红莲型杂交水稻的研究与发展

1972年,武汉大学科研人员以红芒野生稻为母本,与江西地方品种莲塘早父本杂交,在后代中发现了雄性不育株.再用莲塘早多代回交,于1974年获得了不育性稳定的株系,命名为红莲型细胞质雄性不育系(Honglian-type cytoplasmic male sterility,HL-CMS),莲塘早为其保持系,红莲型细胞质雄性不育水稻由此问世.与单核期花粉败育的野败型水稻不同,红莲型属于二核期配子败育类型,花粉碘染为圆败,是杂交水稻新质源.40年来,武汉大学科研人员将基础研究、应用研究和产业化紧密结合,促进了红莲型杂交水稻的发展.分子功能验证发现,不育系线粒体内一编码79个氨基酸的可读框OrfH79为HL-CMS不育基因,ORFH79蛋白破坏线粒体正常功能后导致花粉败育.遗传分析发现,HL-CMS为双基因恢复模式,进而克隆了恢复基因Rf5和Rf6.育性恢复机理研究表明,恢复基因RF5蛋白与GRP蛋白互作,组装成400~500kD的分子复合体作用于atp6-OrfH79 mRNA,从而恢复不育性.借助分子标记辅助选择技术,创制出新的CMS和多基因恢复水稻材料,并用于育种实践,选育出高产优质红莲型杂交水稻新组合红莲优6号、珞优8号和粤优9号等,相继通过了湖北省、广西省和农业部国家农作物品种审定委员会等审(认)定,构建的红莲型杂交水稻亲本繁殖提纯体系突破了产业化瓶颈.当前,红莲型杂交水稻在中国长江流域、华南稻区已大面积种植,在越南、印度尼西亚、马来西亚、孟加拉和菲律宾等东南亚国家也表现优异,展现出广阔的应用前景.     

稀子蕨胞芽发育及营养器官的形态与解剖学研究

该研究采用形态观察法、石蜡切片法以及扫描电子显微镜法对稀子蕨(Monachosorum henryi)胞芽发育过程及营养器官进行观察分析,以揭示不同蕨类植物胞芽生殖在发育生物学上的异同,为进一步探讨蕨类植物胞芽发育与被子植物珠芽发育的异同等奠定基础。结果表明：(1)稀子蕨羽叶薄,由7~8层细胞组成,气孔分布于下表皮,无明显栅栏组织和海绵组织分化。(2)稀子蕨的叶轴含1束“心”形维管束,叶柄基部至中部含2束维管束;成熟根能看到明显的维管束组织,无髓。(3)稀子蕨的复羽叶发育过程可分为萌动期、卷拳期、展叶期、成熟期和衰老期;复羽叶上的胞芽发育从展叶期开始,包括胞芽原基发育期、胞芽分化期、胞芽膨大期和胞芽成熟期。(4)稀子蕨胞芽原基起源于叶轴与羽叶分叉处表皮细胞下的薄壁细胞层;胞芽原基分化出多个叶原基,整体呈指状“锚”状;胞芽成熟后掉落土壤或在母体上萌发生长出新叶。     

红莲型细胞质雄性不育水稻线粒体DNA的AP-PCR分析

为了研究红莲型细胞质雄性不育与线粒体基因组的关系。以水稻红莲型粤泰细胞质雄性不育系A和保持系B及杂种一代F1为材料。应用AP-PCR分析,用10个单引物对其线粒体DNA进行扩增。实验结果表明,不同的引物在3种材料间均有不同程度的差异。为红莲型细胞质雄性不育分子机理的研究提供了线索;此外,在引物6F1的扩增图谱中找到一条在YTA和F1中特异的带TAF6F2,Sounthern分析TAF6F2不育胞质的特异性,可能与红莲型水稻细胞质雄性 不育性状的形成有关。     

杉木小孢子核内双膜包绕的内含体(简报)

杉木小孢子的发育已进行了系统的电子显微镜研究。在研究中我们发现小孢子发育到一定阶段,细胞核内出现一种双膜包绕的内含体。这种有膜内含体无论在结构上,发生的普遍性和阶段性上都与已有的报道不同,是首次发现。研究材料为杉木(Cunninghamia lanceola-     

盐、碱胁迫对两种莲子萌发的影响及其早期幼苗生长响应

湿地景观建设是盐碱地治理和利用的一个重要方面,为此以北方红莲(Nelumbo nucifera“North Red Lotus”)和湘莲36(Nelumbo nucifera“Xiang Lotus”)为实验材料,研究NaCl、NaHCO₃作为盐和碱胁迫(浓度0、15、30、60、90、120 mmol·L^-1)对两种莲子萌发及早期幼苗生长的影响,实验周期为13 d。通过对种子萌发率、萌发势、苗长、生物量及幼苗活力等指标,进一步分析两种莲子对盐和碱胁迫的萌发和生长响应。研究结果表明,盐碱胁迫对两种莲子的萌发和幼苗生长的影响显著不同:(1)北方红莲在不同浓度的盐和碱胁迫下,维持较高的萌发率和萌发势,当浓度为120 mmol·L^-1时碱胁迫显著高于盐胁迫。幼苗生长及活力随着浓度增加而显著降低,浓度超过15 mmol·L^-1碱胁迫的影响显著高于盐胁迫。(2)与对照相比,盐碱胁迫大于等于90 mmol·L^-1时,湘莲的萌发率显著下降,且碱胁迫高于盐胁迫。幼苗生长及活力随浓度增加而显著降...     

中国科学院植物研究所光合作用与环境分子生理学重点实验室简介

中国科学院植物研究所光合作用与环境分子生理学重点实验室成立于2001年。由原“光合作用基础研究开放实验室”和“资源植物分子与发育生物学开放实验室”整合而成。实验室主要研究方向是光合作用高效转能的分子机理及蛋白质组学、植物对环境信号应答的功能基因组学和植物次生代谢分子调控与基因工程。重点实验室建立了功能基因组学、蛋白质组学、细胞生物学和生化分析等技术平台,拥有基因芯片工作站、蛋白质谱仪、激光共聚焦显微镜、电子显微镜和高效液相色谱仪等大型设备。现有15个研究组,科研人员80余人,博士后、研究生和流动人员约16…     

水稻线粒体基因的表达受核背景的影响

高等植物细胞核与线粒体之间的互作机理一直是发育生物学的研究热点,而普遍存在于高等植物中的细胞质雄性不育现象的发现,为该领域的研究提供了极好的材料。以红莲型细胞质雄性不育系A、保持系B和两种杂交一代（F1和SF1）为材料,利用一种适用于线粒体基因表达分析的差异展示方法,研究了不同核背景下线粒体的变化情况。结果表明,核背景的改变对线粒体基因的表达具有广泛的影响。     

红莲型细胞质雄性不育水稻线粒体DNA的RFLP分析

应用RFLP技术,研究了红莲型不育系、保持系、杂种一代及野败型、马协型不育系的线粒体基因组。结果表明,红莲型不育系与保持系线粒体基因组之间在多个基因区域存在明显差异,为红莲型细胞质雄性不育分子机理研究提供了线索;红莲型不育系与野败型不育系的线粒体基因组之间存在显著差异,马协型不育系与野败型不育系的线粒体基因组之间存在一定差异,在分子水平揭示了不育胞质的多样性。 Abstract:Restriction fragment length polymorphism (RFLP) was used to analyze rice mitochondrial genome.The results indicated obvious differences between mt genome of rice cytoplasmic male sterile line and its maintain line of Honglian type,which further clued CMS mechanism research.Mitochondrial genome difference between sterile line of Honglian type and Wild Abortive type was obvious,some difference between sterile Maxie and Wild Abortive was also detected,it offered molecular evidence for cytoplasmic heterogeneity.     

浅谈“生殖和发育”一章的教学

就如何搞好中学生理卫生课中“生殖和发育”一章的教学,我们一方面通过调查研究,认为很有必要讲授这一章内容,另一方面对这章的教材进行了反复的研究和大胆的尝试,并收到了较好的效果。我们主要抓了以下三个环节: 一、教材分析我们认为第十一章“生殖和发育”的“生殖”和“发育”两节,内容上联系紧密,不可分割。“生殖”一节包括生殖系统的构造和机能以及胚胎的发育和营养、计划生育等。“发育”一节包括青春期发育的特点和青春期卫生。我们认为应把重点放在青春期生理卫生上。在青春期生理卫     

中国科学院植物研究所光合作用与环境分子生理学重点实验室简介

责任编辑:孙冬花一、实验室概况中国科学院植物研究所光合作用与环境分子生理学重点实验室成立于2001年。由原“光合作用基础研究开放实验室”和“资源植物分子与发育生物学开放实验室”整合而成。实验室主要研究方向是光合作用高效转能的分子机理及蛋白质组学、植物对环境信号应答的功能基因组学和植物次生代谢分子调控与基因工程。重点实验室建立了功能基因组学、蛋白质组学、细胞生物学和生化分析等技术平台,拥有基因芯片工作站、蛋白质谱仪、激光共聚焦显微镜、电子显微镜和高效液相色谱仪等大型设备。现有15个研究组,科研人员80余人,博…     

黄连属(毛茛科)花的形态发生

本文运用扫锚电子显微镜(SEM)观察了黄连属(Coptis)植物花的形态发生和发育过程, 结果表明, 该属植物所有的花部器官均为螺旋状发生, 雄蕊为向心式发育, 花瓣原基有微弱的延迟发育, 心皮原基为对折型(即马蹄形), 子房为半封闭类型, 子房柄是在发育过程中形成的。通过与其它具T-型染色体类群在花形态发生上的比较, 认为黄连属表现出了某些原始的性状, 这一结果与分子系统学研究认为黄连属为毛茛科的基部类群的结论一致。     

金丝猴生齿序和年龄关系的研究

灵长类中根据牙齿的萌出情况和换齿序来确定年龄的研究国内较少。曾中兴等1965在“猕猴精巢发育的研究”中顺带谈到换齿序和年龄的关系,1980年又在“猕猴乳齿的发育”文章中提到乳齿发育与年龄关系。国外研究较多,如赫尔曼(Hurme)、詹姆斯(James)等,对猕猴的出齿序和年龄关系均有论述。肯尼(Kenney),又将前几位学者的工作进行了综述并有所推进。金丝猴(Rhinopithecus roxellanae)的出齿序和年龄的关系,则尚未见有报道。本文目的就是根据我国珍稀动物金丝猴的资料(牙齿:     

西瓜不同发育时期的助细胞超微结构的变化

被子植物胚囊的“雌性生殖单位”,已在多种植物上进行了超微结构的观察,但大多都以卵细胞受精前后的结构变化为主要研究内容。对于“雌性生殖单位”中的另一重要成员——助细胞,在不同发育状态下其结构变化的详细资料不多,尤其是助细胞退化后的物质去向,少见报道。本研究主要观察了西瓜不同发育时期(受精前后)、不同发育状态(柱头授粉和未授粉)的助细胞超微结构,以期为研究助细胞在双受精中所起作用提供新的资     

红莲优6号杂交水稻与亲本三系不同发育时期幼苗叶片基因表达差异分析

运用DDRT-PCR对红莲型杂交稻组合红莲优6号及其亲本、保持系（粤泰A、粤泰B、9311）的一叶期、三叶期叶片基因表达状况进行分析。结果表明：杂种与亲本之间在同一发育时期基因表达既有质量上又有数量上的差异,但差异表达基因所占比较较小;而对于同一材料,一叶期、三叶期的叶片cDNA扩增带型相似,没有发现基因质上的差异表达,说明一叶期与三叶期幼苗叶片基因表达差异很小。实验也证明DDRT-PCR技术结合银染方法是一种简单快速分析差异表达基因的有效方法。     

生姜根茎的发育过程及分泌腔的超微结构

为了解生姜(Zingiber officinale Roscoe)根茎的发育过程,在光学显微镜和电子显微镜下对不同发育时期的生姜进行显微和超微结构观察,并对分泌腔的发生发育过程进行了研究。结果表明,幼嫩期的生姜,表皮以内的基本组织可大致分为皮层、拟内皮层和中柱。次生加厚分生组织起源于中柱外侧一些细胞,细胞分裂和体积增大促使生姜发育。薄壁细胞内有大量的淀粉粒且其数量、形状和大小因发育时期而不同。分泌腔广布于生姜中,其发育过程可分为3个阶段:分泌腔原始细胞团形成、分泌腔的发生和成熟分泌腔形成。生姜精油主要在线粒体、质体和细胞质中合成。本研究为生姜药用资源的开发利用提供了理论依据。     

毛酸浆(Physalis pubescens)花形态特征与小孢子发育

许多重要蔬菜和水果隶属于茄科(Solanaceae),植物花发育是物种延续和产品形成关键决定因子。茄科毛酸浆(Physalispubescens)是药食同源半野生浆果,目前其花发育研究不多。为了从不同视角了解茄科植物花发育,本研究采用比较生物学方法从花的形态特征和解剖学层面解析了毛酸浆(P.pubescens)和茄科模式植物番茄(Solanum lycopersicum var. cerasiforme)花器特征和小孢子发育进程。结果显示,开花后毛酸浆花萼迅速生长包被果实、花瓣有紫色斑纹、花药顶颈可育及背部开裂散粉特征与番茄花萼生长缓慢、黄色花瓣、花药顶颈不育及腹缝开裂散粉方式截然不同,展示了茄科植物遗传多样性。毛酸浆小孢子发育,在“四分体”之前迟于番茄,而“四分体”之后期却快于番茄。特别是番茄药隔组织在“四分体”时期开始向药室异常内突,并在花粉成熟期占据药室近1/2空间,而未在毛酸浆中观察到。该研究为开发茄科新的模式植物和从不同视角理解庞大茄科植物花发育提供了重要信息。     

哈萨克斯坦中部（Kaydagul Formation）欧洲水松的角质层结构分析

研究了哈萨克斯坦中部上渐新统／下中新统的欧洲水松(Glyptostrobus europaeus(Brongn.)Ung．)的枝叶微彤态结构,并利用扫描电子显微镜和光学显微镜与“现存最近亲缘种”——水松(G.pensilis c.Koch)的表皮特征进行了比较。     

不同扫描电镜制样方法观察棉花叶片气孔

扫描电子显微镜是研究棉花气孔发育及形态建成的重要手段。为了分析常规扫描电子显微镜、环境扫描电子显微镜、冷冻扫描电子显微镜、涂撕法扫描电子显微镜4种方法在棉花气孔观察应用上的优劣,本文通过对棉花叶片取材、制样、镜检,横向对比了这4种方法的取样方式、制样时间和镜检结果。结果表明:常规扫描电子显微镜生物制样时间最长,样品有一定的失水,图片衬度效果最好;环境扫描电子显微镜制样时间最短,样品失水严重,图片衬度较差,样品形态与常规扫描电子显微镜生物制样方法所观察到的形态一致;冷冻扫描电子显微镜制样时间较长,样品未发现失水,图片衬度较差;涂撕法扫描电子显微镜制样时间较短,样品未发现失水,图片衬度较好,但相对于冷冻扫描电子显微镜制样方法而言,其样品呈现出反向的形态,同时由于尖端放电,荷电较多。本研究分析了不同的扫描电子显微镜制样方法适合得到怎样的棉花气孔图片数据,为棉花抗旱相关的基础和应用研究提供了一定的参考。     

红莲型细胞质雄性不育性与线粒体渗透性转换

以水稻红莲型细胞质雄性不育(HL-CMS)的不育系粤泰A(YTA)、保持系粤泰B(YTB)以及杂种F1代红莲2号(HL2)的黄化苗为材料,研究了在不同pH及离子强度下线粒体渗透性转换(MPT)的发生及其差异。结果表明,YTA、YTB和HL2间MPT的发生均存在差别,不育系YTA线粒体渗透性转换孔(PTP)的开启与关闭对pH及离子强度的变化较保持系YTB和HL2敏感。HL2与YTA虽然具有相同的细胞质来源,但两者之间PTP及MPT的特性明显不同,前者MPT的变化与具有正常生理功能的YTB线粒体的PTP和MPT的发生特点与特性相似。这些说明红莲型水稻细胞质雄性不育的发生可能与其MPT的发生有关。     

棉铃虫卵巢形态与卵子发生过程观察

害虫发生高峰期、 发生量的准确预测和田间防治适期的确定与种群雌虫卵巢结构及卵子发生过程密切相关。为了明确棉铃虫Helicoverpa armigera卵巢结构及卵子发生过程, 本研究利用光学体视显微镜和透射电子显微镜, 对棉铃虫成虫卵巢管和卵子的超微结构进行了研究, 并确定了发育级别划分标准。结果表明: 根据卵巢的形状、 卵的产生过程、 卵黄沉积情况等将棉铃虫卵巢发育程度分为6个级别, 即发育初期(0级)、 卵黄沉积前期(Ⅰ级)、 卵黄沉积期(Ⅱ级)、 成熟待产期(Ⅲ级)、 产卵盛期(Ⅳ级)和产卵末期(Ⅴ级)。根据卵子发生过程中滋养细胞、 卵母细胞的变化, 将卵子发生期分为3个阶段： 卵黄发生前期、 卵黄发生期和卵黄成熟期。本研究首次对棉铃虫的卵子发生进行电子显微观察, 并完善了棉铃虫卵巢发育的分级标准, 为进一步研究棉铃虫的生殖发育机理提供了理论参考, 对田间棉铃虫种群发生期和发生量的预测预报也有重要的实践参考价值。