蒸腾作用及根系特征对不同品种油菜吸收镉的影响

采用营养液培养试验研究了12个油菜品种地上部的镉含量、蒸腾速率和根系形态特征(根长、根表面积、根体积),并对不同品种油菜地上部镉含量与蒸腾速率和根系形态特征进行了相关分析。结果表明:不同品种油菜对镉的吸收累积有显著差异,油菜地上部镉含量以鲜质量计为1.8～4.4mg·kg-1,相差1.5倍,同时不同品种油菜的蒸腾速率与根系形态均存在显著性差异;蒸腾速率和根表面积、根体积均与不同油菜品种地上部镉浓度、吸镉总量呈显著正相关(P0.01),根长只与油菜吸镉总量呈显著正相关,表明高的蒸腾强度和发达的根系均能促进油菜地上部镉的累积量。     

沿海防护林四个树种根系分布对盐胁迫的响应

研究盐分胁迫下植物根系的分布及生长特性对沿海防护林树种的筛选具有重要意义。以8年生女贞(Ligustrum lucidum)、洋白蜡(Fraxinus pennsylvanica)、木麻黄(Casuarina equiestifolia)和墨西哥落羽杉(Taxodium mucronatum)等4个亚热带沿海防护林树种为对象,对其根系生长特性与土壤盐度关系、根系生物量分配格局、功能根的分布特征以及根系的比根长和根长密度进行了比较。结果表明:1)土壤盐分对植物根系垂直生长与分布具有强烈的制约作用,根系的水平伸展能力与树种根系垂直生长呈负相关;2)不同树种适应盐分胁迫能力不同,导致各自功能根的生物量分配格局差异;3)根径级越小,其吸收水分和营养物质的能力越强;根径级越大,固定和支持植株的能力越强;4)墨西哥落羽杉盐分阈值0.45%,根系垂直分布在0～95cm的土层中,具有良好的抗台风和耐盐土能力;木麻黄和洋白蜡2个树种的主根系长度分别为25cm和29cm,支撑根的比例分别为87.2%和56.3%,因此也具有一定的抗台风能力,可以栽植在盐度0.36%的沿海滩涂上;女贞盐分阈值0.21%,垂直根系为20cm,支撑根比例51.0%,不适合栽植于高盐分的台风分布地理区域。     

含不同Anti-Waxy基因拷贝数的稻米直链淀粉含量分析

将含单拷贝Anti-Waxy基因的纯合植株分别作为父本或母本进行正反交,获得两组含双拷贝Anti-Waxy基因的杂交后代,分析了未转基因对照、转基因亲本及两组杂交后代糙米直链淀粉含量以揭示不同Anti-Waxy基因拷贝数对降低稻米直链淀粉含量程度的影响.结果显示,2个单拷贝转基因水稻糙米直链淀粉平均含量分别为10.72%和11.13%,比对照分别降低17.98%和14.84%;两组正交和反交杂交后代糙米直链淀粉平均含量分别为8.96%和8.23%,其平均值为8.60%,比2个转基因杂交亲本糙米直链淀粉含量分别降低19.78%和22.73%,比对照降低了34.20%.结果表明,增加转基因水稻基因组中Anti-Waxy基因拷贝数在一定程度上能够进一步降低稻米直链淀粉含量,通过将独立转化获得同品种转基因植株之间杂交可以成为获得高表达转基因植物的途径.     

利福平对盐胁迫下水稻活性氧代谢的影响

用特效诱抗剂(HI)、药物利福平(RFP)及其组合处理盐胁迫条件下的水稻品种‘R6’,研究利福平对水稻‘R6’叶片活性氧代谢的影响。结果表明:(1)在盐胁迫下水稻‘R6’的各种保护酶活性显著增加,氧自由基产生速率也显著提高;(2)利福平单独处理可一定程度提高水稻‘R6’的耐盐性,但在HI预处理后可极显著地提高水稻‘R6’耐盐性;(3)HI-RFP-S、RFP-S处理通过提高保护酶SOD、POD、CAT的活性抑制水稻‘R6’植株内的氧自由基水平,以减少氧自由基对细胞膜的损伤而提高水稻的抗盐性。     

湖北省优质杂交稻品种贮藏蛋白的比较研究

研究选取水稻品种共20个,其中包括湖北省近两年审定的优质杂交水稻品种10个(‘鄂早17’、‘鄂早18’、‘两优1193’、‘武香880’、‘岳优26’、‘宜优99’、‘协优96’、‘鄂晚12’、‘鄂中5号’、‘两优277’)以及7个普通杂交水稻(‘G98-202’、‘578’、‘两优637’、‘宜优22’、‘3685’、‘3089’、‘加育948’)和国家审定的优质水稻品种3个(‘嘉育948’、‘两优932’、‘舟903’),采用不连续的SDS-PAGE电泳分析种子贮藏蛋白,结果在谷蛋白中主要分离出57 kD的蛋白前体、37～39 kD的酸性亚基和22～23 kD的碱性亚基。同时,选取品种‘3089’、‘嘉育948’、‘537’、‘舟903’和‘两优932’,利用高效液相色谱法分析了种子贮藏蛋白中的谷蛋白亚基的含量。结果表明,水稻谷蛋白亚基含量的多少可以作为评价品种营养品质优劣的参考依据之一。     

大气CO2浓度升高对植物根系的影响

植物长期生长在CO2浓度不断升高的环境中,其结构和功能都将受到影响,这种影响不仅表现在植物的地上部分,同时也表现在植物的地下部分(根系),尤其是细根的长度、直径、产量、周转以及根与枝的分配模式等方面。植物根系结构和功能的改变影响植物地上部分和生态系统物质循环中的碳动态及土壤中碳库的变化。目前有关大气CO2浓度升高对根系动态影响的研究报道主要包括大气CO2浓度升高对根系结构(直径、分枝、长度、数量等)和根系生理(周转率、产量、碳分配模式等)的影响2个方面。目前,该领域研究还存在一些不足,例如在CO2浓度升高条件下,对植物根系内部的调控机制,以及由其引起的物质循环和能量流动的动态变化的了解较少;至今没有令人信服的证据说明大气CO2浓度升高使根系周转升高还是降低。今后应加强研究在CO2浓度升高条件下根系的周转变化和光合产物分配模式变化,CO2浓度升高和外界环境因素的共同作用对根系的影响,以及采用不同研究方法和研究对象在不同立地条件下开展升高CO2浓度对根系影响的对比研究等。     

二氧化碳浓度增高对稻、麦品质影响研究进展

作物品质的形成是品种遗传特性和环境条件综合作用的结果.一般认为大气中CO₂浓度增高将对作物品质产生重要影响.本文分别从蛋白质与氮含量、微量元素以及其他品质性状等3个方面综述了国内外关于CO₂浓度增高对水稻、小麦品质影响的研究进展,强调了该领域研究的必要性和紧迫性,并提出了研究的重点内容及主要方向.主要包括：大气中CO₂浓度增高对水稻、小麦品质的直接影响及品种间的差异;大气中CO₂浓度增高及其与其它气候因子协同作用对水稻、小麦品质的综合影响及其指标量化;大气中CO₂浓度增高及气候变化对水稻、小麦品质形成过程的影响机理;适应CO₂浓度增高的水稻、小麦品质改良育种的方向与策略;适应CO₂浓度增高的水稻、小麦品质改良的综合生产技术体系和分子标记及转基因技术在水稻、小麦品质改良育种方面的应用.     

两个具多倍体减数分裂稳定性的多倍体水稻品系的选育

多倍体化是植物进化的主要途径之一, 主要的粮棉油作物大都是多倍体, 它们在倍性增加的同时, 带来产量成倍增长. 在自然进化启示下, “利用远缘杂交和多倍体双重优势选育超级稻”是一个新途径. 但结实率低是一个制约多倍体水稻育种发展的瓶颈问题. 根据蔡得田等人提出的育种战略, 把研究重点放在类Ph基因材料选育上. 通过几年的籼粳杂交和回交选择与检测, 选育出2个具有多倍体减数分裂稳定性(polyploid meiosis stability, PMeS)的多倍体水稻品系PMeS-1, PMeS-2. 其选育过程包括亲本选择、杂交或复合杂交、连续回交、染色体加倍、多倍体鉴定、结实性选择、自交稳定成品系等7个步骤. 多倍体减数分裂稳定性的特性则通过减数分裂行为观察和高结实性杂交测定来确定. PMeS-1和PMeS-2都为粳型品系. 它们具有3个显著特点: 一是自身结实率较高, 超过65%; 二是与许多籼稻、粳稻多倍体品种杂交产生结实率高(>70%)、优势强的杂交后代; 三是表现出减数分裂稳定性, 即花粉母细胞减数分裂前期主要以二价体和四价体配对, 极少出现高价体、单价体和三价体, 中期很少出现落后染色体, 后期和末期未见微核. 而对照品系Dure-4X花粉母细胞减数分裂表现异常, 前期较高频率出现高价体、单价体和三价 体, 中期高频率出现落后染色体, 后期和末期有微核出现. 本研究建立了一种多倍体水稻选育的基本体系, PMeS品系选育方法与一般二倍体品系比较有三点不同, 即染色体加倍、多倍体检测 和高结实性检验. 利用PMeS品系基本上解决了多倍体水稻结实率低这个长期困扰多倍体水稻育种的难题, 为广大育种学家利用这种基因材料选育多倍体水稻新品种提供了良好的条件.     

水稻NADP-苹果酸酶的原核表达、纯化和抗体制备

构建了水稻NADP-ME_2基因cDNA的原核表达载体pQE30,并诱导表达出有生物学功能的融合蛋白。用Ni-NTA琼脂糖亲和层析纯化出NADP-ME_2融合蛋白,并测定了融合蛋白酶学特性(V_(max)、K_m、K_(cat)、底物特异性)。用纯化的NADP- ME_2融合蛋白免疫家兔,制备出抗水稻NADP-ME特异性抗体。全蛋白双向电泳后Western印迹表明水稻中至少有4个NADP-ME家族蛋白质成员。     

家蝇介导的水稻基因逃逸风险评估(英文)

【目的】对转基因作物进行生态风险评估是大面积种植前的一个必要步骤,水稻Oryza sativa访花昆虫有上百种,包括家蝇Musca domestica。本研究旨在明确访花昆虫家蝇介导转基因水稻外源基因逃逸的风险。【方法】2010年,我们使用转基因水稻B1, B6和G8-7作为父本(花粉供体),用同源非转基因水稻Jiazao 935和Wuyunjing 7作为母本（花粉受体）,并用家蝇作为授粉昆虫,在浙江大学华家池和长兴试验基地开展了田间种植试验,对收割的后代水稻种子进行室内种植培养,对种苗用潮霉素B和草甘膦处理进行转基因杂交种检测,对存活植株进行潮霉素和草甘膦抗性基因PCR检测,测试家蝇介导的转基因水稻外源基因逃逸频率。【结果】对浙江两个测试基地3个转基因水稻品种共计超过216 500粒后代水稻种子进行的检测及结果表明,在毗邻区域杂交种少,家蝇授粉区和无家蝇授粉区转基因水稻外源基因向非转基因水稻逃逸频率均较低(0~0.64%)。【结论】家蝇介导的转基因水稻外源基因逃逸频率较低,家蝇没有增加转基因水稻外源基因逃逸的风险。