青海糯性春小麦综合标记辅助育种研究

选用全糯小麦品种‘糯麦1号’与青海主要栽培品种‘阿勃’杂交,综合利用改良碘染色法、SDS-PAGE法和Waxy基因的分子标记等,对杂交后代进行了鉴定筛选。最终从F2代鉴定出了5粒全糯种子,从F3代鉴定出8株Wx-B1亚基缺失的植株。对全糯株系F3代的农艺性状进行评价,5个全糯株系的综合农艺性状都优于‘糯麦1号’,与‘阿勃’较接近。测定全糯株系和Wx-B1亚基缺失植株F4代种子的直链淀粉含量,5个全糯株系F4代种子的直链淀粉含量接近于0,8个Wx-B1亚基缺失植株F4代种子的直链淀粉含量在总体上比‘阿勃’的直链淀粉含量低。研究表明,采用综合标记辅助选择可快速而准确地获得适合在青海栽培的全糯和部分糯性小麦。     

花后低温条件下小麦颖果发育的显微结构观察北大核心CSCD

该研究以春性小麦品种‘扬麦15’和半冬性小麦品种‘烟农19’为实验材料,在小麦花后6~8 d进行低温处理,对花后不同发育阶段的小麦颖果进行取样,利用树脂切片技术观察了果皮、胚乳和养分运输组织的显微结构,以探明花后低温条件下小麦颖果发育的显微结构特征。结果表明:(1)花后低温延缓了两个小麦品种颖果早期和中期发育过程,推迟了‘扬麦15’灌浆期,缩短了‘烟农19’的灌浆期,最终降低了两小麦品种的粒重。(2)花后低温减缓了小麦颖果发育早期果皮细胞的凋亡以及中果皮细胞中淀粉体的降解速率。(3)花后低温明显降低了小麦胚乳发育早期和中期淀粉体和蛋白体的积累量,缩短了灌浆时期,降低了胚乳充实度。(4)花后低温条件下小麦颖果韧皮部发育缓慢,筛管分布范围缩小;同时胚乳传递细胞的发育变慢,细胞壁上壁内突数量明显减少。研究发现,花后低温使得两小麦品种颖果早期发育过程延缓,具体表现在果皮的凋亡推迟,贮藏物质积累量减少,养分运输组织变得不发达,胚乳充实度降低,单粒颖果干重下降;同时两小麦品种对低温的响应又存在差异,花后低温下春性小麦颖果灌浆期被延长,半冬性小麦灌浆期被缩短。     

糯性水稻中蜡质基因第1内含子的剪接活性

以前的研究结果表明 ,非糯性的稻米中直链淀粉的含量与各品种中蜡质基因 (Wx)第 1内含子被剪接的效率有关 ,即剪接效率高的品种直链淀粉含量也高。为弄清糯米中不含直链淀粉是否也与此内含子剪接效率有关系 ,构建了蜡质基因启动子 (来自籼稻品种2 32 )、蜡质基因第 1内含子 [来自籼稻品种 2 32 (高直链淀粉含量的品种 )或粳稻品种寒丰 6 36 6 (中、低直链淀粉含量的品种 ) ]与GUS报告基因组成的两种嵌合基因 ,将含有这两种嵌合基因的质粒分别转化进粳性糯稻品种奉糯 5 93中 ,同时还分别转化进非糯性的籼稻品种特青和粳稻品种中花 11中作为对照 ,测定它们的抗性愈伤组织与转基因植株未成熟种子胚乳中的GUS酶活性。结果表明与在非糯性的籼稻和粳稻中一样 ,这两种嵌合质粒在不合成直链淀粉的糯稻中也有相当水平的表达。从此结果可以推测 ,糯稻品种有从嵌合基因的转录本中剪接蜡质基因第 1内含子的正常能力 ,而在糯稻中缺乏直链淀粉可能是糯稻蜡质基因第1内含子中的其它突变所造成的     

糯性和非糯性小麦灌浆期胚乳直/支链淀粉积累及其相关酶活性研究

选用3份糯性和2份非糯性小麦材料,通过田间试验在灌浆过程中分别检测了各材料的籽粒直链和支链淀粉积累量、淀粉积累速率及淀粉合成关键酶活性的动态变化过程,探讨籽粒淀粉累积与相关酶活性的关系.结果表明:(1)非糯小麦在花后7 d前均未检测到直链淀粉存在,而此时已经检测到支链淀粉含量,并且糯小麦仅含有支链淀粉,支链淀粉早于直链淀粉合成.(2)糯性和非糯性小麦灌浆期籽粒的直、支链淀粉积累速率均呈先增加后降低的趋势,且直、支链淀粉最终积累量取决于最大积累速率和平均积累速率的大小,而积累活跃期的调节作用较小;糯性和非糯性小麦在淀粉合成过程中的腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(AGPP)、可溶性淀粉合成酶(SSS)、颗粒结合型淀粉合成酶(GBSS)和淀粉分支酶(SEB)活性均呈单峰曲线变化,活性峰值基本上都出现在花后20～25 d左右.(3)直链淀粉积累速率与AGPP、SSS、GBSS和SBE活性变化显著或极显著正相关,而支链淀粉积累速率仅与SSS活性变化极显著正相关,总淀粉积累速率与AGPP和SSS活性变化显著或极显著正相关.     

中国糯小麦研究进展

由于糯小麦缺失(Wx-A1、Wx-B1和Wx-D1)3对蜡质基因,其直链淀粉含量低于1%,因此在食品工业和非食品工业中有着巨大的应用价值.自20世纪90年代以来,糯小麦研究已成为国际热点.虽然我国开展糯小麦研究起步较迟,但在糯小麦Wx基因资源的筛选、糯小麦的遗传和育种、糯小麦淀粉品质评价等方面取得了较快的进展.本文就中国在上述领域的研究进展作一综述,并就糯小麦研究提出几点建议.     

葛根淀粉合成关键酶活性动态及其与块根产量和淀粉积累的相关性研究

为探讨葛根发育过程中淀粉合成关键酶活性与块根产量和淀粉积累的关系,以初步揭示其内在的生理机制。该研究以‘桂葛1号’粉葛和‘桂葛8号’野葛为材料,采取生理测定法对农艺性状、直链和支链淀粉的含量、淀粉合成关键酶活性等进行测定,并对葛根发育过程中淀粉合成关键酶活性、农艺性状和淀粉含量动态变化的关系进行相关性分析。结果表明：(1)块根发育过程中,两品种葛根腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(AGPase)、可溶性淀粉合成酶(SSS)、束缚性结合淀粉合成酶(GBSS)和淀粉分支酶(SBE)的活性呈现先增大后降低的单峰曲线变化,与直链淀粉、支链淀粉和总淀粉含量由缓慢增长到快速增长后趋于稳定的变化趋势基本一致,即在块根形成期至膨大期逐渐增长,至膨大后期达到最大,之后迅速下降,至成熟期缓慢下降,并维持在较高水平。(2)‘桂葛8号’的淀粉含量和产量显著高于‘桂葛1号’,其酶活性也均显著高于‘桂葛1号’。(3)葛块根的根长、根粗、单株重、干物质含量、产量表现为“缓慢-快速-稳定”的变化趋势,淀粉含量表现出类似变化。(4)相关性分析结果显示,4个淀粉合成关键酶活性与块根直链淀粉、支链淀粉及总淀粉含量、根长均呈显著或...     

聚合蜡质和抗条纹叶枯病基因水稻的分子标记辅助选择

以高蛋白、抗条纹叶枯病的红米水稻‘Kasalath’和本实验室培育的低直链淀粉含量、株型好、产量高的水稻‘上师大3号’为亲本进行杂交.利用蜡质基因(Waxy)在第1内含子5′端剪切位点上游55 bp处CT重复序列的重复数与直链淀粉含量呈负相关的特性,设计了1对SSR引物,利用与抗条纹叶枯病基因(Stv-b2)紧密连锁的...     

玉米直链淀粉生物合成多基因转化载体构建

淀粉分支酶基因sbe是影响玉米直链淀粉含量的主要因素,淀粉分支酶分为3种即sbeI、sbeIIa和sbeIIb,其中sbeIIb对直链淀粉含量影响效应最大,抑制玉米淀粉分支酶sbeIIb基因的表达可减少支链淀粉的含量,从而达到提高直链淀粉的目的;ADP-葡萄糖焦磷酸化酶(AGPase)是直链淀粉合成的关键酶,通过提高AGP表达量同样可提高玉米直链淀粉含量。以此为目的分别克隆了sbeIIb一段375bp高度保守区,玉米SBE基因一段175bp内含子,AGP完整开放阅读框,大麦胚乳特异启动子和ADPG基因终止子。构建了sbeIIb基因正、反义的hpRNA发夹结构,将该发夹结构与上述基因分别连接到pCAM-BIA3301上;构建得到包含sbeIIb基因干扰结构与AGP基因过表达的pCAMB-RSA多基因胚乳特异表达载体。为此,pCAMB-RSA载体的成功构建将为高直链淀粉玉米的培育奠定基础。     

云南软米直链淀粉含量的遗传分析与基因定位

以低直链淀粉( 软米)品种毫木细与高直链淀粉品种桂朝2号杂交F2代分离群体为试验材料,研究水稻低直链淀粉含量的遗传规律和基因定位。结果表明,软米品种毫木细直链淀粉含量受一个隐性主效基因/QTL控制,该基因位点（QTL）与糯性基因(wx)为非等位。除主效QTL外,可能还有微效基因的作用。用SSR标记检测到该主效基因/QTL位于11号染色体上RM224附近,LOD值为15.4,可解释的表型变异率为32%。     

薏苡胚乳发育及营养物质积累的研究

薏苡 ( Coix lacryma- jobi)授粉后 2 d,游离核胚乳已转变为细胞胚乳。授粉后 3d,中央细胞被胚乳细胞充满。起初 ,全部胚乳细胞均进行分裂 ,一定时期后 ,细胞分裂主要发生在胚乳周边区。授粉后 1 0 d,表皮停止平周分裂变为糊粉层 ,内方的数层形成层状细胞行平周分裂直到颖果接近成熟。胚乳内部生长则依赖于细胞体积扩大。胚乳基部 (颖果基部的胚乳 )形成了数层传递细胞。授粉后 9d,淀粉积累。授粉后 1 0 d,糊粉层及其内方数层细胞产生了脂体 ,后者的脂体以后又消失。授粉后 1 3、1 5 d,糊粉层细胞的液泡积累蛋白质。授粉后 2 0 d,液泡变为糊粉粒。授粉后 1 5 d淀粉胚乳细胞产生蛋白质体 ,营养物质积累持续到颖果成熟。还观察了胚和胚乳发育的对应关系。     

Sequences of the Waxy Loci of Wheat: Utility in Analysis of Waxy Proteins and Developing Molecular Markers

The waxy proteins from a number of genetic backgrounds of wheat and its progenitors were analyzed by SDS-PAGE. The deduced amino acid sequences of the waxy proteins of three diploid progenitor species indicated several key amino acid substitutions, which could explain the differences observed in the electrophoretic mobilities of the wheat waxy proteins. A slight difference observed in the apparent molecular weight of the WX-A1 protein of diploid and polyploid wheat was explained by amino acid substitutions or variations in predicted protein structures. Further, twelve different partial genomic clones, representing the individual waxy loci of the various diploid, tetraploid and hexaploid wheats, were isolated and compared. The results indicated significant variations in intron 4 and led to identification of sequences unique to the individual waxy genes and genomes of wheat and its proposed progenitors. The sequence variations observed have a great potential for development as molecular markers for identification of specific waxy loci and study of the various waxy mutants of wheat.     

Physicochemical Properties of Niigata Waxy Rices

The crude lipase powder has been purified 216-fold in specific activity by means of pH adjustment, DEAE-Cellu1ose, DEAE-Sephadex A-50, CM-Sephadex C-50 and Sephadex G-200 column chromatography and the recovery of the activity was 30%. The purified lipase was confirmed to be homogeneous with disc electrophoresis and ultracentrifugal analyses. The purified lipase was stable in the pH range from 7.0 to 10.0. Optimal pH for the lipolysis of polyvinyl alcohol-emulsified olive oil at 45°C was 8.0 and optimal temperature was 60°C. The purified lipase was stable up to 60°C and retained 55% of full activity after heating at 70°C for 20 min.     

Ultrasonic Degradation of Waxy Rice Starch

Sonication behavior of waxy rice starch in water has been investigated in terms of number average molecular weight and molecular weight distribution evaluated by gel permeation chromatography. Observed results on decreases in number average molecular weight indicated the ultrasonic degradation of waxy rice starch. The rate of degradation was accelerated at or above the temperature where gelatinization started. High sonopower also accelerated the degradation rate. After long sonication, the value of number average molecular weight tended to an limiting constant value, and the molecular weight distribution tended to be fairly narrow. Observing degradation curves of other water soluble α-glucans, dextran, and pullulan, in addition, it was found that branched α-glucans have larger limiting molecular size than the unbranched one has, and an universal degradation curve can be obtained by plotting the ratio of the molecular size of the degraded α-glucan to the correspondent limiting one against time.     

水稻蜡质基因及其利用研究进展

简要介绍了水稻蜡质基因的等位基因位点及其表达特性。并从蜡质基因第1内含子核苷酸和蜡质基因剪切方式以及蜡质基因相关的顺式作用元件与反式作用因子等方面阐述了水稻蜡质基因表达调控,还概述了水稻蜡质基因的分子标记辅助选育方面的研究。从近年来的报道显示,利用反义RNA技术抑制水稻内源蜡质蛋白的表达是目前蜡质基因应用研究的主要方向。关于蜡质基因的研究,在其它作物中也都有报道。