水稻幼穗-颖花发育的研究进展

水稻是世界上最重要的粮食作物之一,也是单子叶植物发育生物学研究的理想模式植物,水稻幼穗和颖花的发育还是最终产量赖以依托的基础。对水稻幼穗和颖花发育的研究已成为植物分子遗传学和作物科学共同的研究焦点。近年来,有关水稻幼穗和颖花发育的研究取得了长足的进展,本文对幼穗和颖花的发育过程、栽培措施和环境因子对幼穗和颖花发育的影响以及幼穗和颖花发育的相关基因等方面的国内外进展进行了综述,同时指出了目前研究中存在的问题及相应的研究对策。     

灌溉水稻生长发育和潜力产量的模拟模型

本文提出的HDRICE模型是灌溉水稻生长的生理生态模型,它由相互衍接的水稻形态发育、干物质积累和叶面积发育三模块组成。形态发育模块用以模拟逐日温度和日长对水稻发育的影响,其参数可反映水稻品种的基本营养性、感温性和感光性;干物质积累模块用以模拟冠层CO_2同化、作物的维持呼吸和生长呼吸及干物质分配等过程;叶面积发育模块用以模拟叶面积指数的动态。本文还讨论了模型的输入参数和模型检验。模型可应用于模拟水稻的生长发育,预测水稻品种潜在产量及为取得潜在产量所必需的群体数量指标。     

水稻小穗器官发生分子调控机制的研究进展

小穗是否正常发育直接影响水稻的产量和后代繁殖,其发育的分子调控机制一直是作物生殖发育研究的热点之一。水稻小穗发育包括花分生组织命运决定及转变、退化颖片和不育外稃的发育、花器官属性确立和形态建成,以及花分生组织终止生长等一系列连续的过程。重点介绍近年来国内外研究者在四聚体模型、内外稃属性、花分生组织命运转变以及小穗发育的表观遗传调控等方向的最新研究进展。     

水稻核不育突变体gsl5花粉壁单糖组分研究

水稻花粉壁在花粉发育、适应环境和授粉识别过程中具有重要作用。花粉壁的发育异常会导致水稻雄性不育。在水稻花粉壁发育过程中,胼胝质层形成、初生外壁沉积和孢粉素的生物合成是关键步骤。目前对花粉初生外壁胼胝质层的研究较多,但对于水稻花粉壁的单糖组分缺乏整体性研究。我们利用花粉胼胝质层缺失的水稻突变体gsl5与野生型进行比较,对花粉壁单糖组分进行了色谱分析,初步研究了胼胝质层缺失对水稻花粉外壁组分的影响。     

2012年第8期《遗传》封面说明

水稻的开花时间、花序和花器官的形态结构对它们的产量和品质构成重要的影响。多少年来,水稻颖花发育的过程和机理,一直是人们很想揭开的奥秘。这不仅是因为水稻颖花在生长发育中处于中心位置,而且其花器官发育过程也为研究基因的表达调控与器官形态特征之间关系,提供了一个极其独特的思路。因此,阐明水稻颖花发育的遗传机制不     

天冬氨酸蛋白酶在拟南芥和水稻中的分子进化、表达模式以及在花药发育中的功能分析

天冬氨酸蛋白酶(aspartic proteases,APs)是一类功能多样化的酶,参与了植物大部分生理和发育过程,但其基因家族在植物中的系统分类、分子进化以及功能方面研究仍很欠缺。本研究收集整理了拟南芥和水稻中APs基因序列、分类、基因结构和染色体定位等信息,对比分析该基因家族在拟南芥和水稻中分子进化方面的差异;利用转录组数据阐明该家族基因在不同组织部位和不同发育时期的表达差异和功能分化。此外,本文还围绕花药发育的过程,细致分析了各亚家族APs基因的表达变化,推测APs在花药发育过程中的可能功能。     

水稻Rop基因OsRac5表达特性

Rop在植物生长、发育、免疫及环境信号应答等多种生物学过程中具有重要作用。已有研究显示水稻Rop基因OsRac5可能与育性控制有关,但是该基因的表达特性,以及非生物胁迫和植物生长物质对其表达的影响尚不清楚。本文采用qRT-PCR技术检测了OsRac5在水稻生长发育过程中、非生物胁迫以及植物生长物质处理条件下的表达特性,结果显示OsRac5在水稻生长发育过程中在多种组织广泛表达,尤其在根和雌雄蕊形成期的幼穗中高表达;干旱、高盐和低温等非生物胁迫均能诱导OsRac5表达;ABA、GAs、6-BA等植物生长物质能上调OsRac5基因表达,提示该基因与水稻幼穗发育、抗逆性及细胞生长等过程相关。     

植物侧根发育的研究进展

侧根是植物根系的重要组成部分,其发生和发育受到内源植物激素和外界环境因素的共同影响。生长素在侧根发生起始、侧根原基的发育和侧根突破母体表皮等阶段均发挥关键作用。研究侧根的发育和形态解剖结构以及信号调控途径等,都具有重要的理论和实践意义。本文结合近年来的研究进展,综述了拟南芥和水稻侧根发育的详细过程和影响因素,重点关注生长素在侧根原基发生和发育过程中的作用。     

同源四倍体水稻受精与胚胎形成过程的观察

激光扫描共聚焦显微术具有“组织与细胞CT”的功能,可以对整体组织进行扫描并构建三维结构。在水稻胚囊发育研究上建立的整体染色透明激光扫描共聚焦显微术辅助D IC法,对同源四倍体水稻广陆矮4号-4x和L202-4x受精和胚胎发育过程进行了研究,描述授粉后不同时段胚囊发育的特点,发现同源四倍体水稻受精、胚胎和胚乳发育过程及特点与正常的二倍体水稻的基本一致,但在不同发育时段中存在无胚、无胚乳胚囊、胚乳吞噬胚、胚胎发育停滞、胚囊退化等异常。2份材料的异常情况存在差异。这些异常均可能导致结实率降低。     

水稻胚囊发育过程中淀粉粒的变化

糖是代谢中的重要能源,又是体内多种物质的前体。淀粉是糖的一种贮备形式,调节着体内糖代谢的动态平衡。了解胚囊发育过程中淀粉与多糖的分布变化将有助于探讨生殖生理学中的某些机理问题。有关水稻胆囊发育过程中淀粉粒分布变化的研究,国内还未见报道。为此,我们观察了水稻胚囊发育过程中淀粉粒的分布变化,以了解其与雌配子体发育的关系。这对研究胚囊发育过程中营养来源和雌配子体四种细胞的功能有一定参考价值。     

低温对水稻小孢子的形成与发育影响的细胞学研究

水稻小孢子形成与发育对于环境条件影响较为敏感,特别是对高、低温尤为敏感,国内外曾有不少报道。本文对水稻在自然低温条件下小孢子形成和发育的过程,进行细胞形态和结构的观察,以探讨低温的敏感期的影响及其机理。     

水稻花粉发育的分子机理

水稻的小孢子母细胞在花粉囊中进行减数分裂产生小孢子,小孢子进一步发育成花粉粒。当花粉成熟时,花粉粒从花粉囊中释放出来进行受精。分子生物学的研究已经发现了一些参与这一过程的基因,包括控制花粉囊组织的分化、小孢子母细胞的减数分裂、小孢子的发育和花药的开裂等。本文旨在总结水稻花粉发育过程及其调控分子机制的研究进展。     

水稻花粉发育的分子机理

水稻的小孢子母细胞在花粉囊中进行减数分裂产生小孢子, 小孢子进一步发育成花粉粒。当花粉成熟时, 花粉粒从花粉囊中释放出来进行受精。分子生物学的研究已经发现了一些参与这一过程的基因, 包括控制花粉囊组织的分化、小孢子母细胞的减数分裂、小孢子的发育和花药的开裂等。本文旨在总结水稻花粉发育过程及其调控分子机制的研究进展。     

水稻bicoid反义基因转基因植株胚胎发育的形态变化

Bicoid是调控果蝇胚胎极性及以后分节发生过程的重要基因,这一基因编码的蛋白是一种转录调控因子,对一组早期胚胎发育过程中的多齿基因的表达具有调控作用,并被称为形态发生剂。在以前的工作中,从水稻cDNA文库中分离了一个同果蝇bicoid有相当同源性的克隆-Rb24基因（EMBL登录号：AJ2771380）。为进一步了解它在水稻中功能,将Rb的反义基因片段通过农杆菌的介导转入水稻中。通过Gus活性检测和PCR鉴定所获的抗性植株为转基因植株,转基因植株一个很明显的变化就是大约有50%的种子是败育的。通过石蜡切片观察了转基因水稻幼胚的发育情况,结果表明细胞的组织的分化在胚的发育过程中被阻断了。因此Rb基因同控制水稻胚的发育有关。     

水稻NAC转录因子家族的研究进展

NAC转录因子家族是一类重要的转录调控因子,在植物中普遍存在。在水稻(Oryza sativa L.)生命历程中,NAC家族参与其细胞生长、组织发育、器官衰老等过程,且在应对外界环境刺激的响应过程中起重要作用。本研究介绍了水稻NAC转录因子家族的结构特点,并综述了水稻NAC转录因子家族参与调控植物生长发育的过程,以及在低温、高盐、病原菌等逆境胁迫中的作用与功能,并对水稻NAC家族今后的研究方向进行了展望。     

水稻穗型的遗传调控研究进展

穗型作为水稻(Oryza sativa)重要的农艺性状,近年来一直是研究热点。该文简要介绍了水稻穗部发育的一般过程,总结了近年来发现的调控水稻穗型相关基因,并根据水稻幼穗发育过程将其分为4类:分别调控枝梗分生组织的形成、枝梗分生组织的大小、小穗分生组织的转变时间以及枝梗的伸长;并概括分析了上述基因在调控水稻幼穗发育过程中所呈现出的路径关系。最后对水稻穗型遗传调控研究的未来发展方向进行了展望。     

水稻bicoid反义基因转基因植株胚胎发育的形态变化

Bicoid 是调控果蝇胚胎极性及以后分节发生过程的重要基因,这一基因编码的蛋白是一种转录调控因子,对一组早期胚胎发育过程中的多齿基因的表达具有调控作用,并被称为形态发生剂。在以前的工作中,从水稻cDNA文库中分离了一个同果蝇bicoid 有相当同源性的克隆—Rb24 基因（EMBL登录号：AJ2771380） 。为进一步了解它在水稻中功能,将Rb 的反义基因片段通过农杆菌的介导转入水稻中。通过Gus活性检测和PCR鉴定所获的抗性植株为转基因植株,转基因植株一个很明显的变化就是大约有50%的种子是败育的。通过石蜡切片观察了转基因水稻幼胚的发育情况,结果表明细胞和组织的分化在胚的发育过程中被阻断了。因此Rb基因同控制水稻胚的发育有关。     

水稻生物钟相关基因的表达特征鉴定及其功能预测分析

水稻作为我国重要农作物,其营养生长和生殖发育过程都受到严格的生物钟的控制,因此,生物钟基因的表达变化也是决定水稻产量和种子质量的主要决定因素之一。为了更全面系统的了解生物钟基因在水稻生长和发育过程中的功能,本研究采用生物信息学共表达方法,筛选和鉴定水稻和拟南芥中生物钟基因,并对比分析了这些生物钟基因在单双子叶模式植物中的可能功能。从水稻表达谱公共数据库中筛选与生物钟基因表达密切相关732个基因,并对筛选出的水稻生物钟相关基因进行表达特性、节律性、生物功能预测及其与拟南芥的对比分析,结果表明水稻和拟南芥的生物钟基因可能都具有在生物钟核心振荡器部分功能相对保守的特点。功能预测分析也还表明水稻生物钟基因参与了8类生物学过程,尤其在应激反应和代谢过程的方面具有明显富集性,从而间接佐证了水稻对于外界环境的响应及其代谢过程具有严格时间调控的分子机理。     

小麦等谷类植物种子贮藏蛋白基因的表达与调控

高等植物在成熟期的主要生理过程是将蛋白质、淀粉和脂肪等贮藏在种子中。贮藏在种子中的蛋白质称为种子贮藏蛋白。小麦、水稻、玉米等粮食作物是人类和家畜摄取蛋白质的重要来源。研究贮藏蛋白基因在种子发育过程中的表达机制,是进一步应用生物技术改良作物的基础工作。1谷物     

植物雌配子体发育研究进展

高等植物雌配子体的形成涉及孢原细胞和大孢子母细胞的确立与分化、大孢子发生、功能大孢子以及胚囊的形成和发育等多种复杂调控过程。随着当代生物技术及功能基因组学的发展, 近年对雌配子体发育的研究已从细胞学描述逐渐过渡到对基因和发育调控分子机理的探索。以拟南芥、水稻和玉米等模式植物为材料进行的相关研究, 丰富了人们对于植物雌配子体和其它有性生殖过程遗传调控机理的认识。本文着重阐述了植物雌配子体发生和发育过程, 并综述了这一领域最新研究进展。