玉米茎秆高糖种质资源筛选与评价

以151个玉米自交系为材料,对玉米茎秆高糖种质资源进行了筛选与评价。结果表明,自交系茎秆含糖量(B rix)变化范围为3.5%～16.9%,能为茎秆高糖玉米新品种选育所利用的自交系(B rix≥10%)种质资源比较丰富,约占测定自交系总数43.1%。通过聚类分析,151个玉米自交系按茎秆含糖量差异可分为3大类,第3类属于茎秆高糖类型(12.3%～16.9%),共有22个自交系,这一类群种质可能是培育茎秆高糖玉米新品种的重要亲本材料,其中78599-1-550、78599-2、YXD053-646、Y53-245、预CY509等5个自交系尤其适合作为茎秆高糖玉米育种亲本。     

水稻基部伸长节间性状与茎秆机械强度的相关分析和QTL定位

分析水稻品种‘沈农265’和‘丽江新团黑谷’杂交的F2群体基部第二节间茎秆机械强度与该节间形态和茎秆解剖结构的相关性,并对基部第二节间机械强度和相关性状进行QTL定位的结果表明：机械强度与茎粗、茎壁面积、茎壁厚度、大小维管束数目、大小维管束面积、大小维管束韧皮部面积、大小维管束木质部面积呈显著或极显著的正相关,与节间长度呈极显著的负相关,而与茎秆扁平率的相关不显著。采用复合区间作图,从研究的14个目标性状中检测到18个QTL。控制基部第二节间的抗折力的QTL检测到4个,位于第4、7、9和10号染色体上,可解释遗传变异的12%～23%。在第4和第7染色体上的相同区间上还同时检测到了控制茎壁性状和维管束性状QTL,贡献率在12%～21%之间。说明这两个位点是控制基部第二节间机械强度的重要区域,也是茎壁性状、维管束性状与机械强度高度正相关的遗传学基础。     

UPLC-MS/MS测定小麦茎秆木质素单体交联结构的方法

建立一种利用UPLC-MS/MS对小麦茎秆木质素单体交联结构进行定性与定量分析的方法,为木质素的开发利用提供科学依据。采用ACQUITY UPLC^?BEH C₁₈(2.1 mm×100 mm,1.7 μm)色谱柱分离,以超纯水和乙腈为流动相进行梯度洗脱,选择MRM(多反应监测模式)进行检测。结果表明,9种木质素单体交联结构在相关线性范围内线性良好(R²=0.998 9),回收率为91.67%-100%,相对标准偏差(RSD)为0.24%-2.10%。将该方法应用于拔节后14 d小麦茎秆中9种木质素单体交联结构特性的检测,结果显示,样品中9种木质素单体交联结构的保留时间与标准品的保留时间相同,G(8-8)G是检出质量浓度最高的木质素单体交联结构,质量浓度范围为9.53-10.12 ng/g。该方法专一性强,灵敏度高,适用于对小麦茎秆9种木质素单体交联结构进行准确定性定量。     

玉米抗倒性与茎秆显微结构的关系

1989年我们对抗倒性不同的12个杂交玉米进行了解剖观察,发现地面上第三节间的茎外围维管束的长宽、维管束下部厚壁细胞的厚度、皮层厚度与田间倒伏率呈现显著的负相关,同一视野内维管束数目与倒伏率呈显著正相关。     

玉米抗倒性与茎秆显微结构的关系

1989年我们对抗倒性不同的12个杂交玉米进行了解剖观察,发现地面上第三节间的茎外围维管束的长宽、维管束下部厚壁细胞的厚度。皮层厚度与田间倒伏率呈现显著的负相关,同一视野内维管束数目与倒伏率呈显著正相关。     

我国不同年代玉米自交系茎秆性状演替规律

茎秆是玉米植株重要的组成部分,与植株倒伏、籽粒产量密切相关.研究我国玉米茎秆性状变化趋势,探讨不同年代茎秆性状演变规律,为我国玉米抗倒伏及高产品种选育提供参考.本研究以20世纪60-90年代65个代表性玉米自交系为材料,调查植株茎高、穗位高、茎节数、穗位节、茎粗、茎秆含水量、茎秆含糖量7个茎秆性状,及其衍生的穗位系数(...     

高产小麦品种茎秆的解剖和化学特性

小麦(Triticum aestivum L.)新品种"小偃81",是由抗病虫害小麦品种"小偃54"和高产小麦品种"8602"杂交筛选出的具有优良特性的后代.作者运用多种实验手段,研究了新品种茎秆组织结构以及木质素含量和分布的变化规律.结果表明:与母本"小偃54"和父本"8602"相比,"小偃81"的茎秆直径变小、横切面上维管束数目减少,而茎秆直径与壁厚比、横切面上机械组织比例却显著增大,单位面积上维管束数目增多.Klason法测定木质素结果显示:"小偃81"茎秆中木质素含量高于"小偃54"和"8602".经Maule和Wiesner的木质素显色反应,"小偃81"茎秆横切面染色明显加深.用H2O2/Hac弃除酚酸以后,新品种小麦的木质素自发荧光明显强于亲本.FTIR分析结果表明:"小偃8l"中所含的紫丁香基、愈创木酚基等木质素特征基团的吸收峰值也显著高于亲本.由此推断,新品种"小偃8l"的茎秆具有优良的组织结构和化学组成.     

高产小麦品种茎秆的解剖和化学特性

小麦(TriticumaestivumL.)新品种“小偃81”,是由抗病虫害小麦品种“小偃54”和高产小麦品种“8602”杂交筛选出的具有优良特性的后代。作者运用多种实验手段,研究了新品种茎秆组织结构以及木质素含量和分布的变化规律。结果表明:与母本“小偃54”和父本“8602”相比,“小偃81”的茎秆直径变小、横切面上维管束数目减少,而茎秆直径与壁厚比、横切面上机械组织比例却显著增大,单位面积上维管束数目增多。Klason法测定木质素结果显示:“小偃81”茎秆中木质素含量高于“小偃54”和“8602”。经Ma黮e和Wiesner的木质素显色反应,“小偃81”茎秆横切面染色明显加深。用H2O2/HAc弃除酚酸以后,新品种小麦的木质素自发荧光明显强于亲本。FTIR分析结果表明:“小偃81”中所含的紫丁香基、愈创木酚基等木质素特征基团的吸收峰值也显著高于亲本。由此推断,新品种“小偃81”的茎秆具有优良的组织结构和化学组成。     

不同玉米自交系茎秆上部维管束数目的差异分析

茎秆维管束数目是玉米养分运输和抗倒伏的关键影响因素,本研究以遗传丰富的172份玉米自交系为研究材料,对茎秆上部小维管束和大维管束数目进行差异性分析,并通过不同杂种优势群的玉米茎秆上部维管束数目多重比较,分析各杂种优势群维管束数目变化趋势.研究结果表明:在不同玉米自交系中,茎秆上部小维管束和大维管束数目变异系数分别为16...     

玉米杂种优势与几种酶活性关系

对８个杂交优势明显的玉米单交种进行过氧化物酶、过氧化氢酶活性的比较研究,结果表明：８个组合的杂种胚中过氧化物酶活性介于双亲之间,６个组合的杂种胚过氧化氨酶活性介于双亲之间,这可能与杂种中互补酶的存在有关。并测定了酸性磷酸脂酸的活性,４个组合杂种胚酶活性高于双亲,另外４个组合杂种胚活性介于双亲之间,表明酸性磷酸酯酶活性与杂种优势有一定相关性。     

抗茎腐病分子标记在159份玉米自交系中的验证及实用性评价

为了评价抗茎腐病基因分子标记在辅助育种中的实用性,本研究对159份玉米自交系进行了茎腐病田间抗性鉴定,并检测了与4个茎腐病抗性QTL(qRfg1、qRfg2、Rpi QI319-1和Rpi QI319-2)紧密连锁的11个分子标记在上述材料中的扩增情况。结果表明:供试玉米自交系的平均发病率为26.30%,发病率低于30.0%的材料占67.92%,抗病资源丰富。来源于国外、东北、西南和黄淮海地区的材料平均发病率分别为27.67%、17.92%、15.12%和36.80%,与东北和西南地区种质相比,黄淮海地区抗性种质相对缺乏。通过比较分子标记扩增带型与田间茎腐病表型,发现与同一QTL连锁的不同分子标记的检测结果存在较大差异,其中分子标记STS01(qRfg1)、STSZ479(qRfg2)、bnlg1866(Rpi QI319-1)和bnlg1716(Rpi QI319-2)的阳性检测结果与田间表型符合度较高,分别为76.79%、78.95%、91.67%、73.33%,具有上述特异扩增多态性的材料平均发病率分别为22.06%、19.01%、10.65%、19.63%,可作为抗茎腐病分子检测的有效标记。本研究为开展玉米抗茎腐病分子育种提供了重要参考。     

引进美国GEM材料的抗玉米青枯病和丝黑穗病种质资源筛选鉴定

近年来,青枯病、丝黑穗病上升为我国玉米生产中的主要病害,挖掘新的抗病资源,进行抗病育种是解决病害威胁的根本所在。本研究对引进的美国GEM材料进行了接种条件下的抗病性鉴定,并结合抗病材料的多年重复验证,筛选出一批新的抗病种质资源。这些材料的深入研究和广泛应用,对拓宽我国玉米青枯病、丝黑穗病抗性遗传基础,增加种质资源遗传多样性具有重要利用价值。     

Effect of Leaf Infection by Kabatiella zeae on Stalk Rot Prevalence and Grain Yield of Maize Hybrids

Eight maize hybrids were tested for resistance to eyespot (Kabatiella zeae) and stalk rot (Fusarium spp.) under field conditions in 1993–1995. The relationship between eyespot and stalk rot and their effect on grain yield of hybrids were studied. Effectiveness of the prochloraz fungicide in controlling both diseases was evaluated. The experiments were performed in three subtrials where plants were naturally infected, inoculated with K. zeae or treated with the fungicide, Sportak 450 EC. The relationship between intensity of leaf damage by eyespot and incidence of stalk rot has been evidently confirmed. High infection of leaf by K. zeae reduced grain yield of hybrids. However, considerable differences in prevalence of disease and yield losses were noted in successive years. The intensity of eyespot depended upon environmental conditions highly variable over the years: it was enhanced by low temperature and high air humidity in July and August. Hybrids showed significant differences in susceptibility to both diseases. Mona – hybrid from the USA and two experimental hybrids from Poland were less affected by diseases than Smolimag and Hidosil (commercial hybrids from Poland). The fungicide Sportak was effective in controlling eyespot and had an indirect influence on decreasing fusarium stalk rot.     

NaCl胁迫下玉米幼苗中一氧化氮与茉莉酸积累的关系

以三叶一心期的玉米幼苗为材料,研究了NaCl胁迫下玉米幼苗根尖和叶片中一氧化氮(NO)和茉莉酸(JA)积累之间的关系.结果表明:NaCl胁迫下玉米幼苗根尖和叶片中NO和JA的含量均增加,且NO积累的时间早于JA;根尖中脂氧合酶(LOX)活性逐渐降低,而叶片中LOX活性显著升高.硝普钠(SNP,NO供体)处理使幼苗的JA含量和LOX活性亦增加;用NO清除剂cPTIO及NO合成的抑制剂L-NAME、NaN3处理幼苗时,可抑制NaCl胁迫诱导的JA积累以及叶片中LOX活性的增加.可见,玉米幼苗在盐胁迫下爆发的NO可能通过调控LOX活性来调节其JA的积累.     

玉米茎秆细胞壁和组织构建对抗压强度的影响

耐密抗倒伏玉米品种是玉米育种的重要方向,探究影响玉米茎秆抗压强度的机制是培育玉米新品种的重要途径。本实验采用组织化学、显微观察的方法研究了10个玉米品种茎秆的形态结构、解剖特征和细胞壁的化学组成,并分析了这些变量之间的相关性,结果表明:茎的皮层/半径、厚壁组织比例、机械组织比例和纤维素含量、木质素含量与抗压强度呈极显著正相关关系;薄壁组织比例、茎长/茎粗、维管束个数与抗压强度呈极显著负相关关系。利用共线性诊断和逐步线性回归分析发现,影响茎秆抗压强度的主要因素为皮层/半径、机械组织比例、维管束个数、纤维素含量和木质素含量。利用通径分析进一步定量研究了这5个变量与抗压强度之间的直接作用和间接作用,明确了决定玉米茎秆抗压强度的主要因素为纤维素含量、木质素含量和单位面积维管束个数。本实验还建立了玉米茎微观结构与细胞壁化学构成的数学模型,为进一步揭示玉米茎微观力学形成机理提供了思路,进而为耐密抗倒伏玉米育种提供了研究方向。     

On the Relationship between the Activity of O-Methyltransferase and the Content of Lignin in Various Organs of Kidney Bean

The activity of O-methyltransferase (OMT) and the content of lignin in various organs of 12- to 14-day-old seedlings of kidney bean (Phaseolus vulgarisL., cv. Saksa) were determined. The epicotyl and hypocotyl were characterized by the highest OMT activity, and the leaves, by the lowest OMT activity. At the same time, the lignin content gradually increased in the following order: leaves < epicotyl < hypocotyl < roots. Thus, in kidney bean seedlings, there is no direct relationship between the OMT activity and the lignin content. It is suggested that lignin biosynthesis is limited by biosynthetic steps other than O-methylation of caffeic and 5-hydroxyferulic acids affected by OMT.     

氮钾对慈竹纤维素和木质素动态积累的调控效应

以慈竹为材料,通过施用不同比例的氮、钾肥,研究其对慈竹木质素和纤维素分布和动态积累的调控效应,为慈竹优质栽培提供理论依据。研究结果表明,氮钾肥处理并没有改变木质素和纤维素动态积累趋势,不同处理的慈竹木质素的动态积累呈先上升后下降的趋势,而纤维素的动态积累呈上升的趋势;慈竹不同部位木质素和纤维素的分布呈下部＞中部＞上部的趋势。施用氮、钾肥可以降低慈竹木质素含量,降低幅度为1.05%~3.97%,提高纤维素含量,提高幅度为1.25%～3.36%。N、K肥和时间对慈竹木质素和纤维素含量总变异的贡献都是N×K＞N＞TIME＞K＞N×K×TIME＞N×TIME＞K×TIME。慈竹纤维素和木质素含量之间呈不明显的正相关关系（r=0.020 4）。     

淀粉含量不同的玉米自交系籽粒淀粉积累及其关键酶活性

以2个高淀粉和2个低淀粉玉米自交系为材料,分析了玉米籽粒淀粉的动态积累规律,同时对高低淀粉玉米籽粒灌浆过程中淀粉生物合成关键酶活性的动态变化及其与淀粉积累动态的相关性进行讨论分析。研究结果表明:灌浆过程中4个自交系淀粉含量变化趋势均呈sigmoid型曲线。灌浆过程中ADPG-PPase(腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶)、SSS(可溶性淀粉合成酶)、GBSS(颗粒结合淀粉合成酶)活性均呈单峰曲线变化,峰值都出现在20～30DAP(授粉后天数)。2个高淀粉自交系的Q酶(淀粉分支酶)活性也呈单峰曲线变化,峰值也出现在20DAP,而2个低淀粉自交系的Q酶活性则呈双峰曲线变化,2个峰值分别出现在15～20DAP和30～35DAP。4个自交系籽粒淀粉的积累速率与各自交系ADPG-PPase、SSS和GBSS的活性变化呈极显著正相关。各自交系关键酶活性之间,ADPG-PPase、SSS和GBSS三者间活性变化呈极显著正相关,这3种酶活性变化与Q酶活性变化也呈不同程度的正相关。     

非离子反胶束中木素过氧化物酶催化性能研究

木素过氧化物酶（LiP）在环己烷/Brij30/水反胶束体系中可体现催化活力,然而在水/醇/TritonX100/环己烷反胶束体系中却没有催化活力。对影响Brij30反胶束中LiP催化活力各主要因素进行了优化并测定了LiP在其中的时间稳定性;结果表明,20℃下,使LiP体现最佳活力的Brij30反胶束介质条件为：ω₀＝8.5,pH＝2.2,［Brij30］＝600mmol/L;在此条件下,LiP的半衰期可达到50h;与水介质相比,酶活力下降了,但稳定性却提高了。直链醇是TritonX100形成反胶束的必要组分,为揭示醇的作用,还考察了戊醇对Brij30 反胶束中LiP催化活力的影响,发现高浓度戊醇对LiP有失活作用。据此推测助表面活性剂醇可能是LiP在环己烷/TritonX100/戊醇/水反胶束中不能体现催化活力的主要原因。     

油橄榄加工废液对小麦和玉米种子萌发及相关酶活性的影响

用不同稀释倍数的油橄榄加工废液(OMWS)处理小麦和玉米种子,采用计数法、测量法和比色法测定了发芽率、根长和相关生化参数,以探索OMWS对种子萌发特性及相关酶活性的影响。结果表明:不同稀释倍数的OMWS对小麦和玉米种子的发芽率、发芽势和生长存在不同程度的影响;低稀释倍数(高浓度)的OMWS(原液和5倍稀释液)在抑制种子发芽的同时,对叶芽和根的生长存在延缓甚至毒害作用;随着稀释倍数的提高(浓度降低),这种抑制作用逐渐减弱,而高稀释倍数(30和50倍稀释液)处理则表现出一定程度的促生作用,这种影响存在浓度依赖性。OMWS处理同样可导致种子可溶性蛋白质含量以及过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)和苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性的变化,呈现高浓度抑制和低浓度诱导增强的趋势;OMWS处理后小麦和玉米根的生长与POD和PAL活性存在明显正相关性。研究认为,OMWS对小麦和玉米种子的发芽及生长存在高浓度抑制和低浓度诱导的双重作用,并可能以多酚的影响为主;鉴于OMWS中多酚及其氧化产物可能产生的高浓度抑制、植物毒性和低浓度诱导化感作用,其在用做有机肥料或土壤改良剂时应做适当稀释处理。