水稻对低剂量UV-B辐射胁迫的分子应答研究

采用mRNA差异显示技术,分析了水稻幼苗受低剂量UV-B辐射的mRNA表达丰度差异,获得了18个差异片段,其中15个差异片段在表达水平上有差别,1条为被抑制表达,而UV—B诱导特异表达的为2条．将这2条片段进一步回收、重扩增发现确为特异带型．对其中的一个差异片段RUVB2进行序列测定和国际互联网查询结果表明,该序列位于Oryza sativa第10染色体的OSJNBb0091N21BAC上(登录号：AC091122),且该cDNA片段与水稻的3个EST序列有95％以上的同源性,而与其它序列同源性较低．     

水稻化感作用及其生理生化特性的研究

选用具有强化感作用的6个水稻品种为供体,大田稗草为受体,研究了水稻化感作用及生理生化特性,结果表明,提高水稻叶片浸提液浓度,可以相应增强对稗草生长的抑制效果,这种抑制效果与杂草的种植密度呈负相关;化感水稻叶片浸提液能显著抑制物质稗草体内超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT）的活性,从而影响其生长;苯丙氨酸氨解酶（PAL）的活性大小与酚类物质的含量吴正相关;多种酚类物质的化感作用之间可能是增效的,也可能是拮抗的。     

应用差异蛋白质组学方法分析作物化感作用的分子机理

试验旨在分析运用分子标记技术(QTL)和差异蛋白组学技术研究作物化感作用分子机理的差异性。首先运用差异蛋白组学技术探讨在生物胁迫(稗草)下水稻化感作用潜力变化的内在分子机理。分别用稗草和水稻的根系分泌物培养切自一株5叶龄化感水稻P I312777植株并经恢复的2个分蘖。7d后,提取处理和对照相同叶位叶片的全蛋白质并进行双向电泳,每张电泳胶片上获得800多个电泳胶点,其中差异表达的蛋白质点有4个。采用M ALD I-TOF-M S对各差异蛋白质点进行肽质量指纹图谱分析,经过SW ISS-PROT数据库查询,结果表明化感水稻P I312777在稗草胁迫下的特异蛋白分别与苯丙氨酸氨解酶(PAL)、硫还原型蛋白(T rx-m)、3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A还原酶(HM GR)和过氧化物酶(POD)相匹配。根据编码以上4个差异蛋白质的DNA序列,发现编码以上4个差异蛋白的基因分别位于水稻染色体4、7、8和12上的特定克隆位点,这就是与化感作用相关基因。前人也运用QTL方法开展作物化感作用的分子机理研究,但由于所采用的供体材料、受体植物及对表型性状的评价方法等的不同,定位结果存在较大的差异。综合比较两种方法后认为,运用差异蛋白组学技术分析水稻化感作用的分子机理,比QTL技术更加直接和深入。因为比较胁迫处理和对照植物组织的2-DE图谱将能鉴定出由表达候选基因编码的胁迫蛋白质,氨基酸残基序列的测定将揭示那些功能与胁迫性状密切相关的蛋白质,这种编码的基因就是兼具功能与表达的候选基因。     

几种化感物质替代物间的互作效应分析

运用正交旋转回归试验设计分析5种常见的化感物质替代物水杨酸、对羟基苯甲酸、肉桂酸、香草酸和阿魏酸间对稗草根长的互作效应,以探明化感物质抑草作用机理.结果表明,水杨酸和对羟基苯甲酸、水杨酸和肉桂酸间增效或拮抗的互作效应与各因子在化合物中浓度水平密切相关.水杨酸在浓度<0.14mmol·L^-1时,对对羟基苯甲酸表现为增效作用;当浓度>0.14mmol·L^-1时,则表现为拮抗作用.而对羟基苯甲酸在浓度为0.425mmol·L^-1时,对水杨酸表现为拮抗作用.在所考察的浓度范围内,水杨酸对肉桂酸都具有拮抗作用,而肉桂酸在浓度为0.14mmol·L^-1时对水杨酸表现出拮抗作用.在所考察的浓度范围中,香草酸与肉桂酸的作用效果都是增效的.     

不同供氮条件下水稻的化感抑草作用与资源竞争分析

为探讨化感水稻在不同氮素水平下的生物干扰现象,提出了一种新的测试方法———化感竞争分离法(allelopathyandcompetitionseparation basedbioassay,ACS),成功地区分了在稻/稗共生系统中水稻化感作用与资源竞争及其在不同N条件下的反应特性.结果表明,水稻PI312777具有较强的生物干扰能力.在不同N水平下,其资源竞争能力较强且表现稳定,但化感作用潜力则随供N水平的下降而明显增强.水稻Lemont不具化感作用潜力,在供N水平正常或充足条件下,其资源竞争能力减弱,但在N胁迫下却明显增强.这是在环境资源贫乏时,稻/稗共生系统中生态位竞争加剧的结果.     

不同化感水稻品种根系分泌物中萜类化合物的差异分析

以强化感水稻品种PI312777和弱化感水稻品种Lemont为供试材料,运用“循环法”收集供试水稻经土壤和石英沙介质后的根系分泌物,并经乙醚萃取,所获萃取物经气相色谱 质谱联用仪（GC-MS）测试,检索谱图库确定化合物.结果表明,乙醚萃取物中检测到含氧萜类化合物,如柠檬烯氧化物、柠檬烯二氧化物、香芹酮氧化物、香芹醇、雪松醇等,不同品种间含氧萜类化合物种类相似,但在不同介质中的存留方式和数量存在差异.文中还就不同培养方式和品种间萜类化合物的差异作了进一步讨论.     

水稻化感生物测试方法的比较及应用

选用8个化感作用潜力各异的水稻品种(系)：PI312777、Lemont、Moroberekan、IAC25、IACA7、IAC120、Batatais、Iguape Cateto为供试材料,以田间伴生稗草为受体材料,比较分析了目前较为通用的3种生物测试方法：琼脂迟播共培法(RSA)、石英砂迟播共培法(RSS)和根系分泌物培养法(SRE)对水稻化感潜力的测试效果．结果表明,RSA法应用于测试水稻化感作用潜力的效果最好,RSS法和SRE法的测试结果虽较为一致,但两者都存在不足．据此,运用RSA法对57个水稻材料进行了化感抗草种质资源的初步筛选,从中获得5个强化感作用潜力的水稻材料：Iguape Cateto、PI312777、Azucena、Taichung Native 1和IAC25．     

籼型三系杂交水稻地上部干物质重的发育遗传研究

采用数量性状的加性--显性发育遗传模型分析了按NCⅡ交配设计的两套籼型三系杂交水稻地上部干物质重的发育遗传规律．结果表明,在不同发育阶段,地上部干物质重以显性效应为主,控制地上部干物质重的加性效应基因几乎不表达,而显性效应基因在两年中的表达呈连续性,且在生长中期活动强度最大,环境和基因型互作会影响地上部干物质重加性效应基因的表达,而对显性效应基因表达的影响不明显,随着发育进程的推进,地上部干物质重杂种优势趋于减弱。     

不同环境下籼型杂交稻穗干物质重的发育遗传分析

选用穗干物质重性状差异较大的 4个籼型不育系 (A)和相应的保持系 (B)以及 5个籼型恢复系(R) ,按不完全双列杂交设计 (4× 5 ) ,配成一套亲本和F12个世代的遗传群体 .采用包括基因型×环境互作的加性 显性发育遗传模型 ,分析了两年的籼型杂交稻不同发育时期穗干物质重的遗传表现 .结果表明 ,穗干物质重的发育全过程均受到遗传主效应和基因型与环境互作效应的控制 .在穗干物质重发育的前、中期 (15d前 )主要由显性效应控制 ,显性效应基因的表达量最大 ,环境因素的正向影响也较明显 ,可通过采取适当的栽培管理措施为稻穗发育创造良好的环境条件 ,促进杂种优势潜力的充分发挥 ;在发育的中后期 (15d后 )加性效应转为主要作用 ,加性效应基因的表达也呈最活跃状态 ,这一时期对穗重进行遗传选择会获得较好的遗传进度 .     

基因型与环境互作对食用稻米重金属积累特性遗传的影响

采用包括种子、细胞质、母体植株三套遗传体系的种子数量性状的遗传模型和统计方法,分析了食用稻米汞、砷、铬、镉和铅等5个重金属积累特性遗传的基因型与环境互作．结果表明,5个重金属积累除了受制于种子、细胞质和母体植株三套遗传效应外,还明显受到基因型与环境互作效应的影响．在遗传主效应中,汞、铬和铅积累以母体植株显性效应及其与环境互作效应为主．砷和镉积累则以种子直接加性与环境互作效应和母体植株显性与环境互作效应为主,细胞质效应及其与环境互作效应对这2个重金属积累的影响也较为明显．