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摘要:【目的】明确诱发产生巨胚突变的频率和巨胚基因的遗传规律。【方法】以11个籼稻品种为材料,通过60Co-γ射线辐射干种子,种植后收获自然成熟的M2代种子。将种子去壳后肉眼鉴别巨胚突变体(比原胚大至少1倍),计算水稻巨胚性状的突变频率;用通过辐射诱变获得的2个籼稻巨胚品系98-14geB和Mge86与其相应原亲本杂交配成一套F1、F2和BC1F1材料,调查种子胚的大小,研究巨胚性状的遗传。【结果】在M1代混收的M2种子中,水稻巨胚突变的出现频率平均为0.00125%,变幅为0.00029%~0.00285%。本研究以250Gy和350Gy2种剂量分别照射11个籼稻品系的干种子,在其中9个品系中获得巨胚突变体。【结论】本研究取材的2个籼稻巨胚突变体均为单隐性基因突变,且均与粳稻巨胚品种1137的巨胚基因等位,无非等位巨胚基因发现;胚的大小直接由种子基因型决定,而同为胚发育提供营养的母体基因型及细胞质均无关系。
摘要:【目的】构建Pina、Pinb融合基因表达载体,验证Pina和Pinb基因的功能,为利用转基因技术改良小麦籽粒质地提供理论依据和基础材料。【方法】以软质小麦京411作为Pina和Pinb基因的供体,将Pina、Pinb基因融合后,与基础质粒pG4AB上的Ω和poly(A)等增强基因表达的调控序列及pAHC25上的Ubiqutin启动子和bar基因表达盒相连接,构建Pina、Pinb融合基因植物高效表达载体。利用基因枪转化硬粒小麦幼胚,并对硬粒小麦幼胚再生体系进行探索。【结果】在构建完成Pina、Pinb融合基因植物高效表达载体pFUBPaPb的基础上,转化硬粒小麦幼胚16000多枚,经biolaphos筛选、PCR鉴定和斑点杂交鉴定,得到再生植株2390株,35株为阳性植株。共得到T1代籽粒356粒,对种子量较多的16个单株籽粒进行蛋白表达分析,有2株检测到基因表达产物,其籽粒SKCS硬度值比受体品种分别降低了10和12。培养基SD2适于硬粒小麦幼胚愈伤组织的诱导,MS+8mg·L^-1玉米素可获得较为理想的再生频率。【结论】Pina和Pinb的共同表达降低了硬粒小麦籽粒硬度,具有软化籽粒质地的功能。
摘要:【目的】系统分析不同小麦种的细胞质基因组遗传差异,用以发掘和利用新的小麦种质资源。【方法】采用24个叶绿体基因组微卫星分子标记,对普通小麦(TriticumaestivumL.)、斯卑尔脱小麦(Triticum speltaL.)、密穗小麦(Triticum compactum Host.)和中国特有小麦(新疆稻麦T.petropavlavskyi、西藏半野生小麦T.tibetanum和云南铁壳麦T.yunnanense)等不同类型六倍体小麦(AABBDD)叶绿体基因组的遗传多样性进行比较分析。【结果】与普通小麦相比,斯卑尔脱小麦和西藏半野生小麦等群体内的叶绿体遗传变异更丰富,可以作为普通小麦新的细胞质遗传变异来源;与粗山羊草相比,野生二粒小麦与六倍体小麦间存在更近的亲缘关系,这与前人关于二粒小麦是六倍体细胞质供体的研究结果相印证;研究还发现,新疆稻麦与普通小麦在叶绿体基因组上具有很近的亲缘关系,为新疆稻麦是由波兰小麦与普通小麦杂交再由普通小麦回交后产生的假说提供了分子水平上的证据。【结论】斯卑尔脱小麦和西藏半野生小麦等群体内的叶绿体遗传变异比普通小麦更丰富;野生二粒小麦与六倍体小麦以及新疆稻麦与普通小麦之间具有很近的亲缘关系,为不同小麦种的遗传差异提供依据。
摘要:【目的】构建小麦D基因组供体粗山羊草根和叶的全长cDNA文库,探讨利用生物信息学方法分析发掘组织特异性表达基因的可行性。【方法】本研究利用Cap-trapper方法构建全长cDNA文库,利用高通量测序技术获得大批高质量EST序列,在基于Linux系统的本地化生物信息学分析平台上对上述EST进行了电子注释分析。【结果】成功构建了粗山羊草根和叶的全长cDNA文库,测序获得根EST序列6973条和叶EST6616条。利用本地化数据分析平台对其进行功能注释。利用GO-Diff软件,发现了两个文库间表达基因的功能差异,找到组织间表达差异显著的基因和组织内特异性表达的基因。【结论】利用构建的全长cDNA测序获得大量EST序列,通过生物信息学方法挖掘差异表达或特异性表达基因的方法是可行的。
摘要:【目的】研究油菜素类固醇物质(BRs)在棉花纤维生长发育过程中的作用。【方法】通过棉花EST序列的筛选和整合,从陆地棉徐州142纤维中克隆了一个BRs合成酶基因GhDWF1。【结果】其cDNA序列全长1849bp,包含一个1692bp的开放阅读框,推导编码563个氨基酸,与水稻、玉米、豌豆、番茄和拟南芥的BRs合成酶DWARF1/DIMINUTO有较高的同源性,具有该类蛋白的典型结构。GhDWF1基因在开花当天的胚珠和纤维中表达最强,在根、幼茎和纤维发育的各个时期表达较高。与徐州142野生型相比,无绒无絮突变体胚珠中表达量较低。【结论】暗示GhDWF1基因的表达与棉花纤维的生长发育有密切关系。
摘要:【目的】探明水稻功能叶在高温胁迫下的生理反应及适应机理。【方法】在人工气候室对两个耐热性不同的水稻品系进行高温处理(8:00~17:00,37℃,17:00~8:00,30℃),研究高温胁迫对水稻剑叶叶绿素含量、光合特性、热稳定蛋白和膜透性等理化特性的影响。【结果】高温胁迫下,水稻剑叶叶绿素含量和叶绿素a/b值下降,胁迫后恢复期间稍有回升,耐热品系996叶绿素含量高于热敏感品系4628。高温使剑叶净光合速率和气孔导度下降,细胞间CO2浓度上升,与热敏感品系4628相比,耐热品系996在高温胁迫下能保持较高的光合特性;高温使水稻剑叶中可溶性糖含量、可溶性蛋白质含量和游离脯氨酸含量下降,热稳定蛋白含量上升;热敏感品系4628剑叶中丙二醛含量和膜透性在高温胁迫下增幅大于耐热品系996。【结论】高温胁迫下水稻剑叶中能保持较高的光合特性及叶绿素含量、可溶性糖、可溶性蛋白质、游离脯氨酸和热稳定蛋白含量以及较低的膜透性和MDA含量,是耐高温品种的生理基础。
摘要:【目的】为了探讨高产条件下不同穗型小麦品种叶片对产量的贡献。【方法】选用两种穗型小麦品种为试验材料,研究了抽穗期剪叶对剩余叶片净光合速率、地上干物质积累、茎节重、籽粒结实与粒重的影响。【结果】抽穗期剪叶均导致两种穗型品种的干物质积累量下降和籽粒产量降低,以多穗型品种豫麦49受影响较大;剪叶提高了剩余叶片净光合速率,以多穗型品种豫麦49增幅较大;剪叶提高了茎秆内贮存物质的转移率,以大穗型品种宿2001转移率增幅较大,表现为茎节干重明显减轻。剪叶后,剩余叶片净光合速率和茎秆内贮存物质转移率的提高,均不足以弥补剪叶造成的损失,最终表现为结实粒数减少,粒重降低;随被剪叶片数增加、叶位升高,结实粒数和粒重降低更多。【结论】不同穗型小麦品种叶片对籽粒产量的贡献存在差异,多穗型品种大于大穗型品种,因此,在小麦抽穗后,多穗型品种叶片对增加籽粒产量起着重要作用。
摘要:【目的】研究玉米对水分胁迫和低氮条件的响应及其所受的影响,明确不同杂交种的抗旱耐瘠性表现,为干旱、半干旱和土壤贫瘠地区选用玉米品种提供依据。【方法】选择17个杂交种,设置不同水分和施氮处理的田间肥水耦合试验,研究水分和低氮胁迫对不同杂交种生长发育、形态和产量性状的影响,以产量抗逆指数对其抗旱耐瘠性进行综合评价,并选择抗逆性密切相关的8个指标对不同品种进行聚类。【结果】不同水分和低氮胁迫下玉米籽粒产量较对照明显降低,粒数减少,粒重下降,果穗变短小,秃尖增多,散粉至吐丝期间隔延迟。水分胁迫与低氮条件下受影响最大,其次是低氮胁迫。水分胁迫下增施氮肥或低氮条件下增加供水均能明显提高产量。水分与氮肥间有极显著的互作效应,这种交互作用也表现一定的复杂性,与品种密切相关。供水与不供水或施氮与不施氮以及不同品种间产量差异也均呈极显著。各胁迫处理的产量、行粒数、千粒重、秃尖长、穗粗、穗长、ASI与产量抗逆指数之间有较密切关系,平均ARI与胁迫下的产量也均呈极显著正相关,以此为评价依据并结合聚类分析表明:抗旱耐瘠性表现最好的是黔2599、黔玉3号和中单2号,其次是兴黄单89-2、黔2411、遵玉3号、贵毕302和贵毕303;而安单136表现最差,其次是黔玉1号和黔兴4号。【结论】玉米对低氮胁迫的响应要高于对水分胁迫的响应,而不同品种因抗逆性差异,对水分和低氮胁迫响应的敏感性明显不同。水分与氮肥之间有明显的协同作用。以产量抗逆指数对不同杂交种的抗逆性进行综合评价是合理的。
摘要:【目的】研究下层土壤容重对玉米植株N、P、K吸收和分配的影响。【方法】采用池栽试验,模拟大田不同土层容重实际存在状况,将池土分为3个层次,各处理上层(0~20cm)土壤容重保持一致,播前按照处理要求调整各个处理20~40cm、40~60cm两个土层的土壤容重。【结果】下层土壤容重对玉米N、P、K等营养元素的吸收有很大影响,其影响程度大小为K〉P〉N,这种影响在吐丝期表现尤为明显。N、P、K的积累量均随着下层土壤容重的增加而减小,而且处理间差异显著。N、P、K在各器官中的分配比例和转移率大小也受下层土壤容重的影响,特别是各个时期N、P、K在玉米生长中心中分配的比例随着土壤容重的增加而减少。不同层次土壤容重对N、P、K的吸收和分配均产生交互影响,且20~40cm土层容重对N、P、K的吸收和分配的影响远大于40~60cm土层。【结论】通过调整下层土壤容重,尤其是20~40cm土层容重,可以促使玉米吸收更多的矿质营养,并使营养元素更多地向生长中心分配,促进玉米的生长和后期干物质的积累。
摘要:【目的】探索不同抗旱品种在结实期水分胁迫条件下叶片活性氧对水稻膜脂的伤害和清除机制。【方法】选用抗旱性不同的3个杂交水稻品种,在干旱棚内分别在正常供水和水分胁迫条件下,研究水稻结实期超氧阴离子自由基(O2-)?、双氧水(H2O2)、丙二醛(MDA)、还原型谷胱甘肽(GSH)、抗坏血酸(AsA)及保护性酶活性等生理性状变化。【结果】结实期随土壤水分胁迫加剧和时间延长,细胞膜脂过氧化加重,抗旱性弱的品种膜脂过氧化更为严重;O2-?和H2O2积累迅速,抗旱性弱的品种比抗旱性强的品种积累速度快、幅度大;GSH、AsA、叶绿素含量和叶片相对含水量下降,且表现为,抗旱性弱的品种降速快、幅度大。抽穗后0~14d随胁迫时间的延长叶片内超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)3种酶活性升高,随后下降。【结论】抗旱性强的品种具有较强的抗氧化能力;O2-??积累速率、H2O2含量、叶片MDA含量、GSH含量、AsA含量及保护性酶活性的变化幅度与品种的抗旱性密切相关。
摘要:【目的】比较油菜根肿病菌与十字花科蔬菜根肿病菌的形态是否存在差异。研究油菜根肿病菌休眠孢子的生物学特性,为防治油菜根肿病提供依据。【方法】应用扫描电镜观察油菜根肿病菌的形态特征和休眠孢子至管腔的形态演变过程。采用地衣红染色,观测不同根分泌物和条件对休眠孢子萌发的影响。【结果】休眠孢子近球形,有乳突,直径为1.9~4.3μm(平均3.5μm),大于甘蓝根肿菌休眠孢子(2.5μm);透射电镜下游动孢子近球形、肾形或椭圆形,直径为1.6~3.5μm(平均2.8μm),同侧生不等长尾鞭式双鞭毛。休眠孢子萌发形成游动孢子、休止孢、休止孢再生出侵入结构管腔。休眠孢子萌发的最适温度是24℃,最适pH值是6.3,腐烂处理促进休眠孢子萌发,光抑制休眠孢子萌发,休眠孢子在过滤灭菌的根分泌物中萌发率最高为62.50%。致死温度为48℃。【结论】油菜根肿病菌与十字花科甘蓝根肿病菌休眠孢子大小有明显差异,观察到休眠孢子至管腔的过程。油菜根肿菌休眠孢子的萌发条件与该病发生条件相一致。
摘要:【目的】筛选葡萄离体茎段和叶片的最适表面消毒条件、离体培养基和接种方法,建立生防菌株E26防治葡萄根癌病效果的离体检测方法。【方法】通过比较6种表面消毒方法,4种培养基和2种接种方法,建立最优的E26生防效果离体检测方法;并通过与温室、大田生防效果的比较以及瘤组织切片观察、冠瘿碱纸电泳检测验证该离体检测方法的准确性。【结果】在1/2B5培养基的基础上改良出适合于葡萄离体茎段培养用的MSC1/2B5培养基;筛选出葡萄离体茎段的最佳消毒条件和接种方法,建立了检测E26生防效果的离体茎段接种法。该方法的检测结果与葡萄活体植株的检测结果基本一致,能够快速准确地反映E26的防效;并且,瘤组织切片观察和冠瘿碱纸电泳检测结果证实了该离体检测方法的可靠性。叶圆片法检测时,根癌瘤只能在葡萄叶圆片的叶脉处形成,瘤组织较小,难以准确反映E26的生防效果。【结论】本研究建立的离体茎段检测E26的生防效果是一种比较理想的离体检测E26生防效果的方法。
摘要:【目的】研究光敏剂α-三联噻吩(α-terthienyl,α-T)对斜纹夜蛾(Spodoptera litura,SL)细胞的毒杀活性及其机理。【方法】MTT法测定α-T对离体培养的SL细胞的细胞毒力,并与鱼藤酮进行比较。用硫代巴比妥酸(TBA)法测定细胞内丙二醛(MDA)的生成量,5,5′-二硫代双-(2-硝基)苯甲酸(DTNB)法测定细胞内还原型谷胱甘肽(GSH)的相对含量,通过透射电子显微镜观察α-T对SL生物膜及细胞器的影响。【结果】光活化后的α-T对SL细胞48h的IC50值为0.21μg·ml-1,而鱼藤酮为12.25μg·ml-1。同时发现α-T光照处理后细胞内MDA生成量与药剂浓度呈正相关,表明细胞受到α-T的氧化损伤,而GSH相对含量与α-T浓度呈负相关。透射电镜显示,α-T光照处理后SL细胞膜和核膜缺损、肿胀,内容物外泻,胞内出现不明深色颗粒,线粒体膨大,膜和亚细胞器结构受到严重破坏。【结论】SL细胞受到α-T的氧化损伤后,MDA生成量显著增加,GSH含量下降,细胞的抗氧化能力减弱,透射电镜结果显示SL细胞在α-T的试验剂量下受到了严重的氧化损伤。
摘要:【目的】以烟草(NC-82)为试验对象,运用组织培养方法,通过对苯磺隆对烟草愈伤组织抗性发展的影响、对愈伤组织生长的影响、对愈伤组织分化率的影响、对愈伤组织乙酰乳酸合成酶活性的影响和抗性筛选再生烟草苗抗性潜势进行较系统的研究,以期对ALS抑制剂类除草剂的抗性研究和科学合理使用以延缓抗药性的发生,以及对作物的抗性育种提供一定的理论依据。【方法】将烟草诱导产生的胚性愈伤组织在含有不同剂量磺酰脲类除草剂苯磺隆的MS培养基上继代培养进行抗性诱导,并对愈伤组织的生长情况及其ALS对苯磺隆敏感性进行跟踪检测;对抗性筛选再生烟草苗进行抗性检测。【结果】随着培养代数的增加,愈伤组织对苯磺隆的抗药性逐渐增强,经过12代的培养,0、2、3、5a.i.mg·L-14个剂量下的抗性指数分别达到1.4、3.6、11.6、18.5,LC50分别为4.2、10.8、34.9、55.7a.i.mg·L-1,组织内乙酰乳酸合成酶(ALS)对苯磺隆的敏感性也逐渐降低。高剂量苯磺隆30a.i.g·ha-1茎叶处理抗性再生烟苗,4个剂量下的成活率分别为5.8%、27.3%、43.8%和63.3%。在培养过程中烟草愈伤组织的分化率逐渐降低,并对苯磺隆产生轻微抗药性,但与苯磺隆的诱导无密切关系。【结论】烟草愈伤组织对磺酰脲类除草剂产生抗药性的速率很快,且选择压越高,抗药性发展越快。苯磺隆显著抑制烟草愈伤组织的生长,在形态上也发生变化,较对照色泽略深,质地紧密,组织内乙酰乳酸合成酶(ALS)对苯磺隆的敏感性也逐渐降低;烟草愈伤组织苯磺隆产生的诱导抗性可以在烟草整株水平上表达,诱导抗性随着诱导剂量的增加而增强。
摘要:【目的】对No.24菌株及其诱变株Ms-24菌株的原生质体的制备、融合、再生条件及融合子的生物活性进行了研究,探索了秦岭霉素的产量提高与融合条件的关系。【方法】采用荧光染色技术对融合子进行了标记,秦岭霉素含量的测定采用了HPLC法进行。【结果】融合后得到的3株高产秦岭霉素的融合子即为pf77,pf126和pf138菌株,其发酵产物的杀菌活性比原始No.24菌株分别提高了43.48%,60.87%和65.22%。HPLC检测发现,融合子pf77,pf126,pf138菌株发酵产物中秦岭霉素的含量与No.24菌株相比分别提高了36.59%,74.39%和91.46%。【结论】进行原生质体再生时,添加甘氨酸、溶菌酶的浓度要适中;原生质体融合时,酶解时间、聚乙二醇(PEG)的浓度和分子量也要适宜。
摘要:【目的】目前测定土壤供氮能力的生物方法较多,但基于土壤氮素形态的复杂性、土壤和微生物的高度变异以及生态条件的差异,不同土壤及不同测定方法结果之间仍然存在一定差异,对石灰性土壤采用哪些生物培养方法较好,目前仍无明确结论。【方法】以采自于黄土高原差异较大的25个农田耕层石灰性土壤为供试土样,以淋洗和未淋洗土壤起始NO3--N小麦和玉米两季盆栽试验作物吸氮量为参比,对可反映土壤供氮能力的淹水培养法、通气培养2周法、通气培养4周法、干湿交替通气培养2周法、间歇淋洗长期通气培养法、短期淋洗通气培养法、微生物量碳和微生物量氮等8种生物方法进行了比较研究,其中干湿交替通气培养法和通气培养4周法,是我们对通气培养2周的修订方法。【结果】在不包含起始矿质氮条件下,以上8种生物培养方法与淋洗土壤起始NO3--N盆栽试验作物吸氮量的相关系数依次为0.530,0.700,0.777,0.768,0.764,0.650,0.555和0.465(r0.05=0.369,r0.01=0.505),其中间歇淋洗长期通气培养法确定的氮素矿化势与作物吸氮量的相关系数为0.790;在包括起始矿质氮后(起始矿质氮+矿化氮),以上8种生物方法与未淋洗土壤起始NO3--N盆栽试验作物吸氮量相关系数依次为0.351,0.963,0.962,0.959,0.825,0.963,0.289和0.095(r0.05=0.369,r0.01=0.505),其中氮素矿化势与作物吸氮量的相关系数为0.812。【结论】在排除起始矿质氮,特别是硝态氮的影响后,在反映旱地石灰性土壤可矿化氮量上,以氮素矿化势最佳;其次为通气培养4周、干湿交替通气培养2周和间歇淋洗长期通气培养法。包括起始矿质氮后,即在反映土壤供氮能力方面,各种通气培养法与未淋洗土壤起始NO3--N作物吸氮量相关性均大幅度提高,其中通气培养2周、通气培养4周、干湿交替�
摘要:【目的】在新疆国家灰漠土土壤肥力与肥料效益长期监测基地,对10种施肥处理,即(1)撂荒(不施肥、不耕作、不种植,Aband.)、(2)对照(种植、不施肥,CK)、(3)施氮肥(N)、(4)施氮磷肥(NP)、(5)施氮钾肥(NK)、(6)施磷钾肥(PK)、(7)施氮磷钾化肥(NPK)、(8)施氮磷钾化肥+有机肥(有机氮和化肥氮的比例为7﹕3)(MNPK)、(9)化肥用量增加50%配施有机肥(1.5MNPK)、(10)化肥配施秸秆(SNPK)与新疆灰漠土区农田土壤昆虫群落之间的关系进行研究。【方法】采用改良干漏斗(Modified Tullgren)分离土壤(0~20cm)中的土壤昆虫,同时利用陷阱法收集活动在地表的各类土壤昆虫。【结果】两种方法共获得土壤昆虫4915只(未知标本128只),隶属9目33科。大型土壤昆虫个体数和类群数在Aband.处理中分布最多,中小型土壤昆虫则分别在N和PK处理中分布最多;MNPK处理土壤动物组成最丰富,N处理土壤动物分布最均匀。农田土壤昆虫类群分布受施肥影响极其显著(X0.05(9)=23.38,P〈0.005),Aband.区土壤昆虫群落与其它施肥处理土壤昆虫群落差异极显著(P〈0.01)。利用非度量多维标度分析法对土壤昆虫群落分类排序,则灰漠土土壤昆虫群落划分为5组,即NPK、MNPK、1.5MNPK和CK为一组,NP和PK为一组,NK和N为一组,SNPK和Aband.各为一组,表明土壤昆虫分布与肥料性质有关。主成分中前两个主成分解释总变量的98.51%,其中第一主成分反映了单施N肥和SNPK还田对土壤昆虫群落具有促进作用;第二主成分反映了1.5MNPK对土壤昆虫群落促进作用,表明施肥处理对土壤昆虫类群影响不平衡。【结论】新疆灰漠土区,肥料的种类与性质影响着土壤昆虫类群多样性与丰富性,且其影响具有不均衡性。