甜叶菊同源四倍体离体诱导及鉴定

用不同浓度秋水仙素溶液处理甜叶菊不定芽,诱导同源四倍体,并进行解剖学、染色体鉴定和流式细胞仪鉴定倍性。结果表明:(1)用0.20%的秋水仙素溶液浸泡甜叶菊不定芽12h,同源四倍体诱导率最高,可达32.14%。(2)同源四倍体植株与二倍体(对照)相比,其气孔、叶片等均表现巨大性,且叶片变厚、叶色浓绿、叶片皱缩。(3)对照植株染色体2n=2x=22,四倍体植株染色体2n=4x=44;流式细胞仪倍性鉴定结果显示,对照DNA相对含量为100,四倍体DNA相对含量为200。(4)该研究共鉴定出48株甜叶菊同源四倍体植株,为进行倍性植株的诱导奠定了技术基础,为进一步开展甜叶菊同源四倍体新品种的选育提供了实验材料。     

利用氟乐灵进行同源四倍体萝卜种质创制研究

本研究应用除草剂氟乐灵处理两叶一心幼苗生长点,进行同源四倍体萝卜种质诱导,对变异植株进行形态、细胞学鉴定和花粉母细胞染色体数目鉴定。结果表明,应用 0.2 mmol/L 和 1.0 mmol/L 氟乐灵处理,6个萝卜品种都获得同源四倍体植株,10 mmol/L 处理仅在 Nau-zhqh 得到同源四倍体;其中 0.2 mmol/L处理 Nau-dy 和 1.0 mmol/L 处理 Nau-xbch 获得四倍体最高诱导率(40%);四倍体种质与二倍体种质相比,形态性状、气孔大小、保卫细胞内叶绿体数目、花器官大小、花粉粒大小及花粉萌发率都存在显著差异,将形态、气孔鉴定和染色体计数结合可以准确确定变异株的倍性。研究表明利用氟乐灵诱导是进行萝卜同源四倍体种质创新的有效途径之一。本研究应用除草剂氟乐灵处理两叶一心幼苗生长点,进行同源四倍体萝卜种质诱导,对变异植株进行形态、细胞学鉴定和花粉母细胞染色体数目鉴定。结果表明,应用 0.2 mmol/L 和 1.0 mmol/L 氟乐灵处理,6个萝卜品种都获得同源四倍体植株,10 mmol/L 处理仅在 Nau-zhqh 得到同源四倍体;其中 0.2 mmol/L处理 Nau-dy 和 1.0 mmol/L 处理 Nau-xbch 获得四倍体最高诱导率(40%);四倍体种质与二倍体种质相比,形态性状、气孔大小、保卫细胞内叶绿体数目、花器官大小、花粉粒大小及花粉萌发率都存在显著差异,将形态、气孔鉴定和染色体计数结合可以准确确定变异株的倍性。研究表明利用氟乐灵诱导是进行萝卜同源四倍体种质创新的有效途径之一。     

谷子叶片光合速率日变化及水分利用效率

通过降低空气湿度（ 从约３０ ％ 减少到５ ％ ） 、增加ＣＯ２ 浓度（ 从４００ μｌ ＣＯ２／Ｌ增加到７３０ μｌ ＣＯ２／Ｌ） 、烫叶鞘破坏韧皮部等处理对谷子叶片光合速率日变化和水分利用效率（ＷＵＥ） 进行了研究, 发现中午光合速率降低与光合产物积累有关; 虽然低大气相对湿度（５ ％ ） 使光合速率有所降低,但提高了ＷＵＥ。而烫叶鞘使光合物质积累既抑制了光合速率,又降低了ＷＵＥ。     

同源四倍体灯盏花离体再生及其倍性鉴定

以四倍体灯盏花的无菌苗叶柄为外植体进行离体培养,研究其再生体系,并对再生植株进行染色体倍性鉴定。结果表明:叶柄外植体在MS+0.05 mg·L-1NAA+0.5 mg·L-16-BA+0.65%琼脂+3%蔗糖的培养基上不定芽的再生频率可达87.3%;继代培养(MS+0.1 mg·L-1NAA+0.3 mg·L-16-BA+0.65%琼脂+3%蔗糖)增殖系数为7.8,诱导(1/2MS+1.0 mg·L-1NAA+1.0 mg·L-1IBA+0.65%琼脂+3%蔗糖)生根率100%,移栽成活率为90%。细胞学鉴定结果表明,再生植株的染色体数为2n=4x=36,而原二倍体的染色体数目为2n=2x=18,基数x=9,因此,再生植株为四倍体。     

植物染色体倍性鉴定方法研究进展

对植物染色体倍性的间接、直接鉴定方法进行了综述,并对各种方法的优越性和不足之处进行了评述．指出植物染色体倍性鉴定应因陋就简,多采用早期鉴定和破坏性较小的鉴定方法,同时各种鉴定方法综合运用．对不同植物采用不同的鉴定办法,为育种实践服务．     

旱后复水对不同倍性小麦光合及抗氧化特性的影响

利用盆栽控水试验方法,在干旱和复水条件下,于拔节期对不同倍性小麦叶片的光合参数以及抗氧化指标进行测定.结果表明:(1)与干旱处理相比,拔节期恢复供水可使受旱小麦叶片的光合参数增大,叶水势、超氧化物歧化酶(SOD)活性、细胞膜透性以及质膜过氧化程度都有所降低,其中净光合速率(Pn)和蒸腾速率(Tr)的增加超过对照,叶水势和细胞膜透性的降低也超过对照,产生了生理补偿效应;(2)旱后复水条件下,叶水势很快恢复到正常水平,Pn显著提高且高于正常对照水平,其中野生一粒和小偃6号,在干旱条件下,SOD酶活性高,具有较强的活性氧清除能力,复水后,MDA的积累减少,膜透性迅速恢复,抗氧化系统更好地保护和修复了光合机制,表现出较强的光合优势.     

不同倍性黄瓜遗传差异的AFLP分析

采用AFLP(Amplified fragment length polymorphism)技术对黄瓜(Cucumis sativusL.)品种‘津绿4号’的单倍体、二倍体和四倍体进行基因组DNA多态性比较。结果表明:(1)从35对引物扩增获得2 188条60~500 bp的条带,多态性位点仅有20个,占0.92%,其中22对引物组合扩增的不同倍性材料的AFLP指纹没有明显差异;(2)在多态性位点表现中,以二倍体的条带存在,单倍体和(或)四倍体的条带丢失为主,在四倍体中扩增出1条特异带;(3)与相应的二倍体相比,单倍体和四倍体有特异片段的消失和增加。     

四倍体不结球白菜的诱导及染色体倍性鉴定

用不同浓度秋水仙素处理子叶期不结球白菜生长点对其进行染色体倍性操作,根据形态解剖学、细胞学特征和流式细胞仪进行倍性鉴定.结果表明,浓度为0.2%的秋水仙素处理4次的效果最好,四倍体诱变率为8.42%.与二倍体相比,四倍体植株叶片、花器官、气孔等均表现巨大性;气孔密度和结实率降低;抽薹较晚.用流式细胞仪进行倍性鉴定,对照DNA相对含量为100,疑似株为200,表明是四倍体;疑似株有2个值与对照的比值约为1和2,表明是嵌合体(2x 4x).流式细胞仪鉴定结果与染色体计数法鉴定结果一致,表明流式细胞仪可以较准确地检测不结球白菜突变株倍性.     

流式细胞仪鉴定猕猴桃倍性技术研究

利用流式细胞仪(Flow cytometer,FCM)对不同倍性猕猴桃DNA的相对含量进行测定,建立一套简易、快速的鉴定猕猴桃倍性方法。以二倍体"红阳"猕猴桃为对照,‘81-5'、‘皖翠'猕猴桃为试材,通过筛选最优鉴定叶片部位;改良解离液配方;提高滤膜的目数;过滤次数;增加离心次数等优化鉴定技术。结果表明,露地栽培条件下,茎尖下初展叶是倍性鉴定的最佳部位;两次离心;解离液中2%PVP-30;500目滤膜抽滤两次可以有效解决仪器堵管现象,有效去除杂质峰并获得清晰样品峰。通过优化后的鉴定技术可实现同时测定2个以上倍性的猕猴桃混合样品。     

不同倍性水稻亚种间杂种小孢子发生的细胞学观察

利用塑料半薄切片对水稻同源四倍体亚种间杂种F1及其对应的二倍体杂种F1小孢子母细胞减数分裂过程的细胞学变化进行观察研究.结果表明,同源四倍体水稻亚种间杂种造孢细胞期和小孢子母细胞期已经表现出较高频率的异常;减数分裂过程中,小孢子母细胞出现异常更加复杂,主要包括小孢子母细胞液泡化和退化两大类,这些异常是导致杂种花粉败育和花粉低育性的重要原因之一;此外,绒毡层异常也是导致杂种的花粉育性降低的因素.二倍体杂种小孢子母细胞在减数分裂过程的异常类型与水稻同源四倍体亚种间杂种基本相似,其绒毡层异常频率较低,对其花粉低育性影响不大.     

Revision of the relationship between anther morphology and pollen sterility by cold stress at the booting stage in rice

Background and AimsCold stress in rice (Oryza sativa) plants at the reproductive stage prevents normal anther development and causes pollen sterility. Tapetum hypertrophy in anthers has been associated with pollen sterility in response to cold at the booting stage. Here, we re-examined whether the relationships between anther abnormality and pollen sterility caused by cold stress at the booting stage in rice can be explained by a monovalent factor such as tapetum hypertrophy.MethodsAfter exposing plants to a 4-d cold treatment at the booting stage, we collected and processed anthers for transverse sectioning immediately and at the flowering stage. We anatomically evaluated the effect of cold treatment on anther internal morphologies, pollen fertilities and pollen numbers in the 13 cultivars with various cold sensitivities.Key ResultsWe observed four types of morphological anther abnormalities at each stage. Pollen sterility was positively correlated with the frequency of undeveloped locules, but not with tapetum hypertrophy as commonly believed. In cold-sensitive cultivars grown at low temperatures, pollen sterility was more frequent than anther morphological abnormalities, and some lines showed remarkably high pollen sterility without any anther morphological alterations. Most morphological anomalies occurred only in specific areas within large and small locules. Anther length tended to shorten in response to cold treatment and was positively correlated with pollen number. One cultivar showed a considerably reduced pollen number, but fertile pollen grains under cold stress. We propose three possible relationships to explain anther structure and pollen sterility and reduction due to cold stress.ConclusionsThe pollen sterility caused by cold stress at the booting stage was correlated with the frequency of entire locule-related abnormalities, which might represent a phenotypic consequence, but not a direct cause of pollen abortion. Multivalent factors might underlie the complicated relationships between anther abnormality and pollen sterility in rice.     

灌浆期水分亏缺条件下二、四、六倍体小麦收获指数和水分利用效率的演化

为揭示不同倍性小麦生长发育、产量性状及水分利用对灌浆期水分亏缺响应的差异,选用二倍体野生一粒小麦(Triticum boeoticum)、栽培一粒小麦(T.monococcum),四倍体野生二粒小麦(T.dicoccoides)、栽培二粒小麦(T.dicoccon),和两个普通六倍体小麦(T.aestivum)品种‘长武134’和‘陕253’6个小麦品种作为供试材料。采用盆栽控水的方法,测定和分析了不同灌浆期土壤水分条件下小麦株高、旗叶叶面积、穗长、根干重、地上生物量、根冠比、千粒重、粒数、产量、收获指数、蒸腾耗水量和水分利用效率等性状的变化。在小麦染色体倍体由二倍体向六倍体进化的过程中,小麦地上生物量、千粒重、穗粒数、产量、收获指数和水分利用效率都显著增加。随着土壤水分从正常→中度亏缺→重度亏缺的减少,收获指数先增大后减小,分别为41.26%、42.48%和38.19%;生物量水分利用效率逐渐增大,分别为2.39、2.43和2.53g·kg–1;产量水分利用效率分别为1.05、1.10和1.04g·kg–1。在灌浆期水分条件是影响收获指数和水分利用效率的关键因素之一。灌浆期的水分亏缺有利于六倍体小麦的收获指数和四倍体的生物量水分利用效率的提高。中度的水分亏缺有利于四倍体和六倍体产量水分利用效率的提高。     

粳稻生育后期剑叶光合日变化和光合色素对大气CO2浓度和温度升高的响应——FACE研究

为研究水稻叶片光合色素和光合日变化对大气CO₂浓度和气温升高的响应,我们采用在开放空气中控制升高CO₂浓度和温度的方法,以常规粳稻南粳9108为试验材料,设置了环境CO₂和高大气CO₂浓度(增加200 μmol·mol^-1)、环境温度和增温(增加1～2 ℃)交互的4个处理,测定了灌浆中期和后期水稻剑叶的光合日变化特征和光合色素含量.结果表明: 水稻剑叶净光合速率(P_n)为双峰曲线,发生了光合“午休”现象;大气CO₂浓度升高提高了剑叶P_n,灌浆中期和后期平均分别增加了47.6%和39.1%;高温有降低P_n的趋势,但相关性未达到显著水平.大气CO₂浓度和温度升高导致水稻剑叶生育后期气孔导度(g_s)平均分别降低了17.0%和11.8%.高CO₂浓度水稻剑叶生育后期蒸腾速率(T_r)、叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素、总叶绿素和叶绿素a/b值显著降低,平均降幅分别为5.9%、50.4%、21.3%、41.4%、39.4%和21.4%,明显增加了剑叶水分利用率(WUE),平均增幅达47.9%.与之相反,生育后期增温使水稻剑叶T_r增加了10.2%,使WUE平均降低了20.4%.综上所述,大气CO₂浓度升高对粳稻生育后期剑叶P_n、g_s和光合色素含量的影响明显大于增温效应.因此,应重视大气CO₂浓度和温度对水稻光合作用和光合色素的综合效应,减弱增温的负效应.