水稻品种“佳辐占”应答细菌性条斑病病原菌侵染的蛋白质组学分析

运用双向电泳分析高抗水稻品种“佳辐占”受强毒力细菌性条斑病病原菌侵染2d后的叶片蛋白质组变化,共发现38个蛋白质发生差异表达,其中32个上调,5个下调,1个新增。用MALDI-TOF-MS分析和数据库检索鉴定出其中的33个差异表达蛋白质,并将它们分为4个功能类群,即信号转导相关蛋白、防卫相关蛋白、代谢相关蛋白和蛋白质稳定相关蛋白。这些蛋白分别参与了信号识别、信号传递、抗氧化、糖代谢、细胞壁加固、植保素合成等抗病生理反应。研究表明,水稻对细菌性条斑病病原菌的侵染存在着一个复杂的抗病信号应答和代谢调控网络,其作用机理可以通过差异表达的蛋白质(酶)反映出来,其中差异表达的8个R蛋白和3个PR蛋白可能与水稻对细菌性条斑病的抗病性密切相关。本研究为进一步揭示水稻对细菌性条斑病的抗性机理及相关抗病基因的功能克隆提供了依据。

增强的紫外线-B辐射对水稻秧苗生长的影响

以不同类型的 10个水稻品种 (组合 )为材料 ,研究了增强的UV -B辐射对水稻秧苗生长的影响。研究表明 ,增强的UV B辐射会导致水稻秧苗株高矮化、分蘖数减少、主根长减短、根数减少、地上部和地下部干物质重减少、叶面积减小。所考察的指标中 ,分蘖数和地下部干重可作为水稻抗UV

籼型多分蘖矮秆突变体的遗传分析及其相关生理特性

籼型多分蘖矮秆突变体"佳禾丛矮"(Jiahecongai,JHCA)是本研究室在进行成熟花粉辐照诱变育种过程中发现的.遗传分析表明,JHCA同时携带互不等位的半矮秆基因sd-1和另一个由核基因隐性突变造成的多分蘖矮秆基因,暂命名为xmd(t).从JHCA与野生型高秆品种"广场13"(GC13)的杂交后代中分离出只带xmd(t)且遗传稳定的单基因型突变品系"新佳丛"(Xinjiacong,XJC).为揭示xmd(t)突变所造成的多分蘖与茎秆矮化协同出现的机理,对XJC的相关生理特性进行了分析.全生育期去除分蘖芽的试验表明,突变体植株的矮化是由于或部分由于过多分蘖的发生所造成的,该突变体的实质是多分蘖突变体.显微分析和田间分蘖动态观察表明,突变体多分蘖特性的形成是由于分蘖芽发生更早、分蘖级数多、分蘖节位更高,且分蘖持续时间更长所造成的.本研究也表明,多分蘖矮秆突变体是研究水稻分蘖分子机理的理想材料.

水稻苗期磷高效基因型筛选研究

采用难溶性磷酸盐Ca3 (PO4) 2 为唯一磷源 ,在pH值为 5 .5条件下产生相对高浓度低磷胁迫及以NaH2 PO4为磷源配制P浓度为 0 .5mg·L-1的相对低浓度低磷胁迫的两个水培环境 ,分别对不同基因型水稻的磷效率进行评价 .以相对分蘖干重 (RTW )、相对总生物量 (RPW )、相对分蘖数 (RTN)、相对根系干重(RRW )、相对地上部干重 (RSW )、相对叶龄 (RLA)和相对株高 (RPH)作为耐性指标进行相关分析 .结果表明 ,供试材料的磷效率存在极显著差异 ,若以能产生分蘖的相对高浓度低磷胁迫进行筛选时 ,相对分蘖干重、相对地上部干重、相对总生物量可作为较好的筛选指标 ,其中相对分蘖干重不仅与其它指标间的相关性强 ,且品种间差异和变异系数均较大 ,能准确、灵敏地反映不同基因型间的耐低磷胁迫能力 ;若采用相对低浓度的低磷胁迫对不同基因型水稻进行耐低磷种质筛选时 ,筛选指标则不同 ,最好的单一筛选指标应是相对地上部干重或相对总生物量 .

水稻化感作用及其生理生化特性的研究

选用具有较强化感作用的 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呈正相关 ;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 .

UV-B辐射增强对水稻生长发育及其产量形成的影响

在盆栽条件下 ,研究UV B辐射 (2 80～ 32 0nm)增强对 3个不同类型水稻品种 (组合 )的生长发育及其产量构成的影响 .结果表明 ,UV B辐射增强明显抑制水稻生长 ,使株高变矮、分蘖数减少、叶面积和干物质量下降 ,但其抑制程度依品种、水稻所处的生长阶段的不同而不同 .株高在苗期下降幅度最大 ,为9.4 %～ 12 .2 % ;干物质量在分蘖期下降幅度最大 ,地下部和地上部干物质量分别下降 4 5 .3%～ 5 9.8%、5 4 .9%～ 5 9.0 % .增强的UV B辐射使水稻主茎不同叶位的出叶时间延迟 ,生育期延长 .汕优 6 3、南川、IR6560 0 85的抽穗时间分别比对照延迟 2d、3d和 7d ,成熟期分别推迟 3d、4d和 9d .UV B辐射增强明显降低水稻叶片的叶绿素和类胡萝卜素含量 ,叶片叶绿素a荧光诱导动力学参数Fv、Fv/Fm、Fv/Fo下降 .与对照相比 ,汕优 6 3、南川、IR6560 0 85叶片的净光合速率分别下降了 11.9%、12 .8%、2 9.7% .UV B辐射增强使水稻每株有效穗、每穗总粒数、结实率、千粒重下降 ,最终导致水稻籽粒产量下降 2 5 .2 %～ 31.1% .

水稻磷效率差异的生理生化特性

以磷效率差异显著的IR71379 2B 10 2 3 1(磷低效型 )、IR71331 2B 2 1(中间型 )及IR74 (磷高效型 ) 3个品种为供试材料 ,采用水培法研究了它们对磷的吸收效率、运输效率及植株体内磷的利用效率 ,进而研究了其对低磷胁迫的根系形态学和生理生化机制的适应性反应 .结果表明 :水稻磷效率的高低是由基因型对磷的吸收效率 ,运输效率及利用效率综合作用的结果 .磷高效基因型IR74和磷效率表现为中间型的IR71331 2B 2 1具有高的磷吸收效率 .旺盛的根系生长 ,高的根系活力 ,Km、Cmin小 ,Imax大及相对酸性磷酸酯酶 (APase)活性高等是水稻对磷高效吸收的特征 .但品种不同特征也有别 ,本试验中的IR74对磷高的吸收效率主要是由于根系生长旺盛 ,根系吸收面积大所致 ,而IR71331 2B 2 1高的磷吸收效率则主要缘于根系活力强 ,Imax大 .低磷胁迫下 ,叶片中核糖核酸酶的活性也大大升高 ,约是对照的 10～ 15倍 ,但品种间无显著差异 .图 2表 6参 2

UV-B辐射增强对水稻多胺代谢及内源激素含量的影响

研究表明 ,在处理前期 (7～ 14d) ,增强的UV B辐射能使供试水稻汕优 6 3(Sy6 3)的精氨酸脱羧酶(ADC)、鸟氨酸脱羧酶 (ODC)和s 腺苷蛋氨酸脱羧酶 (SAMDC)活性分别平均增加 16 5 .74 %、10 4 .6 0 %和89.6 0 % ,南川 (NC)的这 3种酶活性分别增加 5 9.91%、4 1.30 %和 2 3 .6 8% ,IR6560 0 85只表现出ADC和ODC活性分别平均提高 115 .93 %、14 .4 5 % ,SAMDC活性却下降 33.0 1% .在处理后期 (2 1～ 2 8d) ,Sy6 3的ADC和ODC活性分别比对照平均增加 89.72 %、3.71% ,NC则分别增加 73.95 %、2 7.38% ,IR6560 0 85表现为ADC活性增加 94 .4 1% ,ODC活性却下降 13 .5 7% .就SAMDC而言 ,处理后期 (2 1～ 2 8d) ,三者分别下降 4 0 .0 6 %、19.2 0 %和 38.2 1% .多胺氧化酶 (PAO)活性变化趋势恰好相反 ,从而引起多胺 (PA)含量特别是腐胺 (Put)含量明显上升 .此外 ,UV B辐射增强能使IAA和GA1/ 3 含量在整个处理期间 (7～ 2 8d)供试水稻品种 (组合 )Sy6 3分别平均下降 5 8.92 %和 4 5 .4 8% ,NC分别减少 4 3.31%和 5 6 .2 0 % ,IR6560 0 85则分别降低 38.6 9%和 4 7.33 % .所有供试水稻品种 (组合 )的ZRs含量表现为处理前期 (7～ 14d)有所降低 ,处理后期 (2 1～ 2 8d)则明显提高 .就ABA含量而言 ,整个处理期间

水稻对受体植物化感作用的遗传生态学研究

选用化感作用潜力差异较大的 5个水稻品种 (系 ) ,按不完全双列杂交设计 (4× 5 )配制成一套包括亲本、F1两个世代的遗传材料 ,在不同环境条件下 ,测定其不同叶龄时期对受体植物莴苣幼苗茎长的抑制作用 .采用包括基因型与环境互作的数量性状加性 显性发育遗传模型 ,分析了水稻化感作用的动态遗传及与环境互作效应 .结果表明 ,水稻叶龄在 7叶期对莴苣茎长的化感作用受加性效应的影响 ,在 3叶期和 6叶期由显性效应控制 ,在 5叶期和 8叶期加性和显性效应均有作用 ,以显性效应为主 ,呈现间断表达的遗传特点 .普通狭义遗传率在 5叶期、7叶期和 8叶期达显著水平 ,随叶龄增大趋于下降 .水稻化感作用受基因型与环境互作效应的影响较大 ,应注意控制水稻生长发育的环境 ,以达到最佳利用水稻化感作用潜力的目的 .

不同环境下水稻对受体植物化感作用的动态遗传研究

采用包括基因型与环境互作的数量性状加性 显性发育遗传模型 ,研究了按双列杂交设计 (5× 6 ) 2配制的 1套包括亲本、F1 2个世代的水稻遗传材料对受体植物莴苣幼苗根长化感作用的动态遗传及与环境互作效应。遗传方差分析表明 ,控制水稻不同叶龄期化感作用的加性效应与显性效应呈交替表达趋势 ,叶龄在 7叶期受加性效应控制 ,在 3叶期和 6叶期由显性效应控制 ,在 5叶期和 8叶期加性和显性效应共同作用 ,以显性效应为主。这解释了在化感作用研究过程中发现的间断性表型表现的遗传原因。普通狭义遗传率随叶龄增大趋于下降。基因型与环境互作效应对水稻化感作用的影响较大 ,据此讨论了如何结合应用水稻化感作用的加性和显性遗传效应 。

UV-B辐射增强对水稻叶片抗氧化系统的影响

在 U V- B辐射增强条件下 ,研究了 3个不同类型水稻品种抗氧化系统的变化。结果表明 ,UV- B辐射胁迫使水稻叶片抗氧化物酶超氧化物歧化酶 (SOD)和过氧化氢酶 (CAT)的活性先升后降 ,抗坏血酸过氧化物酶(ASP)活性下降 ,过氧化物酶 (POD)活性上升 ;抗氧化物质类胡萝卜素含量下降 ,还原型谷胱甘肽 (GSH)含量提高 ,而还原型抗坏血酸 (ASA)含量除新株型稻在处理后期有所降低外 ,其它两个供试品种汕优 6 3和南川在处理期间均增加 ;叶片活性氧过氧化氢 (H2 O2 )累积 ,膜脂过氧化加剧 ,丙二醛 (MDA)相对含量增加。 3个供试品种的抗氧化系统变化幅度存在差异 。

UV-B辐射胁迫对水稻叶绿素荧光动力学的影响

研究结果表明,增强的紫外线-B(UV-B,280～320nm)辐射会导致水稻植株矮化4.71％～16.59％、叶面积变小、干物质生产量减少11.79％～60.57％。究其原因主要是叶片光合作用色素叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量的降低和叶绿素a荧光动力学参数的改变,光合系统Ⅱ受到破坏,光合作用能力下降、生长发育受阻。

温度胁迫下外引高羊茅活性氧代谢与细胞膜透性的变化

通过聚类分析,将39个美国高羊茅草坪草品种初步分成5大类。在此基础上,从中选出具有该类典型特征的品种,研究了不同温度处理下叶片的活性氧代谢与细胞膜透性的变化。结果认为:丙二醛含量的增长与细胞膜透性的变化呈极显著的正相关;在40℃高温胁迫下,过氧化物酶与超氧化物歧化酶相对活性的大小和丙二醛含量的增长率及细胞膜透性的变化均呈极显著的负相关;在0℃低温胁迫下,过氧化氢酶相对活性的大小与丙二醛含量的增长率和细胞膜透性的变化也均呈极显著的负相关。以活性氧代谢指标与细胞膜透性为评判耐性大小的依据,各类品种的耐热性大小顺序是Ⅰ类>Ⅴ类>Ⅱ类>Ⅳ类>Ⅲ类,耐寒性大小顺序是Ⅰ类>Ⅱ类>Ⅲ类>Ⅴ类>Ⅳ类。

植物对UV-B辐射增强响应的研究进展

分析了大气中臭氧层变薄的现状、原因及光化学机制,阐述了近年来国内外研究紫外线B辐射增强对植物生长发育的影响及其适应性机制,指出当前该研究领域存在的问题及今后应加强研究的方向。

籼型三系杂交水稻茎蘖数的发育遗传研究

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 2套籼型三系杂交水稻茎蘖数的发育遗传规律。结果表明 ,在不同的发育阶段中 ,茎蘖数均以显性效应基因的表达为主 ,环境和基因型互作会影响茎蘖数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 ,茎蘖数在生长中期的杂种优势最强 ;加性效应基因和显性效应基因在茎蘖数发育的全过程中有选择地表达。分析不同发育阶段茎蘖数与有效穗数之间的相关性 ,发现优势强的群体紧密相关的时期提早 ,反之 ,则推迟 ;利用分蘖中期的杂种优势会导致最终生物产量的提高而降低成穗率。

不同环境下水稻谷粒重发育的杂种优势和遗传相关性分析

选用 9个不同类型的水稻品种 (系 ) ,按双列杂交设计 ( 6× 5 )配成两套亲本和F12个世代的遗传材料 .采用数量性状的加性 显性遗传模型、发育遗传模型比较分析了水稻谷粒重发育的杂种优势和遗传相关性 .结果表明 ,早季在谷粒充实前期 ( 1～ 12d)群体平均优势较小 ,中后期 ( 13～ 2 8d)正向优势趋于明显 ,在谷粒充实的全过程均表现较小的负向群体超亲优势 ;晚季则在谷粒充实前中期 ( 1～ 18d)表现正向群体平均优势 ,后期 ( 19～ 2 8d)优势不明显 ,在谷粒充实前期 ( 1～ 12d)表现正向群体超亲优势 ,之后转为明显的负向群体超亲优势 ,表明晚季谷粒发育的杂种优势表现较之早季更有利于提高籽粒充实质量 .不同发育时期谷粒重之间以及与最终谷粒重之间的遗传相关分析表明 ,早季以显性相关为主 ,晚季以加性相关为主 ,随着发育进程的推进 。

UV-B辐射增强对水稻蛋白质及核酸的影响研究

盆栽试验研究UV B辐射增强对水稻蛋白质及核酸的影响结果表明 ,UV B辐射增强抑制水稻生长 ,降低水稻生物量和水稻叶片可溶性蛋白质及核酸含量。随UV B辐射的增强 ,水稻叶片蛋白水解酶和核糖核酸酶活性上升 ,硝酸还原酶活性下降 ,叶片总游离氨基酸含量增加。

低磷胁迫下不同磷效率水稻苗期根系的生理适应性研究

以P效率差异显著的IR74(P高效型 )、IR71331(中间型 )及IR71379(P低效型 )等 3个品种为供试材料 ,采用水培法研究了这 3类水稻在低P胁迫下P的吸收、转运及利用效率等P效率差异的原因以及P吸收动力学特征参数、R/S、酸性磷酸酯酶 (acidphosphoesterase ,简称APase)与核糖核酸酶 (ribonuclease,简称RNase)等表现 .结果表明 ,在低P胁迫下 ,P效率的高低是由水稻对P的吸收率、转运率以及利用效率综合作用的结果 ,存在基因型差异 ,P高效基因型IR74和P效率中间型的IR71331具有高的P吸收率 ,而IR71379P的吸收率低 .不同P效率水稻在低P胁迫下 ,其Km、Cmin、Imax、R/S与Apase相对活性等参数表现出基因型的差异 ,小的Km 和Cmin,大的Imax和R/S及高的APase升幅是水稻对P胁迫的生理适应性特征 ,也是植株在低P胁迫下较为敏感生理指标 .其中各类型水稻叶片中RNase活性在低P胁迫下均表现大幅度上升 ,在品种间无显著差异 ,说明该酶是逆境胁迫并非低P胁迫的特征反应 .

新株型水稻物质生产与产量形成的生理生态Ⅳ.源库关系与后期生理生化特性

分析探讨了新株型(NPT)水稻的源库特征和生育后期生理生化特性,并对引起该类型水稻结实率低、充实度差的原因进行了研究.结果表明,NPT水稻具有库大源足、净光合速率高、后期叶片保护酶活性高、膜质过氧化低、不早衰等特点,因而认为导致NPT水稻结实率低、充实度差的原因并不是库大源不足,而主要与其流不畅有关.

水稻对紫外线B辐射增强的抗性遗传分析

采用加性 -显性遗传模型和统计分析方法 ,分析了水稻对 UV - B辐射增强的抗性遗传特点。结果表明 ,水稻对UV - B辐射增强主要性状抗性指标的遗传受加性和显性效应共同控制 ,其中以显性效应为主。除株高抗性指标不存在狭义遗传率外 ,各个抗性指标的狭义遗传率和广义遗传率均达显著水平。亲本 R6 6 9和密阳 4 6的 9个抗性指标具有明显的正向加性效应和显性效应值 ,可作为改良对 U V- B辐射增强抗性的理想亲本。进一步对主要性状抗性指标与对照的相应性状进行相关分析 ,认为应把植株较高、分蘖力强、根数多。