水稻胚胎发育与萌发过程中凝集素的生物合成及其对转录与翻译抑制剂的敏感性

稻胚凝集素(RGL)在开花后7—13天之间合成活性很强,15天以后明显下降。7—13天之间RGL合成相当旺盛是由于这一时期编码RGL的mRNA得到迅速转录,而在开花后15—30天之间以及萌发4小时内RGL的合成主要是由胚分化发育期间(7—13天)所形成的mRNA所指导的。RGL主要在水稻胚胎发育过程中合成、积累,在萌发过程中几乎不表达,所以RGL是胚胎特异的蛋白质。     

利用国产甲壳素纯化稻胚凝集素方法的改进

国内外对稻胚凝集素(rice germ lectin,RGL)的研究,从分子性质、在水稻胚胎发育过程中的表达顺序以及种子萌发后的分布情况都有报道,但有关RGL生理功能的研究则很少。最近我们研究RGL在植物-病原菌相互关系中作用时发现,应用国产甲壳索按SHEN Zhao-Wen的方法纯化RGL未能取得良好结果,因以我们对SHENZhao-Wen的方法加以改进,并获得了极佳的效果。     

稻胚凝集素对稻胚等细胞的凝集效应及其在稻胚发育过程中的出现时间与分布位置

稻胚凝集素(RGL)对稻胚、稻苗叶、根细胞,以及稻幼胚胚芽、胚根愈伤组织悬浮细胞都有凝集作用,RGL对元麦及烟草叶原生质体也能凝集。N-L酰葡萄糖胺(GlcNAc)有抑制RGL对细胞的凝集作用,但对胚根愈伤组织细胞的抑制效应不明显。水稻等细胞表面具有能与RGL专一结合的位点,只是胚根和胚芽愈伤组织细胞表面的糖蛋白分子有一定差异。RGL对水稻、元麦及烟草的细胞或原生质体的凝集效应不存在种间的专一性。RGL含量随胚的分化发育而不断增加,成熟中后期胚内RGL含量达到成熟时程度;胚芽鞘细胞中RGL分布广泛,胚芽、胚根的外层细胞显色深于内层,早期的胚乳细胞、子房内层、珠被、珠心细胞中均有RGL显色反应,但它的糖结合专一性与成熟胚RGL可能不同。     

几种水稻植株中血凝活性物质的分布与变化及其稻胚凝集素的比较

开花前的水稻旗叶提取液中不含有血凝活力,但开花后旗叶提取液中能测得血凝活力,并随着开花后天数增加而逐渐升高。雄蕊和成熟花药中无血凝活力,开花前和开花早期的子房提取液中有血凝活性,开花5d后子房或胚乳中测不到血凝活性,但胚中血凝活性随种子发育而明显增加。分别从“寒丰”和“双丰一号”水稻成熟胚中分离得到凝集素,用电泳、免疫学方法和血凝试验表明两者的分子特性和血凝性质完全相同。     

高等植物胚胎的发育生物学研究——Ⅰ.水稻、小麦胚胎发育的生长模式

本文结合稻胚的发育模式描述了水稻开花后1至30天期间胚分化发育过程,并指出了胚分化早期胚柄部分与珠被等组织的密切关系。对水稻开花后6～30天及小麦开花后8～27天期间胚鲜重、干重、体积和细胞数的发育模式进行了测定。在此基础上计算了平均每个细胞鲜重和体积的变化,以及麦胚细胞鲜重、干重和体积的变化。此外还测定了水稻胚长度,胚乳鲜重和体积的变化。结果表明;稻胚体积、鲜重在开花后6～11天,干重在6～13天期间呈指数增长,小麦胚鲜重、干重和体积变化在开花后8～15天期间指数增长趋势亦明显,稻胚每个细胞的平均鲜重和体积在开花后7天以前较小,9天以后明显增大;小麦胚每个细胞的平均鲜重、干重、和体积在开花后10天以前较小,12天以后则明显增大。稻胚在开花后1～30天期间长度变化呈S形曲线。     

水稻胚胎发生与萌发早期分离胚中内源激素的变化

以酶联免疫吸附检测技术分析了水稻(Oryza sativa ssp. japonica)分离胚不同发育时期及萌发早期的内源激素含量的动态变化.GA1含量是所测激素中含量最高的.GA1的变化趋势基本上与ABA相反.花后4 d的胚中GA1和ABA的含量最高;花后8 d到18 d,GA1的含量下降,而ABA含量增加.在早期萌发过程中,种子吸涨后2 d的胚中GA1含量迅速上升,而ABA下降.GA1/ABA的最高比值也出现在吸涨后2 d的胚中.iPAs和ZRs的最高含量也出现在开花后4 d的胚中,但随后含量均下降到相当低的水平,并几乎没有变化.研究结果进一步证实了GA1在早期胚胎发生和萌发过程中起重要的作用;推测iPAs和ZRs可能仅在胚胎发生的早期起作用;GA1与ABA含量之间的相对平衡控制着胚胎发育的过程.用分离胚作为测试材料可以避免胚乳等其他组织成分的干扰,从而比较准确地反映了胚的内源激素变化.此外,本研究是首次用4 d的水稻幼胚作为激素含量测定的起始材料.     

水稻胚胎发生与萌发早期分离胚中内源激素的变化

以酶联免疫吸附检测技术分析了水稻(Oryza sativa ssp．iapoica)分离胚不同发育时期及萌发早期的内源激素含量的动态变化。GA1含量是所测激素中含量最高的。GA1的变化趋势基本上与ABA相反。花后4d的胚中GAl和ABA的含量最高;花后8d到18d,GA1的含量下降,而ABA含量增加。在早期萌发过程中,种子吸涨后2d的胚中GA,含量迅速上升,而ABA下降。GA1／ABA的最高比值也出现在吸涨后2d的胚中。iPAs和ZRs的最高含量也出现在开花后4d的胚中,但随后含量均下降到相当低的水平,并几乎没有变化。研究结果进一步证实了GAl在早期胚胎发生和萌发过程中起重要的作用;推测iPAs和ZRs可能仅在胚胎发生的早期起作用;GA1与ABA含量之间的相对平衡控制着胚胎发育的过程。用分离胚作为测试材料可以避免胚乳等其他组织成分的干扰,从而比较准确地反映了胚的内源激素变化。此外,本研究是首次用4d的水稻幼胚作为激素含量测定的起始材料。     

高等植物胚胎的发育生物学研究——Ⅱ.水稻胚胎发育过程中的生化变化

应用微量生化分析的方法测定了开花后6～30天水稻幼胚分化过程中的DNA、RNA,蛋白质、类脂和干重的动态变化。在人工气候室条件下(25℃,10小时光照)培养的水稻,在开花后第6～15天,即从第一叶原基形成至胚分化完成期间,每胚总核酸含量不断增加。尤其是在胚发育的早期阶段,DNA、RNA含量迅速增加。此后,在开花后18～30天,核酸含量的增加逐趋减缓。在此过程中,每胚蛋白质、类脂含量和干重也相应增加。然而,以胚干重为单位的DNA、RNA含量却随胚的发育而减少。同时,蛋白质含量仍不断增加。所以,DNA、RNA相对含量的减少,可能是由于细胞内含物和结构物质的增加而引起的。至于平均每个细胞的DNA含量,在整个胚发育过程中几乎稳定;而RNA含量,在胚发育的早期阶段有所增加,以后则基本保持同样水平。在胚发育早期RNA的强烈合成可能与细胞的分化和器官形成有关。     

高等植物胚胎的发育生物学研究——Ⅴ.水稻种胚发育过程中胚和胚乳内几种碳水化合物含量及淀粉酶活力的动态 高锦华;唐锡华

在开花后6～15天稻胚分化过程中,胚内淀粉、总糖和非还原糖含量逐渐地增加,但在胚器官原基分化完成后淀粉含量明显下降。胚分化期淀粉酶活力增加显著,尤其是β-淀粉酶活力较高,变化幅度大;胚器官原基分化完成后酶活性亦下降。以单位胚干重或每胚细胞计算的结果基本上亦表现了相似的趋势。稻胚分化发育过程中淀粉是处于不断被贮存同时不断被利用的状态,它积极参与了胚胎发育的代谢过程。至于β-淀粉酶可能在降解淀粉、提供能源,为合成蛋白质及纤维素等物质提供碳架方面起着重要作用。当胚分化完成后胚乳中淀粉含量仍有少量增加。在胚乳中α-淀粉酶活力低,变化幅度小,而β-淀粉酶活力在发育初期很高,以后下降,但活力仍比α-淀粉酶高,可能它在发育前期亦有类似在胚内的作用。     

高等植物胚胎的发育生物学研究——Ⅵ.粳稻胚分化发育期间一些大分子物质的动态

鉴测了粳稻胚的发育进程及不同分化发育时期中DNA、RNA、蛋白质、淀粉含量和鲜重、干重、细胞数的变化。 开花后6～13天(胚分化第一到第四叶原基期间)胚细胞数增加时,DNA、RNA含量迅速上升。此后细胞数和DNA、RNA含量都趋于稳定,但RNA在18～25天再次增长。每胚蛋白质和干重基本上随RNA含量相应地变化。 每毫克胚于重的核酸和蛋白质含量在13天出现明显的转折。平均每细胞的DNA含量在整个发育期保持稳定,RNA第一阶段的增长只持续到分化完成的前夕,而蛋白质在25天以前一直增加。 胚内淀粉的累积在整个胚形成期呈现三段斜率不同的直线。以单位干重表示时则在8天左右和21天出现两个高峰,先于RNA和蛋白质两次积累的高峰。 在大分子物质的变化与胚胎发育进程相互关系并与籼稻比较的基础上,将稻胚发育划分为原胚期、分化期、成熟期和休止期。     

水稻雄性不育与花药中类脂褐素的积累

细胞质雄性不育水稻不育系珍汕９７Ａ和其保持系珍汕９７Ｂ,处于不育期的光（温）敏核不育水稻Ｗ６１５４ｓ和培矮６４ｓ的花药中类脂褐素（ＬＦＬＰ）含量随花粉发育或败育而增高．不育花药中ＬＦＬＰ的形成速率比可育花药快,三核期的珍汕９７Ａ和不育期Ｗ６１５４ｓ的花药,其ＬＦＬＰ比相应具育性花药高２４％．用抗氧化剂ＧＳＨ、ＢＨＴ和Ｎ２处理离体的单核期花药,发现ＧＳＨ可降低珍汕９７Ａ和不育期的Ｗ６１５４ｓ的ＬＦＬＰ含量．结果认为,水稻雄性不育与膜脂过氧化作用的荧光产物类脂褐素的积累有关．     

籼、粳杂种的“随体丢失”

1985—1986,观察籼、粳及籼,粳F_1杂种终变期核仁染色体数,籼为2个二价核仁染色体,粳为1个二价核仁染色体,籼、粳F_1杂种核仁染色体数与父本水稻的核仁染色体数相同。由此,讨论了“随体丢失”在水稻育种,粳稻起源及遗传学方面的意义。     

两个特用稻的营养供应水平与~(32)P、~(14)C分布和谷产量的关系

香稻(竹香粘)的分蘖数多,其分蘖期根系吸收~(32)P和~(32)P分布到分蘖,以高、中肥和高N,高K肥处理的为高;~(14)C-葡萄糖同化物分布在分蘖比黑米稻(黑优粘)和常规稻“双桂36”的高,但灌浆期和黄熟期~(14)C分布在稻穗较少.低肥处理的稻谷产量较高.而在高、中肥条件下结实率降低,实粒数减少,成穗率稍低,谷产量也比“黑优粘”和“双桂36”低. “黑优粘”在高肥、高N条件下的分蘖多,成穗率高、结实粒数也较多,稻谷产量比“竹香粘”高,在高、中肥、高 N高 P条件下,~(32)P分布于分蘖多,分蘖的~(14)C分布则以高 N,高 K肥条件下的多;开花和灌浆用稻穗的~(14)C分布皆以高 K肥水平的为高。“黑优粘”是耐肥和需钾肥品种,高肥、高K可提高其稻谷产量,但仍比“双桂36”低.     

川东南杂交中稻超稀栽培对稻米整精米率和垩白粒率的影响

以‘II优7号’、‘汕优63’和‘香优2号’为材料,研究了超稀栽培与稻米整精米率和垩白粒率的关系及其作用原因,结果表明：栽秧密度与整精米率呈极显著负相关,与垩白粒率呈极显著正相关。在中高氮施肥水平条件下,当栽秧密度超稀到7.51万穴•hm-2时,在保证比传统高产栽培密度每公顷栽秧21.64万穴的对照不减产前提下,整精米率提高了15.69%～29.92%,垩白粒率降低了16.34%～21.22%。其原因在于,超稀植增加了每穗着粒数,降低了齐穗期的叶粒比,以致稻穗籽粒灌浆速率减慢而改善整精米率和垩白粒率。齐穗后20 d施氮可同时起到提高结实率和整精米率的双重效果。     

川东南高温伏旱区杂交中稻超稀栽培对稻米整精米率的影响与组合间库源结构的关系

以18个杂交中稻组合材料,研究了超稀栽培与传统栽培间稻米整精米率的变异与组合间库源结构的关系。结果表明:中小穗型组合在超稀栽培条件下的整精米率会明显改善,而大穗型组合的整精米率反而降低。其原因在于中小穗型组合在传统栽培条件下的叶粒比和灌浆速率较高,改为超稀栽培后,叶粒比和灌浆速率明显降低,相对提高了籽粒容重,近而提高了整精米率。大穗型组合在传统栽培条件下的叶粒比和灌浆速率较低,改为超稀栽培后,叶粒比和灌浆速率进一步明显降低,此时因库源比例失调,源明显不足以致籽粒充实度差,从而相对降低了籽粒容重和整精米率。超稀栽培应选用传统栽培条件下着粒数不超过177粒的组合为宜。     

水稻幼苗单株DNA的提取及其PCR—RAPD反应体系的建立

以杂交稻Ⅱ代63幼苗为DNA提取材料,建立了以所提取单株DNA为模板进行PCR－RAPD分析的最佳条件,获得稳定而理想的PCR扩增效果。     

温光对稻米蛋白质及氨基酸含量的影响

研究水稻结实期的温、光条件对稻米蛋白质与氨基酸含量的影响,其结果表明：同一品种作为早季栽培时,稻米氨基酸含量比作晚季栽培时低,分期播种时,以结实期日平均气温为２４℃时蛋白质含量为最高;不同海拔高度种植时,以８００ｍ处蛋白质含量为最高;结实期人工高温处理,稻米蛋白质和氨基酸含量降低,低温（２１／２０℃）处理时,粳稻的氨基酸含量增加而籼稻则有所降低,籼稻氨基酸形成的适温在２４￣２６℃之间,弱光下,糙米     

野生稻愈伤组织的超低温保存和冻后再生植株的形成

对不同基因组的野生稻愈伤组织进行了超低温保存的研究,主要结果如下：①野生稻愈伤组织经过预培养→预处理→冰冻降温→液氮保存→快速解冻的超低温保存,冻后细胞存活率最高可达８７．９％。②１０％ＤＭＳＯ＋８％葡萄糖为最佳冰冻保护剂。降温程序为０℃→－１０℃,１５ｍｉｎ→－４０℃,６０ｍｉｎ→液氮（ＬＮ）。③普通野生稻、宽叶野生稻、疣粒野生稻获得了冻后再生植株。④疣粒野生稻解冻后形成旺盛胚性愈伤组织,并通过体细胞胚胎发生途径再生出大量植株。     

两个特用稻的营养供应水平与32P、14C分布和谷产量的关系

香稻(竹香粘)的分蘖数多,其分蘖期根系吸收³²P和³²P分布到分蘖,以高、中肥和高N,高K肥处理的为高;¹⁴C-葡萄糖同化物分布在分蘖比黑米稻(黑优粘)和常规稻“双桂36”的高,但灌浆期和黄熟期¹⁴C分布在稻穗较少.低肥处理的稻谷产量较高.而在高、中肥条件下结实率降低,实粒数减少,成穗率稍低,谷产量也比“黑优粘”和“双桂36”低. “黑优粘”在高肥、高N条件下的分蘖多,成穗率高、结实粒数也较多,稻谷产量比“竹香粘”高,在高、中肥、高 N高 P条件下,³²P分布于分蘖多,分蘖的¹⁴C分布则以高 N,高 K肥条件下的多;开花和灌浆用稻穗的¹⁴C分布皆以高 K肥水平的为高。“黑优粘”是耐肥和需钾肥品种,高肥、高K可提高其稻谷产量,但仍比“双桂36”低.