小麦杂交种与亲本发育早期种子的基因表达差异及其与杂种优势关系的初步研究

为深入探讨小麦杂种优势形成的分子机理,选取3个冬小麦品种(系)为一组亲本,3个为另一组亲本,配制了正反交18个杂交组合,以授粉后6d的杂交和自交种子为材料,应用mRNA差异显示技术(DDRT—PCR)研究了小麦杂交当代种子与其亲本自交种子基因的表达差异,并与杂种优势进行相关分析。为降低DDRT—PCR技术假阳性的不利影响,对每个引物组合均作了两次PCR扩增,在处理数据时,仅统计能重复出现的条带。结果发现：杂交种和亲本之间的基因表达模式有8类共15种：(1)单亲沉默型(2种),(2)单亲一致型(2种),(3)正交或反交沉默型(2种),(4)正交或反交特异型(2种),(5)正交或反交单亲一致型(4种),(6)杂交种特异型(1种),(7)双亲共沉默型(1种),(8)表达一致型(1种)。分析发现,小麦杂交种和亲本间存在显著的表达差异。在差异表达类型中,杂交种特异型和双亲共沉默型比例最低。对上述15种表达模式与杂种优势进行相关分析,结果表明,表达一致型与各产量性状杂种优势之间的相关均不显著,说明杂种优势是由某些有表达差异的基因造成。9个产量性状均能检测到一种以上与其显著或极显著相关的基因表达模式,有些性状受正负相关效应的共同影响;沉默型(包括单亲沉默型、正交或反交沉默型和双亲共沉默型)和正交或反交单亲一致型在杂种优势形成中发挥重要作用。这些研究表明,在种子发育早期,基因的差异表达与杂种优势形成之间可能存在较为复杂的关系。     

植物叶发育调控机理研究的进展

在植物的营养生长阶段,叶原基从植物地上部分顶端分生组织的周边区形成,在一系列细胞分裂和分化程序的指导下,最终发育成叶。近年来,通过遗传学和分子生物学研究已经鉴定和克隆了一批参与叶发育调控的关键基因,植物激素在叶原基的诱导和叶形态建成中也起十分重要的作用。目前这个领域的主要研究工作是鉴定调控叶发育的新基因并且解释叶调控基因之间的相互作用,同时了解基因调控和植物激素作用之间的关系。     

水稻OsTB1基因的结构及其表达分析

TCP基因是一类植物中新发现的、可能具有转录因子活性的基因家族,成员包括金鱼草的Cyclodiea (Cyc)、玉米的Teosinte Branched1 (TB1)以及水稻中的PCF1、PCF2等.玉米的TB1基因有维持玉米顶端优势的作用,与分蘖的发生密切相关;水稻和玉米同属禾本科,在发育的过程中都有分蘖的发生.通过筛选水稻的基因组文库,得到了水稻中的一个TB1同源基因Oryza sativa Teosinte Branched1 (OsTB1).该基因不含内含子,基因编码一个长度为388个氨基酸的蛋白,在氨基酸水平上与TB1的同源性为70%,含有保守的TCP区和R区,是属于TCP基因家族的一个成员.RT-PCR和mRNA原位杂交分析结果表明,OsTB1在水稻的侧芽中有很强的表达,在花序中有较弱的表达.以上结果显示该基因可能在水稻侧芽和花序的起始和发育过程中起重要作用.     

光调控植物发育的一个新机制被揭示

中科院上海生科院植物生理生态所植物分子遗传国家重点实验室研究员林鸿宣领导的研究组,在水稻重要性状遗传与功能基因研究上又取得重要进展。该研究组通过对水稻耐盐相关基因OsHAL3的功能分析,揭示了光调控植物发育的一个新机制。相关研究论文于6月21日在线发表于国际著名学术杂志《自然·细胞生物学》（Nature Cell Biology）．并将刊登在7月份的该杂志上。     

遗传“致死”类信息题归类解析

生物遗传中有可遵循的普遍规律,如孟德尔的遗传定律,后代的基因型、表现型等都有着典型的分离比。但遗传中也有特殊现象发生,如某花粉粒致死、胚胎致死等遗传“致死”现象,将会导致后代基因型、表现型等分离比发生相应的改变,但仍有一定的数量比例规律,可看成是对孟德尔遗传定律的一种补充。     

酶促和非酶促抗氧化系统在玉米胚脱水耐性获得中的作用

以发育中的玉米胚为材料,研究了玉米胚脱水耐性的发育变化及其与抗氧化系统之间的关系。结果表明,授粉后18d的胚获得萌发能力,但不耐脱水;授粉后36d的胚开始获得耐脱水能力,并随着发育逐渐增加。随着发育,胚的超氧化物歧化酶（SOD）、抗坏血酸过氧化物酶（APX）、谷胱甘肽还原酶（GR）和脱氢抗坏血酸还原酶（DHAR）的活性逐渐降低,过氧化氢酶（CAT）活性逐渐增加。授粉后16～22d的玉米胚中检测不到抗坏血酸,24d后胚中抗坏血酸的含量显著增加;还原性谷胱甘肽含量在整个发育过程中逐渐增加。脱水胚的SOD、APX和DHAR的活性比对照（未脱水）胚低,而GR和CAT活性在发育早期比对照胚低,在发育中、后期高于对照胚。脱水胚的抗坏血酸和还原性谷胱甘肽含量明显低于对照胚。胚中丙二醛的含量随着发育逐渐下降,脱水胚的丙二醛含量显著高于对照。这些结果说明CAT活性和谷胱甘肽含量的增加以及脂质过氧化产物丙二醛含量的下降与玉米胚脱水耐性的获得密切相关。     

草履蚧一龄若虫的发育历期与防治

在郑州通过室外埋卵观察,草履蚧Drosicha corpulenta Kuwana从1月初开始孵化,孵化后在土里等到2月初开始出土,此时日最高气温在6～8℃之间。若虫出土期约30d,2月中下旬为出土高峰期。经设置14,18,22,26和30℃5个温度梯度观察,草履蚧1龄若虫发育起点温度为7.9℃,有效积温为203.8日.度。利用树干绑缚杀虫药带防治效果达到98%以上。     

Abnormalities Occurring during Female Gametophyte Development Result in the Diversity of Abnormal Embryo Sacs and Leads to Abnormal Fertilization in indicaljaponica Hybrids in Rice

Embryo sac abortion is one of the major reasons for sterility in indicaljaponica hybrids in rice. To clarify the causal mechanism of embryo sac abortion, we studied the female gametophyte development in two indicaljaponica hybrids via an eosin B staining procedure for embryo sac scanning using confocal laser scanning microscope. Different types of abnormalities occurred during megasporogenesis and megagametogenesis were demonstrated. The earliest abnormality was observed in the megasporocyte. A lot of the chalazal-most megaspores were degenerated before the mono-nucleate embryo sac stage. Disordered positioning of nucleus and abnormal nucellus tissue were characteristics of the abnormal female gametes from the mono-nucleate to four-nucleate embryo sac stages. The abnormalities that occurred from the early stage of the eight-nucleate embryo sac development to the mature embryo sac stage were characterized by smaller sizes and wrinkled antipodals. Asynchronous nuclear migration, abnormal positioning of nucleus, and degeneration of egg apparatus were also found at the eight-nucleate embryo sac stage. The abnormalities that occurred during female gametophyte development resulted in five major types of abnormal embryo sacs. These abnormal embryo sacs led to abnormal fertilization. Hand pollination using normal pollens on the spikelets during anthesis showed that normal pollens could not exclude the effect of abnormal embryo sac on seed setting.     

APETALA1启动子驱动AtIPT4在转基因拟南芥中表达导致花和花器官发育异常

细胞分裂素对拟南芥（Arabidopsis thaliana）花分生组织细胞的分裂和分化具有重要作用。本研究利用APETALA1（AP1）特异启动子在花分生组织和第1、2轮花器官中表达细胞分裂素合成酶（isopentyl transferase,IPT）基因IPT4,研究细胞分裂素对花和花器官发育的影响。在pAP1∷IPT4转基因植株中出现了花密集和花器官数目增多等现象。原位杂交和GUS组织染色结果发现,在pAP1∷IPT4转基因植株中,花分生组织特征决定基因LEAFY（LFY）与花器官特征决定基因AP1、PISTILLATA（PI）和AGAMOUS（AG）的表达量均有不同程度的提高。研究结果表明在拟南芥中表达pAP1∷IPT4影响其花和花器官的正常发育。