不同类型土壤上种植的小麦籽粒中与淀粉合成相关的酶活性变化

测定池栽条件下灰潮土、水稻土、砂姜黑土上种植的强筋小麦‘郑麦9023’籽粒灌浆过程中腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶（AGPP）、尿苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶（UGPP）、可溶性淀粉合成酶（SSS）、淀粉粒结合淀粉合成酶（GBSS）、淀粉分支酶（SBE）5个与淀粉合成有关的酶活性变化的结果表明,不同类型土壤上种植的小麦籽粒中AGPP、UGPP、SSS、GBSS、SBE活性均呈单峰曲线变化,花后18d,AGPP、UGPP、SSS和SBE活性达到峰值,而GBSS则在花后24d达到峰值。AGPP、SSS、SBE活性峰值表现为灰潮土〉水稻土〉砂姜黑土,UGPP峰值表现为灰潮土〉砂姜黑土〉水稻土,GBSS峰值则表现为水稻土〉灰潮土〉砂姜黑土。     

冬小麦籽粒淀粉合成相关酶活性的日变化

蔗糖向淀粉的转化是决定小麦籽粒产量的重要因素。田间条件下研究了两个小麦(TriticumaestivumL.)品种“鲁麦22”和“鲁麦14”籽粒淀粉合成相关酶:蔗糖合酶(sucrosesynthase,SS)、腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(ADP-glucosepyrophosphorylase,ADPGPPase)、可溶性淀粉合酶(solublestarchsynthase,SSS)、束缚态淀粉合酶(starchgranule-boundsynthase,GBSS)的活性以及籽粒ATP含量的日变化。结果表明,上述酶活性呈现明显的昼夜变化特征,酶活性一般在白天较低,而在夜间呈现较高活性,而籽粒ATP含量趋势相反。相关分析表明,白天较低的酶活性可能与气温超过其适宜温度有关。对籽粒淀粉合成相关酶活性日变化的可能因子进行了讨论。     

渗透胁迫对小麦胚芽鞘内多胺的种类、形态和含量的影响

用高压液相色谱法研究了豫麦18（抗旱性较强）和扬麦9号（抗旱性较弱）小麦胚芽鞘中三种不同形态的多胺（polyamine,PA）：游离态多胺（PA）、高氯酸可溶性结合态多胺（ps结合态PA）和高氯酸不溶性结合态多胺（PIS结合态PA）与渗透胁迫的关系。结果发现：渗透胁迫2d,豫麦18胚芽鞘中的游离态Spd和游离态Spm的含量明显上升,而扬麦9号的游离态Put的上升明显。S-腺苷蛋氨酸脱羧酶（S—AMDC）的抑制剂——甲基乙二醛-双（鸟嘌呤腙）（MGBG）处理豫麦18,明显抑制了渗透胁迫诱导的游离态Spd和游离态Spm的增加,并且加重了渗透胁迫伤害,外源Spd处理扬麦9号明显促进了渗透胁迫诱导的游离态Spd和游离态Spm的增加,并且减缓了渗透胁迫的伤害。渗透胁迫下,豫麦18胚芽鞘中的PS结合态PA和PIS结合态PA的上升幅度都明显大于扬麦9号。菲咯啉（o—Phen）抑制渗透胁迫下PIS结合态PA的合成并加重了渗透胁迫对胚芽鞘的伤害。这些结果表明：小麦胚芽鞘中的游离态Spd、游离态Spm、PS结合态PA和PIS结合态PA的升高有利于增强渗透胁迫抗性。     

花后土壤水分状况对小麦籽粒淀粉和蛋白质积累关键调控酶活性的影响

在温室盆栽条件下,以2个不同蛋白质含量的冬小麦(Triticum aestivum L．)品种皖麦38和扬麦9为材料,研究了花后第4天开始的土壤干旱(SRWC=45％～50％)和渍水对籽粒蛋白质和淀粉积累关键调控酶活性的影响。小麦叶片和籽粒的测定结果均表明,小麦源库器官中籽粒蛋白质和淀粉积累的关键调控酶活性变化趋势在2个品种间基本一致。与对照(SRWC=75％～80％)相比,干旱和渍水均明显降低了花后旗叶中蔗糖含量和磷酸蔗糖合成酶(SPS)活性,而氨基酸含量和谷氨酰胺合成酶(GS)活性略有下降。干旱和渍水均降低了籽粒库蔗糖合成酶(SS)和结合态淀粉合成酶(GBSS)活性,可溶性淀粉合成酶(SSS)活性降低尤甚。其中干旱处理下SS的下降比渍水更为明显。与对照相比,渍水明显降低了籽粒谷丙转氨酶(GPT)和GS活性,而干旱的影响较小。相关性分析结果表明籽粒淀粉产量和含量与SPS,SSS和GBSS活性的关系比与SS活性的关系更为密切,籽粒蛋白质产量和含量与叶中GS和籽粒中GPT活性的关系比与籽粒中GS关系活性更为密切。这些结果表明小麦源库器官中调控籽粒蛋白质和淀粉积累的关键酶活性变化是花后不同水分状况影响籽粒淀粉和蛋白质特性的重要因素。     

小麦蛋白质和淀粉含量与籽粒发育过程中内源激素含量的关系

研究粒重差异较小、蛋白质和淀粉含量差异大的小麦品种‘川麦107’和‘川麦36’籽粒发育过程中激素含量变化与籽粒蛋白质和淀粉积累之间关系的结果表明,‘川麦36’蛋白质含量一直高于‘川麦107’的,而其淀粉含量一直低于‘川麦107’;‘川麦36’籽粒中ZR初始含量和IAA峰值高些,开花后5~20d籽粒中ZR含量与蛋白质含量呈显著正相关,IAA峰值与此期的蛋白质积累速率跃变相对应。两品种籽粒中GA峰值与蛋白质含量的低谷相对应,开花后5~30d的籽粒中GA含量与淀粉含量呈极显著正相关,而‘川麦107’籽粒中GA含量较高。     

筛选利用小麦微卫星标记追踪簇毛麦各条染色体

选用定位于普通小麦7个部分同源群上的276对微卫星引物对普通小麦中同春和簇毛麦的基因组DNA进行扩增分析,有148对引物可在两个物种间检测到多态性。利用上述显示多态性的引物进一步对7个中国春-簇毛麦二体附加系进行扩增分析,筛选出分别可用来追踪簇毛麦1V至7V染色体的引物wmc49（1BS）、wmc25（2BS）、gdm36（3DS）、gdml45（4AL）、wmc233（5DS）、wmc256（6AL）和gwm344（7BL）。此外还发现6DS上的微卫星引物gwm469可以用来追踪簇毛麦的2V染色体;2DS上的微卫星引物gdm107可用来追踪簇毛麦的6V染色体。进一步用涉及不同簇毛麦和小麦背景的小麦一簇毛麦染色体附加系、代换系和易位系进行扩增分析,这些微卫星标记也可用来鉴定簇毛麦的各条染色体。因此,这然簇毛麦染色体特异的微卫星标记可用来追踪普通小麦背景中的簇毛麦染色体。     

外源脱水应答转录因子DREB基因在转基因小麦中的诱导型表达与抗干旱生理效果研究

以冬小麦品种8901、5-98、99-92和104等品种的幼穗和幼胚为材料,用基因枪转化含逆境诱导转录因子DREB和bar基因的质粒pBAC128F（7024bp）。经筛选与植株再生,共获得70多个转基因小麦植株及其后代株系。转基因株系经PCR分析和RNA点杂交检测,结果表明外源转录因子DREB基因已稳定整合到转基因植株及其后代株系中,并且在部分后代株系中获得了表达。叶片脯氨酸含量测定表明,有16个转基因株系的脯氨酸含量与非转基因对照相比,增加相当显著,其中10个株系的脯氨酸含量在1100μg/g以上,比对照提高了2倍多。室内抗旱模拟实验表明,转基因株系停止浇水15d后,叶片仍然表现绿色,而对照叶片则失绿、枯干;复水10d后,转基因株系恢复活力,对照则死亡。研究表明,利用逆境诱导型启动子（rd29B）来增强外源DREB基因的表达,能显著改良小麦的抗旱性。     

转GhDREB小麦株系‘G鲁麦23’抗旱性分析

以T6代转抗旱相关基因GhDREB小麦株系‘G鲁麦23’及其受体对照‘鲁麦23’为材料,通过PEG-6000人工模拟干旱胁迫处理观察小麦萌发期胚芽鞘长度、胚根数、胚根长度,采用大田不同水分处理试验研究其不同生育时期的生理生化、形态指标与抗旱指数,以明确转基因材料的抗旱性.结果表明:(1)在种子萌发期20%(W/V)PEG-6000干旱胁迫条件下,‘G鲁麦23’及其受体对照‘鲁麦23’的胚芽鞘长度、胚根长度和胚根数均比非胁迫时降低,且‘G鲁麦23’的降幅较小但均显著高于受体对照;(2)与对照鲁麦23相比,‘G鲁麦23’具有较高的叶片相对含水量和可溶性蛋白含量;(3)随干旱胁迫程度的增强‘G鲁麦23’与‘鲁麦23’株高均有不同程度的降低,但G鲁麦23株高始终高于‘鲁麦23’;在不浇水条件下,‘G鲁麦23’穗叶距显著长于‘鲁麦23’;而3种水分处理下‘G鲁麦23’与‘鲁麦23’穗长几乎没有变化;(4)‘G鲁麦23’在不浇水和浇1次水条件下分别比对照增产11.68%和9.05%,其抗旱指数为1.22,属较强抗旱等级,表现出比‘鲁麦23’更强的抗旱、节水性能.     

小麦淀粉胚乳发育期间的程序性细胞死亡

小麦淀粉胚乳在发育过程中经历程序性细胞死亡(PCD).小麦淀粉胚乳的DNA在发育的特定阶段呈现梯状电泳条带,用乙烯处理使DNA片段化发生的时间提前,而且ABA处理虽然不能推迟DNA片段化的发生时间,但能减弱DNA片段化的程度.小麦淀粉胚乳细胞在PCD过程中出现某些动植物细胞凋亡的共同的结构变化特征,但也有一些独特的结构变化.如染色质凝聚后仅少数染色质块发生趋边化;细胞核在PCD过程中最先开始衰退,细胞核解体时胞质中有丰富的细胞器,细胞核解体后细胞并未死亡,在胞质中仍在合成和积累淀粉和储藏蛋白,直到细胞被淀粉充满,细胞才死亡;不形成凋亡小体,死亡的淀粉胚乳细胞成为营养物质的储藏库.因此小麦淀粉胚乳细胞的PCD是一种特殊形式的PCD.     

三种粒型小麦品种胚乳细胞增殖动态研究

以三种粒型小麦品种(系)为材料,观察了不同品种和同一品种不同粒位籽粒胚乳细胞增殖动态。结果表明,用Richards方程能较好地模拟胚乳细胞增殖动态。强势粒胚乳细胞分裂起始势高,达到最高增殖速率的时间短,活跃分裂期长,可分裂出更多的胚乳细胞。弱势粒胚乳细胞增殖起始势低,细胞分裂速率变化缓慢,其最终胚乳细胞数显著低于强势拉。不同品种间胚乳细胞数有一定的差异,表现为大粒饱满品种(鄂思1号)>不饱满品系(95A-10)>小粒饱满品种(华麦8号)。胚乳细胞增殖速率变化为单峰曲线,强势粒胚乳细胞增殖速率曲线偏左,弱势粒胚乳细胞增殖速率曲线偏右。     

不同冠温特征冬小麦籽粒灌浆过程中内源激素含量的变化

"豫麦50"在灌浆后期冠层温度明显降低,表现为冷尾型;而"豫麦34"和"豫麦70"则在灌浆后期冠层温度有上升趋势,表现为暖尾型,在灌浆末期冷尾型与暖尾型小麦冠层温度相差超过2.5℃.冷尾型"豫麦50"强势粒中ZR、IAA、GA3含量峰值均高于其它两个品种,其ZR/ABA、GA3/ABA、IAA/ABA峰值亦高于暖尾型"豫麦70"和"豫麦34",ABA含量在灌浆中期上升快,高峰值大于"豫麦70"和"豫麦34",达到高峰后下降较快;"豫麦50"弱势粒中的各种激素含量仍较高.     

外源水杨酸对光抑制条件下小麦叶片光合作用的影响

以浓度为50、100、200 mg·kg-1的水杨酸(SA)预先处理灌浆期的小麦叶片,可有效防护强光所致的氧化损伤,维持较高的超氧化物歧化酶(SOD)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性,减轻丙二醛(MDA)积累.叶片在光抑制条件下,可维持较高的通过PSⅡ电子传递速率(Fm/Fo)、PSⅡ原初光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ量子效率(ΦPSⅡ)、光化学猝灭系数(qP)、净光合速率(Pn)和较低的非光化学猝灭系数(qNP).其中,以较低浓度SA(50 mg·kg-1)的效果较好.     

小麦矮秆基因Rht3的RAPD和RFLP标记分析

利用PCR和RFLP技术分析了小麦赤霉酸反应不敏感的矮秆基因Rht3的近等基因系及其分离群体,RAPD分析从310条随机引物中,筛选出3个引物可以在高矮亲本中稳定地扩增出多态带,连锁分析表明仅S10601900和S10602000扩增片段与Rht3;连锁,遗传距离分别为7．1cM和9．2cM.RFLP分析选用了主要位于第4部分同源群短臂上的53个探针,其中Xper584,XksuF8和Xcdo38 3个探针在高矮亲本中揭示出多态性,;连锁分析表明仅Xper584与Rht3基因连锁,遗传距离为8．0cM。     

Resumption of DNA Synthesis and Cell Division in Wheat Roots as Related to Lateral Root Initiation

The arrest of DNA synthesis and termination of cell division in basal meristematic cells as well as the resumption of these processes as related to the initiation of lateral root primordia (LRP) were studied in tissues of Triticum aestivumroots incubated with ³H-thymidine. All cells of the stelar parenchyma and cortex as well as most endodermal and pericycle cells left the mitotic cycle and ceased proliferative activity at the basal end of the meristem and at the beginning of the elongation zone. Some endodermal and pericycle cells started DNA synthesis in the basal part of the meristem and completed it later on during their elongation, but they did not divide. In the cells of these tissues, DNA synthesis resumed above the elongation zone, the cells being located much closer to the root tip than the first newly dividing cells. Thus, the initiation of LRP started much closer to the root tip than it was previously believed judging from the distance of the first dividing pericycle cells from the root tip. DNA synthesizing and dividing cells first appeared in the stelar parenchyma, then, in the pericycle, and later, in the endodermis and cortex. It seems likely that a release from the inhibition of DNA synthesis allows the cells that completed mitotic cycle in the basal part of meristem in the G₁phase to cease the proliferative arrest above the elongation zone and to continue their cycling. The location of the first DNA synthesizing and dividing cells in the stelar parenchyma and pericycle did not strictly correspond to the LRP initiation sites and proximity to the xylem or phloem poles. This indicates that LRP initiation results from the resumption of DNA synthesis in all pericycle and stelar parenchyma cells that retained the ability to synthesize DNA and occurs only in the pericycle sector situated between the two tracheal protoxylem strands, all cells of which terminated their mitotic cycles in the G₁phase.     

冀中北小麦品种抗旱性筛选研究

干旱是华北地区小麦生产的重要限制因素,从推广小麦品种中鉴定和筛选抗旱品种,对稳定小麦产量、降低区域水分消耗具有重要意义.本研究以近年来在河北省中北部审定、推广的13个小麦品种为材料,设置冬后浇2水(D2处理)、浇1水(D1处理)和不浇水(D0处理)3种处理方式,进行了大田条件下的抗旱品种筛选试验.结果表明,在D0处理时...     

Antifungal Compound,Feruloylagmatine, Induced in Winter Wheat Exposed to a Low Temperature

An antifungal compound, feruloylagmatine [1-(trans-4′-hydroxy-3′-methoxycinnamoylamino)-4-guanidinobutane], was isolated from crowns of winter wheat (Triticum aestivum L. cv Chihokukomugi). Its structure was identified by NMR, MS and UV spectral analyses. It was also confirmed by an HPLC analysis that the compound was induced in wheat by a low temperature.     

外源一氧化碳对小麦幼苗耐盐性以及根中脯氨酸含量的影响

小麦幼苗经饱和度为50％的一氧化碳（C0）溶液预处理24h可以缓解随后以200mmol·L^-1NaCl处理所导致的小麦幼苗生长的受抑程度和相对含水量的下降。CO预处理还可有效提高盐胁迫下小麦幼苗根中吡咯啉-5-羧酸合成酶（P5CS）活性及其基因的表达,同时抑制脯氨酸脱氢酶（ProDH）活性,从而诱导脯氨酸的大量合成,缓解盐胁迫对小麦幼苗的伤害。     

Activity of Lectin-Like Proteins of the Cell Walls and the Outer Organelle Membranes as Related to Endogenous Ligands in Cold-Adapted Seedlings of Winter Wheat

The hemagglutinating activity (HA) of lectin-like components in the cell walls and the outer organelle membranes was studied in freezing-tolerant winter wheat (Triticum aestivum L., cv. Mironovskaya 808) plants in the course of hardening at 2°C, in parallel with the effects of endogenous ligands from the soluble fraction on HA. Low hardening temperature divergently changed HA of the lectin-like components in the cell walls, the outer membranes of nuclei, plastids, and mitochondria, and the microsomal membranes: HA increased in the cell walls, nuclei, and plastids and decreased in the mitochondria and microsomal membranes. Under hardening conditions, with plant growth slowed down, HA of the lectin-like proteins from the outer organelle membranes was inhibited in the presence of the soluble fraction components (soluble ligands); such inhibition was not observed in the case of actively growing nonhardened seedlings. The authors put forward a hypothesis that the lectin-like proteins from both peripheral (cell walls) and intracellular (outer organelle membranes) compartments are essential for developing freezing tolerance. HA of the cell walls and the outer membranes of nuclei and plastids enhanced by hardening manifested positive correlation with freezing tolerance and negative correlation with the growth rate. In contrast, HA of the outer membranes of mitochondria and microsomes was positively related to plant growth and negatively, to freezing tolerance. As negative and positive effectors of membrane-dependent processes, the lectin-like components of the outer organelle membranes seem to control membrane functional activities in the course of cold adaptation.     

小麦体细胞无性系SSR位点的遗传变异特性分析

研究结果表明:(1)小麦体细胞无性系SSR位点变异类型有:扩增片段迁移率的变大或变小、扩增片段缺失以及新的扩增片段;(2)变异特点为:变异频率与基因型有关,不同染色体组上的SSR位点变异频率不同,而不同无性系后代的SSR位点变异频率也不同;(3)同一SSR位点的变异类型在同一基因型的无性系后代中变异表现一致,在不同基因型无性系后代中的变异表现不同,有的SSR位点在无性系后代中表现出一致的变异,而有的则不一致。     

Differential Staining for Cellulosic and Modified Plant Cell Walls

A simple method to enhance the staining of cell wall components for fluorescence microscopy is described. In stems of Nicotiana tabacum and needles of Pinus eldarica lignin, the cuticle and unsaturated lipids are indicated by a purple-red fluorescence while pectocellulosic components fluorescc pale blue.