小麦提型不育系和杂交种种子生活力遗传改良初探

本试验共选用了4个提型不育系(A系)及其保持系(B系)、4个恢复系(R系)及其川7B/R4份F~1|代材料,用不同遗传背景的B、R系及川7B/R材料与A系杂交,种子成熟时收获干燥考种,度过休眠期后进行发芽试验。结果表明,父本对F~0|种子千粒重存在胚乳直感现象;川3A、川4A与其它B系杂交,其F~0|种子的千粒重、饱满度、发芽率和发芽势均有不同程度的提高;川4A×R和川6A×R的杂种种子千粒重多分别比川4A×川7B/R和川6A×川7B/R的高,但前种组合(A×R)的种子发芽和发芽率远不如后一种组合(A×川7B /R)的种子,且前种组合的穗发芽率也较高。作者认为,利用A系与农艺性状相近、但遗传背景各异的B系杂交,或在R系中输入抗提型细胞质负影响的高种子生活力基因, 是提高A系和杂交种种子生活力的值得注意的途径。 Abstract:The objective of this paper is trying to grope for ways of improving sced viability of A-line and hybrid in wheat with T.timopheevi cytoplasm.Four A lines and their B lines,4 restorers (R line) and 4 crosses of Chuan 7B/R were used.The combinations of A×B,A×R and A×Chuan 7B/R were madc,and 1 000-grain weight (GW),rate of pre-harvest sprouting(RPHS),germinating energy(GE) and germination percentage (GP) of their F0 seeds were investigated.The results showed that the GW,full weight,GE and GP of the seeds of Chuan 3A and 4A×other B lines were higher than those of Chuan 3A×3B and chuan 4A×4B;although the GW of Chuan 4A and 6A×R were heavier than those of Chuan 4A and 6A×Chuan 7B/R,the GE and GP of the latter crosses increased largely and their RPHScs were less.Therefore,it was considered as effective ways for improvement on seed viability,that A lines cross with other B lines having different genetic background but similar agronomic characters and that the gene(s) concerning high seed viability were transferred into restorers.     

‘培矮64S’与其eui突变体‘长选3S’穗颈节间蛋白质组差异分析

为从蛋白质表达水平了解长穗颈温敏核不育水稻穗颈节间伸长机理,该研究以长穗颈(EUI)温敏核不育水稻‘长选3S’为材料,温敏核不育水稻‘培矮64S’为对照,采用固相pH梯度双向凝胶电泳和质谱分析方法,对2个水稻材料抽穗前2 d的穗颈节间蛋白质进行分离,并进行差异蛋白质组学的比较研究。结果表明:(1)获得了分辨率和重复性较好的双向凝胶电泳图谱。(2)对40个差异蛋白质点进行MALDI-TOF-TOF-MS肽质谱指纹图谱分析,成功鉴定其中27个差异蛋白质点;与‘培矮64S’相比,‘长选3S’中有17个上调表达和10个下调表达的蛋白质。(3)差异蛋白质按照其功能可分为6类,其中主要是与细胞代谢相关蛋白,其次是与细胞壁重建相关蛋白;并且这些差异蛋白质可能与‘长选3S’抽穗期穗颈节间剧烈伸长生长有关,尤其是细胞壁重建相关蛋白与细胞的伸长密切相关。(4)实时荧光定量PCR对随机挑选的蛋白点2、7、8、24、35和36所对应的基因在两个材料最上节间的表达结果显示,‘长选3S’的2(Os10g08550)、7(Os12g42876)、8(Os01g55830)基因的表达量较‘培矮64S’明显下调,而24(Os06g48760)、35(Os05g25850)、36(Os07g42300)基因的表达量较‘培矮64S’显著上调,表明q-PCR的结果与蛋白凝胶图分析结果一致。研究认为,水稻eui基因可能是通过调节抽穗期穗颈节间这些蛋白质的表达,从而促进穗颈节间细胞分裂,尤其是细胞的伸长生长。     

盐穗木过氧化氢酶基因的克隆与功能分析

利用同源基因克隆法,从新疆荒漠盐碱地多年生灌木盐穗木(Halostachys caspica)中克隆获得盐穗木过氧化氢酶基因(HcCAT1)。序列分析表明,HcCAT1基因开放阅读框为1 479 bp,编码492个氨基酸,推测编码蛋白质的分子量为56.7 kD,等电点为6.84。基因序列比对发现,HcCAT1与多种植物过氧化氢酶基因具有较高的同源性。半定量RT-PCR结果表明,HcCAT1基因受盐胁迫而上调表达。将构建的重组质粒pET32a-HcCAT1转化大肠杆菌BL21(DE3),以IPTG诱导重组蛋白His-HcCAT1的表达;SDS-PAGE和Western印迹检测显示,重组蛋白的分子量大小为77.7 kD,其大小与推测的大小一致;在低温诱导下以可溶性形式表达,且表现出一定的过氧化氢酶活性。盐胁迫实验结果显示,在添加400 mmol/L NaCl、400 mmol/L KCl以及300 mmol/L甘露醇的LB培养基中,重组质粒转化菌的生长情况和生长速率明显优于对照,表明HcCAT1可明显提高大肠杆菌的耐盐性。该研究结果将有助于从抗氧化角度认识盐生植物盐穗木的耐盐分子机理。     

盐胁迫对二穗短柄草幼苗生长及不同器官中盐离子稳态的影响

采用4种浓度的NaCl溶液(50、100、150、200 mmol/L)处理二穗短柄草和拟南芥(对照)幼苗,测定不同浓度盐胁迫下2种植物幼苗的生长指标和离子分布,以探讨二穗短柄草在盐胁迫下主要阳离子平衡机制.结果表明:(1)盐胁迫显著抑制二穗短柄草根叶的生物量积累.(2)根冠比数据显示,在盐胁迫条件下二穗短柄草能够更好地维系地下部分的生物量积累.(3)在4种浓度盐胁迫下,二穗短柄草叶中Na+含量低于根系,而且K+、Cl-含量和K+/Na+比值始终高于根系,说明在二穗短柄草中Na+从地下到地上的转运受到抑制,但对Cl-的转运缺乏有效的调控.(4)回归分析发现,盐胁迫下二穗短柄草和拟南芥根部Na+与K+含量变化呈正相关关系,而在叶部则不相关,说明二穗短柄草和拟南芥Na+与K+在根部具有相同的离子通道,而在叶部却具有各自独立的转运途径.     

小麦光温敏雄性不育系BNS育性转换与内源激素的关系研究

BNS是一种光温敏型小麦不育新类型,具有不育彻底、育性转换稳定等特性,对小麦杂种优势研究有重要价值。为研究内源激素在BNS育性调控中的作用,以秋播与春播BNS花粉发育的四分体期至三核期4个关键时期幼穗为实验材料,采用间接酶联免疫(ELISA)法分别测定了BNS不育和可育幼穗中生长素(IAA)、脱落酸(ABA)、赤霉素(GA3)和玉米素核苷(ZR)4种内源激素的含量变化。结果显示:(1)BNS在陕西关中地区正常秋播雄性不育、早春播雄性育性正常。(2)单核期和三核期是BNS温度敏感期,单核期均温高于15.35℃、三核期均温高于18.64℃时,BNS育性发生转换,雄性不育度随温度升高逐渐降低。(3)BNS在敏感期响应外界温度,4种内源激素的含量发生显著变化,调控育性表达;单核期不育幼穗中IAA、GA3和ZR含量比可育幼穗低21.9%、33.6%和30.2%,ABA含量反而增加23.4%;三核期不育幼穗ABA和ZR含量分别比可育幼穗高59.7%和31.4%,GA3则低44.0%。(4)与雄性可育幼穗相比,BNS雄性不育幼穗在单核期的IAA/GA3、ABA/GA3值偏高;二核期IAA/ABA值较低;三核期的IAA/GA3、ABA/GA3值较高,IAA/ABA值偏低。3个时期的IAA、ABA和GA3比例失调,阻碍了小孢子正常发育,导致BNS雄性败育。研究认为:BNS在花粉发育的单核期和三核期对外界温度变化敏感,通过内源激素代谢调控自身育性转换。     

火烧及微地貌对高原湿草甸优势种华扁穗草地上部灰分含量及热值的影响

为探讨火烧干扰以及微地貌差异对高原湿草甸植被的影响,以高原湿草甸优势种华扁穗草( Blysmus sinocompressus Tang et F. T. Wang)为研究对象,分别在经历火烧干扰和未烧的湿地中选择平地和地垄作为样地,研究了不同生长期以及不同年份华扁穗草地上部的灰分含量和热值(包括干质量热值和去灰分热值)变化。结果表明：在火烧平地、火烧地垄、未烧平地和未烧地垄4类样地中,不同生长期以及不同年份间华扁穗草地上部的灰分含量和热值均有一定差异。在火烧平地、火烧地垄和未烧平地3类样地中,与生长初期相比,生长旺盛期华扁穗草地上部的灰分含量均降低,其干质量热值和去灰分热值均升高;而在未烧地垄样地中,与生长初期相比,生长旺盛期华扁穗草地上部的灰分含量显著升高,其干质量热值和去灰分热值则均略降低。从样地类型看,在生长旺盛期,平地样地中华扁穗草地上部的灰分含量均低于地垄样地,其干质量热值和去灰分热值均高于地垄样地,其中,其灰分含量在火烧平地样地中最低、在未烧地垄样地中最高;其干质量热值和去灰分热值在火烧地垄样地中均最低、在未烧平地样地中均最高,但总体无显著差异。随时间推移,火烧样地特别是火烧平地样地中华扁穗草地上部的灰分含量增加,而其干质量热值和去灰分热值则有所降低但总体上与未烧样地间无显著差异。总体上看,在火烧样地中,华扁穗草地上部的干质量热值和去灰分热值低于未烧样地;而在平地样地中,其干质量热值和去灰分热值高于地垄样地。研究结果显示：火烧干扰和微地貌差异对华扁穗草地上部的灰分含量和热值均有一定的影响,据此,建议将植物地上部的灰分含量和热值作为高原湿草甸植被优势种响应环境扰动的参考指标。     

微波法和超声波法提取绿穗苋多糖响应面优化研究

绿穗苋是一种药食兼用作物,其中多糖成份具有很高的药食价值。本研究以绿穗苋地上部分为材料,以微波和超声波两种方法对绿穗苋多糖进行提取,并通过响应面分析法对提取进行优化,确定最佳工艺,通过水提醇沉的方法得到绿穗苋粗多糖。综合比较两种提取工艺,提取效果最佳工艺为微波提取法。其条件为:提取时间41.42 min,提取功率211.65 W,料液比1:33.338 (g/mL),实际得率为13.25%。该研究结果促进绿穗苋资源的有效利用,为绿穗苋多糖的提取工艺及产品的开发利用提供理论依据。     

44份玉米自交系对镰孢穗腐病的抗性鉴定北大核心CSCD

在2016年和2017年分别对44份不同来源的在自然发病条件下对穗腐病表现为抗病或感病的玉米自交系,分别人工接种拟轮枝镰孢和禾谷镰孢,对其抗性进行了鉴定。结果表明,塘四平头群的自交系发病最重,旅大红骨群的自交系发病最轻,瑞德群的自交系之间抗性差异较大。玉米自交系吉V203、承351和丹598对拟轮枝镰孢和禾谷镰孢均表现为高抗,而PHTD5和掖81162对两种致病菌均表现为高感。44份自交系在不同年份的抗性评级存在一定的差异,说明玉米穗腐病的发病受环境因素影响较大,也在一定程度上说明玉米穗腐病抗性遗传的复杂性。高抗和高感的玉米自交系在不同年份发病稳定,而中等抗性水平的自交系在不同年份的发病程度存在差异,受环境因素影响较大。本研究结果将为玉米穗腐病的抗性遗传改良提供一定的参考依据。     

水稻细菌性穗枯病的病原特性和抗性研究进展

水稻(Oryza sativa)细菌性穗枯病是世界性的重要病害之一, 严重威胁全球范围水稻的高产稳产。虽然该病目前仍被列为我国的检疫性病害, 但近几年的研究表明, 穗枯病随时有在内地蔓延的潜在危险, 因此除了加强检疫工作, 开展针对性的防控技术研发也十分必要。水稻细菌性穗枯病菌在侵染过程中涉及多种毒力因子, 同时, 水稻在与病原菌的长期互作过程中演化出了多种防卫机制, 抗性基因是主要的防卫机制之一。挖掘水稻基因组中抗细菌性穗枯病遗传位点并培育抗病品种是最安全且经济有效的防治途径。该文综述了水稻细菌性穗枯病的病原菌特性、发病特征、发病机制、病害循环和对水稻细菌性穗枯病的抗性研究现状, 以期为挖掘和分离水稻穗枯病抗性位点提供参考。     

硬粒小麦 长穗偃麦草2E和4E附加系及E染色体传递

为探讨长穗偃麦草E染色体在硬粒小麦背景中的传递特点,利用染色体特异分子标记、基因组原位杂交(GISH)、非变性荧光原位杂交(ND FISH)等方法,对小偃麦8801(AABBEE)与硬粒小麦(AABB)杂交后代中选育的株系Du_No.2和Du_No.4进行了分析。结果表明：(1)分子标记检测株系Du_No.2及Du_No.4分别能扩增出长穗偃麦草2E、4E染色体特异条带。(2)GISH和ND FISH分析显示,株系Du_No.2和Du_No.4分别附加了1条2E和4E染色体,表明株系Du_No.2 和Du_No.4分别为硬粒小麦 长穗偃麦草2E和4E单体附加系。(3)2个株系的减数分裂过程观察发现,后期Ⅰ、Ⅱ和末期Ⅱ都有E染色体分离异常现象,且株系Du_No.2和 Du_No.4的异常率分别为22.24%和36.18%。(4)2个株系分别与硬粒小麦进行正反杂交的后代PCR分析表明, 2E和4E染色体经雄配子的传递率分别为4.41%和2.17%,而通过雌配子的传递率都为零,表明2E和4E染色体在硬粒小麦背景中能通过雄配子传递,但不通过雌配子的传递。该研究为创建全套硬粒小麦 长穗偃麦草双体附加系及代换系提供基础。