应用同工酶技术鉴定二倍体多年生大刍草在玉米族中的亲缘关系

同工酶是遗传位点基因的产物,同工酶的模式变化提供了基因表达和代谢变化两个方面的资料。所以,同工酶作为遗传标记,为鉴定物种的起源和不同地理分布以及种、属关系提供了一个可靠的依据。1979年Iltis等发现二倍体多年生大刍草以后,对二倍体多年生大刍草是否为玉米族中一个独立的新种有争论Iltis等主张将新发现的二倍体多年生大刍草列为玉米族中     

玉米自交系×大刍草远缘杂交后代性状变异研究初探

采用人工剥苞多次授粉方法,将近缘一年生二倍体类玉米（大刍草）与普通玉米自交系杂交,对F1、F2以及回交后代B1的抽雄期、吐丝期、散粉期、株高、穗位高、分蘖进行调查研究,分析远缘杂交后代农艺性孳的遗传变化。结果表明,远缘杂交后代株高、穗化高分离变异较大,而抽雄期、吐丝期、散粉期分离变异较小,不同世代植株分蘖变化较大,F1代有57．5％植株、F2代有23％植株、BC1F1代有0．8％植株有分蘖;雌穗光周期敏感性大于雄穗。     

玉米野生种基因组研究进展及应用

气候变化为粮食生产、生态系统的稳定性带来了重要的挑战。在极端气候变化下,发展适应性物种是作物遗传育种的重要目标之一。作为重要的作物之一,玉米在经历强烈的驯化瓶颈之后,已经丢失了大量的遗传多样性,特别是一些与生物和非生物胁迫相关的位点。在野生种和农家种中寻找玉米驯化过程中丢失的遗传多样性,并将其应用于现代遗传育种中,将为适应性新品种的创制提供新的契机。本文在对大刍草（玉米野生近亲）的发现及分类研究进行介绍之后,进一步总结了大刍草和玉米的性状与基因组差异,并综述了目前基于遗传学、群体遗传学、分子生物学等对大刍草和玉米之间差异遗传机理剖析的进展,多角度表明了大刍草在玉米遗传学研究中的重要性。最后,对未来气候变化下大刍草在玉米育种中的重要性提出了展望。     

二倍体多年生大刍草及其与玉米的杂种F_1同工酶和可溶性蛋白质电泳研究

两年来用聚丙烯酰胺凝胶电泳方法对二倍体多年生大刍草与玉米配制的16个杂交组合的杂种F_1叶片过氧化物酶同工酶分析结果表明:杂种F_1酶谱的主要特点:第一,所有杂种都像亲本二倍体多年生大刍草一样具有Rf=0.52的酶带。第二,杂种酶谱主要表现为互补两个亲本酶谱的模式。在杂种F_1的可溶性蛋白质扫描曲线图中有一像亲本二倍体多年生大刍草一样的Rf=0.28的蛋白质分子峰甚显著。     

不同载畜率下短花针茅分蘖数量对内源激素浓度的响应

放牧是荒漠草原最主要的利用方式之一,载畜率的变化严重影响着植物的生长发育;而内源植物激素是调节植物生长发育的开关,且植物在不同的生长发育阶段具有不同的生理要求和环境适应能力。通过测定放牧条件下短花针茅(Stipa breviflora)分蘖叶内源激素的变化,研究短花针茅分蘖生长对放牧的响应,并分析了分蘖数量受内源激素影响的机制。结果表明,(1)内源激素与载畜率之间存在显著二次相关关系,说明放牧能够显著增加内源激素的浓度(P0.05),但这种相关只存在于中、小株丛的短花针茅中。(2)其次,放牧能够在一定程度上影响短花针茅植株个体分蘖的数量(P0.05),重度放牧是增加短花针茅植株个体分蘖数量最显著的载畜率。(3)过高浓度的生长素(IAA)会抑制短花针茅的分蘖数量(P0.01)。而细胞分裂素(CTK)与短花针茅的分蘖数量之间尚未发现相关关系。     

“雄茭”、灰茭形成规律的初步研究

茭白栽培过程中,常会出现“雄茭”和灰茭分蘖。根据对茭白的形态学观察,认识到:“雄茭”分蘖的产生是分蘖期母茎中茭白黑粉菌菌丝未能入侵新生分蘖腋芽而导致的结果;灰茭分蘖是因其菌丝的潜育期比正常茭短,故在苗端的膨大部分较早地产生了不同程度的黑粉孢子堆。     

松嫩平原人工草地野大麦无性系构件的生物量结构及生产规律

野大麦属短根茎丛生型禾草,是典型的无性系植物．在松嫩平原生长季末期。野大麦无性系分株由抽茎的分蘖株和莲座状分蘖苗组成．按照分蘖节营养繁殖世代的龄级划分方法,建植2年人工草地野大麦无性系的分蘖株由3个龄级组成,分蘖苗由4个龄级组成,其生物量均呈增长型的龄级结构．在野大麦无性系的物质生产中,无论是分蘖株,还是分蘖苗,均以1龄级的单蘖生产力最高,并随着龄级的增高呈不同程度的下降．丛径是衡量野大麦无性系空间大小的重要数量指标．分株数量是衡量野大麦无性系生长的重要数量指标．经统计分析,野大麦无性系的分蘖株生物量、分蘖苗生物量、根茎生物量、总生物量分别与丛径和总分株数量之间均有极密切的正相关关系,其相关程度最佳的均为幂函数,其相关性均达到极显著水平(P<0．01)．这些相同的函数变化表明,随无性系的空间扩展和数量增长,各构件具有相同的物质生产与积累规律．     

大刍草稀有等位基因促进玉米密植高产

密植是提高作物单位面积产量、促进粮食增产的重要途径之一。叶夹角是影响玉米(Zea mays)密植的关键因子。中国农业大学田丰课题组最近克隆了2个调控玉米叶夹角的数量性状位点(QTL)——UPA1和UPA2, 揭示了这2个位点的功能基因(brd1和ZmRAVL1)通过油菜素内酯(BR)信号通路调控叶夹角。UPA2位于ZmRAVL1上游9.5 kb, 可与DRL1蛋白结合。另一个影响玉米叶夹角的蛋白LG1可以激活ZmRAVL1的表达; DRL1蛋白与LG1蛋白直接互作抑制LG1对ZmRAVL1的激活表达。玉米祖先种大刍草(teosinte)的UPA2位点序列与DRL1蛋白结合能力更强, 导致大刍草ZmRAVL1的表达受到更强的抑制, 下调表达的ZmRAVL1进一步使下游基因brd1的表达下调, 进而降低叶环区的内源BR水平, 导致叶夹角变小。将大刍草的UPA2等位基因导入到玉米中或对玉米中ZmRAVL1进行基因编辑, 在密植条件下均可显著提高玉米产量。上述发现为高产玉米品种的分子育种改良提供了重要理论基础和基因资源。     

大刍草稀有等位基因促进玉米密植高产

密植是提高作物单位面积产量、促进粮食增产的重要途径之一。叶夹角是影响玉米(Zea mays)密植的关键因子。中国农业大学田丰课题组最近克隆了2个调控玉米叶夹角的数量性状位点(QTL)——UPA1和UPA2, 揭示了这2个位点的功能基因(brd1和ZmRAVL1)通过油菜素内酯(BR)信号通路调控叶夹角。UPA2位于ZmRAVL1上游9.5 kb, 可与DRL1蛋白结合。另一个影响玉米叶夹角的蛋白LG1可以激活ZmRAVL1的表达; DRL1蛋白与LG1蛋白直接互作抑制LG1对ZmRAVL1的激活表达。玉米祖先种大刍草(teosinte)的UPA2位点序列与DRL1蛋白结合能力更强, 导致大刍草ZmRAVL1的表达受到更强的抑制, 下调表达的ZmRAVL1进一步使下游基因brd1的表达下调, 进而降低叶环区的内源BR水平, 导致叶夹角变小。将大刍草的UPA2等位基因导入到玉米中或对玉米中ZmRAVL1进行基因编辑, 在密植条件下均可显著提高玉米产量。上述发现为高产玉米品种的分子育种改良提供了重要理论基础和基因资源。     

小麦‘兰考矮早八’茎蘖分蘖节的内源激素差异及其密度调控效应

选用分蘖成穗率低的大穗型品种‘兰考矮早八’,研究主茎和两分蘖间分蘖节部位的激素差异与分蘖成穗的关系及其密度调控效应。结果表明,在分蘖两极分化过程中,不同茎蘖间分蘖节中IAA和zR含量及其IAA／ABA和z刚ABA比值为主茎〉分蘖Ⅰ〉分蘖Ⅱ,而ABA含量为分蘖Ⅱ〉分蘖Ⅰ〉主茎。ZR含量、ABA含量及其IAA／ABA和zR／ABA比值与分蘖成穗关系密切,较高的zR含量、IAA／ABA和zR／ABA比值以及较低削BA含量有利于分蘖成穗,反之则将导致分蘖衰亡。随种植密度增加和蘖位升高,激素含量及其平衡在分蘖与主茎间差距加大,分蘖弱势程度更突出,进而导致分蘖衰亡,且分蘖衰亡时间提前。     

种植密度对两种穗型小麦品种分蘖期茎蘖生理特性的影响

选用分蘖成穗率不同的2种穗型冬小麦品种,通过3个密度水平大田试验研究了分蘖期主茎和不同蘖位分蘖间的干物质积累与光合特性的差异,以探讨2种穗型品种分蘖成穗的生理机制.结果显示:(1)在冬小麦分蘖期间,分蘖成穗率低的大穗型品种'兰考矮早八'高位分蘖干物质积累速率较慢,分蘖与主茎的差距较大;而分蘖成穗率高的多穗型品种'豫麦49-198'分蘖与主茎的干物质积累速率差距较小.(2)2品种分蘖与主茎干物重比值(蘖/茎)均随着种植密度增加而降低,成穗分蘖的蘖/茎值拔节期均大于0.5,而同期未成穗分蘖均低于0.5.(3)在分蘖期间,'兰考矮早八'分蘖的净光合速率随生育进程增长比主茎缓慢,且随密度增加分蘖与主茎的差距进一步加大;'豫麦49-198'分蘖与主茎的光合速率差异较小,且种植密度对其影响也较小.(4)拔节中前期种植密度对2品种的荧光参数影响较小,拔节后期2品种分蘖的初始荧光(F0)均显著大于主茎,而PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)却显著低于主茎;随种植密度增加,2品种主茎与分蘖的F0和Fv/Fm差异增大,且这种趋势随蘖位上升表现得更加明显.研究表明,大穗型品种'兰考矮早八'拔节期主茎与分蘖间干物质积累和光合性能的差异过大是其分蘖成穗率低的主要原因.     

不同穗型小麦品种分蘖发育的代谢基础研究

比较研究了大穗型和多穗型小麦品种的分薛发育特征及其代谢基础。结果表明,与多穗型品种相比,单株分蘖较少的大穗型品种分蘖期具有较低的IAA氧化酶（IAAO）活性、较高的IAA含量和较强的碳代谢活性。在分蘖的两极分化期,大穗型品种在碳、氮代谢和同化物分配方面存在较强的主茎优势,因此,其分蘖较难继续发育成穗。     

新选育饲草玉米品系饲用营养价值初步研究

对利用一年生大刍草和四倍体多年生大刍草分别与玉米杂交选育出的一年生饲草玉米(SC1)和多年生饲草玉米(SC3)生物产量和饲用营养成分进行分析,结果表明:SC1和SC3鲜草年产量分别达115 620kg/hm2、174 045kg/hm2,是普通玉米的4～6倍;SC3的粗蛋白质(CP)和无氮浸出物(NFE)含量最高,分别为17.57%、48.73%,粗纤维(CF)含量最低,为21.65%,其粗脂肪(EE)和灰分(CA)含量分别为4.30%和7.75%;SC1的营养成分含量分别为:(CP)14.73%、(CF)26.09%、(NFE)45.29%、(EE)4.78%和(CA)9.11%;化学营养类型分析表明SC1与SC3分别属NC型和N型,都是高产高饲用价值的新型饲草.     

群体感应及其在动物病原菌致病中的作用

摘要: 群体感应是指微生物群体某些基因的表达受到与群体密度相关的信号分子调控的现象。微生物以酰基高丝氨酸内酯化合物,某些短肽分子,呋喃酮类化合物,以及一些小分子物质为信号分子,介导不同的群体感应系统。各群体感应系统之间以平行协同或层次串连的方式组织起来调控微生物各种基因。众多病原菌致病基因的表达与群体感应密切相关,主要表现在：群体感应帮助微生物对宿主的侵袭和定殖;调控毒力因子的产生和作用于宿主;以及介导病原菌对宿主的免疫能力和药物抗性。进行群体感应对微生物致病过程调控的研究,将有利于从群体感应入手进行病原菌防控新策略的探索。     

早季稻是怎样演变来的?

我国劳动人民培育了众多的水稻品种。为着了解和掌握稻种演变的有关规律,我们从1963—1967年,用典型的晚季稻品种“短种”,在其种子植株及其分蘖个体发育的第二阶段,适当用短日(9小时/日)光照处理若干天,但不满足其遗传性的要求,然后将其从暗室移至早造自然长日照(14—15小时/日)综合条件下,让其结实。其后四年连续将这些种子后代在早造条件下加以培育,并每年选择其抽穗成熟提早植株,经过连续四年的选育,终于获得了具有适应早造季节条件的早季稻品种。揭露了早季稻起源的规律性。     

一份新型水稻极度分蘖突变体的遗传分析及分子标记定位

在三系杂交水稻保持系绵香1B（M1B）和一个雄性不育材料GMS-1的杂交后代中发现一株极度分蘖突变体（命名为ext．M1B）,其分蘖数为121。对ext-M1B与5个正常分蘖水稻品种杂交F1和F2代的遗传分析表明,ext-M1B的极度分蘖特性受一对隐性核基因控制。以2480B／ext-M1B的F2代作定位群体,用分子标记将ext-M1B的突变基因定位于水稻第6染色体短臂,该基因与微卫星标记RM197、RM584和RM225的遗传距离分别为3．8cM、5．1cM和5．2cM,认为ext-M1B突变基因是一个新的水稻极度分蘖基因,暂命名为ext-M1B（t）。     

水稻应用赤霉素的试验研究 Ⅱ.水稻营养生长期应用赤霉素的效果

水稻营养生长期喷施赤霉素可提早成熟,但增产效果不稳定。为获得早熟增产的效果,须喷施适时、浓度适宜、增加基本苗。水稻营养生长期喷施赤霉素有抑制分蘖出生,促进主茎和早出生分蘖生长的效应。正确运用这一效应,可以控制最高苗数和过剩分蘖,提高稻株的生理活性,增进优势蘖成穗,促进主茎和早出生分蘖的发育,获得穗大粒多、早熟增产的效果。     

不同放牧率对大针茅种群结构的影响

 采用连续放牧的方式研究了不同放牧率对大针茅(Stipa grandis)种群结构的影响。研究结果表明：在一定放牧率范围内,单丛分蘖密度随着放牧率的增加而增加,超过这个范围,单丛分蘖密度下降;单位面积生殖枝数、结实数和种子重随放牧率的增加而下降,种子千粒重在轻度和中度放牧率下最大;不同年龄株丛的分蘖密度存在很大差异,老龄株丛的分蘖密度最大,其次是成年株丛,幼龄株丛最小;轻度和中度放牧率能够刺激成年和老龄株丛分蘖,增加其单丛分蘖密度;老龄株丛在种群的有性生殖中占有重要地位,其生殖枝数目高于成年株丛。     

光周期和有效积温对水稻分蘖角度动态变化的影响

通过田间播期试验、植物培养箱人工光周期和温度试验研究了水稻DI508分蘖角度动态变化特性与光周期和温度的关系.结果表明：不同播期(4月4日、5月5日、6月4日)条件下,大田DI508分蘖角度从半散生到渐趋直立的变化均发生在自然光周期变短(6月21日,夏至)后的10～15 d;在光周期条件下,DI508的分蘖角度同样具有动态变化特性,10 h光照处理可使分蘖角度提前从半散生向直立转变,14 h光照处理则延缓转变.温度处理对水稻分蘖角度的变化特性没有显著影响.     

冬小麦（Triticum aestivum）分蘖冗余生态学意义以及减少冗余对水分利用效率的影响

通过盆栽试验,以旱作冬小麦（Triticum aestivum）为材料,分别在拔节和抽穗期对分蘖进行人工干扰,来模拟不可预测的自然干扰,对冬小麦分蘖冗余的生态学意义以及减少这些冗余对水分利用效率影响进行研究。设置3个处理：从拔节期开始剪去所有小的分蘖,仅保留主茎和一个大的分蘖（A）;在拔节期剪去主茎和两个大的分蘖,保留所有小的分蘖（B）;在孕穗期剪去主茎和有效分蘖,保留无效分蘖（C）。没有被干扰的植物作为对照（CK）。通过花期测定叶片的叶绿素含量、叶绿素荧光参数、气孔导度和蒸腾速率等生理指标来评价植物的生理与生化活性。结果显示,在拔节期和抽穗期去除主茎和大蘖后,无效分蘖的生理活性被激活,开始执行有效分蘖的功能。到花期时,这些无效分蘖已经在生理活性上满足了补充和替代有效茎的要求。虽然株高和穗的整齐度、穗数和产量显著下降,但并没有防碍小麦的繁衍子代,因此,正是这些由早期“无效分蘖”补充而来的有效茎,避免了小麦绝种的风险。 而在拔节期去除无效分蘖后,对小麦产量没有显著影响,但提高了水分利用效率,和对照相比水分利用效率提高了10%。因此,可以认为小麦在分蘖上存在着对水分利用不利的生长冗余,减少这些冗余有望节约用水、提高作物的水分利用效率。