Defining reference genes for quantitative real-time PCR analysis of anther development in rice

Quantitative real-time polymerase chain reaction （qPCR） is one of the most accurate and widely used methods for gene expression analysis. However, the choice of reference genes for normalization is critical for accurate quantifica- tion of gene expression. As development of genomics, mining large-scale datasets such as microarray and RNAsequencing data becomes a new approach for exploitation of new reference genes. In this study, we analyzed an RNAsequencing dataset of rice anther and 167 microarray datasets involving different tissues and developing stages of rice anthers and pollens. We selected 12 candidate genes and other 5 reference genes, including ACT1, eEF-1α, GAPDH, Exp2, and CCDC72 used in previous studies, and evaluated their expression in eight tissues and different developmental stages of anthers in rice variety 9311 and Yuetai. UPF3, elF4A-3, GAPDH, and PPP6 were identified as the most suitable reference genes for qPCR analysis of anther development in rice. The new candidate reference genes showed more stable expression than the traditionally used reference genes. These results provide a set of reliable reference genes for studies in rice anther developmental process.     

七叶树小孢子发生及雄配子体发育研究

用石蜡切片法观察了七叶树花药的发育过程.结果表明:(1)雄蕊花药四室,花药壁完全分化时,从外到内依次是表皮、药室内壁、中层和绒毡层,花药壁发育为基本型.表皮细胞1层,发育过程中始终存在;药室内壁在花药成熟时形成带状纤维层加厚;幼小花药壁的中层3~4层细胞,在花药发育成熟时退化消失;绒毡层1层细胞,发育类型为分泌型,小孢子母细胞减数分裂时绒毡层开始退化解体,花药成熟完全消失,仅剩1层绒毡层膜.每一花药中有多列雄性孢原细胞,发生于幼小花药表皮下方;(2)小孢子母细胞减数分裂为同时型,四分体多呈正四面体排列;减数分裂过程中,小孢子母细胞外方被胼胝质壁所包被,小孢子形成后胼胝质壁逐渐消失.成熟花粉二细胞型,外形呈圆三角状,具三孔沟.     

MS1521是拟南芥花药发育的必需基因

通过对3个拟南芥（Arabidopsis thaliana）雄性不育突变体（ms1521,st350,st454）的分析,研究了MS1521基因在花药发育过程中的功能。ms1521是通过EMS诱变野生型拟南芥得到的一株突变体,遗传分析表明ms1521是隐性单核基因控制的。利用图位克隆的方法对不育基因MS1521进行了定位,结果将MS1521定位于拟南芥第一条染色体上26kb的区间内,该定位区间内有一个影响花器官形态建成的基因UFO。测序结果表明在ms1521突变体中UFO基因编码区的958bp处发生了单碱基突变,导致MS1521该位点的氨基酸由天冬酰胺变成了天冬氨酸。另外两个表型与ms1521相似的突变体st350和st454来自T-DNA插入突变体群体。测序结果表明突变体st350和st454分别在UFO基因编码区发生了提前终止突变。等位分析表明它们与MS1521基因是等位的。3个突变体营养生长期发育正常,但生殖生长发育出现异常：有的雄蕊只有花丝没有花药;或者有花药但花丝变短;或者雄蕊有正常的花丝和花药,花药中有可育的花粉,但药室不能开裂;最终导致突变体不育的表型。进一步细胞学观察发现药室不能开裂是由于药室内壁细胞纤维化和木质化增厚不明显造成的。以上这些结果表明MS1521基因在花药发育过程中起重要作用。     

Cu2+对小麦花药脱分化和再分化特性的影响

以3个普通小麦杂交组合的F1群体为材料,研究了小麦花药离体培养中Cu2 对花药组织脱分化和再分化特性的影响.结果表明,诱导培养基中的Cu2 对小麦花药愈伤组织的诱导及再分化均有影响,均表现为低浓度下的促进作用和高浓度下的抑制作用,最适Cu2 浓度为0.15μmol/L.在该浓度下,3个供试材料的出愈率分别比对照提高了239.14%、214.72%和80.00%,反应率分别比对照提高了156.70%、151.86%和65.96%,绿苗分化率分别比对照提高了200.05%、241.87%和333.49%.再分化培养基中的Cu2 对小麦花药愈伤组织的再分化有明显的负向效应,3个供试材料中,均以不附加Cu2 的对照的绿苗分化率最高,分别为70.00%、66.67%和39.29%,附加不同浓度的Cu2 后,绿苗分化率显著下降.     

草丛土毛虫皮层纤毛器的微管胞器研究

本文应用FLUTAX直接荧光标记和抗α-微管蛋白抗体免疫荧光标记．显示了土壤纤毛虫草丛土毛虫（Territricha stramenticola）的皮层纤毛器微管胞器．其中纤毛器基部微管按口围带、波动膜、额腹横棘毛、左右缘棘毛、背触毛等纤毛器图式分布和定位,口围带和波动膜基部含小膜微管托架、小膜附属微管和波动膜微管骨架网;额腹横棘毛基部含前纵微管束、后纵微管束和横微管束：左、右缘棘毛基部含前纵微管束、后纵微管束、横微管束及后微管芽;背触毛基部含前纵微管束、后纵微管柬。横棘毛基部含有较发达的横微管束,缘棘毛基部含后微管芽及其横微管束的定位可能具有本种纤毛虫细胞的特异性。纤毛器微管胞器在细胞表膜下分化形成的基部微管及其微管层使细胞的运动纤毛器与强固的微管骨架结构网相联系．其微管胞器的建构可能是细胞对土壤生存环境的一种适应．是细胞运动胞器的功能活动与环境相互作用的结果。形态发生中,老口围带微管是逐步进行更新的：老棘毛微管胞器对新结构的发生和形成具有定位和物质贡献的作用．并且老结构在新结构分化和成熟期间也经历了行使相应的生理功能及逐渐退化和失去功能的过程．     

洋葱花药发育中钙离子分布特征

采用焦锑酸钾沉淀钙离子技术,对洋葱（Alliumcepa）花药发育中Ca^2＋分布进行了研究。在小孢子母细胞时期,小孢子母细胞中的钙沉淀颗粒很少,但绒毡层细胞的内切向壁已出现明显的钙沉淀颗粒。在四分体时期,四分体小孢子的胼胝质壁中出现较多的钙沉淀颗粒;绒毡层细胞内切向壁的钙沉淀颗粒消失,而在外切向壁和径向壁部位的钙沉淀颗粒增加。在小孢子早期,小孢子中也出现了钙沉淀颗粒,而绒毡层细胞内切向壁表面出现了很多絮状物,其上附有细小钙沉淀颗粒。到小孢子晚期,小孢子中出现一些小液泡,细胞质中的钙沉淀颗粒有所下降。此时绒毡层细胞已明显退化,但在绒毡层膜上仍有一些乌氏体和钙沉淀颗粒。在二胞花粉早期,营养细胞中的液泡收缩、消失,细胞质中又出现了较多的钙沉淀颗粒,在质体和其内部的淀粉粒表面上附有较多的钙沉淀颗粒。到二胞花粉晚期,花粉中的钙沉淀颗粒已明显下降,仅在花粉外壁中还有一地钙沉淀颗粒．     

甜荞果皮开裂类型及其对籽粒早期萌发性状的影响

甜荞是我国传统的药食同源植物,籽粒是甜荞的重要贮藏器官,籽粒果皮的开裂类型及其开裂行为影响种子的萌发性状。该研究以5份甜荞为材料,进行果皮裂口的建模与分型,并通过纸床发芽法,检测种子的发芽率、胚根及下胚轴长度。结果表明:(1)甜荞籽粒果皮开裂主要包括纵向完全开裂型、种孔端部半开裂型、种脊中部半开裂型、种脐端部半开裂型和横裂型等5种类型;(2)开裂型籽粒比完整型萌发时间提早约12 h;(3)开裂型籽粒早期萌发率均高于相应的果皮完整型,但48 h后,完整型籽粒的萌发率超过果皮开裂型;(4)开裂型籽粒胚根及下胚轴的早期增长速度比完整型快,但果皮开裂型籽粒胚根与下胚轴增长比值显著小于果皮完整型;(5)不同开裂类型的萌发率从大到小依次为种孔端部半开裂型、纵向完全开裂型、种脐端部半开裂型、种脊中部半开裂型、横裂型,而种子霉烂率从大到小依次为种脐端部半开裂型、纵向完全开裂型、种脊中部半开裂型、种孔端部半开裂型、横裂型。果皮开裂虽然可以提高甜荞种子早期的萌发率,促进胚根及下胚轴早期的伸长速度,但会降低甜荞整体的萌发率以及胚根/下胚轴增长比值,种子霉烂率显著增加,不利于田间壮苗与全苗的形成。     

封面植物介绍——印度蛇菰

印度蛇菰[Balanophora indica(Arn.)Griff.]隶属于蛇菰科蛇菰属,是一种寄生植物。根状茎黄橙色到棕色,表面粗糙并具有星状疣;分枝近球形,直径0.5~5.6 cm,很少圆筒状。雄花序红色,卵球形椭圆形,(5~10)cm×(2~6)cm。雄花:略带红色,辐射对称,每朵被一个粗壮的截形苞片包围。花被裂片4~6,椭圆形披针形,(3~7)mm×(1~2.5)mm,聚药雄蕊椭圆形卵形,长2.5~5 mm,具柄;花药4或5,U形,纵向开裂。雌花序球状,直径3~5 cm。花期10~12月。     

封面植物介绍--印度蛇菰

印度蛇菰[Balanophora indica(Arn.)Griff.]隶属于蛇菰科蛇菰属,是一种寄生植物。根状茎黄橙色到棕色,表面粗糙并具有星状疣;分枝近球形,直径0.5~5.6 cm,很少圆筒状。雄花序红色,卵球形椭圆形,(5~10)cm×(2~6)cm。雄花:略带红色,辐射对称,每朵被一个粗壮的截形苞片包围。花被裂片4~6,椭圆形披针形,(3~7)mm×(1~2.5)mm,聚药雄蕊椭圆形卵形,长2.5~5 mm,具柄;花药4或5,U形,纵向开裂。雌花序球状,直径3~5 cm。附属体棍棒状,长约2 mm,顶端1/2~1/3椭圆状倒卵球形。雌花生于花序基部和主轴上。花期10~12月。     

陆地棉双隐性核雄性不育系ms5ms6花药的超微结构观察

陆地棉双隐性核雄性不育系ms₅ms₆已有较大的应用规模,但雄蕊败育的结构基础尚不明确。以核雄性不育系ms₅ms₆为材料,利用透射电镜对四分体时期和刚长出小刺突的小孢子时期的花药进行超微结构观察。发现在小孢子时期,败育花药小孢子只有外壁内层,可育小孢子此时已具有外壁外层和外壁内层了。在整个不育花药的发育过程中,不管是在小孢子还是绒毡层细胞中,内质网都异常,脂肪的积累少,这可能是导致小孢子败育最重要的原因。