水稻开颖机理的探讨——Ⅲ.浆片的结构及其在开颖过程中内含物的变化

着生在小穗轴上的一对浆片是由许多大型薄壁细胞和分布均匀的若干条与小穗轴维管束相连的小维管束组成。每一浆片中小维管束数目因品种不同而异,一般含有15—20条。每一小维管束中具有1—5列导管,2—4列筛管和10个左右的小型薄壁细胞。小型薄壁细胞的细胞质浓,细胞器多,富含线粒体。不管是大型的还是小型的薄壁细胞之间的胞间连丝都很丰富。这些结构特点可为颖花在开闭过程中,浆片的快速吸水失水以及物质的迅速转运提供通道和能量。浆片中含有淀粉酶。开颖时浆片的干物重及可溶性糖含量均有所增加。可溶性糖除来自淀粉水解外,还可能来自小穗轴的输入。我们认为,水稻的开颖运动主要是由浆片的渗透压所调节的水势变化而引起的;而闭颖过程则受小穗轴控制。切除小穗轴的颖花因浆片内水分不能外运而影响闭颖。

水稻颖花开放前浆片转录组变化

【目的】水稻颖花开放是由其基部的一对浆片吸水膨大所启动。测序技术的发展为从细胞整体水平研究浆片对颖花开放的分子响应,从而对掌握浆片调控颖花开放的内在分子机制提供更为快速、有效的方法。【方法】以常规籼稻品种中早25为材料,应用Illumina测序技术对水稻颖花开放前12 h和临开放前1 h 2个时间点的浆片转录组进行测序,将所得高质量的序列(clean reads)与籼稻9311参考序列比对,获得唯一比对上某一参考基因匹配的reads(unique reads),采用RPKM法计算基因表达量,并在此基础上以FDR≤0.001和|log2Ratio|≥1为条件筛选出两样本间差异表达的基因,通过与Gene Ontology(GO)数据库、KEGG pathway数据库以及联合蛋白质数据库中的Uni Prot KB等数据库比对注释差异表达基因的功能和可能参与的分子调控途径。【结果】从水稻颖花开放前12 h和临开放前1 h 2个时间点的浆片转录组中分别检测到有26 369和26 157个表达基因,2个时间点的转录组之间存在3 924个差异表达基因,其中2 623个基因呈现下调表达和1 301个基因呈现上调表达,有105个基因表达差异倍数高达100倍以上(即|log2Ratio|≥6.7)。GO分析结果表明被注释分子功能的差异基因有1 624个,其中21.7%基因具有离子结合活性、10.3%具有氧化还原酶活性、5.4%具有转运活性。富集于生物学过程的差异基因有1 313个,其中15.0%的差异基因参与定位、12.4%参与运输、4.7%参与碳水化合物代谢、4.5%参与脂类代谢。Pathway显著性富集分析发现有2 229个差异基因参与了123条代谢途径,其中,富集基因数目较多的途径主要包括次生物质生物合成(399个)、植物激素信号转导(152个)、核苷酸代谢(146个)以及淀粉和糖代谢(64个)等路径。花前1 h浆片中特异表达且唯一比对上基因的reads数(Uniq-reads_num)超过30的基因的功能主要涉及细胞壁重塑、质膜的稳定性、能量代谢、基因转录调节以及信号转导等生命活动。茉莉酸及其类似物对水稻颖花开放有强烈的诱导效应,差异表达基因中有16个基因参与了茉莉酸生物合成途径以及11个基因参与了茉莉酸的信号转导过程,且随着颖花开放时间的临近,多数基因表达水平显著提高。【结论】获得颖花开放前12 h和临开放前1 h浆片中差异表达基因的表达变化模式及其功能信息,发现参与调控碳水化合物代谢与运输、细胞能量代谢、细胞壁结构修饰以及茉莉酸等激素代谢与信号转导等生理过程的基因在颖花临开前被强烈诱导或抑制表达,提示这些基因与浆片细胞吸水膨大调控水稻颖花开放密切相关。

水稻开颖机理的探讨 V.不育系与可育系浆片和花丝结构的比较

用电子显微镜观察了不育系珍汕97A与保持系珍汕97B的浆片和花丝的超微结构及其在开.闭颖过程中的变化,发现开颖前浆片和花丝细胞的质体中含有淀粉粒,临开颖时,淀粉粒消失.浆片和花丝的薄壁细胞吸水后,内膜系统破裂.释放出水解酶,细胞开始自溶,解体物通过导管等质外体向小穗轴撤离.另外还发现:不育系的浆片中的维管束数目少,缺少导管,花丝中无导管,细胞自溶慢.这可能是不育系开颖迟、闭颖慢,花丝伸长少及不易萎缩的主要原因.

水稻颖花开放前花器官茉莉酸水平变化及浆片茉莉酸信号基因表达分析

【目的】水稻颖花开放是由浆片膨大所启动的,并与花丝伸长和花药开裂同步发生。脂类衍生的茉莉酸(JA)激素在植物生殖发育中发挥重要调控作用。本文分析水稻颖花开放过程中花器官JA水平及浆片JA信号基因表达的动态变化,以进一步揭示内源JA信号在水稻颖花开放中的作用。【方法】以粳稻中花11颖花自然开放前18 h(18 h BF)和临近开放时0 h(0 h BF)的颖花器官(小穗梗、内外稃、浆片、雄蕊、雌蕊)为试验材料。100 mg液氮研磨的样品经甲醇﹕水﹕乙酸(80﹕19﹕1,体积比)混合液提取、氮气浓缩和0.22μm滤膜过滤后,直接应用超高速液相色谱-电喷雾-质谱系统(UFLC-ESI-MS)测定JA含量。Trizol试剂提取水稻总RNA,DNaseⅠ消化残存的基因组DNA,M-MLV逆转录酶合成第一链c DNAs。JA生物合成和信号转导相关基因的表达分析采用SYBR Green实时定量PCR技术,以水稻GAPDH作内参。试验设置2次生物学重复,差异显著性分析采用t测验。【结果】水稻颖花开放前18 h,花器官中小穗梗JA水平(16.0 ng·g-1 FW)最高,内外稃次之(6.1 ng·g-1 FW),雄蕊、浆片和雌蕊极低(小于4.0 ng·g-1 FW)。颖花开放时,小穗梗JA水平下降了69%,内外稃升高了71%,雌蕊、雄蕊和浆片JA水平分别上升至19.0、77.2和52.4 ng·g-1 FW。颖花开放时雄蕊和浆片的JA水平显著高于其他花器官,而小穗梗JA含量最低。与JA水平变化相一致,颖花开放时JA生物合成相关基因Os DAD1、Os AOS1、Os AOC及Os OPR7在雄蕊和浆片中的表达大幅上升,在内外稃中略有上升,而在小穗梗中的表达明显下调。但是,颖花开放时这些JA生物合成相关基因在雌蕊中的表达不上调,与JA水平变化不一致。Os LOX2和Os AOS2在小穗梗和内外稃中的表达水平较高,而在浆片、雄蕊、雌蕊中的表达水平极低。伴随颖花开放时浆片JA水平的大幅上升,浆片JA信号转导途径相关基因Os JAR1、Os COI1b以及13个Os JAZs的表达也明显上调。其中,Os JAZ11的表达水平上升幅度最大,升高了近520倍。然而,Os JAR2、Os COI1a、Os COI2、Os JAZ5和Os JAZ15在浆片中的表达没有上调。【结论】内源JA在水稻颖花器官中的分布具有组织和发育时期特异性。结合外源JA对水稻颖花开放的灵敏诱导,颖花开放时浆片JA的积累以及JA生物合成和信号转导途径相关基因的差异性激活,强烈表明内源JA信号介导水稻浆片膨大的调控。

正常开颖授粉水稻T168和闭颖授粉水稻CL01的浆片结构比较

用Olympus AH3显微镜和日立透射电镜对闭颖授粉水稻CL01和正常开颖授粉水稻T168浆片的显微和亚微结构进行了观察。显微观察结果表明,闭颖授粉水稻材料维管束的数目和结构与正常开颖授粉水稻材料都有明显差异,闭颖授粉水稻材料浆片小且维管束数少,为8条左右,仅为正常开颖授粉水稻材料的一半。超微结构表明:开花前1 d、开花当天及开花后,闭颖授粉水稻不管是液泡的形成过程还是线粒体变化过程都与开颖授粉水稻有明显的不同。闭颖授粉水稻在开花过程中没有大量长形或椭圆形线粒体积累,再加上其浆片小且维管组织不发达,从而导致了闭颖。

水稻细胞质雄性不育系种子裂颖与浆片性状的关系

【目的】研究水稻细胞质雄性不育系种子裂颖特性与浆片的关系,揭示不育系种子裂颖的内在原因。【方法】以具有不同裂颖特性的细胞质雄性不育系福伊A、三香A、丰源A、T98A及其相应保持系为材料,对不育系间以及保持系与不育系间浆片的小维管束性状值、体积、重量、水势进行方差分析和多重比较,并对不育系浆片的小维管束性状值、体积、重量、水势与其种子裂颖率和裂颖度进行相关分析。【结果】与种子裂颖重的不育系相比,种子裂颖轻的不育系浆片小维管束导管面积大、数目多且分布均匀、体积小、重量轻、水势低;且相应保持系也表现出大致相同的规律。不育系种子裂颖率与浆片单个小维管束的导管面积和数目、单个小维管束平均单个导管面积、整个小维管束的导管面积和数目呈极显著负相关,与浆片单个导管未退化小维管束单个导管面积、单个小维管束面积、体积、重量、水势呈(极)显著正相关。【结论】浆片小维管束导管少且分布不均匀、体积大、重量重、水势高是不育系种子裂颖重的重要原因之一。

小麦开花特性与浆片和雄蕊结构动态探讨

对亲本及其杂种小麦开花特性和解剖结构的研究表明 :在开花期、开花张角、开闭花持续时间、花药外露性、花丝伸长特性等方面 ,杂种小麦有明显的超亲优势 ,不育株系表现最差 ;在开花过程中 ,可育株系和杂种小麦的浆片吸胀快、体积大、增重快。浆片由表皮、基本薄壁组织细胞和维管束组成。其表皮无气孔分布 ;基本组织薄壁细胞在浆片吸胀过程中 ,体积增大直至内膜系统破裂自溶、内溶物撤离、细胞收缩而闭花 ;维管束分散排列于基本组织中 ,由导管、筛管和薄壁细胞组成。开花时 ,杂种和可育株系花药的药室内壁发育成纤维层 ,中层和绒毡层消失 ,花粉粒球形 ,原生质浓 ;花丝维管束中的筛管、导管数目多 ;不育株系未见纤维层 ,绒毡层缩存 ,花粉空瘪 ;花丝中筛管、导管数目少 ,分化程度低。

水稻颖壳和浆片异常突变体ahl的基因定位

研究水稻花发育基因对于水稻相关性状的分子育种具有十分重要的意义。本研究报道了一个水稻颖壳和浆片异常突变体ahl(abnormal hull and lodicule),来源于优良恢复系缙恢10号的EMS诱变群体。该突变体内外稃变小并发生严重扭曲,浆片顶端伸长。内外稃异常导致灌浆后米粒变小、畸形,千粒重下降。该性状遗传稳定,受1对隐性基因控制,利用群体分离分析法(bulked segregation analysis,BSA)将AHL基因定位在第2染色体上的SSR标记RM14153与RM14167之间,遗传距离分别为1.19cM和1.34cM,物理距离为226kb。研究结果为AHL基因的图位克隆和功能研究奠定了基础。

水稻浆片颖壳化突变体(gll)的鉴定和精细定位

【目的】鉴定和克隆水稻花器官突变体新基因,对了解水稻花器官发育的分子遗传机理和分子信号调控途径有着重要的作用。【方法】采用田间种植鉴定、突变体和野生型的花器官对比、杂交后代的表型分离统计及基于图位克隆法的基因定位等方法,对自然突变产生的突变体gll的表现型、遗传和基因精细图位开展研究。【结果】表型鉴定认为gll突变体小穗上的颖花变异主要表现为浆片颖壳化和外颖增加。通过杂交F1、F2及F3的表型分离个体χ2测验结果表明,该突变体表型分离符合1对隐性核基因的比例。配制突变体和日本晴的杂交种及其F2分离群体,在F2和F3群体中获得gll表型株作为基因定位群体。利用均匀分布于水稻12条染色体上的156对多态性分子标记,检测gll定位群体中的408株突变体表型个体,将GLL定位于水稻第1染色体上SSR标记RM1068和RM3482之间,遗传距离分别为4.6和2.3cM。随后检测了4个新的SSR标记,进一步将GLL定位在108kb的物理距离之内。【结论】水稻gll突变体的性状由1对隐性核基因控制,该基因位于第1染色体长臂的近下端SSR标记RM6097和RM6827之间108kb范围内。

小麦浆片在开花过程中的结构与作用观察

小麦可育株系和杂种 F1花期早、开花张角大、开闭花持续时间短 ,其浆片吸胀快、体积大、增重幅度大。浆片解剖结构有 3个部分 :表皮层细胞外壁厚、有角质层、无气孔 (器 ) ;基本组织薄壁细胞 ( GPC)含丰富的原生质 ,在浆片吸胀和萎缩过程中 ,GPC体积增大至内膜系统破裂、细胞自溶后内溶物撤离 ;维管束分散于基本组织中 ,由导管。

高粱颖花开放前浆片茉莉酸信号基因表达变化

茉莉酸(JA)在植物生殖发育中发挥重要调控作用,尤其是促进禾本科植物的颖花开放。然而迄今有关高粱颖花开放削浆片内JA信号相关基因的表达变化模式与颖花开放时间的关系尚不清楚。以常规高粱种质"625R"为试材,采用RNA-seq技术分析高粱颖花开放前12 h和1 h的浆片转录组差异;并通过与数据库比对,分析高粱颖花开放前茉莉酸生物合成及信号转导途径相关基因的表达变化。结果表明,2个时期浆片组织中富集于茉莉酸生物合成及信号转导途径的差异基因有51个,且以花前12 h为对照,上调基因有41个,下调基因10个。茉莉酸生物合成途径中,差异基因主要涉及JA合成的上游调控步骤,而JA信号转导途径中则以JAZ蛋白响应基因数目最多、强度最大。研究结果为进一步阐明颖花开放进程中浆片吸水膨大的分子机制提供依据。

开颖、闭颖小麦浆片的显微观察

为了研究小麦开颖、闭颖授粉的原因,为探索小麦开颖、闭颖授粉机理奠定基础。此研究以开颖授粉小麦漯麦4号和闭颖授粉小麦花培3号为材料,在小麦抽穗期取浆片,用冷冻切片法观察两个品种浆片的厚度,并测量浆片的厚度,发现漯麦4号浆片的厚度是花培3号的1.67倍。对浆片进行整体透明处理,用微分干涉差显微镜观察浆片整体外形和浆片的中部细胞,对比高度和宽度,发现两者浆片在高度和宽度上无明显差异;同时对比浆片表面中部细胞的大小,发现两者浆片的中部细胞大小也无明显差异。

大麦浆片结构及其在开花过程中的变化

浆片由表皮、基本组织和维管束三部分组成。表皮上不具气孔，细胞外壁角质化。维管束为有限外韧型，呈散生状分布。浆片中维管束数与其所含导管数因品种（系）而异，可育系多于不育系。大维管束由数个导管、筛管及伴胞和维管束薄壁细胞组成，且其维管束薄壁细胞壁厚、核大、质浓，线粒体丰富。中、小维管束一般不含导管。浆片中含有淀粉酶。开花时浆片的鲜重、干重和可溶性糖含量均增加。小花的开放由浆片吸胀后体积的变化来调节，而小花的关闭则由于浆片内细胞的自溶、降解物通过质外体途径撤离和浆片的萎缩。

在超深地下连续墙中使用“V”型板、止浆片——有效减小锁口管起拔力

文章论述了在超深地下连续墙中使用"V"型板、止浆片——有效减小锁口管起拔力的事项,确定方案目标并进行可行性分析。结论:结合效果检查表,1m宽,50m深地下连续墙在施工中锁口管起拔力度在250T以下的占总施工槽段数的92.6%;1.2m宽,52m深地下连续墙在施工中锁口管起拔力度在250T以下的占总施工槽段数的95.1%。达到了定量目标:超深地连墙锁口管起拔力≤250吨的地墙达到90%以上。

白领新宠——百花牌洋参王浆片

在北京百花蜂业科技发展股份公司产品畅销榜上,有一款叫"洋参王浆片"的产品近年来得到了越来越多的年轻人和高端人士的喜爱。该产品在2000年获得卫生部颁布的保健食品批准证书,批准文号是"卫食健字(2000)第0496号"。产品包装盒设计获得外观设计专利。探究这些消费者为什么喜爱这款洋参王浆片的原因,得到的答案是:1.这款产品常温下可保存,所以可随身携带,出差也同样方便食用。2.该款产品的片剂形态,改善了食用鲜蜂王浆的不方便,且不用忍受鲜蜂王浆的辛辣涩口感。

公路工程浆砌片石勾缝施工技术要点

在我国,浆砌片石勾缝是公路工程施工中的重要内容,由于该工艺具有施工成本低、施工效果好等特点,在公路工程施工中得到广泛的应用。但是,在浆砌片石勾缝过程中,还存在一些问题,如施工技术水平低、施工质量不达标等,直接影响了公路工程整体质量。鉴于此,文章对公路工程浆砌片石勾缝技术的应用进行分析,并提出浆砌片石勾缝施工技术的要点,以期为相关工作人员提供参考。

浆砌挡墙外贴挂网混凝土层抗弯试验研究

为保证处置病害浆砌挡墙的施工安全和加固效果,文中提出钢筋混凝土外贴病害浆砌挡墙的加固措施,设计5组抗弯试验(1组为无外贴层,4组为不同厚度外贴层),探究外贴层对浆砌挡墙的加固效果及其作用机理。试验结果表明,加设5~20 cm厚外贴层后,破坏模式由脆性破坏转变为延性破坏,承载力和抗弯刚度显著提升,开裂弯矩提升1.25~5.67倍,极限弯矩增大2.75~13倍。

公路工程浆砌片石勾缝施工技术要点及病害防治

浆砌片石防护在公路工程中应用广泛,具有造价经济、取材方便、施工快捷等优点,但受砌筑材料、施工工艺、施工环境等因素影响较大,难以制定相对统一的施工标准,施工过程中存在随意性,施工质量较难控制。而砂浆勾缝是浆砌施工中非常重要的工序之一,起到了阻止雨水渗入砌缝,保护砌体结构稳定,美化砌体外露面的作用。文章结合施工经验针对不同类型浆砌防护,从影响勾缝质量的选材、资源配置、勾缝工艺流程,病害防治要点等方面进行分析,通过把控施工工艺要点,加强技术交底、质量管控,防止勾缝脱皮渗水,从而降低维修成本,保证边坡稳定,美化路容路貌,协调自然环境,使浆砌工程能够更好地为工程项目服务。

浅析浆砌片石挡土墙施工技术应用

文章以实际项目为例,介绍浆砌片石挡土墙支挡的技术应用。首先阐述了浆砌片石挡土墙施工过程中对石料、水泥、砂等原材料的要求,接着重点对挡墙工程的技术要求及参数、砂浆拌制、浆砌片石的墙身施工等具体工艺进行论述,最后对浆砌片石的检验方法及误差进行分析,保证了该工程的施工质量。

浆砌片石施工技术在河道整治工程中的应用分析

在市政桥梁跨越河流建设过程中,桥梁桩基础施工难免会对原有河道造成破坏。因此跨河桥梁竣工后,整治已被破坏的河道、恢复河道的防汛排洪能力就有着重要意义。文章应用浆砌片石施工技术对淤积河道试验段进行换填施工,通过研究浆砌片石施工关键技术控制要点,总结了合理规划施工时段、把控浆砌片石原材尺寸、管控施工工序等主要方法,在大面积河道换填施工中的应用具有良好的效果。基于浆砌片石换填河道在水流冲刷作用下的破坏机理,探讨新旧河床相互衔接方式,对延长浆砌片石换填河床使用寿命具有积极保护作用。