长穗颈温敏核不育水稻穗颈节间长度及细胞学观察

以水稻培矮64S作对照,对隐性长穗颈温敏核不育水稻(Oryza sativa L.)长选3S幼穗各发育时期穗颈节间长度及细胞数量和长度进行比较分析。结果表明,长选3S在幼穗分化的二核期至始花期穗颈节间伸长速度最快,其节间伸长的长度是培矮64S的2.1倍;在花粉母细胞减数分裂期至二核期及始花当天至始花后第3天两个时段,穗颈节间伸长速度慢。穗颈节间的细胞个数和平均长度两者呈现相似的变化规律,但从花粉母细胞减数分裂期至始花期,长选3S穗颈节间薄壁细胞增加3759个,细胞平均长度为72.9μm,培矮64S增加3134个,细胞平均长度为38μm,长选3S穗颈节间的伸长主要是由幼穗分化的花粉母细胞减数分裂期至始花期细胞分裂和细胞伸长共同作用的结果,其中后者的作用更显著。     

温敏核不育水稻穗颈节间的SSH特异表达

‘长选3S’是由‘培矮64S’通过辐射诱变选育出的长穗颈温敏核不育水稻．以‘K选3s’二核花粉期穗颈节问作为目标群体,‘培矮64S’二核花粉期穗颈节间作为对照群体,进行抑制差减杂交,川经过‘培矮64S’cDNA差减的‘长选3S’cDNA构建了一个含有大约130个独立克隆的差减文库;采用差减前的‘培矮64S’cDNA和‘长选3S’cDNA以及正向／反向差减杂交后的cDNA为模板标记探针,对随机挑取的96个承组质粒进行羞示筛选,获得了20个阳性候选克隆。从这些阳性候选克隆中随机挑取了8个进行Northern blot分析．证实其巾中1个候选克隆代表了在‘长选3S’穗颈节间中特异表达的基因．序列分析和同源性比较表明它与信号传导有关。这一在‘长选3S’穗颈节间特异表达的cDNA片段有助于进一步揭示其穗颈节间伸长的分子机制．并为水稻不育系的遗传改良提供有用的素材。     

长穗颈不育水稻穗颈节间的细胞学研究

通过对长选3S和培矮64S定长的穗颈节间细胞个数统计和细胞长度的测量,得出长穗颈不育水稻穗颈节间伸长的细胞学变化规律.自然条件下长穗颈不育水稻长选3S穗颈节间比对照培矮64S长18.0cm,其纵列厚壁细胞和薄壁细胞数分别比培矮64S多1248个和580个;厚壁细胞和薄壁细胞平均长度分别比培矮64S长23.3μm和38.3μm,尤其是中部区段的厚壁细胞和薄壁细胞分别比对照长24.8μm和48.7μm;穗颈节间薄壁细胞的长度由基部区段至中部区段呈突跃式增加,而由中部至顶部区段则呈缓慢减少的趋势.隐性长穗颈温敏核不育水稻穗颈节间伸长是由细胞数目增多和细胞长度增加双重作用所致,其中后者作用更显著.     

温度对温敏核不育水稻eui突变体最上节间伸长的影响

以培矮64S为对照, 采用田间调查和人工温度处理方法研究了温度对温敏核不育水稻（Oryza sativa）eui突变体（双低培eS）最上节间伸长的影响。结果表明, 双低培eS穗颈伸出度与抽穗前12–17天（花粉母细胞形成期至减数分裂期）的日均温度呈显著负相关。在温度敏感期分别进行人工温度处理, 在18–26℃条件下穗颈伸出度为正值且不包颈; 在28℃条件下出现包颈现象。在可育温度（20℃）和不育温度（24℃）条件下, 双低培eS最上节间中GA1、IAA和ZR含量极显著地高于培矮64S, 而ABA含量则显著低于培矮64S, 最上节间中最内层薄壁细胞数目分别比培矮64S多1 177和823个, 细胞平均长度分别比培矮64S长23.2和16.7 μm。温敏核不育水稻eui突变体最上节间伸长是由于节间最内层薄壁细胞数目增多和细胞长度增加双重作用所致, 其中以细胞伸长为主, 且随着处理温度的升高, 最上节间最内层薄壁细胞数目减少, 细胞平均长度变短。eui基因还可能通过调节激素间的平衡来控制温敏核不育水稻eui突变体最上节间的伸长生长。     

长穗颈双低温敏核不育水稻的选育

双低温敏核不育水稻 (96- 5- 2 S)干种子通过 350 Gy60 Coγ-射线直接辐射 ,处理后的 M1代在育性转换敏感期让其感受自然低温而自交繁殖 .M2 代单本或双本密插 (1 0× 1 3.33cm) ,从 M2 代 2 5万株群体中 ,筛选出 7株长穗颈双低温敏核不育株 .它的成功选育 ,解决了我国两系杂交水稻的制种中不育系育性易出现反复和九二 Ο施用量大的两大技术难题     

温度对长穗颈温敏核不育水稻(Oryza sativa L.)穗颈伸出长度的影响

以隐性长穗颈温敏核不育水稻(OryzasativaL)长选3S为材料,研究了温度对隐性长穗颈温敏核不育水稻长选3S穗颈伸出长度的影响。结果表明:人工24℃条件下,在始花前第12天至始花前第4天和始花当天至始花后第3天两个时段,穗颈节间伸长速度慢,两者节间日均伸长长度基本一致,但从始花前第4天至始花当天,长选3S穗颈节间伸长速度最快,其节间日均伸长的长度是培矮64S的2.1倍。在敏感期分别进行22、24、26、28℃4种人工温度处理,28℃条件下穗颈节间伸长受阻,出现包颈现象;26～22℃条件下穗颈伸出长度都为正值,不包颈,但穗颈伸出剑叶叶鞘的长度随温度降低而增加。通过对穗颈节间细胞数目和细胞长度的比较分析表明,长选3S穗颈节间的伸长主要是由于细胞分裂和细胞伸长共同作用所致,其中后者作用更显著,且随处理温度的升高,穗颈节间最内和最外层薄壁细胞数目减少,细胞平均长度变短。     

隐性长穗颈光敏核不育水稻最上节间伸长动态规律的研究

隐性长穗颈性状具有解除雄性不育水稻包颈现象的作用,因此在杂交制种中具有较高的应用价值.以培矮64S为对照,研究了隐性长穗颈光敏核不育水稻长光S最上节间伸长的动态规律,结果表明最上节间伸长的时期为始花前6d至始花当天.始花前1～3d为节间快速伸长期,此时期主要由节间中下部细胞大幅度伸长所致.长光S细胞长度与培矮64S细胞长度差异主要体现在节间快速伸长期.花粉正常发育具有促进节间快速伸长期细胞伸长的作用,隐性长穗颈基因与花粉正常发育在促进节间快速伸长期细胞伸长的作用中有互作增效作用.     

‘培矮64S’与其eui突变体‘长选3S’穗颈节间蛋白质组差异分析

为从蛋白质表达水平了解长穗颈温敏核不育水稻穗颈节间伸长机理,该研究以长穗颈(EUI)温敏核不育水稻‘长选3S’为材料,温敏核不育水稻‘培矮64S’为对照,采用固相pH梯度双向凝胶电泳和质谱分析方法,对2个水稻材料抽穗前2 d的穗颈节间蛋白质进行分离,并进行差异蛋白质组学的比较研究。结果表明:(1)获得了分辨率和重复性较好的双向凝胶电泳图谱。(2)对40个差异蛋白质点进行MALDI-TOF-TOF-MS肽质谱指纹图谱分析,成功鉴定其中27个差异蛋白质点;与‘培矮64S’相比,‘长选3S’中有17个上调表达和10个下调表达的蛋白质。(3)差异蛋白质按照其功能可分为6类,其中主要是与细胞代谢相关蛋白,其次是与细胞壁重建相关蛋白;并且这些差异蛋白质可能与‘长选3S’抽穗期穗颈节间剧烈伸长生长有关,尤其是细胞壁重建相关蛋白与细胞的伸长密切相关。(4)实时荧光定量PCR对随机挑选的蛋白点2、7、8、24、35和36所对应的基因在两个材料最上节间的表达结果显示,‘长选3S’的2(Os10g08550)、7(Os12g42876)、8(Os01g55830)基因的表达量较‘培矮64S’明显下调,而24(Os06g48760)、35(Os05g25850)、36(Os07g42300)基因的表达量较‘培矮64S’显著上调,表明q-PCR的结果与蛋白凝胶图分析结果一致。研究认为,水稻eui基因可能是通过调节抽穗期穗颈节间这些蛋白质的表达,从而促进穗颈节间细胞分裂,尤其是细胞的伸长生长。     

长穗颈水稻的内源GA1、IAA和ABA含量变化

分别以携有长穗颈基因eui1、eui2和野生型基因Eui的协青早不育系和保持系6个水稻品种为材料,测定它们在抽穗始期植株中内源GA1、IAA和ABA含量的变化。结果表明,携有eui1和eui2基因的水稻可以在植株体内产生大量内源GA1,携有eui1基因的GA1含量比携有eui2基因的高。携有eui1基因的ABA含量最高,携有eui2基因的其次,而携有Eui基因的最低。IAA含量也表现出同样的趋势。表明长穗颈基因主要是通过调节内源GA1含量促进水稻最上节间的剧烈伸长。     

温敏核不育系培矮64S及其eui突变体长选3S最上节间蛋白质组差异分析

为从蛋白质表达水平了解长穗颈温敏核不育水稻(Oryza sativa)最上节间伸长机理,采用双向凝胶电泳方法对温敏核不育系培矮64S及其eui突变体长选3S抽穗前2 d的最上节间蛋白质进行了分离,并获得了分辨率和重复性较好的双向凝胶电泳图谱。选取50个差异蛋白质点进行MALDI-TOF-TOF-MS肽质谱指纹图谱分析,从中鉴定出31个已知蛋白质,相对于培矮64S,在长选3S中上调表达的11个蛋白质和下调表达的20个蛋白质。这些差异蛋白质按照其功能可分为7类。这些差异蛋白质可能与长选3S抽穗期最上节间剧烈伸长生长有关,水稻eui基因可能是通过调节抽穗期最上节间这些蛋白质的表达,从而控制最上节间细胞分裂,尤其是细胞的伸长生长。     

水稻茎伸长生长与植物激素

赤霉素（GA）、生长素（IAA）、脱落酸（ABA）和乙烯影响水稻茎（或节间）的伸长,其中赤霉素与水稻茎伸长生长的关系最密切。GA1是植物体内刺激茎伸长的至关重要的赤霉素, GA3已作为最常用的外源激素诱导水稻的节间伸长。水稻茎秆的伸长受激素浓度和敏感性的双重控制,激素浓度或敏感性任一方的改变都有可能导致株高的变异。赤霉素如此显著地促进茎的伸长可能与增加细胞分裂和促使细胞壁松弛有关。而生长素主要促进细胞伸长。植物激素促进水稻茎伸长的分子机理的研究已有较大的进展,预期这方面的研究和应用在未来几年内将有新的突破。     

水稻茎伸长生长与植物激素

赤霉素（GA）,生长素（IAA）,脱落酸（ABA）和乙烯影响水稻茎（或节间）的伸长,其中赤霉素与水稻茎伸长生长的关系最密切。GA1是植物体内刺激茎伸长的至关重要的赤霉素,GA3已作为最常用的外源激素诱导水稻的节间伸长。水稻茎秆的伸受激素浓度和敏感性的双重控制,激素浓度或敏感性任一方的改变都有可能导致株高的变异。赤霉素如此显著地促进茎的伸长可能与增加细胞分裂和促使细胞壁松弛有关。而生长素主要促进细胞伸长。植物激素促进水稻茎长的分子机理的研究已有较大的进展,预期这方面的研究和应用在未来几年内将有新的突破。     

水稻长穗颈高秆隐性基因eui2的遗传及其微卫星分析

从水稻（Oryza sativa L.)协青早Ｂ的辐射Ｍ２群体中获得以最上节间伸长特征的长穗颈高秆突变系协青早eB-1和协青早eB-2,与原品系协青早Ｂ的秆性状相比,协青早eB-2的第一节间长占总秆长的６５．３％,其第一节间的增长量占秆长总增长量的９０．２％;协青早eB-1的第一节间长占总秆长的５４．８％,其第一节间的增长量占秆长总增长量的５３．３％,遗传分析表明：协青早eB-2中的长穗颈高秆性状各由一对隐性基因控制,二之间互不等位。与已报道的eui基因的等位性测验表明：协青早eB-２的eui基因与其不等位,为新的长穗颈高秆隐性基因,命名为eui2,协青早eB-１的eui基因则与其等位。微卫生分析表明：eui2基因与第１０第染色体的ＲＭ２５８、ＲＭ２６９、ＲＭ２７１和ＲＭ３０４连锁,其遗传距离分别为１２．０cM、１２．９cM、３５．１cM、１．４cM。由此推断,eui2基因位于第１０染色体长臂的中部。     

水稻顶节间长度控制基因(EUI)的精细定位

通过对一水稻顶节间特异伸长突变体Mh-1进行经典遗传学和基因定位分析,认为该表型是一个核基因隐性突变所致。利用Mh-1与正常的T65-sd1杂交的F2群体对该位点定位研究分析,发现其与水稻第5条染色体长臂STS标记E30531和CAPS标记C903连锁,遗传距离分别为6．7cM和2．8cM。经进一步发展新的分子标记,将该基因精确定位在0．3cM的区域,为进一步克隆和研究该基因的分子机制奠定基础。     

鹅掌楸属种间杂种优势与内源植物激素的关系

研究了鹅掌楸属( Liriodendron )种间F1杂种(杂种马褂木 L.chinense × L.tulipifera )及其亲本种(中国马褂木 L.chinense (Hemsl.) Sarg.和北美鹅掌楸 L.tulipifera L.)在生长性状和内源GA1/3、IAA和iPA含量上的差异性.结果表明:(1)杂种马褂木高生长性状杂种优势主要是由节间的相对伸长造成的,鹅掌楸属节间伸长区位于顶芽下第1～3节间,其中第1节间伸长量最大、是产生杂种优势的主要节间; (2)中国马褂木、北美鹅掌楸和杂种马褂木内源GA1/3、IAA和iPA含量差异很大,顶芽下第1节间GA1/3和iPA含量杂种家系分别为两个亲本种中含量相对较高的中国马褂木的133.58%～284.17%和396.64%～1 264.28%.杂种马褂木顶芽下第1节间中GA1/3和iPA含量的大量增加可能与高生长性状杂种优势有关; (3)杂种家系3年生时其苗高生长量排序与顶芽下第1节间中GA1/3和iPA含量排序并不一致,不能以第1节间GA1/3和iPA含量的高低作为预测杂种家系间杂种优势大小的依据.     

鹅掌楸属种间杂种优势与内源植物激素的关系

研究了鹅掌楸属 (Liriodendron)种间F1 杂种 (杂种马褂木L .chinense×L .tulipifera)及其亲本种 (中国马褂木L .chinense (Hemsl.)Sarg .和北美鹅掌楸L .tulipiferaL .)在生长性状和内源GA1 / 3 、IAA和iPA含量上的差异性。结果表明 :(1 )杂种马褂木高生长性状杂种优势主要是由节间的相对伸长造成的 ,鹅掌楸属节间伸长区位于顶芽下第1～ 3节间 ,其中第 1节间伸长量最大、是产生杂种优势的主要节间 ;(2 )中国马褂木、北美鹅掌楸和杂种马褂木内源GA1 / 3 、IAA和iPA含量差异很大 ,顶芽下第 1节间GA1 / 3 和iPA含量杂种家系分别为两个亲本种中含量相对较高的中国马褂木的 1 33.5 8%～ 2 84 .1 7%和 396 .6 4 %～ 1 2 6 4 .2 8%。杂种马褂木顶芽下第 1节间中GA1 / 3 和iPA含量的大量增加可能与高生长性状杂种优势有关 ;(3)杂种家系 3年生时其苗高生长量排序与顶芽下第 1节间中GA1 / 3 和iPA含量排序并不一致 ,不能以第 1节间GA1 / 3和iPA含量的高低作为预测杂种家系间杂种优势大小的依据