神舟十号飞船搭载对小麦品种济麦22的生物效应研究

探索空间环境对农作物生长的影响是充分发掘和利用航天育种技术优势的重要前提和基础。利用神舟十号飞船搭载小麦主推品种济麦22,对幼苗的生长势、苗高、鲜重和根长等主要指标进行对比分析,利用植物特异的叶绿素荧光技术研究上述指标变化的生理原因,并检测遗传物质的表观修饰状态。结果表明,飞船搭载小麦种子萌发的幼苗与地面对照相比鲜重降低,根长变短,根系数变少。叶绿素荧光参数测定发现,经过空间搭载的种子产生幼苗各种生长指标的差异是空间环境对植物产生的生理胁迫原因所致。经过空间飞行的种子萌发产生的幼苗,其基因组的甲基化修饰程度与对照相比发生了明显改变。     

小麦矮秆突变体jm22d响应赤霉素处理的转录组学分析

为拓宽小麦矮秆遗传资源,利用γ射线辐照济麦22获得了一个赤霉素不敏感型矮秆突变体jm22d。株高相关性状调查结果及茎秆细胞学试验显示,jm22d株高为53±1.8 cm,比野生型（WT）低约20 cm。jm22d整株茎秆共有4节,比WT少一节且各节间长度显著小于WT。与WT相比,jm22d茎秆细胞长度缩短。赤霉素含量测定发现,jm22d叶片中赤霉素含量高于WT,而茎秆中赤霉素含量低于WT（P<0.01）,因此,jm22d株高降低与赤霉素转运途径出现异常有关。为了深入研究jm22d对赤霉素的响应机理,对jm22d和WT幼苗进行赤霉素处理,分别收取处理0（D0）、1（D1）和3 d（D3）的样品进行转录组学分析。结果表明,与WT相比,在jm22d中共筛选到696个上调和1 067个下调的表达基因,其中62个和349个基因在3个时间点分别表现为上调和下调表达。叶绿素含量测定表明,jm22d中叶绿素含量随赤霉素处理时间的延长而降低,聚类分析结果表明,差异表达基因主要富集在光合作用-天线蛋白（photosynthesis-antenna proteins,ko00196）、卟啉和叶绿素代谢（porphyrin and chlorophyll metabolism,ko00860）、亚油酸新陈代谢（linoleic acid metabolism,ko00591）等通路,因此赤霉素处理对jm22d体内叶绿素含量的积累具有抑制作用。通过KEGG分析在植物激素信号转导途径中挖掘到5个差异表达基因（TraesCS2B01G582300、TraesCS2B01G600800、TraesCS2B01G556600、TraesCS2B01G630000和TraesCS6B01G439600）参与生长素、细胞分裂素等激素代谢途径,这些基因在jm22d中显著下调,这可能是jm22d矮化的重要原因。研究结果为矮秆突变体矮化机制的解析提供了重要参考。     

小麦微核心种质γ射线辐射敏感性分析

以259个小麦微核心种质为材料进行剂量为0、100、150、250 Gy的60Coγ射线辐照处理,探讨小麦微核心种质的γ射线辐射敏感性分布,以及DNA损伤修复基因TaKu70和TaKu80对辐照的应答模式。结果表明,小麦微核心种质的苗高损伤率与γ射线辐照剂量间存在着3种函数关系:对数、线性、幂函数。以苗高损伤率为50%时的辐照剂量HD50作为主要的辐射敏感性分型指标,分别统计不同函数关系的微核心种质落入不同剂量区间的基因型个数,并依此将259份微核心种质分为敏感型(10)、较敏感型(96)、较钝感型(101)、钝感型(52)。对数函数关系中以敏感型和较敏感型为主,随着γ射线辐照剂量的增加TaKu70和TaKu80基因的相对表达量与对照相比总体升高,但变化不明显;线性函数关系中以较敏感型和较钝感型为主,TaKu70和TaKu80基因的相对表达量与对照相比总体升高,随剂量的增加而逐渐递增;幂函数关系中以较钝感型和钝感型为主,TaKu70和TaKu80基因的相对表达量与对照相比总体升高,但随剂量的增加呈现先增加后降低的趋势,一般相对表达量的峰值出现在150 Gy。     

一种小麦叶片气孔保卫细胞观察样品的制备方法

以小麦(Triticum aestivum)花粉植株的叶片为材料, 利用整体透明技术制备小麦叶片气孔保卫细胞的观察样品, 比较了4种透明剂的样品制备效果。结果表明, 利用整体透明技术制备小麦叶片气孔保卫细胞观察样品, 无需经过叶片撕取和刮制步骤, 样品制备方法简便且高效; 用甘油溶液、饱和水合三氯乙醛及水合三氯乙醛与甘油的混合液3种透明剂处理小麦叶片后, 在普通显微镜下均可观察到清晰的气孔保卫细胞。     

植物早衰研究进展

衰老作为植物自然发育过程中的末期阶段,其发生时期对于作物的最终产量具有重要影响,因此深入解析早衰的调控机制及影响因素对促进作物新品种选育和产量提升具有重要意义.除受自然环境胁迫外,植物自身的遗传网络和代谢途径都会影响衰老发生的时期.本文综述了植物早衰时生理生化的各种变化以及产量变化.植物早衰引起叶绿素和其他大分子被降解...     

不同小麦基因型对γ射线辐照敏感性的分子解析

本研究以63份小麦品种(系)的风干种子为材料,分别利用0 Gy、100 Gy、150 Gy和250 Gy剂量的60Coγ射线辐照,通过种子发芽试验和基因表达等方法,探讨不同小麦基因型间辐射敏感性差异及辐射敏感性相关基因的表达模式。结果表明:根据苗高损伤效应,将63份不同小麦基因型分为敏感型(核优1号、中优206和太原703等)、较敏感型(旱选10号、济麦20和中麦175等)、较钝感型(德抗961、豫麦68和淮麦20等)和钝感型(衡观136、邯6172和偃展4110等)4类。所选材料γ射线辐照后,敏感型基因型中Ta Ku70和Ta Ku80基因诱导表达明显,钝感型基因型中Ta Ku70和Ta Ku80基因诱导表达不明显。本研究表明不同小麦基因型间辐射敏感性差异明显且与Ta Ku70和Ta Ku80基因表达模式有关。