Characterization of Interspecific Hybrids Between Oryza sativa L. and Three Wild Rice Species of China by Genomic In Situ Hybridization

In the genus Oryza, interspecific hybrids are useful bridges for transferring the desired genes from wild species to cultivated rice （Oryza sativa L.）. In the present study, hybrids between O. sativa （AA genome） and three Chinese wild rices, namely O. rufipogon （AA genome）, O. officinalis （CC genome）, and O. meyeriana （GG genome）, were produced. Agricultural traits of the F1 hybrids surveyed were intermediate between their parents and appreciably resembled wild rice parents. Except for the O. sativa × O. rufipogon hybrid, the other F1 hybrids were completely sterile. Genomic in situ hybridization （GISH） was used for hybrid verification. Wild rice genomic DNAs were used as probes and cultivated rice DNA was used as a block. With the exception of O. rufipogon chromosomes, this method distinguished the other two wild rice and cultivated rice chromosomes at the stage of mitotic metaphase with different blocking ratios. The results suggest that a more distant phylogenetic relationship exists between O. meyeriana and O. sativa and that O. rufipogon and O. sativa share a high degree of sequence homology. The average mitotic chromosome length of O. officinalis and O. meyeriana was 1.25- and 1.51-fold that of O. sativa, respectively. 4＇,6＇-Diamidino- 2-phenylindole staining showed that the chromosomes of O. officinalis and O. meyeriana harbored more heterochromatin, suggesting that the C and G genomes were amplified with repetitive sequences compared with the A genome. Although chromocenters formed by chromatin compaction were detected with wild rice-specific signals corresponding to the C and G genomes in discrete domains of the F1 hybrid interphase nuclei, the size and number of O. meyeriana chromocenters were bigger and greater than those of O. officinalis. The present results provide an important understanding of the genomic relationships and a tool for the transfer of useful genes from three native wild rice species in China to cultivars.     

禾本科针茅族(Stipeae)7种花粉形态比较研究

利用光学显微镜(LM)和扫描电子显微镜(SEM)观察了针茅族7种花粉形态.观察显示,花粉形态均为近球形,具远极单孔,并有萌发孔盖(Operculum).LM观察到花粉外壁纹饰具粗细不一的颗粒状结构,SEM则可辨不同种类的颗粒或瘤状结构的大小及其形成图案的差异,其中芨芨草属(Achnatherum)花粉外壁纹饰的种间差异...     

美乐多（Melodorum fruticosum Lour．）花粉形态观察

利用扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）观察了美乐多（Melodorum fruticosum）的花粉形态特征。美乐多花粉为球形或扁圆形的单粒花粉,外壁纹饰为微褶皱状,有点状凹陷,无任何萌发孔或萌发沟。花粉外壁由外壁外层包括覆盖层（连续）、覆盖下层、基足层（1～3层薄片层结构,偶断裂或扭曲至6～10层）和外壁内层（连续）组成。其中,覆盖下层,其厚度为整个花粉外壁厚度的1／2,为混合型结构,即小柱状和颗粒状同时存在,但以颗粒状为主。花粉内壁分为内壁外层和内壁内层,其厚度逐渐变薄。美乐多的花粉特征（单粒、无萌发孔或沟、覆盖层连续、基足层为薄片层结构、花粉外壁内层薄等）与紫玉盘族其他类群一致。     

野生稻和栽培稻的光合作用和叶绿素含量的比较研究

对三个野生稻种,即普通野生稻(Oryza sativa f. spontanea)、药用野生稻(O.officinalis)、疣粒野生稻(O. meyeriana),一个由野生稻演变为栽培稻的过渡型深水莲,五个栽培稻(O.sativa L.)地方品种(六月谷、饭萝白、矮仔占、夜花占、桂161),和三个栽培稻改良品种(包选二、珍珠矮、广陆矮)的光合作用和叶绿素含量作比较研究。结果表明,野生稻的光合作用光饱和点比栽培稻的低;前者为25000～35000lx,后者为35000～45000lx。在饱和光强下,野生稻的光合作用也比栽培稻弱,前者平均为13.0mg CO_2 dm~(-2)h~(-1),后者平均为20.6mg CO_2 dm~(-2)h~(-1)。深水莲的光合作用强度和光饱和点均大约介于野生稻和栽培稻之间。 野生稻的叶绿素含量和叶绿素a/b比亦比栽培稻低;前者平均分别为1.93mg g~(-1) FW和2.55,后者平均分别为2.83 mg g~(-1)FW和3.12。深水莲亦有较高的叶绿素含量和叶绿素a/b比。 上述这些性状,是和野生稻原来是分布在比较荫蔽的生态环境,因而具有阴生植物的光合性状,而栽培稻则比较地具有阳生植物的性状相一致的。     

中国野生稻资源及其抗虫性

野生稻在中国有3种：普通野生稻（Oryza rufipogon Griff.),药用野生稻（O.officinalis Watt.et Watt)和疣粒野生稻（O.meyeriana Baill)。主要分布在热带亚热带的江河流域。多项研究表明,野生稻对多种害虫有较强的抗性,利用野生稻的优良特性采用杂交技术选育出新的抗虫品种,或从野生稻中提取抗虫物质对野生稻的利用和环境保护有重要意义。     

水稻CMS相关基因在稻属AA基因组中的分布及其单核苷酸多态性

水稻线粒体基因组嵌合基因orf79 和 orfH79分别被认为与BT-型和HL-型水稻CMS有关, 两者具有98%的同源性, 并且其DNA序列只存在4核苷酸的差异。对于这两个嵌合基因, 前者来源于栽培稻(Oryza. sativa L.), 而后者则来源于普通野生稻(O. rufipogon Griff.)。这意味着orf79/ orfH79可能在广泛分布于稻属AA基因组中。为了调查orf79/ orfH79在稻属物种中的分布和变异, 190份栽培稻品系[包括156份亚洲栽培稻(O. sativa var. landrace)和34份非洲栽培稻(O. glaberrima)]以及104份稻属AA基因组野生稻品系(包括O. rufipogon、O.nivara、O. glumaepatula、O. barthii、O. longistaminata和O. meridionalis 6个种), 被用于PCR扩增检测。31份具有控制粤泰A和笹锦A的特异片段的稻属AA基因组水稻品系被检测出。所有特异片段均被回收并测序, 基于DNA 序列的聚类结果显示31份水稻材料被分成了两组, 分别代表为BT-型和HL-型水稻不育细胞质组群。结果也进一步表明: HL-型水稻CMS胞质主要分布于一年生的O. nivara中; BT-型水稻CMS胞质可能来源于栽培稻变种或多年生野生稻O. rufipogon。     

稻属植物胚的形态结构与二(异)型子叶

长久以来植物学界认定稻(Oryza sativa L.)是单子叶植物.作者从稻胚发育的研究中确认稻胚具二型子叶,并非单子叶.稻属其他种的胚胎形态与O.sativa是否相同?是否具二型子叶?根据扫描电子显微镜的观察结果,稻属(Oryza) 22个种和亚种的胚的形态结构可以分为两种类型.O.sativa等16个种胚具腹鳞和侧鳞,属第一类型;O. meyeriana (Zoll. et Mor. ex Steud.) Baill.ssp. tuberculata W. C. Wu et Y. G. Lu, G. C. Wang等6个种(亚种)胚缺腹鳞和侧鳞,属第二类型.O.sativa和O. meyeriana ssp. tuberculata的胚胎发育过程所出现的盾片原基、胚根鞘原基、胚芽鞘原基和生长锥均来自原胚,前二者发育成胚套,是外围子叶;胚芽鞘原基发育成围在生长锥外并盖住生长锥的空心的倒锥状胚芽鞘,是顶生子叶.第一类型与第二类型稻胚都具有二型子叶.第二类型稻胚在盾片原基发育过程中并不分化出腹鳞和侧鳞,因而造成第二类型稻胚缺腹鳞与侧鳞.稻的二型子叶源于原胚的背腹极性分化.     

铁皮石斛花粉块结构及发育过程的解剖学特征研究北大核心CSCD

兰科植物的有性生殖特殊,每朵花只有1个花药,且花粉有聚集成块发育的特征。为了揭示铁皮石斛花粉块的发育特征,该研究以野生铁皮石斛不同时期的花药为材料,采用半薄切片和植物组织化学方法对其发育过程进行解剖学观察分析,并对成熟花粉块进行离体培养,观察花粉管的萌发状况。结果表明:(1)铁皮石斛花药壁由1层表皮细胞,2层药室内壁细胞,1层中层细胞和1层绒毡层细胞组成。开花时,绒毡层细胞退化,中层细胞没有退化,药室内壁细胞则形成纤维状细胞壁;药室中的小孢子母细胞没有明显的胼胝质壁结构。(2)小孢子发生属同时型,减数分裂后四分体小孢子不分散,以四合花粉状态发育,并进一步连接形成花粉块。(3)在小孢子发育中,孢粉素覆盖在整个花粉块表面形成花粉外壁,但花粉块内部的花粉没有花粉外壁结构;在花粉块表面的花粉外壁上未见花粉萌发孔。(4)在花粉离体萌发实验中,具有花粉外壁的花粉块表面花粉未见萌发,仅由花粉块内部的花粉萌发出花粉管。     

中国野生稻及栽培稻核糖体DNA第一转录间隔区序列分析及其系统学意义

用 PCR技术从产于我国的 3种野生稻和亚洲栽培稻的 2个亚种中特异地扩增和测序了 r DNA的第一转录间隔区。普通野生稻 (Oryza rufipogon)、药用野生稻 (O.officinalis)、疣粒野生稻 (O.granu-lata)和栽培稻的两个亚种 (O.sativa ssp.indica,O.sativa ssp.japonica)的 ITS1序列为 1 93bp、1 94bp、2 1 8bp、1 94bp和 1 94bp,它们的 G/ C含量为 69.3%～ 72 .7% ,序列中位点趋异率为 1 .5%～ 1 0 .6%。序列的相似性比较和简约性分支分析的结果表明 ,普通野生稻与栽培稻的两个亚种之间的亲缘关系最为密切 ;药用野生稻与普通野生稻和与栽培稻的两个亚种的相似性都为 82 % ,说明它与 AA基因组有一定的亲缘关系 ;疣粒野生稻与普通野生稻、药用野生稻和栽培稻两个亚种的亲缘关系相对较远 ,它在稻属中可能是一个系统地位较独特的类群。以 ITS1序列构建的 3种野生稻和 2个栽培稻亚种的系统发育关系与前人用同工酶、叶绿体 DNA、线粒体 DNA和核 DNA资料重建的稻属的系统发育关系基本一致     

东乡野生稻苗期耐冷性的遗传分析

以强耐冷材料龙稻5号(Oryza sativa ssp. japonica)和冷敏感材料协青早B(O. sativa ssp. indica)为对照品种, 以萎蔫率和死苗率为鉴定指标, 利用江西东乡普通野生稻(O. rufipogon)/协青早B//协青早B构建的回交重组自交系(backcross inbred lines, BILs)群体(BC₁F₉)进行苗期耐冷性鉴定和遗传分析。结果表明, 10°C冷处理7天后, 228个BILs群体的平均萎蔫率为67.4%, 平均死苗率为70.8%。将死苗率≤20%的株系, 在更低温度(8°C昼/5°C夜)下处理5天, 结果显示5243和5335为强耐冷材料, 可用于构建东乡野生稻QTL(quantitative trait loci)近等基因系(near-isogenic lines, NILs)。实验结果显示, 群体萎蔫率和死苗率均呈偏态的连续分布, 暗示东乡野生稻苗期耐冷性表现为质量-数量性状遗传特征, 由主基因-多基因控制。     

杜仲花粉壁发育的超微结构观察

利用透射电子显微镜和场发射扫描显微镜对杜仲花粉壁结构和发育进行了研究.结果显示,杜仲花粉在四分体末期形成原外壁,质膜随之出现波状样式,原基粒棒的形成在波状质膜的凹陷处积累,同时细胞中的核质类核仁向核膜外扩散,并进一步分布在质膜下;单细胞花粉早期其外壁结构(覆盖层、柱状层、基足层和外壁内层)已经分化完全,之后花粉内壁由萌发孔起始发育,然后全面增厚,至花粉成熟时萌发孔处的内壁变得很厚,并形成具有丰富径向微通道的结构,此时外壁内层崩溃解体.重点讨论了花粉外壁模式决定以及类核仁和花粉外壁形成之间的关系.     

稻属植物胚的形态结构与二（异）型子叶

长久以来植物学界认定稻 (OryzasativaL .)是单子叶植物。作者从稻胚发育的研究中确认稻胚具二型子叶 ,并非单子叶。稻属其他种的胚胎形态与O .sativa是否相同 ?是否具二型子叶 ?根据扫描电子显微镜的观察结果 ,稻属 (Oryza) 2 2个种和亚种的胚的形态结构可以分为两种类型。O .sativa等 16个种胚具腹鳞和侧鳞 ,属第一类型 ;O .meyeriana (Zoll.etMor.exSteud .)Baill.ssp .tuberculataW .C .WuetY .G .Lu ,G .C .Wang等 6个种 (亚种 )胚缺腹鳞和侧鳞 ,属第二类型。O .sativa和O .meyerianassp .tuberculata的胚胎发育过程所出现的盾片原基、胚根鞘原基、胚芽鞘原基和生长锥均来自原胚 ,前二者发育成胚套 ,是外围子叶 ;胚芽鞘原基发育成围在生长锥外并盖住生长锥的空心的倒锥状胚芽鞘 ,是顶生子叶。第一类型与第二类型稻胚都具有二型子叶。第二类型稻胚在盾片原基发育过程中并不分化出腹鳞和侧鳞 ,因而造成第二类型稻胚缺腹鳞与侧鳞。稻的二型子叶源于原胚的背腹极性分化     

中国荞麦属花粉形态及花被片和果实微形态特征的研究

研究了中国荞麦属Fagopyrum　Mill.的花粉形态、花被片和果实微形态特征。根据沟膜的有无,花粉可以明显地区分为具沟膜者和不具沟膜者2类。透射电镜下显示,荞麦F. esculentum Moench的花粉外壁分化成两个明显的层次,即外壁外层和外壁内层。其外壁外层由覆盖层及柱状层组成,无基层。对花被片腹面的扫描电镜观察表明,根据细胞形状和表面纹饰,这些种类的花被片可分为3类。对果实表面的扫描电镜观察表明,这些种类的果实纹饰也可分为3类。根据上述结果,讨论了荞麦属的种间关系及花粉形态、花被片和果实一些微观性状的演化趋势。荞麦属的花粉形态极为一致,其外壁纹饰均为细网状,萌发孔为三孔沟,这支持将荞麦属从蓼属中分出独立成属的观点。本文还根据花粉形态特征及花被片和果实微形态特征讨论了国产荞麦属的种间关系,探讨了一些特征的演化趋势。     

栽培稻与其野生近缘种的可交配性研究

通过人工授粉方法研究栽培稻与二倍体和四倍体野生稻之间的可交配性.以栽培稻为对照,用光学显微镜观察不同野生稻花粉在同一栽培种柱头上的萌发生长情况.结果表明,在栽培稻柱头上普通野生稻(AA)花粉萌发最好,与对照萌发情况相近.药用野生稻(CC)萌发差,表现为柱头上花粉附着量少,开始萌发时间迟,萌发量少,花粉管扭曲、缠绕、伸长慢等.四倍体野生稻未观察到有萌发现象.说明普通野生稻与栽培稻亲缘关系近,可交配性好;药用野生稻与栽培稻可交配性差;四倍体野生稻与栽培稻可交配性极差.由此推断,转基因水稻与普通野生稻通过花粉途径发生基因漂移的可能性很大,而与药用野生稻和其他基因组野生稻发生基因漂移的可能性很小.     

红树(Rhizophora a piculata Bl.)的花粉形态与多态现象

通过光学显微镜(LM)和扫描电子显微镜(SEM)观察表明,红树(Rhizophora apiculata)花粉粒赤道面的形状为球形-近球形,极面观为圆三角形,偶见圆四方形,3-4孔沟,具有连续的环赤道内孔,花粉外壁的典型纹饰为细网状-皱纹状(microreticulate-rugulate)。作者首次报道红树花粉的多态现象,其花粉外壁纹饰和萌发孔数量存在显著的变异,SEM观察到花粉外壁纹饰的变异主要是孔状(perforate)、皱纹状(rugulate)和穴状(foveolate)等类型,LM观察发现4个萌发孔的花粉变异类型。花粉形态的观察与描述为化石花粉的鉴别提供了不可或缺的对比依据。研究红树的花粉形态和发现多态现象有助于了解红树科红树属的花粉外壁演化。花粉的多态现象表明单个花粉形态特征并不能完全代表种的特征。花粉的分类也应该充分考虑花粉性状的间断和连续性,以期正确认识花粉性状在种群内的变异和变异式样,达到客观认识和正确划分植物种下等级的目的。花粉的多态现象为化石花粉的种类鉴定增加了新的参考信息,作者也讨论了花粉多态现象在植物系统演化和古生态学等研究中的可能价值与意义。     

菰核基因组SSR引物的开发及其在稻族植物中的通用性检测

利用数据库中已有的部分菰(Zizania latifolia Turcz.)核基因组序列,采用in silico方法开发其SSR引物,并选取我国不同纬度的5个菰野生种群,对合成的64对引物进行筛选。结果显示:64对引物中有15对至少在一个种群中表现出多态性;共发现84个等位基因,每个位点平均有5.6个等位基因。在5个种群中,观察杂合度为0.000~0.941,预期杂合度为0.072~0.625。种群间的基因流(Nm=0.576)水平较低导致了种群间表现出较高的遗传分化(FST=0.432)。进一步对稻族其他物种的通用性检测发现,15个多态位点中,有8个位点在亚洲栽培稻(Oryza sativa L.)中得到扩增,有9个位点在普通野生稻(O.rufipogon Griff.)中得到扩增。     

东乡野生稻苗期耐冷性的遗传分析

以强耐冷材料龙稻5号（Oryza sativa ssp.japonica）和冷敏感材料协青早B（O.sativa ssp.indica）为对照品种,以萎蔫率和死苗率为鉴定指标,利用江西东乡普通野生稻（O.rufipogon）/协青早B//协青早B构建的回交重组自交系（backcross in-bred lines,BILs）群体（BC1F9）进行苗期耐冷性鉴定和遗传分析。结果表明,10°C冷处理7天后,228个BILs群体的平均萎蔫率为67.4%,平均死苗率为70.8%。将死苗率≤20%的株系,在更低温度（8°C昼/5°C夜）下处理5天,结果显示5243和5335为强耐冷材料,可用于构建东乡野生稻QTL（quantitative traitloci）近等基因系（near-isogenic lines,NILs）。实验结果显示,群体萎蔫率和死苗率均呈偏态的连续分布,暗示东乡野生稻苗期耐冷性表现为质量-数量性状遗传特征,由主基因-多基因控制。     

中国榆属花粉形态研究及其分类意义

用光学显微镜和扫描电镜观察了榆属(Ulmus L.)5个组中19个种的花粉形态,并对我国具有的4组15种进行了统计学观测,对个别种的花粉外壁作了透射电镜超微结构研究。该属花粉萌发孔为4—7个,因种而异,分别为4—5、4—6和4—7孔。不同孔数的花粉含量存在差异。花粉外壁纹饰可区分为疣状、条块状、脑纹状、粗拟网状和细拟网状等5种主要类型。外壁超微结构表明,该属花粉无典型柱状层的分化。并就一些属内有关的分类学问题进行了讨论。     

在水稻体细胞愈伤组织中进行核型的分析

国内外不少学者对水稻(O. sativa)2n=24染色体的形态进平行了研究,大多数是采用种子萌发后的根尖作为适宜材料。由于水稻染色体较小,核型分析需要一定量的种子,而珍贵的远缘杂种(如栽培稻与野生稻杂交后代)结实率极低,所结种子极少。为了克     

菹草(Potamogeton crispus)的花粉形态与其生态因子

应用光学显微镜、扫描电镜和透射电镜对安徽大学校内水池中眼子菜科植物菹草的花粉形态进行了观察和研究.结果表明花粉粒球形至近球形,花粉大小为21.0-29.0 μm,平均为24.5 μm.无萌发孔.光学显微镜下,花粉外壁纹饰为网状,外壁厚约4.1μm,两层明显,外层较内层厚.在扫描电镜下花粉表面具粗网状纹饰,网脊窄.在透射电镜下,花粉外壁为三层组成,即覆盖层、柱状层和基层.外壁内层不明显.覆盖层不连续,为半覆盖层;柱状层小柱发达;基层较厚.同时研究了菹草花粉的地理分布及其与生态因子的关系.根据菹草植物赖以生存的生态因子,得出菹草花粉分布区的主要生态因子,包括地理位置、海拔高度、年降水量、年积温及生境,为利用地层中眼子菜科化石花粉重建古气候、古环境及气候变迁提供了现代孢粉学资料和依据.