稻属植物胚的形态结构与二(异)型子叶

长久以来植物学界认定稻(Oryza sativa L.)是单子叶植物.作者从稻胚发育的研究中确认稻胚具二型子叶,并非单子叶.稻属其他种的胚胎形态与O.sativa是否相同?是否具二型子叶?根据扫描电子显微镜的观察结果,稻属(Oryza) 22个种和亚种的胚的形态结构可以分为两种类型.O.sativa等16个种胚具腹鳞和侧鳞,属第一类型;O. meyeriana (Zoll. et Mor. ex Steud.) Baill.ssp. tuberculata W. C. Wu et Y. G. Lu, G. C. Wang等6个种(亚种)胚缺腹鳞和侧鳞,属第二类型.O.sativa和O. meyeriana ssp. tuberculata的胚胎发育过程所出现的盾片原基、胚根鞘原基、胚芽鞘原基和生长锥均来自原胚,前二者发育成胚套,是外围子叶;胚芽鞘原基发育成围在生长锥外并盖住生长锥的空心的倒锥状胚芽鞘,是顶生子叶.第一类型与第二类型稻胚都具有二型子叶.第二类型稻胚在盾片原基发育过程中并不分化出腹鳞和侧鳞,因而造成第二类型稻胚缺腹鳞与侧鳞.稻的二型子叶源于原胚的背腹极性分化.     

稻属植物胚的形态结构与二（异）型子叶

长久以来植物学界认定稻 (OryzasativaL .)是单子叶植物。作者从稻胚发育的研究中确认稻胚具二型子叶 ,并非单子叶。稻属其他种的胚胎形态与O .sativa是否相同 ?是否具二型子叶 ?根据扫描电子显微镜的观察结果 ,稻属 (Oryza) 2 2个种和亚种的胚的形态结构可以分为两种类型。O .sativa等 16个种胚具腹鳞和侧鳞 ,属第一类型 ;O .meyeriana (Zoll.etMor.exSteud .)Baill.ssp .tuberculataW .C .WuetY .G .Lu ,G .C .Wang等 6个种 (亚种 )胚缺腹鳞和侧鳞 ,属第二类型。O .sativa和O .meyerianassp .tuberculata的胚胎发育过程所出现的盾片原基、胚根鞘原基、胚芽鞘原基和生长锥均来自原胚 ,前二者发育成胚套 ,是外围子叶 ;胚芽鞘原基发育成围在生长锥外并盖住生长锥的空心的倒锥状胚芽鞘 ,是顶生子叶。第一类型与第二类型稻胚都具有二型子叶。第二类型稻胚在盾片原基发育过程中并不分化出腹鳞和侧鳞 ,因而造成第二类型稻胚缺腹鳞与侧鳞。稻的二型子叶源于原胚的背腹极性分化     

1个新巨胚等位基因的鉴定与表达分析及其性状考察

该研究以‘超2-10’水稻和‘上师大5号’巨胚水稻为材料,分析了2种水稻的胚重、胚与糙米质量比、巨胚性状的遗传,克隆和分析了其巨胚基因(GE)序列,并对巨胚基因进行了表达分析。结果显示:(1)‘上师大5号’的胚重、胚与糙米质量比均极显著大于‘超2-10’,且‘超2-10’的胚重接近或大于一些已报道的巨胚水稻;(2)‘上师大5号’巨胚表型由1对隐性基因控制,并与韩国巨胚稻‘M-2-565-11-3-B(ge)’属于相同的等位基因突变;(3)‘超2-10’、‘上师大5号’和‘M-2-565-11-3-B(ge)’3种水稻各自具有1个新的GE等位基因,它们的突变位点分别位于启动子、启动子及编码链、编码链;(4)‘上师大5号’启动子及编码链都有突变的GE等位基因(gec),在开花后4~7d的颖果中表达量持续增加,完全不同于只有编码链突变的GE等位基因呈持续下降的表达模式。该研究首次报道了突变在启动子、突变同时发生在启动子及编码链2种新型巨胚等位基因。     

特种稻不育系巨胚813A的选育与研究

用350 Gy剂量的Co60-γ射线照射水稻三系保持系813B种子,获得巨胚突变体,命名为巨胚813B（简称813geB）。用巨胚813B回交813A育成特种稻不育系-巨胚813A（简称813geA）。对巨胚813B及巨胚813A的生物学特性进行研究,结果表明：巨胚813A与813A的主要农艺性状、雄性不育性及产量构成因素均无明显差异。巨胚813B与813B具有相似的农艺性状,但绝对胚重由0.61mg提高到1.36mg,相对胚重由2.70%提高到6.96%。巨胚813B糙米的蛋白质、粗脂肪、粗纤维及必需氨基酸含量均比813B高。其中蛋白质含量9.77%,比813B提高了8.80%;粗脂肪含量5.28%,比813B提高了87.23%;8种必需氨基酸含量均有提高。利用巨胚恢复系与巨胚813A可组配成巨胚杂交稻。     

稻纵卷叶螟人工饲料配方的优化研究

应用二次正交旋转组合设计对稻纵卷叶螟Cnaphalocrocis medinalis Guenée人工饲料的配方进行了优化,以化蛹率为目标函数建立了二次回归模型,结果表明稻叶粉、麦胚粉、玉米粉、干酪素、酵母对稻纵卷叶螟幼虫发育与化蛹率影响较大,大豆粉的影响不明显。通过统计寻优获得的优化配方为:每135 g人工饲料中,稻叶粉3 g、麦胚粉8 g、玉米粉4 g、干酪素4 g、酵母粉4 g。在温度27℃,相对湿度80%左右,光照L∶D=16∶8的条件下,使用该优化配方饲养稻纵卷叶螟,25.6%的供试初孵幼虫能完成幼虫发育并化蛹,幼虫期平均26.9 d,蛹重16²2mg。与以前的研究结果比较,化蛹率与蛹重均有显著提高,而幼虫历期略短。     

特种稻种质创新与营养特性评价

将系谱选择和花药培养相结合,分别选育出具有巨胚、甜味、有色种皮、软米、香味等单一特殊性状和聚合上述2个以上特殊性状的特种稻种质12份,并对这些种质进行了营养特性评价。结果表明,创新的特种稻种质营养成分含量明显高于普通稻,其中甜黑米1569和甜红米1571糙米千粒重很小(8．4g、8．2g),蛋白质(12．4％、11．7％)、赖氨酸(0．75％、0．76％)、脂肪(5．29％、4．86％)、油酸(2．15％、1．93％)和亚油酸(1．93％、1．86％)、维生素B1(8．42mg／kg、1．60mg／kg)年口钙含量(36．8mg／100g、29．5mg／100g)较高;巨胚香糯1574和白巨胚米1575的胚较大,千粒胚重1．4g以上,胚重占糙米重的比率8％以上,蛋白质(9．9％、10．6％)、维生素B1(3．30mg／kg、0．98mg／kg)和钙含量(27．7mg／100g、32．5mg／100g)较高;黑糯米1568的维生素B1(6．57mg／kg)、铁扣锌含量(4．0mg／100g、7．2mg／100g)较高;红米1201的蛋白质(11．1％)、锌(7．0mg／100g)和硒(85．4ug／kg）含量较高,巨胚,甜味,有色种皮,香味等2个以上特殊性状的聚合是增加水稻种质营养保健功能性的有效途径之一。     

特种稻不育系巨胚813A的选育与研究

用350Gy剂量的Co^60-γ射线照射水稻三系保持系813B种子,获得巨胚突变体,命名为巨胚813B（简称813geB）。用巨胚813B回交813A育成特种稻不育系——巨胚813A（简称813geA）。对巨胚813B及巨胚813A的生物学特性进行研究,结果表明：巨胚813A与813A的主要农艺性状、雄性不育性及产量构成因素均无明显差异。巨胚813B与813B具有相似的农艺性状,但绝对胚重由0．61mg提高到1．36mg,相对胚重由2．70％提高到6．96％。巨胚813B糙米的蛋白质、粗脂肪、粗纤维及必需氨基酸含量均比813B高。其中蛋白质含量9．77％,比813B提高了8．80％;粗脂肪含量5．28％,比813B提高了87．23％;8种必需氨基酸含量均有提高。利用巨胚恢复系与巨胚813A可纽配成巨胚杂交稻。     

海南黎族聚居区山栏稻的起源演化研究

以14份海南黎族聚居区的山栏稻为研究材料、以原产于中国的69份亚洲栽培稻和110份普通野生稻为对照组,分别对核中SSⅡ基因、ITS基因和Ehd1基因、叶绿体中ndhC-trnV基因以及线粒体中cox3基因等5段序列进行测序,分析基因序列多样性和单倍型,并揭示海南黎族聚居区山栏稻的起源地和驯化过程。结果表明,黎族聚居区山栏稻的基因多样性低于亚洲栽培稻,而亚洲栽培稻的基因多样性低于普通野生稻;85%左右的山栏稻为偏粳型;山栏稻与广东和湖南的普通野生稻亲缘关系较近,而与海南的普通野生稻的亲缘关系较远,推测黎族的山栏稻可能起源于广东和湖南的普通野生稻。     

稻胚凝集素对稻胚等细胞的凝集效应及其在稻胚发育过程中的出现时间与分布位置

稻胚凝集素(RGL)对稻胚、稻苗叶、根细胞,以及稻幼胚胚芽、胚根愈伤组织悬浮细胞都有凝集作用,RGL对元麦及烟草叶原生质体也能凝集。N-L酰葡萄糖胺(GlcNAc)有抑制RGL对细胞的凝集作用,但对胚根愈伤组织细胞的抑制效应不明显。水稻等细胞表面具有能与RGL专一结合的位点,只是胚根和胚芽愈伤组织细胞表面的糖蛋白分子有一定差异。RGL对水稻、元麦及烟草的细胞或原生质体的凝集效应不存在种间的专一性。RGL含量随胚的分化发育而不断增加,成熟中后期胚内RGL含量达到成熟时程度;胚芽鞘细胞中RGL分布广泛,胚芽、胚根的外层细胞显色深于内层,早期的胚乳细胞、子房内层、珠被、珠心细胞中均有RGL显色反应,但它的糖结合专一性与成熟胚RGL可能不同。     

釉稻胚培养力与农艺性状的相关分析

木文研究了32个釉稻品种〔品系）的成熟胚愈伤组织诱导率和绿苗分化率与植株农艺性状的相关 系数，并进行逐步回归分析。结果表明，在釉稻成熟种胚离体培养中，绿苗分化率除与愈伤组织诱导率 有极显著正相关（r二0.758**）外，与生育期、粒长、千粒重、穗长等农艺性状也有显著或极显著相关， 但逐步回归分析表明，绿苗分化率仅与粒长有关，决定系数仅。.21夕。     

不同类型特种稻种质营养及功能性成分含量的差异

本研究以具有有色种皮、巨胚、甜味、香味、糯性等单一特殊性状或2个以上特殊性状聚合于一体的新创制特种稻种质39份和1份白米种质(对照)为试验材料,进行了黑米、黑褐米、红米、香糯米、黑巨胚糯米、红巨胚糯米、巨胚糯米、黑甜米、红甜米、白甜米等不同类型特种稻种质的营养及功能性成分含量的差异评价。结果表明,供试特种稻类型在大部分氨基酸含量和矿质元素含量上与白米差异不显著,只在个别氨基酸和矿质元素含量上与白米呈显著或极显著差异。黑褐米、红米、黑巨胚糯米、红巨胚糯米、巨胚糯米、红甜米和白甜米等7种类型的赖氨酸含量显著或极显著高于白米,高2.91%~24.68%;黑米、黑褐米、红米、香糯米、黑巨胚糯米和红甜米等6种类型的铁含量显著或极显著高于白米,高17.62%~68.09%;黑褐米、红米、黑巨胚糯米、红巨胚糯米、黑甜米、红甜米、白甜米等7种类型的钙含量显著或极显著高于白米,高23.56%~49.46%;黑米、黑褐米、红米、黑甜米、红甜米、白甜米等6种类型的锌含量显著或极显著高于白米,高12.21%~55.87%。由此表明,具有有色种皮、巨胚、甜味、香味、糯性等单一特殊性状或2~3个特殊性状的聚合对赖氨酸含量与铁、钙和锌含量的提高方面具有一定的增加效应,认为在今后以赖氨酸、铁、钙和锌含量为目标性状的功能性水稻育种中,多个特殊性状的聚合将是增加上述功能性成分含量的有效途径之一。通过鉴定评价,从创新种质中还筛选出一些功能性成分含量相对较高的优异种质,白甜米1553和红巨胚糯米1476的赖氨酸含量较高,比白米分别高29.37%和23.42%;红米1439和红米1440的铁含量较高,比白米分别高99.05%和80.00%;黑甜米1511和黑甜米1515的硒含量较高,比白米分别高194.14%和136.48%;白甜米1551和香糯米1446的γ-氨基丁酸含量较高,比白米分别高14.56%和11.83%;黑巨胚糯米1464和黑米1432的花色苷含量较高,比供试18份有色稻米的平均值分别高253.23%和248.83%。这些新创制的功能性成分含量较高的水稻种质有待于今后在育种、生态适应性鉴定与产业化中进一步得到利用。     

Molecular characterization and physico-chemical analysis of a new giant embryo mutant allele (ge t) in rice (Oryza sativa L.)

The rice embryo is rich in lipid and protein bodies, bioactive chemicals such as dietary fiber, phytic acids, vitamin B and E, and gamma aminobutyric acid (GABA) than the endosperm. In this paper, we report a new giant embryo mutant,ge ^t, induced from somaclonal variation derived by anther culture in rice. Sequence analysis of Cytochrome P450 of the get mutant revealed thatge ^t is a new allele of theGE gene with a single point mutation with substitution of amino acid, W³⁹⁵ to L³⁹⁵. The weight of thege ^t mutant embryo was 3.7 times higher than normal embryo. Tocopherol and mineral content were also higher than the previously reported giant embryo rice variety, Keunnun. These results indicated that this new giant embryo rice (ge ^t) offers a promising source of genetic material in improving nutritional quality of rice especially tocopherol, essential minerals, and GABA.     

Physicochemical properties of giant embryo rice Seonong 17 and Keunnunjami

This study was carried out to determine the physicochemical properties of giant embryo rice “Seonong 17” and “Keunnunjami” in comparison with the normal embryo rice. Scanning electron microscopy revealed that Seonong 17 and Keunnunjami have larger embryo and that starch granules from Keunnunjami were more tightly packed with smaller air spaces between granules. Seonong 17 exhibited the lowest amylose content. Keunnunjami showed the highest protein content, pasting temperature, peak and breakdown viscosities, and gelatinization temperature and enthalpy. Both giant embryo rice samples contained significantly higher amounts of essential amino acids and unsaturated fatty acids than the normal rice. Proteomic analysis using two-dimensional gel electrophoresis revealed differences in the protein profile of Seonong 17 and Keunnunjami. The results could serve as baseline information in evaluating the quality of these two giant embryo rice cultivars and provide a better understanding of their potential uses and food industry applications.     

同源四倍体水稻受精与胚胎形成过程的观察

激光扫描共聚焦显微术具有“组织与细胞CT”的功能,可以对整体组织进行扫描并构建三维结构。在水稻胚囊发育研究上建立的整体染色透明激光扫描共聚焦显微术辅助D IC法,对同源四倍体水稻广陆矮4号-4x和L202-4x受精和胚胎发育过程进行了研究,描述授粉后不同时段胚囊发育的特点,发现同源四倍体水稻受精、胚胎和胚乳发育过程及特点与正常的二倍体水稻的基本一致,但在不同发育时段中存在无胚、无胚乳胚囊、胚乳吞噬胚、胚胎发育停滞、胚囊退化等异常。2份材料的异常情况存在差异。这些异常均可能导致结实率降低。     

亚洲栽培稻起源、演化中两个重要稻种类型的研究

分布子云南及南亚的光稃稻和镰刀谷在研究亚洲栽培稻(O.sativa L.)的起源、演化及稻作育种上有重要意义。它们在分类上的地位往往被误分,进而影响这些类型的开发利用。研究表明,光稃稻是普通野生稻被引上亚洲的热带与亚热带山区在旱地上首先被人类驯化成的原始粳型陆稻,当其进一步被引向高海拔和高纬度时则演化成普通粳稻。镰刀谷迄今多被划为籼稻,我们的初步研究表明,镶刀谷大部分属粳稻,其中也包括一部分籼稻。它的起源及其分类上的地位尚待研究。     

Studies on Respiratory Enzymes in Rice Kernel

Rice embryo peroxidase 556 was purified to the extent as indicated by the absorbance ratio, RZ greater than 4.0. The enzyme was found to be major basic component among isoenzymes of rice embryo. The preparation was homogeneous as examined by sedimentation analysis, and the sedimentation coefficient, s°_20,w, was 3.76 S. The prosthetic group of the enzyme was identified as protohematin and its content was 1.36%. The minimum molecular weight was calculated to be 46,700. From the typical spectra of ligand-enzyme compounds, peroxidase 556 was found to react with carbon monoxide, cyanide, fluoride, and azide. However, at neutral pH, neither fluoride nor azide reacted with the enzyme. The high affinity of the enzyme to ammonia was one of the most remarkable characteristics of the enzyme. The hydrogen peroxide compounds I and II have been observed in the enzymic reaction, and therefore rice embryo peroxidase 556 is also concluded to follow the common reaction mechanism of plant peroxidases. Overall results show the close resemblance of rice embryo peroxidase 556 with wheat germ peroxidase 556 and hemoprotein 550.     

水稻bicoid反义基因转基因植株胚胎发育的形态变化

Bicoid是调控果蝇胚胎极性及以后分节发生过程的重要基因,这一基因编码的蛋白是一种转录调控因子,对一组早期胚胎发育过程中的多齿基因的表达具有调控作用,并被称为形态发生剂。在以前的工作中,从水稻cDNA文库中分离了一个同果蝇bicoid有相当同源性的克隆-Rb24基因（EMBL登录号：AJ2771380）。为进一步了解它在水稻中功能,将Rb的反义基因片段通过农杆菌的介导转入水稻中。通过Gus活性检测和PCR鉴定所获的抗性植株为转基因植株,转基因植株一个很明显的变化就是大约有50%的种子是败育的。通过石蜡切片观察了转基因水稻幼胚的发育情况,结果表明细胞的组织的分化在胚的发育过程中被阻断了。因此Rb基因同控制水稻胚的发育有关。     

利用激光扫描共聚焦显微术对同源四倍体水稻胚囊形成与发育的进一步观察

应用改进的整体染色透明激光扫描共聚焦显微术(WCLSM),对同源四倍体水稻PDER-2B-4x胚囊的形成与发育过程进行观察。发现其胚囊的形成发育过程与二倍体的一致,可以清楚地划分为8个发育时期,即孢原细胞形成期、大孢子母细胞形成期、大孢子母细胞减数分裂期、功能大孢子形成期、单核胚囊形成期、胚囊有丝分裂期、八核胚囊发育期和成熟胚囊期。除正常发育的过程外,大孢子发育的各个过程均出现一些异常现象,包括:细胞退化、核位置异常、核数目异常和细胞分化异常等。这些异常可能最终导致多种结构异常成熟胚囊的形成。     

Rice bicoid－related cDNA sequence and its expression during early embryogenesis

INTRODUCTIONThe establishment of embryonic polarity is oneof the critical events in embryogenesis. The polar distribution of maternal mRNA can be tracedto the unfertilized egg cell. After fertilization, itstranslational products trigger the zygotic targetgenes which define the embryonic region and fUIther direct the pattern formation and body planduring embryogenesis. In Drosophila, Bicoid is oneof the important maternal genes involved in thecontrol of embryo polarity and larvae segmen…