利用电离辐照创造小麦-冰草异源多粒新种质的初步研究

为了将冰草的多粒基因转入小麦,以具有多粒特性的小麦-冰草二体附加系4844．12为材料与小麦品种藁城8901杂交,对其杂种F1进行^60Co-1辐照处理。采用冰草P基因组特异SSR和SCAR标记对M2 236个单株进行鉴定,进而对部分含P染色质阳性植株进行基因组原位杂交（GISH）检测,初步分析发现有3株为小麦一冰草异源易位（渐渗）系;进一步的穗粒数分析表明,该3株材料具有多粒特性,可能成为小麦丰产育种的创新种质。     

普通小麦-冰草6P染色体中间插入易位系的鉴定

远缘杂交技术是将小麦野生近缘植物的染色体片段导入小麦的有效途径。通过这种方法可以拓宽小麦的遗传基础,导入携带控制优异性状的基因从而达到改良小麦的目的。为了获得在小麦遗传及育种中具有较高研究利用价值的纯合的小麦-冰草小片段异源染色体易位系,我们利用细胞学手段对普通小麦-冰草的远缘杂交后代进行鉴定。本研究以小麦-冰草二体代换系4844-8、二体附加系4844-12与普通小麦杂交后辐照产生的易位系为材料,利用基因组原位杂交（GISH）技术从中鉴定出了2个具有冰草染色体小片段的纯合中间插入易位系。其中1个纯合中间插入易位系（104-3）具有高抗小麦白粉病和高千粒重的特性。另1个纯合中间插入易位系（19-2）具有较高的穗粒数和较高的千粒重的特性。本研究鉴定出的2个小麦-冰草6P小片段纯合中间插入易位系的优异农艺性状表明,它们是丰富小麦基因资源的优异的遗传材料,具有很高的研究利用价值。     

小麦-冰草衍生后代 3558-2 穗部相关性状的遗传分析和QTL定位

从普通小麦Fukuho与冰草(Agropyron cristatum,2n=4x=28,PPPP)Z559的衍生系中发现3558-2具有小穗数、小穗粒数和穗粒数多的优异性状.为了揭示衍生系3558-2优异性状的遗传特征,本研究对其与小麦品种京4841间的282个F2单株的穗长、小穗数、小穗粒数、穗粒数等穗部相关性状进行了遗传分析和QTL定位.主基因+多基因混合遗传模型分析结果显示小麦穗部相关性状都符合数量性状特征.利用单标记分析将穗部相关性状的QTL主要定位于小麦1 A染色体上,同时发现在小麦的2A、5B和5D染色体上也有QTL分布.通过加密标记重点构建了1 A染色体短臂的遗传连锁图,利用复合区间作图法解析了小麦1AS染色体上的穗部相关性状的QTL效应,发现在1A染色体上存在与穗长、小穗数、小穗粒数和穗粒数相关的重要QTL各1个,解释变异度分别为14.41%、5.15%、14.84%和10.87%.本研究发现在3558-2的1 AS染色体上成簇分布着涉及穗长、小穗教、小穗粒数和穗粒数重要性状的QTL,这一结果对指导进一步研究与利用3558-2具有重要意义.     

粳稻穗部性状遗传分析

从粳稻（Oryzasativassp.japonica）RIL群体中选取每穗颖花数极端少的品系丙堡3201和丙堡3205及每穗颖花数极端多的品系丙堡3145和丙堡3214,配制丙堡3201×丙堡3145和丙堡3214×丙堡3205两个组合的P1、P2、F1、B1、B2和F26个世代,调查每穗颖花数、每穗实粒数、穗长、一次枝梗数和二次枝梗数的表型分布,并运用主基因＋多基因混合遗传模型,对这5个性状进行了遗传分析。结果表明,每穗颖花数性状在2个组合的各分离世代均未出现超亲分离,而其它4个性状均有不同程度的超亲分离。一次枝梗数受1对主基因＋多基因控制;其余4个性状均受2对主基因＋多基因控制。每穗颖花数、每穗实粒数、穗长和二次枝梗数4个性状以主基因遗传为主,一次枝梗数性状以多基因遗传为主。     

粳稻穗部性状遗传分析

从粳稻(Oryza sativa ssp. japonica)RIL群体中选取每穗颖花数极端少的品系丙堡3201和丙堡3205及每穗颖花数极端多的品系丙堡3145和丙堡3214, 配制丙堡3201×丙堡3145和丙堡3214×丙堡3205两个组合的P₁、P₂、F₁、B₁、B₂和F₂ 6个世代, 调查每穗颖花数、每穗实粒数、穗长、一次枝梗数和二次枝梗数的表型分布, 并运用主基因+多基因混合遗传模型,对这5个性状进行了遗传分析。结果表明, 每穗颖花数性状在2个组合的各分离世代均未出现超亲分离, 而其它4个性状均有不同程度的超亲分离。一次枝梗数受1对主基因+多基因控制; 其余4个性状均受2对主基因+多基因控制。每穗颖花数、每穗实粒数、穗长和二次枝梗数4个性状以主基因遗传为主, 一次枝梗数性状以多基因遗传为主。     

密穗型水稻品种籽粒垩白性状改良研究

采用籽粒长宽比较大、穗部着粒密的散穗型材料(EG23)改良粳稻密穗型品种的籽粒垩白性状.结果表明,经改良后得到的密穗型品系EA6,与原亲本浙粳20比较,其穗部长度缩短,每穗总粒数增加,着粒密度增大,而籽粒垩白特性得到明显的改善,表明在穗部长度和着粒结构未得到改良的情况下,调节籽粒长宽比对改善密穗型品种籽粒垩白性状具有可能性.穗部不同粒位籽粒垩白性状改良的效果不同,穗顶部和穗中部的改良效果明显优于穗基部.设计的4个不同杂交配组方式中,以反回交配组方式(浙粳20/ EG23//浙粳20)选育效果最好.EA6具有较好的农艺性状,既可作为优异种质资源利用,也可直接应用于生产.这一结果从育种实践上较好地协调了密穗型品种高产与优质的矛盾,对于培育既有密穗型的高产株型又有优良籽粒外观品质的水稻品种具有重要意义.     

小麦-冰草多粒新种质的抗白粉病和高分子量麦谷蛋白亚基组成分析

穗粒数是决定小麦产量的三因素之一,因此通过远缘杂交创造多粒新种质,对于拓宽小麦育种的遗传基础和促进育种水平的持续提高具有重要意义。本研究以通过多年多点鉴定证明具有多粒特性(粒数/穗>80)的31份普通小麦-冰草(Agropyron cristatum,2n=4x=28,PPPP)衍生后代为材料,通过田间接种白粉病生理小种E09进行抗病性鉴定、采用SDS-PAGE方法进行高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)组成分析以及株高、有效分蘖等农艺性状调查,发现26份材料表现抗白粉病,12份材料具有优质高分子量麦谷蛋白亚基组合,亚基组成为(2*,7+8,5+10)或(1,7+8,5+10)。其中,8份材料的穗粒数大于80粒、株高小于75 cm、抗白粉病且具有优质高分子量麦谷蛋白亚基组合,这为未来培育兼具高产、优质、抗白粉病小麦新品种提供了重要的物质基础。此外,对多粒、抗白粉病和优质亚基的可能来源进行了讨论。     

小麦-冰草多粒新种质的抗白粉病和高分子量麦谷蛋白亚基组成分析北大核心CSCD

穗粒数是决定小麦产量的三因素之一,因此通过远缘杂交创造多粒新种质,对于拓宽小麦育种的遗传基础和促进育种水平的持续提高具有重要意义。本研究以通过多年多点鉴定证明具有多粒特性(粒数/穗>80)的31份普通小麦-冰草(Agropyron cristatum,2n=4x=28,PPPP)衍生后代为材料,通过田间接种白粉病生理小种E09进行抗病性鉴定、采用SDS-PAGE方法进行高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)组成分析以及株高、有效分蘖等农艺性状调查,发现26份材料表现抗白粉病,12份材料具有优质高分子量麦谷蛋白亚基组合,亚基组成为(2*,7+8,5+10)或(1,7+8,5+10)。其中,8份材料的穗粒数大于80粒、株高小于75 cm、抗白粉病且具有优质高分子量麦谷蛋白亚基组合,这为未来培育兼具高产、优质、抗白粉病小麦新品种提供了重要的物质基础。此外,对多粒、抗白粉病和优质亚基的可能来源进行了讨论。     

不同地区啤酒大麦品种农艺性状鉴定与分类研究

为筛选可用于云南啤酒大麦改良的优良种质材料,对107份不同来源啤酒大麦品种的农艺性状进行鉴定与分类研究.结果表明,云南啤酒大麦的主要特点是成熟期长,分蘖较强,植株高,旗叶面积大,穗长、穗粒数、穗粒重、千粒重、秸秆干重中等,穗草比较高;国外引进品种株型中等紧凑,叶片细长,穗粒重和千粒重较大,穗草比适中.从中筛选出19份性状优良的材料.通过聚类分析,可将供试材料划分成4个性状不同的类群,各类群的农艺性状差异明显,有利于育种目标材料的选择.     

小麦—冰草T7PL·7AL罗伯逊易位系的分子细胞学鉴定

冰草是小麦遗传改良的重要野生近缘植物之一,有目标的导入冰草外源优异基因是拓宽小麦遗传基础的有效途径。前期研究表明:小麦-冰草衍生系II-23(2n=38W+6P)由19对小麦染色体(缺少4B和7A)和3对冰草染色体(2P、4P和7P)组成。本研究报道从II-23的回交后代中分离鉴定出1个自发易位系7-20。基因组原位杂交(GISH)鉴定表明7-20是一个整臂易位系;经非变性荧光原位杂交(ND-FISH)检测发现,小麦的7A染色体发生易位;进一步利用小麦7A染色体特异SSR标记以及冰草7P染色体特异STS标记对7-20易位系中的外源易位片段大小以及易位染色体的组成进行鉴定,确定7-20为T7PL·7AL罗伯逊易位系(Robertsonian translocation line)。对该易位系与小麦品种Fukuhokomugi构建的BC1F2和BC2F1世代分离群体进行田间农艺性状考察,发现该易位系阳性株系和阴性株系在有效分蘖数和千粒重性状上无显著差异,在株高上表现为阳性材料显著低于阴性材料,但同时出现穗粒数下降的现象。总之,本研究表明易位系7-20为T7PL·7AL罗伯逊易位,该创新材料不仅为后续利用断裂—融合机制创制出更多的补偿易位材料提供了理论依据,而且也为今后向小麦中转移冰草优异基因提供了重要的中间桥梁材料。     

Self-influencing synaptic plasticity: Recurrent changes of synaptic weights can lead to specific functional properties

Recent experimental results suggest that dendritic and back-propagating spikes can influence synaptic plasticity in different ways (Holthoff, 2004; Holthoff et al., 2005). In this study we investigate how these signals could interact at dendrites in space and time leading to changing plasticity properties at local synapse clusters. Similar to a previous study (Saudargiene et al., 2004) we employ a differential Hebbian learning rule to emulate spike-timing dependent plasticity and investigate how the interaction of dendritic and back-propagating spikes, as the post-synaptic signals, could influence plasticity. Specifically, we will show that local synaptic plasticity driven by spatially confined dendritic spikes can lead to the emergence of synaptic clusters with different properties. If one of these clusters can drive the neuron into spiking, plasticity may change and the now arising global influence of a back-propagating spike can lead to a further segregation of the clusters and possibly the dying-off of some of them leading to more functional specificity. These results suggest that through plasticity being a spatial and temporal local process, the computational properties of dendrites or complete neurons can be substantially augmented. Action Editor: Wulfram Gerstner     

Studies on the relationship between air temperature and the differentiation of young spikes of winter wheat in Beijing district

In these studies the optimum temperature indices for spikelet differentiation were found. The critical period determining the number of spikelets on a spike lies between the single ridge stage and the stage of glume differentiation. During this period a daily temperature below 7.5°C is favourable for differentiation of further spikelets. The processes of differentiation of wheat spikes need certain accumulated temperatures for a mean daily temperature above 0°C. The relationship between the rate of spikelet differentiation and temperature during the differentiation period, and the of these periods are discussed. According to the effect of climate in early spring on the number of differentiated spikelets of winter wheat, three climatic types in early spring are suggested.     

Membrane Potential Fluctuations Determine the Precision of Spike Timing and Synchronous Activity: A Model Study

It is much debated on what time scale information is encoded by neuronal spike activity. With a phenomenological model that transforms time-dependent membrane potential fluctuations into spike trains, we investigate constraints for the timing of spikes and for synchronous activity of neurons with common input. The model of spike generation has a variable threshold that depends on the time elapsed since the previous action potential and on the preceding membrane potential changes. To ensure that the model operates in a biologically meaningful range, the model was adjusted to fit the responses of a fly visual interneuron to motion stimuli. The dependence of spike timing on the membrane potential dynamics was analyzed. Fast membrane potential fluctuations are needed to trigger spikes with a high temporal precision. Slow fluctuations lead to spike activity with a rate about proportional to the membrane potential. Thus, for a given level of stochastic input, the frequency range of membrane potential fluctuations induced by a stimulus determines whether a neuron can use a rate code or a temporal code. The relationship between the steepness of membrane potential fluctuations and the timing of spikes has also implications for synchronous activity in neurons with common input. Fast membrane potential changes must be shared by the neurons to produce synchronous activity.     

高频电刺激改变神经元锋电位的波形

为了正确检测和研究高频电刺激(high frequencystimulation,HFS)期间神经元的动作电位发放活动,进而深入揭示深部脑刺激治疗神经系统疾病的机制,本课题研究HFS期间锋电位波形的变化.在麻醉大鼠海马CA1区的输入神经通路Schaffer侧支上,施加1~2 min时长的100或者200 Hz顺向高频刺激(orthodromic-HFS,O-HFS),利用微电极阵列采集刺激下游神经元的多通道锋电位信号,并获得由O-HFS经过单突触传导激活的中间神经元的单元锋电位波形及其特征参数.结果表明,O-HFS使得锋电位的幅值明显减小而半高宽明显增加,以基线记录为基准计算百分比值,O-HFS期间锋电位的降支幅值和升支幅值分别可减小20%和40%左右,半高宽则增加10%以上.并且,在大量神经元同时产生动作电位期间,或者在比200 Hz具有更大兴奋作用的100 Hz刺激期间,锋电位波形的改变更多,幅值的减小可达50%,宽度的增加可达20%.可以推测,高频电刺激对于神经元的兴奋作用可能升高细胞膜电位,从而改变细胞膜离子通道的活动特性,导致动作电位波形的改变.这些结果支持深部脑刺激具有兴奋性调节作用的假说,对于正确分析高频电刺激期间神经元锋电位活动具有指导意义,也为进一步研究深部脑刺激(DBS)治疗脑神经系统疾病的机制提供了重要线索.     

SARS冠状病毒S蛋白在昆虫细胞中的表达和纯化

导致严重急性呼吸综合征(sevcre acute rcspiratory syndrome,SARS)的元凶是一种新型的冠状病毒(SARS coronavirus,SARS-CoV)。SARS-CoV感染入侵宿主细胞关键的一环是病毒自身的棘突蛋白(spike protein,S-protein)与细胞受体的相互作用,故而S蛋白己成为SARS研究的主要热点。     

Description of electrophysiological data using a microcomputer*

ABSTRACT. Customization of an inexpensive microcomputer and peripherals to produce hard copy outputs of electrophysiological data is described. The system uses any of the Apple II series computers and a common A/D+D/A card together with a digital plotter. For the 1–2 s recordings normally used in studies of insect chemoreception, this computer configuration can replace more laborious permanent hard copy production techniques. Additional analytical programs can easily use the three data files produced by the current sytem.     

猫小脑第Ⅶ小叶皮层—核团投射的电生理学研究

在三碘季铵酚制动的去大脑猫上,记录了小脑后叶的第Ⅶ小叶皮层浦肯野细胞(PC)对分别刺激顶核、间位核和齿状核的逆行场电位和逆行单位反应,以确定小脑皮层PC对这三个核团投射的空间分布。在鉴定了PC对其靶核团的投射后,用特制的模拟自然屈腕运动的刺激装置来推动猫同侧前肢的掌背,造成腕关节一次轻微的屈曲,观察该PG对这一刺激的单位反应。实验资料用电子计算机处理,作出平均诱发电位和刺激后时间直方图。 本文以电生理学方法揭示,猫小脑后叶第Ⅶ小叶皮层-核团投射存在较明确的纵区分布模式,纵区之间的分界线走向有一定的弯曲,与前叶略有不同。小脑后叶皮层从中线到两侧2.8mm为顶核区(FZ);其外侧为间位核区(IZ),最大宽度约为3.5mm;齿状核区(DZ)约始于5.0mm处。这三个不同纵区的PC对外周自然屈腕刺激都有反应,但反应细胞的百分数不同,FZ有59％的PC对外周刺激有反应,IZ为84％,DZ为20％。这些结果表明后叶第Ⅶ小叶具有类似于前叶的功能分布,IZ的PC对外周刺激有更大的调制作用,提示该皮层-核团投射的纵区结构有其特定的功能意义。     

刺激中缝背核压抑大鼠小脑浦肯野细胞对苔状和爬行纤维传入的反应

本文在麻醉并制动的大鼠上观察了中缝背核(DR)条件刺激对由苔状和爬行纤维传入引起的小脑浦肯野细胞(PC)诱发反应的影响。主要结果有:(1)刺激大脑皮层感觉运动区可以引起苔状和爬行纤维向对侧小脑皮层第Ⅵ和Ⅶ小叶的传入,因而在该小叶上记录到 PC 的诱发简单锋电位(SS)和复杂锋电位(CS)反应,潜伏期分别是8—25和12—30ms。(2)以不影响PC 自发 SS 和 CS 活动的阈下强度刺激 DR,可显著地压抑 PC 对于刺激感觉运动皮层引起的苔状和爬行纤维兴奋所产生的诱发 SS 和 CS 反应,这种压抑作用可持续数百毫秒。(3)DR条件刺激对 PC 的诱发 SS 和 CS 反应的压抑作用可以被静脉注射5-HT 受体阻断剂羟甲丙基甲基麦角酰胺所减弱或阻断。上述结果表明 DR 的5-HT 能纤维传入可以降低苔状和爬行纤维对 PC 的突触作用效力,抑或降低 PC 对突触传入的反应敏感性,提示中缝-小脑5-HT,能纤维传入系统参与了小脑某些重要的神经活动过程。     

Development of membrane excitability in mammalian oocytes and early embryos

Developmental aspects of the capability to generate an action potential have been studied in mouse oocytes and early embryos, taking the peak level and the rate of rise of the action potential as parameters of cell excitability. We report here that experimentally induced membrane excitability in mouse oocytes appears throughout oogenetic growth, further develops throughout meiotic maturation, does not undergo main changes at fertilization, and slightly decreases throughout early cleavage, at least up to the four-cell stage of embryonic development. Calcium is involved in the rising phase of action potential throughout oogenesis, maturation, and early embryonic development.