水稻叶色氮素反应的基因型间差异

在大田不施氮素及高氮两个处理下,以叶片的SPAD值作为评价水稻氮素利用能力的参数,对146个不同基因型水稻进行了叶色深浅及对氮素敏感性不同的种质资源鉴定。通过测定抽穗前不同生育时期不同基因型水稻叶片的SPAD值,筛选出对氮素反应迟钝且叶色较浅的基因型19个、对氮素反应迟钝且叶色较深的基因型20个和对氮素敏感且叶色较浅的基因型20个、对氮素敏感且叶色较深的基因型11个。     

不同叶色基因型棉花的一些光合特性比较

在田间多件下,单叶净光合速率、单位叶面积的叶绿素含量、蒸腾生产率等通常以绿叶棉为最高,红叶棉次之,黄叶棉最低。但叶绿素同化效率则以黄叶棉最高,绿叶棉居中,红叶棉最低。晴天下午黄叶棉的叶片净光合速率受抑制最小,因而有时可得到比红叶棉更高的净光合速率。     

南方水稻氮素吸收与利用效率的基因型差异及评价

 以南方籼型水稻（Oryza sativa）品种为试验材料进行大田试验,以探讨提高水稻氮素吸收与利用效率的基因型潜力。结果表明,除早季分蘖期氮素积累量、干物质生产效率和抽穗期氮素积累量以及晚季氮素运转效率外,各基因型氮素吸收与利用效率存在显著或极显著的差异,提高水稻氮素吸收与利用效率的基因型潜力很大。基因型生育期对其氮素吸收与利用效率产生重要影响,生育期较长的基因型其氮素吸收效率、稻谷和干物质生产效率以及农艺效率较高。杂交稻氮素的生产效率、农艺效率、回收效率和收获指数较常规稻高,但二系杂交稻并没有比三系杂交稻明显提高。通过排序方式对各基因型氮素吸收与利用效率进行评价的结果表明,不同氮素吸收与利用效率指标的排序以及同一指标早晚季的排序均存在较大差异。氮素吸收与利用效率经标准化后的综合排序可对各基因型的氮素吸收与利用效率进行综合评价,吻合系数则可较好地反映各基因型早晚季氮素吸收与利用效率的排序。     

基于相对叶绿素含量的玉米自交系氮敏感性鉴定与评价

氮敏感性鉴定与评价是培育耐低氮与氮高效利用玉米品种的重要的研究内容。本研究采用前期建立的快速无损伤测定SPAD值分析相对叶绿素含量的模型,于低氮与正常供氮大田试验处理下,对我国玉米育种与生产上重要的 189 份玉米自交系开展了低氮与正常供氮条件下不同时期与不同部位叶片的相对叶绿素含量分析。方差分析结果表明,低氮与正常供氮条件下,叶绿素含量均存在极显著的基因型与环境差异,基因型差异是氮敏感性差异的重要原因之一。开花期和开花后10天玉米主要功能叶穗三叶(穗位上第1叶、穗位叶、穗位下第1叶)叶绿素含量之间具有极显著正相关;大喇叭口期玉米全展叶叶绿素含量与各时期各部位叶绿素含量之间呈现极显著中度相关。将正常供氮条件下的性状值与低氮胁迫下性状值的差值占正常供氮条件下性状值的百分比定义为氮敏感性。189份玉米自交系氮平均氮敏感指数变幅为23.86%- 36.00%,表现高度耐低氮的材料有合344和昌7-2等40份自交系,高度敏感的材料有CML206和CA375等40份自交系。本研究提供了一种快速高效的种质资源氮敏感性鉴定与评价方法,并为玉米耐低氮与氮高效育种的遗传育种提供了重要分析结果与基础数据。     

氮高效利用基因型水稻生育后期氮素分配与转运特性

选择前期筛选出的氮高效利用基因型水稻为试验材料,以低效利用基因型为对照,采用土培试验,在低氮(100 mg·kg^-1)和正常施氮(200 mg·kg^-1)下,研究了高效和低效基因型水稻生育后期不同器官的氮素分配量、转运量和转运效率差异.结果表明: 与低效基因型水稻相比,高效基因型在低氮条件下,仍能保持较高的产量和氮素利用效率,其产量为低效基因型的1.75倍,氮肥利用率高达50.9%,而低效基因型仅为36.4%.与正常施氮相比,低氮更有利于提高氮素在高效基因型穗部的分配量,穗部积累量在扬花期、灌浆期和成熟期分别增加了34.2%、2.5%和0.5%,而低效基因型在灌浆期和成熟期却分别降低了23.5%和15.6%.不同施氮水平下,氮素在高效基因型不同器官的分配比例为扬花期:叶＞茎鞘＞根＞穗,灌浆期:穗＞叶＞茎鞘＞根,成熟期:穗＞茎鞘＞叶＞根,随着生育期的推进,穗部的分配比例明显增加.在低氮和正常施氮下,高效基因型氮素转运量表现为叶＞茎鞘＞根,而低效基因型表现为茎鞘＞叶＞根;高效基因型氮素转运效率分别为60.8%、60.3%,分别为低效基因型的1.67、155倍.因此,高效基因型抽穗后叶片较高的转运效率为籽粒的灌浆结实奠定了良好基础.     

一个新水稻温敏感叶色突变体的遗传分析及其基因分子定位

在粳稻品种嘉花1号（Oryza sativa L.ssp.japonica＇ Jiahua No.1＇）种子经60Coγ射线辐照处理的后代中,发现了1个低温敏感叶色突变体mr21。在较低温度（〈25.0°C）条件下,该突变体幼苗叶色呈黄色;随着温度逐渐升高,叶色由黄转绿,其临界温度约为27.5°C;在低温条件下,突变体幼苗总叶绿素含量以及叶绿素a、b的含量均较野生型嘉花1号明显下降,表明该突变体的叶色性状具有明显的温敏感性。遗传分析表明,该突变体叶色性状受1对隐性核基因控制,暂将该突变基因命名为thermo-sensitive leaf-color1（tsl-1）。以该突变体与籼稻9311（Oryza sativa L.ssp.indica＇ 9311＇）杂交的F2代分离群体作为定位群体,利用SSR分子标记将tsl-1基因初步定位在水稻（Oryza sativa）第1号染色体短臂上的MM1799与RM8132分子标记之间,其遗传距离分别为2.4cM和3.0cM;然后,进一步利用扩大F2代群体及新发展的分子标记将tsl-1基因定位在分子标记InDel2与InDel4之间的198kb内。研究结果为今后对该基因的克隆和功能分析奠定了基础。     

高肥力土壤条件下不同基因型花生对氮素利用的差异

在桶栽条件下,利用¹⁵N示踪技术,选用20个基因型花生为供试材料,研究了高肥力土壤条件下不同基因型花生对氮素利用的差异.结果表明:高肥力土壤条件下花生氮素营养以土壤氮为主,根瘤固氮次之,肥料氮最低.不同基因型间花生对全氮、肥料氮、土壤氮和根瘤固氮的吸收和积累均存在显著差异,基因型间遗传变异以根瘤固氮最大,肥料氮和土壤氮相当.氮素荚果生产效率和氮肥利用率基因型间差异显著,最高值分别为最低值的3.6和2.1倍.全氮、肥料氮、土壤氮和根瘤固氮的氮素收获指数基因型间均存在显著遗传变异,且以根瘤固氮的氮素收获指数基因型间遗传变异最大.花生荚果产量与不同氮源氮素积累量及氮素收获指数、氮素荚果生产效率和氮肥利用率呈显著或极显著正相关.依据花生对不同氮源氮素吸收积累和荚果产量筛选出全氮高积累高产型、肥料氮高积累高产型、土壤氮高积累高产型和根瘤固氮高积累高产型四大类型花生,其中四大类型特征兼有的有4个花生基因型.     

HCO3^—3对不同基因型水稻根生长及养分吸收分配的影响

采用营养液培养法,研究了缺Zn敏感（IR26）和耐性水稻品种（IR8192－31－2）根生长和养分吸收受HCO^-3影响的差异,结果表明,HCO^-3(20mmol.L^-1)严重抑制敏感品种根系生长,特别是在低Zn或缺Zn条件下,对根系生长甚至有轻微的促进作用,HCO^-3不仅抑制敏感品种对Zn的吸收和分配,而且也抑制对Cu,Mu和Fe的吸收,表明HCO^-3对Zn的吸收无专性抑制作用,HCO^-3抑制敏感品种根系生长可能是其诱发缺Zn的最初作用,HCO^-3处理下,耐性品种上位叶和下位叶Zn浓度以及比率高于敏感品种,表明耐性品种将Zn从下位叶向上位叶转运的效率主,Zn在植物体内的转运能力可能是耐性品种适应石灰生土壤缺Zn的主要机制之一。     

不同形态氮素培养下水稻叶片中蛋白质差异表达

硝态氮除作为主要氮源外,还作为一种潜在的信号物质,在植物生长发育过程中起着重要作用,其作用方式的直接性或间接性近年来成为了研究热点。利用双向电泳（2-DE）技术,对不同形态氮素（NO3^-与NH4^＋）培养的水稻叶片蛋白表达谱进行了比较分析,结果在硝态氮和铵态氮培养的叶片中分别分辨出26个和6个增量表达蛋白。质谱分析结合数据库检索鉴定出11个蛋白,其中7个硝态氮上调的蛋白为：光系统Ⅱ放氧复合蛋白1（N1）、抗性相关蛋白MLA13（N2）、光系统Ⅱ23kD多肽（N3）、翻译激活因子（N5）、光系统Ⅱ放氧复合蛋白2前体（N8）、未知蛋白（N17）和泛素载体蛋白（N18）;4个铵态氮上调蛋白为：ATP合酶β亚基（A1）、转氨酶（A3）和两个功能未知的蛋白（A5,A6）。上述研究结果有助于了解水稻适应不同氮素营养时的生物化学基础及可能的生物学意义,同时也为深入阐明水稻响应NO3^-与NH4^＋信号的反应提供了蛋白水平的证据。     

花烛叶色嵌合体不同生长阶段叶色性状的保持特征

对20个花烛叶色嵌合体株系在不同生长阶段的叶色性状保持特征进行观察,并通过计算机程序辅助分析发现:离体培养阶段,植株嵌合叶片总数占总叶片数的比率及平均单株非绿色部分占总叶面积的比率均为最高,分别为81%和50.1%,两项数值分别高于温室生长阶段新生嵌合叶数占新生叶片总数的比率(46.2%)及新生叶片非绿色部分占新生叶片总面积的比率(23.0%);移栽后,叶片非绿色部分比率超过50%的9个株系中有7个不能正常生长而死亡,所剩13个株系的新生叶片嵌合叶数减少,非绿色部分面积比率缩小,叶片趋向转为绿色;施用营养液后,5个株系的新叶非绿色部分面积比率回升。这些现象表明:营养条件充分有利于嵌合株系花叶性状的保持;嵌合株系中非绿色部分面积大于50%的株系生活力弱,不宜过早移栽;在茎尖分生组织形成叶原基的过程中,可能存在正常细胞与突变细胞的竞争,其结果是一方取代另一方或二者达到动态平衡。     

不同基因型玉米自交系锌营养敏感性差异研究

采用营养液培养,对5个不同玉米自交系5种供锌处理的营养特性进行研究。结果表明,不同玉米自交系对不同浓度辞反应的敏感性不同,最适宜的锌浓度为10^-7mol／L,最不适的辞浓度是10^-9moL／L;不同浓度的锌对玉米自交系生长的效应不同,对茎叶的生长影响较大,对根生长的影响相对较小;SN-11为锌敏感玉米自交系。178、邢K36、昌7—2为锌中度敏感基因型,鲁原92接近锌高效基因型。     

水稻叶片衰老相关基因的研究进展

水稻叶片的衰老是制约杂交稻产量提高的主要因素之一,有数据表明水稻籽粒灌浆所需营养物质的60%～80%来自叶片的光合作用,实践证明叶片每推迟1天衰老,产量可提高产1%左右.因此,对叶片衰老的形态、生理生化及其相关分子机理等进行研究具有重要的现实意义.近年来水稻叶片衰老的相关研究表明,叶片的衰老是一个受众多因素影响的复杂过程,在这个过程中叶片发生了巨大的形态与生理生化变化,而这些变化均离不开基因的调控作用.大量实验结果表明:在衰老过程中,叶片细胞有选择地启动或增强某些基因(叶片衰老相关基因)的表达,而关闭或减弱另一些基因(衰老下调基因)的表达,由此来调控叶片衰老的进程.目前研究者已在研究衰老突变体等相关的材料中发现了许多与水稻叶片衰老有关的基因.本文重点概述了近年来水稻叶片衰老相关基因的研究状况,并对未来研究方向等问题做了思考与探讨,以期能为开展进一步的研究工作提供参考.     

不同光合特性大豆叶的比较解剖研究

本研究选取不同光合速率的品种‘黑农 2 6’(高产低光效 )、‘黑农 40’、‘黑农 41’(高产高光效 )为材料 ,于大豆开花后的不同生育时期 ,对大豆的功能叶片、叶柄解剖学进行了研究。结果表明 :(1 )不同类型大豆的叶肉结构有明显区别。叶片厚度依次为‘黑农 40’ >‘黑农 41’ >‘黑农 2 6’。各期的基本趋势是一致的。栅栏组织的厚度和层数与叶片的厚度趋势一致。 (2 )各品种栅栏组织中的叶绿体数目均多于海绵组织 ,且高光效类型多于低光效类型。局部观察不同品种间 ,叶绿体内的基粒和间质片层结构高光效的也明显优于低光效的品种。 (3 )气孔包含数量和大小两个因素 ,气孔大小基本一致 ,下表皮数量 >上表皮 ,高光效类型 >低光效类型。 (4)各品种主脉维管束中木质部的导管数目依次为‘黑农 41’ >‘黑农 40’ >‘黑农 2 6’。     

铅在不同基因型稻米中的富集

通过环境扫描电镜结合X射线电子探针显微分析技术,对21种不同基因型水稻颖壳内、外表面以及糙米表面、糊粉层、近糊粉层和米中部Pb含量的测定结果表明,21种不同基因型稻米不同部位Pb含量的变化范围由大到小的顺序为:颖壳内表面>糊粉层>近糊粉层>糙米表面>颖壳外表面>米中部;不同基因型稻米之间对Pb的富集量存在遗传差异,这种差异体现在稻米的同一部位和不同部位之间Pb含量的差异上;不同基因型水稻米中部Pb含量与颖壳内表面、糊粉层、近糊粉层、糙米表面、颖壳外表面之间、水稻糊粉层Pb含量与颖壳内表面、近糊粉层、糙米表面、颖壳外表面、米中部之间以及颖壳内表面Pb含量与颖壳外表面、糊粉层、近糊粉层、糙米表面、米中部之间均存在极显著或显著的非线性关系。一方面反映出不同基因型稻米中部Pb的富集量均通过颖壳和糊粉层调控,即存在相同的调控机制;另一方面揭示了不同基因型稻米不同部位之间对Pb富集的相互调控能力存在差异,并且基因型间的这种差异存在非线性的变化规律。     

云南不同种皮色地方稻种的总黄酮含量及其对种子萌发的影响

为了解不同种皮色地方稻种的总黄酮含量与其种子萌发品质的相关性,测定了17份云南地方稻种谷粒、糙米和谷壳的总黄酮含量,以及谷粒和糙米的发芽势、发芽率、发芽指数和活力指数4项萌发指标。结果表明,红皮和紫皮谷粒及糙米的总黄酮含量显著、极显著高于白皮,而谷壳的总黄酮含量则无明显差异。红皮谷粒的4项萌发指标均高于紫皮和白皮,但仅红皮与白皮谷粒之间的发芽势差异达到极显著水平;红皮糙米的4项萌发指标极显著地高于紫米和白米,且除发芽指数外,紫米的其他3项萌发指标显著或极显著地高于白米,表明有色种皮谷粒、糙米的总黄酮含量较高,其萌发指标也相应较高。相关分析表明,谷粒的总黄酮含量与4项萌发指标之间没有明显的相关性,但糙米的总黄酮含量则与4项萌发指标呈显著正相关;谷壳的黄酮含量与种子萌发无关,而糙米的黄酮含量则显著地影响种子的萌发特性。     

太湖地区稻田氮肥吸收及其利用的研究

The effects of different amounts and kinds of nitrogen fertilizer on rice yield and its nitrogen uptake and utiliza-tion were studied on a main paddy soil (Wushan soil) of Taihu area. The results indicated that the optimal amount of nitrogen fertilizer was about 180 kg N· hm^-2 for rice production. Applying ammonium sulfate was better than applying urea for increasing rice yield. The efficiency of nitrogen fertilizer in this experiment was about 41.8-48.5%, and its loss was 22.8-38.1% .     

光强和施氮量对催吐萝芙木叶片生长及光合作用的影响

通过不同光强（15%、40%和70%自然光强）和施氮量（15、30和60g/株）的盆栽试验,研究了不同光照强度和施氮量对催吐萝芙木（Rauvolfia vomitoria Afzel.）叶片生长和光合特性的影响。结果表明：光强和施氮量显著影响了催吐萝芙木叶片净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、水分利用效率（WUE）、叶绿素含量（Chl）、比叶面积（SLA）和叶生物量比（LMR）（p〈0.01）,Pn和Gs均随光强、施氮量的增加而增大,70%自然光强下叶片Pn和Gs显著高于15%和40%自然光强处理。总体而言,低光条件下,更有利于其叶绿素的合成,且施氮量对叶绿素含量的影响不大。低光处理和重度施氮量均有利于催吐萝芙木叶片SLA增大和叶生物量的分配,但实验中光强和施氮量处理并未引起催吐萝芙木叶绿素荧光参数Fv/Fm发生显著变化。光强和施氮量对催吐萝芙木叶片净光合速率（P）、气孔导度（G）、水分利用效率（WUE）等光合生理指标具有显著的交互作用（p〈0.05）。     

基于转录组测序的羽衣甘蓝叶色相关基因分析

叶色是羽衣甘蓝重要的观赏性状之一。本研究采用Illumina Hi-Seq2500高通量测序技术,对基因型纯合的紫叶和白叶羽衣甘蓝叶片进行转录组测序,筛选差异基因并与GO和KEGG数据库比对进行注释分析,分析羽衣甘蓝叶色形成相关基因。结果显示,获得高质量短读序共104 608 770条,筛选出紫叶相对白叶的差异表达基因1 993个,其中上调表达基因1 094个,下调表达基因899个。根据GO功能分类可分为生物过程、细胞组分和分子功能3大类64功能组。根据KEGG代谢通路分析可以分为171类,在叶色相关的类黄酮生物合成途径中黄酮醇合成酶(FLS)、二氢黄酮醇4-还原酶(DFR)上调以及类胡萝卜素生物合成途径中的类胡萝卜素β-环化酶上调与紫叶形成关系密切。本研究丰富了羽衣甘蓝的转录组信息,获得了一些差异表达基因,为进一步研究羽衣甘蓝叶色形成的遗传机制提供了有价值的信息。