第2片真叶(自顶部起)对应的节间组织, 测定其赤霉素(GA)、生长素(IAA)、油菜素甾醇(BR)、细胞分裂素(CTK)、乙烯(ETH)和脱落酸(ABA)的含量, 并通过实时荧光定量PCR (qRT-PCR)分析赤霉素合成途径关键基因GA₂₀氧化酶基因(GA20-Oxidase1)、赤霉素受体基因(GID1)和DELLA蛋白编码基因(GAI)的差异表达。结果表明, 在甘蔗伸长期间, GA和IAA含量呈现上升趋势, CTK和ABA含量呈下降趋势, ETH含量先上升后下降, BR含量则变化不明显; GA20-Oxidase1和GID1的表达呈上升趋势, 而GAI的表达则呈下降趋势, 这与相关植物激素的变化基本一致。综上, 甘蔗节间伸长过程主要与GA和IAA相关, 其次为CTK和ABA, 而ETH受到IAA的调控影响节间伸长; 植物激素间通过相互作用调控GA20-Oxidase1、GID1和GAI的表达, 影响GA含量和GA的信号转导过程, 进而影响甘蔗节间的伸长。该研究揭示了甘蔗节间伸长过程中赤霉素生物合成途径和信号转导关键基因的差异表达及植物激素含量的动态变化规律。     

The impact of gene-tree/species-tree discordance on diversification-rate estimation

Molecular phylogenies are often used to test hypotheses about the tempo and mode of speciation and extinction. One commonly used statistic is Pybus and Harvey's γ, which measures the density of ordered internode distances on an ultrametric tree to infer earlier (negative γ) or later (positive γ) bursts of diversification. However, coalescent theory predicts that γ might be biased toward negative values (inferring early bursts of diversification) when using gene trees rather than species trees. Gene divergences predate species divergences, increasingly so at higher effective population sizes (N(e)), and proportionally more so toward the tips of the tree. Thus, gene trees will have a higher density of older nodes in many cases (particularly at higher N(e)), due to the disproportionate lengthening of terminal branches. This will yield an artifactual signature of early bursts of diversification when estimating γ from gene trees. We simulate gene trees within species trees under both Yule (pure-birth) and birth-death processes, and demonstrate support for these predictions. However, for most realistic estimates of θ in natural populations, gene trees provide relatively good estimates of γ, despite the disproportionate overestimation of younger node ages. This is corroborated with an empirical dataset of North American fence lizards (Sceloporus).     

长穗颈水稻的内源GA1、IAA和ABA含量变化

分别以携有长穗颈基因eui1、eui2和野生型基因Eui的协青早不育系和保持系6个水稻品种为材料,测定它们在抽穗始期植株中内源GA1、IAA和ABA含量的变化。结果表明,携有eui1和eui2基因的水稻可以在植株体内产生大量内源GA1,携有eui1基因的GA1含量比携有eui2基因的高。携有eui1基因的ABA含量最高,携有eui2基因的其次,而携有Eui基因的最低。IAA含量也表现出同样的趋势。表明长穗颈基因主要是通过调节内源GA1含量促进水稻最上节间的剧烈伸长。     

Resistance to water flow in the intracoleoptile internode of wheat

Summary Measurements of xylem vessel number and radii in the seminal roots and intra-coleoptile internode (I.C.I.) of five wheat genotypes showed that the conducting capacity of the I.C.I. was close to the main seminal axis, and would restrict flow when the usual 3–5 seminal axes contributed to uptake. The length and hence resistance of the I.C.I. increased with sowing depth, whilst xylem diameter also fell in two genotypes, which would further restrict flow. The resistance per unit length of I.C.I., assuming Poiseuille flow, was 4×10^–4 cm^–4 day MPa. A pressure drop of 0.15 MPa along an I.C.I. 5 cm long would be required to maintain transpiration under typical field conditions in southern Australia in spring.In a second study of eleven wheat varieties sown up to 10 cm deep, maximum I.C.I. length ranged from 3.6–6.8 cm amongst varieties with similar maximum coleoptile lengths (6–8 cm). Thus considerable variation in hydraulic resistance may be achieved by the appropriate combination of genotype and planting depth. It was concluded that potentially useful differences in the rate of subsoil water use could result.     

Amylase activity and growth in internodes of deepwater rice

Isoelectrofocusing, product analysis, thermal denaturation studies and affinity chromatography on cycloheptaamylose-Sephadex were used to identify the amylolytic enzymes in internodes of deepwater rice (Oryza sativa L.). Amylolytic activity in internodes of deepwater rice consists of -amylase (sometimes separated into two isoforms) and of -amylase. During submergence of whole plants, -amylase activity increases in young, growing internodes, but -amylase activity declines. Although non-growing, mature internodes contain higher levels of -amylase than do the elongating younger internodes, the effect of submergence on amylase activities in both tissues follows the same trend. Submergence, gibberellic acid (GA₃) and ethylene all promote -amylase activity in growing and non-growing internodes of excised deepwater-rice stem sections. Inhibitor studies showed that submergence and ethylene promote -amylase activity in the absence of endogenous gibberellin (GA), and GA₃ enhances -amylase activity when ethylene action is inhibited. Therefore, ethylene and GA appear to increase -amylase activity independently of each other. Enhanced -amylase activities are probably responsible for the mobilization of carbohydrates which are needed to support internode elongation during submergence of deepwater rice.Abbreviations CHA cycloheptaamylose - GA₃ gibberellic acid - NBD 2,5-norbornadiene - TCY tetcyclacis