水稻蛋白质组双向电泳优化流程及方法

双向电泳是分析蛋白质混合物的一种有力手段,已在蛋白质组研究中得到广泛应用。水稻（Oryzasativa）作为重要的粮食作物,对其蛋白质组学研究开展较早。但由于技术复杂,对实验操作要求高,初学的研究者很难在较短的时间内掌握该实验技术。该文介绍了水稻研究中适合多个组织的双向电泳实验方法和优化流程。该优化流程能使新的研究者逐步优化实验条件,更快更好地完成双向电泳实验。同时详细介绍了实验关键环节的操作方法。     

结实期相对高温对稻米淀粉粘滞性谱及镁、钾含量的影响

选用武育粳3号(粳稻)和扬稻6号(籼稻)两个水稻品种,利用人工气候室在水稻灌浆结实期进行控温试验,设置全结实期相对高温、结实前期相对高温、结实后期相对高温、全结实期适温(对照,日均温23 ℃)对照4个处理,探讨结实期不同时段相对高温(日均温度-30 ℃)对稻米淀粉粘滞性谱和Mg、K等元素含量的影响.结果表明：结实期相对高温使武育粳3号和扬稻6号淀粉粘滞性谱特征值发生改变,其中糊化开始温度、冷胶粘度、回复值和消减值升高,最高粘度、热浆粘度和崩解值下降;结实期相对高温促进了米粉中Mg、K、N含量的提高,特别是K含量的大幅提高,使稻米中Mg/K和Mg/(N·AC·K)明显降低;而2个水稻品种的直链淀粉含量（AC）对相对高温的反应截然相反,武育粳3号的AC降低、扬稻6号的AC升高.全结实期相对高温对稻米淀粉粘滞性谱和Mg、K等元素含量的影响最大,结实前期其次,结实后期的影响较小,开花后20 d内是稻米淀粉粘滞性谱和Mg、K等元素含量受温度影响的关键时期.Mg/K和Mg/(N·AC·K)与淀粉粘滞性谱特征值显著相关,可以作为稻米食味品质评价的参考指标.     

水稻穗发育功能基因对穗期氮肥的响应

为探讨氮肥对水稻(Oryza sativa)穗发育的调控作用, 使用高通量测序技术检测氮肥处理前后水稻叶片和幼穗组织中转录组的变化, 并从中筛选到大量差异表达基因。这些基因的功能涉及转录调控、激素代谢和信号转导、物质代谢和转运、胁迫响应、信号转导(受体)和蛋白质降解等。同时对目前克隆得到的穗发育相关基因进行分析, 发现在氮素穗肥的作用下, 部分重要功能基因的表达量发生了明显变化, 其中一些基因还参与调控水稻株高、抽穗期、分蘖和结实率等性状。对这些差异表达基因的功能研究有助于揭示氮素穗肥调控水稻每穗颖花数的分子机制。     

再生水用于地下回灌过程中有机物的迁移和去除

人工地下水回灌是解决我国水资源短缺的有效途径之一.在实验室利用土壤柱系统,考查了回灌过程中有机物的迁移和去除.二级处理出水经活性碳吸附后进入土壤柱系统,土壤柱系统对TOC、UV-254和BOD₅的去除率分别为44%、34.36%和95%,并且大部分有机物是在土壤表层0～0.5 m被去除的.进水TOC浓度为9～11 mg·L^-1时,回灌过程中TOC浓度随土壤柱深度的变化符合指数方程：C=10e^-0.6934h(R²=0.8697). 用该方程可以较好地预测土壤柱出水中的TOC浓度.     

稻鸭共作下水稻植株的壮秆效应及生理特性

通过田间小区对比试验,分析了稻鸭共作下水稻植株的壮秆效应及其相关生理特性.结果表明：由于鸭子在稻田的活动使水稻植株形态发生了明显变化,植株碳水化合物含量、植株碳氮比、茎秆干物质输出率都明显增加,茎秆基部节间长度比对照缩短2.88%,茎粗增加64.90%,茎秆强度和抗倒伏指数也分别提高了11.78%和10.95%;稻鸭共作提高了水稻深层根系比例和根系活力,黑根比例降低了16.63%.因此,稻鸭共作对水稻植株有壮秆效应,提高了植株的抗逆性,有利于水稻稳产高产.     

长江下游不同类型水稻分蘖期耐淹能力比较

在分蘖期对长江下游稻作区主栽的9个水稻品种进行大田模拟没顶淹涝处理,研究淹涝胁迫对水稻植株农艺性状、生理指标和产量性状的影响,比较分析了常规粳稻、杂交籼稻和杂交粳稻对淹水胁迫环境适应性的差异.结果表明:淹水胁迫4d后,水稻株高及顶部全展3片叶长均比对照有不同程度的增加,伸长程度为杂交粳稻＞杂交籼稻＞常规粳稻.杂交粳稻的茎蘖数、绿叶数和地上部干质量损失率分别为18.0％、41.4％、13.2％,显著小于常规粳稻;杂交籼稻则介于杂交粳稻和常规粳稻之间,且整株死亡率显著低于常规粳稻.常规粳稻叶片中丙二醛(MDA)含量比对照增加1.91 μmol·g-1 FM,超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性明显降低;杂交粳稻和杂交籼稻MDA含量分别降低2.32和2.10 μmol·g-1 FM,SOD和CAT活性显著提高.不同类型品种的减产程度差异显著,常规粳稻的产量损失率达到38.5％,显著高于杂交粳稻和杂交籼稻,杂交粳稻产量损失率仅为4.1％.长江下游水稻分蘖期的耐淹涝能力为杂交粳稻强于杂交籼稻,常规粳稻的耐淹能力最低.     

激素对水稻分蘖芽生长和分蘖相关基因表达的调控效应

以水稻品种‘南粳44＇为材料,研究了植物激素对水稻分蘖芽生长及OsTB1、OsD3、OsD10和OsD27等基因表达的调控。结果表明,水稻分蘖芽生长的调控至少存在两条途径,一条通过调控分蘖芽中CTK含量进而调控OsTB1等基因表达来实现,另一条通过调控OsD3、OsD10和OsD27等系列基因表达来实现。外源IAA和GA_3对水稻分蘖芽生长的调控是通过这两条途径共同实现的。     

镁肥对水稻镁吸收与分配及稻米食味品质的影响

以‘宁粳2号’为材料,采用田间小区试验方法研究了单季粳稻施用镁肥后对镁吸收分配的影响。结果表明,从拔节到始穗期,水稻体内镁的阶段吸收量和吸收速度最高,分别为7.22 kg.hm-2和0.40 kg.hm-2.d-1;从拔节期到齐穗期,镁肥的施用促进了水稻对镁的吸收,其它生育期对外界镁浓度变化不敏感;镁肥的施用降低了镁在茎鞘和叶片中的分配比例,提高了镁在穗部的分配比例;齐穗后15~30 d为穗部积累镁的高峰期;在本实验范围内,随施肥水平的提高,稻米中的镁含量升高,RVA(Rapid of viscosity analysis)谱中最终黏度、回复值及消减值显著下降,最高黏度、热浆黏度和崩解值显著上升,糊化温度没有明显差异。施用镁肥提高了稻米食味品质,这其中以120 kg.hm-2用量效果最好。     

水稻体温与气温的关系

以15个水稻品种为材料,测定了抽穗后水稻穗和叶的体温及冠层上部的气温,分析了穗和叶片的体温与气温的关系.结果表明:水稻穗和叶的体温始终低于气温,其气温与体温的差值(气体温差)受大气温度、湿度及水稻株型和器官成熟老化程度影响.在大气湿度相同的条件下,气温低时(＜26.5℃),水稻穗和叶的气体温差较小;气温高时(＞33℃),气体温差变大;在气温相似的条件下,大气湿度提高,穗和叶的气体温差变小.品种的株型不同,对水稻穗、叶的气体温差有一定程度的影响.在相同的气候条件下,直立穗型品种穗和叶的气体温差较弯曲穗型的大;"谷盖顶"型品种穗和叶的气体温差值较"草盖顶"型的大.水稻抽穗后,穗和叶的气体温差在不同生育时期有明显的差异,器官成熟老化程度越低,其气体温差越大.     

应用SELEX技术检测水稻RFL转录因子的DNA结合位点

FLORICAULA/LEAFY是植物特有的转录因子,其可以通过调控下游基因的表达对植物的发育起到调控作用。水稻(Oryza sativa)中的同源基因RFL(Rice FLORICAULA/LEAFY)能够调控多个发育过程,包括开花、叶间期以及枝梗和颖花分化。指数富集配体的系统进化(SELEX)技术已经被广泛应用于体外筛选转录因子的DNA结合位点。应用SELEX技术检测水稻RFL的DNA结合序列,经过7次PCR循环富集过程获得结合特异序列,通过测序和MEME分析,鉴定到RFL的DNA结合序列为(C/A)(C/T)NN(T/C/A)G(G/T)。实验结果为进一步阐明RFL分子功能奠定了基础。