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.     

小麦根系分泌物对黄瓜生长及土壤真菌群落结构的影响

以黄瓜为受体,以不同化感效应(促进/抑制)小麦品种为供体,采用PCR-DGGE技术,研究了小麦根系分泌物及伴生小麦对黄瓜生长及土壤真菌群落结构的影响.结果表明： 在处理第6天和第12天,化感促进效应小麦根系分泌物分别显著提高了黄瓜幼苗株高和茎粗;在处理第18天,化感促进和抑制效应小麦根系分泌物均显著提高了黄瓜幼苗株高;在处理第6天,不同化感效应小麦根系分泌物均显著降低了黄瓜幼苗根际土壤真菌群落条带数、Shannon指数及均匀度指数,有苗对照(W)显著高于无苗对照(Wn);在处理第18天,各处理的真菌群落结构条带数、Shannon指数及均匀度指数均显著高于无苗对照(Wn).伴生化感抑制效应小麦显著降低了黄瓜根际土壤真菌群落Shannon指数和均匀度指数,说明小麦根系分泌物及伴生小麦改变了土壤真菌群落结构.DGGE图谱及其主成分分析结果表明,伴生不同化感效应小麦对土壤真菌群落结构影响较大.     

外源微生物对木麻黄幼苗生长和土壤微生物群落的影响

将解淀粉芽孢杆菌(YB706)和伯克氏菌(BK8)外源添加至木麻黄盆栽苗中,运用Biolog生态板和磷脂脂肪酸(PLFA)技术,探究外施细菌能否改善连栽木麻黄土壤养分和微生物群落及植株生长。结果表明:与空白处理(CK)相比,YB706和BK8处理的木麻黄盆栽苗土壤碱解氮、速效磷显著增加,土壤全氮、全磷、全钾和速效钾无明显变化,幼苗株高分别增加59.1%和63.9%,BK8处理叶绿素含量提高81.9%。各处理平均颜色变化率(AWCD)呈现YB706>CK>BK8;除氨基酸类外,土壤微生物对不同碳源的利用率也表现为YB706>CK>BK8;经YB706和BK8处理的土壤微生物种类和数量均显著增加,除放线菌外,各类微生物PLFA总含量均为BK8>YB706>CK,与CK相比,土壤真菌/细菌有所提高。YB706和BK8处理的土壤微生物群落Simpson、Shannon、Brillouin和McIntosh指数均显著提高。表明外施YB706和BK8可促进木麻黄幼苗生长,且显著增加土壤速效养分含量,提高土壤微生物群落结构多样性,改善土壤微生物环境。     

丛枝菌根真菌对小麦生长的影响

为了促进经济作物小麦的生长,提高土壤氮磷循环与转化效率,选择两种优良丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)——摩西球囊霉(GM,Glomus mosseae)、根内球囊霉(GI,Glomus intraradices),研究AMF在小麦整个营养生长阶段中对其生长以及对土壤中植物生长需求的大量元素——氮、磷的作用及影响。结果表明:人工施加菌剂可显著提高AMF对小麦的侵染率,施加GM菌剂时,小麦侵染率提高24.54%,同时,株高提高14.08%,小麦地上生物量提高24.05%。GM效果优于GI。施加菌剂后,小麦侵染率与土壤中水解性氮呈显著正相关;植物地上生物量与土壤中总氮,水解性氮呈显著负相关。表明AMF可活化土壤中的氮元素,同时促进作物生长,强化对土壤中氮元素的利用。     

花后低温条件下小麦颖果发育的显微结构观察北大核心CSCD

该研究以春性小麦品种‘扬麦15’和半冬性小麦品种‘烟农19’为实验材料,在小麦花后6~8 d进行低温处理,对花后不同发育阶段的小麦颖果进行取样,利用树脂切片技术观察了果皮、胚乳和养分运输组织的显微结构,以探明花后低温条件下小麦颖果发育的显微结构特征。结果表明:(1)花后低温延缓了两个小麦品种颖果早期和中期发育过程,推迟了‘扬麦15’灌浆期,缩短了‘烟农19’的灌浆期,最终降低了两小麦品种的粒重。(2)花后低温减缓了小麦颖果发育早期果皮细胞的凋亡以及中果皮细胞中淀粉体的降解速率。(3)花后低温明显降低了小麦胚乳发育早期和中期淀粉体和蛋白体的积累量,缩短了灌浆时期,降低了胚乳充实度。(4)花后低温条件下小麦颖果韧皮部发育缓慢,筛管分布范围缩小;同时胚乳传递细胞的发育变慢,细胞壁上壁内突数量明显减少。研究发现,花后低温使得两小麦品种颖果早期发育过程延缓,具体表现在果皮的凋亡推迟,贮藏物质积累量减少,养分运输组织变得不发达,胚乳充实度降低,单粒颖果干重下降;同时两小麦品种对低温的响应又存在差异,花后低温下春性小麦颖果灌浆期被延长,半冬性小麦灌浆期被缩短。     

Waxy基因的RNA沉默使转基因小麦种子中直链淀粉含量下降

通过RNAi策略转化小麦,以降低小麦种子中直链淀粉的含量。小麦中直链淀粉合成的关键酶是颗粒结合型淀粉合成酶（Granule—bound starch synthase l,GBSSI,即WAXY蛋白）,通过RT—PCR方法从小麦种子中分离出Waxy基因。Southern杂交分析表明,在基因组中存在3个Waxy基因。Northern杂交分析显示出在授粉后的小麦种子中检测到Waxy mRNA。利用RNA沉默策略,将Waxy编码区683bp的正向和反向片段以及150bp内含子,连接于表达载体pCAMBIA3300中玉米ubil启动子下游。以扬麦10号授粉后15d的幼胚为外植体,利用农杆菌介导的方法进行转化。通过PCR、RT-PCR和叶片离体褪绿实验鉴定出4株转基因植株。小麦胚乳I2-KI染色和直链淀粉含量测定表明这4株转基因植株直链淀粉含量明显下降。研究结果表明Waxy基因的RNA沉默使转基因小麦种子直链淀粉的含量下降。     

土壤添加玉米秸秆对小麦Pb毒害缓解效应

采用室内盆栽和网室盆栽的方法研究了Pb污染土壤上玉米秸秆对小麦幼苗生物效应、成熟期籽粒Pb含量和蛋白质含量以及产量性状的影响,探讨了玉米秸秆缓解Pb毒害小麦的生理机制.结果表明,添加3g/kg和6g/kg的玉米秸秆对Pb污染土壤上小麦幼苗生长有明显的促进作用,能有效缓解Pb对小麦的毒害.具体表现为,与对照相比,小麦幼苗根长、芽长、植株干重增大,叶绿素含量和根系活力升高,过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)同工酶活性以及丙二醛(MDA)含量下降,小麦成熟期籽粒Pb含量降低,蛋白质含量以及生物产量升高.     

硬粒小麦与珍珠栗远缘杂交的受精作用和胚胎发育

对硬粒小麦(Triticum durum Desf.)和珍珠栗(Pennisetum glaucum syn.P. americanum)远缘杂交的受精作用和胚胎发育进行了研究。对授粉后的192个硬粒小麦子房进行制片观察,7.81％发生双受精,具胚和胚乳,但胚乳发育往往落后于胚的发育;3.13％只发生了单卵受精,只产生胚而无胚乳;1.04％发生了单极核受精,只产生胚乳而无胚。总受精率为11.98％,成胚率为10.94％。由于胚乳的缺乏或发育异常及败育,最终难以获得有生活力的种子。     

薏苡胚乳发育及营养物质积累的研究

薏苡 ( Coix lacryma- jobi)授粉后 2 d,游离核胚乳已转变为细胞胚乳。授粉后 3d,中央细胞被胚乳细胞充满。起初 ,全部胚乳细胞均进行分裂 ,一定时期后 ,细胞分裂主要发生在胚乳周边区。授粉后 1 0 d,表皮停止平周分裂变为糊粉层 ,内方的数层形成层状细胞行平周分裂直到颖果接近成熟。胚乳内部生长则依赖于细胞体积扩大。胚乳基部 (颖果基部的胚乳 )形成了数层传递细胞。授粉后 9d,淀粉积累。授粉后 1 0 d,糊粉层及其内方数层细胞产生了脂体 ,后者的脂体以后又消失。授粉后 1 3、1 5 d,糊粉层细胞的液泡积累蛋白质。授粉后 2 0 d,液泡变为糊粉粒。授粉后 1 5 d淀粉胚乳细胞产生蛋白质体 ,营养物质积累持续到颖果成熟。还观察了胚和胚乳发育的对应关系。     

大车前胚乳发育的超微结构研究

采用透射电镜技术对大车前(Plantago major L.)胚乳发育的超微结构进行了研究。结果表明:(1)大车前为细胞型胚乳;初生胚乳核经一次横分裂产生1个珠孔室细胞和1个合点室细胞;珠孔室两次纵向分裂一次横向分裂形成2层8个细胞,位于上层的4个细胞发育为4个珠孔吸器,位于下层的4个细胞发育为胚乳本体;合点室细胞进行一次核分裂,发育为两核的合点吸器。(2)珠孔吸器呈管状插入珠被组织,珠孔端细胞壁加厚呈现少量分支并具有壁内突,壁内突周围细胞质里分布着大量线粒体、粗面内质网、高尔基体、质体等,细胞核与核仁明显,细胞质浓厚,代谢活动旺盛;球胚期,珠孔吸器的体积呈现最大值,珠孔吸器周围的珠被组织均被水解,形成明显的空腔。珠孔吸器从珠被组织吸收并转运营养物质至胚乳本体,参与胚乳的构建与营养物质的贮藏。球胚后期,珠孔吸器逐渐退化。(3)4个胚乳本体原始细胞具旺盛的分生能力,经不断的平周与垂周分裂增加胚乳细胞数目,使胚乳本体呈现圆球体状,并将胚包围其中;珠孔吸器、合点吸器以及珠被绒毡层吸收转运的营养物质贮存在胚乳本体;球胚后期,随着胚柄的退化,胚体周围的胚乳细胞被水解,为发育的胚所利用。(4)合点吸器的2个细胞核与核仁巨大,线粒体、质体、高尔基体、内质网主要绕核分布,液泡化明显;胚体与胚乳本体的体积增大,逐渐将合点吸器向胚珠合点部位挤压,合点吸器周围的合点组织逐渐被水解,形成巨大空腔。合点吸器自珠心组织吸收并转运营养物质至胚乳本体,参与胚乳的结构构建与营养物质的贮藏。球胚后期,合点吸器逐渐失去功能,呈现退化状态。     

小麦/玉米轮作田根际微生物多样性分析

【背景】小麦/玉米轮作是中国粮食作物主要种植模式之一,目前对小麦/玉米轮作田根际土壤微生物差异变化缺乏全面的了解。【目的】明确小麦/玉米根际土壤微生物差异变化并了解其潜在功能。【方法】以小麦/玉米根际土壤为材料,运用细菌16S rRNA基因和真菌rDNA ITS基因测序,分析小麦/玉米根际土壤微生物多样性。【结果】玉米季微生物丰富度高于小麦季,而多样性无明显差异。放线菌门(Actinobacteria)、变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)和绿弯菌门(Chloroflexi)为小麦季和玉米季根际土壤的优势细菌门,优势真菌门为子囊菌门(Ascomycota)。小麦季和玉米季共有细菌和真菌分别是631个和261个,小麦季特有细菌和真菌分别是38个和58个,玉米季特有细菌和真菌分别是25个和39个。LEfSe分析(LDA阈值为2)细菌和真菌表明,放线菌纲(Actinobacteria)和微囊菌目(Microascales)在小麦季富集,鞘脂单胞菌目(Sphingomonadales)和银耳纲(Tremellomycetes)在玉米季富集。小麦季、玉...     

不同耕作方式对石灰性褐土磷脂脂肪酸及酶活性的影响

为探索不同耕作方式下土壤理化性状和微生物活性的变化,研究了秸秆还田下旋耕(RT)、深松(ST)、深翻(CT)和秸秆不还田旋耕(CK)4种耕作方式对石灰性褐土磷脂脂肪酸(PLFA)特性及水解酶活性的影响.结果表明:不同耕作处理的水解酶活性、养分含量及微生物群落多样性有较大差异;秸秆还田增加了PLFA的种类、总PLFA含量及细菌、放线菌PLFA含量,但降低了土壤真菌PLFA含量,说明真菌较细菌更能适应贫瘠的环境.深松和深翻处理的PLFA总量均高于旋耕和CK处理,两处理分别较CK处理高74.7%和53.3%,表明深松和深翻更有利于作物生长.深松和深翻还可改善土壤理化性状、提高土壤碱性磷酸酶、蛋白酶和脲酶活性,为作物高产稳产提供了有利的土壤条件.     

脲酶／硝化抑制剂对土壤有效态氮、微生物量氮和小麦氮吸收的影响

研究了脲酶抑制剂(NBPT)、硝化抑制剂(DCD)及二者组合在草甸棕壤上施用对尿素态N转化及土壤总有效态N、微生物量N的影响．结果表明,尿素配施NBPT、DCD及抑制剂组合能够增加尿素水解后土壤NH4^+含量2％-53％。显著降低了氧化态N的浓度,抑制了土壤中铵态N的氧化,增加土壤总有效N34％-44％,小麦吸N量增加0．26％-6．79％。其中以脲酶抑制剂与硝化抑制剂组合的效果最明显．抑制剂施用增加了微生物在小麦生长初期对有效态N固持,有利于后期土壤有效态N的矿化．     

农杆菌浸种处理对小麦种子萌发及幼苗生长发育的影响

以小麦品种(系)郑9023、中13和西农1376为主区,分别以农杆菌菌液浓度、农杆菌生长阶段和农杆菌侵染时间为副区,研究了农杆菌浸种处理后小麦种子萌发及幼苗生理生化特性变化.结果表明,小麦品种(系)分别与农杆菌菌液浓度、农杆菌生长阶段和侵染时间的互作效应不显著;随着农杆菌菌液浓度的增加,小麦种子发芽率、幼苗株高、鲜重、叶绿素含量呈下降趋势,MDA含量、白化苗率、卡那霉素抗性苗率则呈上升趋势,而POD活性则呈先升后降的趋势,小麦种子及幼苗受到的伤害逐渐增大,尤其是农杆菌菌液浓度超过1.5 OD后小麦幼苗受到的伤害更为明显;对数生长阶段的农杆菌活性最高,该阶段处理的小麦种子发芽率、幼苗株高、鲜重、叶绿素含量达到最低,而POD活性、MDA含量、白化苗则达到最大,小麦种子及幼苗受到的伤害也最为明显;随着农杆菌侵染时间的延长,小麦种子萌发及幼苗生长发育的各项指标表现出与农杆菌菌液浓度处理相同的变化趋势,尤其是侵染时间超过1.5 h时,小麦种子萌发及幼苗生长发育受到了显著抑制;各小麦不同品种(系)对农杆菌的反应存在一定基因型差异.研究发现,依据小麦种子萌发及幼苗生理生化特性影响和卡那霉素抗性苗率表现,浸种转化法中的农杆菌菌液浓度应控制在1.5 OD左右,生长阶段宜选用对数生长期,侵染时间以1.5 h较为适宜.     

轮作与施肥对滁菊连作土壤微生物特性的影响

为探讨轮作模式与生物有机肥施用对滁菊连作土壤微生物特性的影响,以滁菊、小麦为研究对象,采用田间试验,设置滁菊连作模式、常规滁菊小麦轮作模式和滁菊小麦轮作模式配施生物有机肥(200 kg·667 m-2)3种处理,测定土壤化学性状、土壤微生物量碳氮和土壤微生物数量指标.结果表明:与连作模式相比,常规菊麦轮作模式与菊麦轮作配施生物有机肥模式的土壤pH值,有机质、碱解氮、速效磷与速效钾含量,土壤微生物生物量氮(MBN)、碳(MBC)、微生物熵,以及土壤细菌、真菌和放线菌数量增加,土壤MBC/MBN值和真菌占三大菌群总量的比值降低.在试验条件下,以滁菊小麦轮作配施200 kg·667 m-2生物有机肥效果最佳,土壤有机质含量为15.62 g·kg-1,碱解氮、速效磷和速效钾含量分别达到为64.75、83.26和96.72 mg·kg-1,微生物生物量氮、碳为217.40和38.41 mg · kg-1,细菌、真菌、放线菌数量分别为22.31×106、56.36×103、15.90×105 cfu·g-1.合理轮作和增施生物有机肥可改善土壤酸化状况、土壤肥力和土壤微生物群落结构,增加土壤养分有效供给,对减轻连作障碍具有积极作用.     

深耕、施肥小麦试验田微生物区系的研究

1．土壤微生物各主要类羣的分布情况都以表土中最多,数量随溧度降低,但各类微生物降低的幅度大小不一。深耕施肥往不同程度上能促使下层各类微生物的数量增加,但就整个小麦生育期来看,一般不致改变上多下少的趋势。 2．所武土壤中各类微生物的一般含量及其优势类羣如下：(1)每克表土中所含真菌、硝化釉菌或固氮菌的数量常在数千至数万间变动。真菌的优势类羣是：Aspergillus,PeuicilHum和Fusarium。(2)放线菌的含量较高,每克表土一般合有数百万个。白色放线菌和灰色放线菌是其优势类羣。(3)氯化釉茵,每克表土中一般含有数百万至一两千万,芽孢杆菌所占的比例较大,螢光杆菌很少。(4)芽孢杆菌上下层数量的差异及深耕施肥对它们的影响不太显著。每克表土中一般为数+万个。优势种是：Bac. Mesentericus-subtilis,Bac. Idosus 和Bac．Megathetqum,(5)分解纤维素的粘液菌,每克表土中一般为数千个,但各小麦发育时期变动的幅度比较大,间或有超过一万或少于一千者。     

小麦胚乳细胞的分离及其淀粉体的计数

IsolationofEndosPermCellsandCalculationofTheirStarchGrainsinWheatPlants小麦胚乳重量占籽粒重的90／以上．胚乳细胞的分裂数目及其淀粉体的发育状况决定着籽粒的重量和品质卜‘。在胚乳细胞增殖期,如能增加胚乳细胞的分裂速度．就能增加产量k‘．因而分离胚乳细胞,观察胚乳细胞的发育技术与方法受到人们的重视）－’‘’。前人对胚乳细胞的计数大致有以下几种方法：（）根据胚乳体积与胚乳细胞体积之比推算”‘;（2）用纤维素酶分解胚乳．计数单位酶液中的细胞数）‘’;（3）先用纤维素分解胚乳后再用淀粉酶解离细胞中的淀粉．…     

农杆菌共培养条件对小麦种子萌发和幼苗生理生化特性的影响

以‘郑9023’、‘中13’和‘西农1376’3个小麦品种(系)为主区,再分别以农杆菌共培养时间、共培养温度以及乙酰丁香酮(AS)浓度为副区,对农杆菌浸种处理后小麦种子萌发及幼苗生理生化特性进行了研究。结果表明,各小麦品种(系)与共培养时间、共培养温度以及AS浓度的互作效应不显著;随共培养时间的延长,小麦种子发芽率、幼苗株高、鲜重、叶绿素含量呈下降趋势,MDA含量、白化苗率、卡那霉素抗性苗率则呈上升趋势,而POD活性则呈先升后降的趋势,农杆菌对小麦种子及幼苗的伤害随共培养时间的延长而增大,且当共培养时间超过2 d时其伤害作用更为明显;共培养温度为25℃时,小麦种子发芽率、幼苗株高、鲜重、叶绿素含量达到或接近最低值,POD活性、MDA含量、白化苗率则达到最大值,此时农杆菌对小麦种子及幼苗不利影响最为明显;加入AS能促进农杆菌对小麦的侵染效果,并以150μmol/L AS的促进作用最强,对小麦种子萌发及幼苗生理生化指标的影响也最大;小麦不同品种(系)对农杆菌的反应存在一定基因型差异。依据共培养条件下小麦种子萌发和幼苗生理生化特性及卡那霉素抗性苗率综合分析认为,农杆菌浸种法转化小麦时较适宜的条件为:共培养时间应控制在2～3 d、共培养温度22～25℃、AS浓度为150μmol/L。     

氮添加促进丛枝菌根真菌和根系协作维持土壤磷有效性

磷是亚热带地区植物生长的主要限制营养元素, 而氮沉降量的增加会降低土壤磷的有效性。该研究以微生物和植物细根为重点探究土壤磷转化, 揭示氮沉降背景下低磷有效性土壤的磷供应及生产力维持。通过在福州长安山模拟氮沉降实验, 设置对照(0 kg·hm^-2·a^-1)、低氮(40 kg·hm^-2·a^-1)和高氮(80 kg·hm^-2·a^-1) 3个处理, 收集杉木(Cunninghamia lanceolata)幼苗的土壤和根系样本, 综合分析土壤磷组分和养分含量、土壤微生物特征和植物根系特征。结果显示, 与对照处理相比, 低氮处理显著增加土壤易分解态有机磷、中等易分解态无机磷和闭蓄态磷含量, 但是显著降低原生矿物态磷和中等易分解态有机磷含量; 而高氮处理对土壤磷组分无显著影响。冗余分析表明, 土壤酸性磷酸酶活性、丛枝菌根真菌的相对丰度、土壤微生物生物量磷含量和根系生物量是解释土壤磷组分变化的重要微生物和植物因子。方差分解分析发现植物根系特征-土壤微生物特征共同解释了土壤磷组分变化的57%, 并且通过相关分析发现丛枝菌根真菌的相对丰度和根系生物量呈显著正相关关系。综上所述, 低水平的氮输入促进土壤丛枝菌根真菌的定殖, 丛枝菌根真菌和杉木根系通过协作促进中等易分解态有机磷和原生矿物态磷向易分解态磷的转换, 维持了杉木幼苗的生长。     

民勤绿洲边缘沙丘生物土壤结皮发育对浅层土壤质地、养分含量及微生物数量的影响

为探明干旱沙区沙丘生物土壤结皮形成及发育对浅层土壤质地、养分含量及微生物数量的影响,以民勤绿洲边缘结皮前期阶段(NCS)、物理-藻类结皮阶段(PACS)、藻类-地衣结皮阶段(ALCS)以及地衣-藓类结皮阶段(LMCS)的0—1 cm层土壤为研究对象,研究了土壤颗粒组成、土壤有机质、全氮、速效磷、速效钾含量以及土壤微生物数量动态变化。结果表明:1)生物土壤结皮在NCS向ALCS的发育过程中,其有效地提高了0—1 cm层土壤细沙粒(0—200μm)含量,同时降低了粗砂粒(200—2000μm)含量;在ALCS向LMCS演替过程中,土壤粒度组成无明显变化。2)土壤结皮形成与发育对0—1 cm层土壤有机质、全氮、速效磷以及速效钾含量均有显著影响(P0.05),4种养分含量均随生物结皮演替逐渐增大。3)在土壤结皮形成与演替过程中,0—1 cm层土壤细菌、放线菌以及真菌数量均呈现出先增大后减小趋势(峰值均出现在PACS),土壤总藻生物量一直处于持续增大趋势;在5—12月期间,土壤微生物数量或生物量变化均呈现出先增大后减小趋势。4)土壤结皮在NCS向PACS演替过程中,土壤颗粒组成的改变是土壤微生物量及养分变化的主要驱动因子;PACS向LMCS演替过程,土壤藻类、地衣、藓类是提高土壤养分含量的主要因子。表明民勤绿洲边缘沙丘生物土壤结皮形成与发育能有效地改善浅层土壤质量,提高土壤肥力,同时对土壤生态系统改善及生态环境保护具有重要作用。