不同光诱导条件下HPGMR中SOD的比较研究

超氧物歧化酶(SOD,E.C.1.15.1.1)是一切需氧有机体中普遍存在的一种金属的酶,它在细胞呼吸中十分重要,它能催化超氧物阴离子自由基(包括O_2^-·和·OH两种自由基)的歧化作用成为O_2和H_2O_2,控制着细胞膜中脂质的过氧化水平,从而保证了细胞膜行使正常的功能;因此,SOD在抵抗不良环境和延迟衰老中发挥了重要作用湖北光敏感核不育水稻(HPGMR)在长日照(LD)下,花粉败育;在短日照(SD)下,花粉发育正常。那么,SOD在它们当中又如何表现?本文进行了比较研究。

光周期对HPGMR中RuBP羧化酶、GOD和NR活性的影响

在人工控制光照(长日照与短日照、红光与远红光)条件下,研究了湖北光敏感核不育水稻农垦58不育系叶片中1,5-二磷酸核酮糖羧化酶、乙醇酸氧化酶和硝酶还原酶活性在其幼穗发育进程中的变化规律。发现这三种酶分别在幼穗发育的特定时期,经短日照或远红光处理后较经长日照或红光处理后活性高;且活性的高低与农垦58不育系可育花粉率关系密切。

HPGMR叶片中Ca^(2+)/CaM依赖性蛋白激酶的初步研究

以 HPGMR农垦 5 8S为材料 ,研究了光周期处理前、后 Ca2 + /Ca M依赖性蛋白激酶 (Ca2 + /Ca M- PK)活性及其酶谱特征 .结果表明 :随着幼穗的发育 ,Ca2 + /Ca M- PK活性均有提高 ,并且长日照和自然日照条件下的酶活提高程度大大高出短日照处理 .不同时期、不同处理的 Ca2 + /Ca M- PK酶谱带数未见明显差异 ,但在总体上 ,不育植株 (L D和 ND)的酶带弱于可育植株 (SD)

湖北光敏感核不育水稻育性转换机理初探

用乙烯生物合成抑制剂CoCl_2处理湖北光敏感核不育水稻(HPGMR),可在长日照不育条件下出现可育现象,而在育性转换临界光长下显著促进可育性表达。HPGMR幼穗中乙烯释放量,在长日照下所形成的幼穗比普通农垦58品种高2.5-5倍,而在育性转换临界光长下所形成的幼穗则降低至接近普通农垦58的低水平。表明HPGMR中可能存在受光周期调节的乙烯代谢系统,其育性转换受乙烯代谢水平的调控。

湖北光周期敏感核不育水稻农垦58s花药中的某些生化代谢特点

湖北光周期敏感核不育水稻农垦58s单核早期的不育花药的线粒体呼吸速率和LOX活性分别较可育株低11.9％和5％,而单核晚期相应较可育株低18.4％和17.3％。花药发育从单核期至三核期,可育花药的AsA和GSH含量增高,而不育花药仅分别相当于可育株的35—55％和22—32％,并有脂质氢氧化物积累。随着花药发育,可育花药的AsA-POD,GR和6-GPDH活性逐有增高,至三核期达到最高。而不育花药,随花粉败育,在单核早期至三核期,AsA-POD,GR和6-GPDH活性逐渐降低,至三核期,其活性分别为可育株的26％,22％和19％,不育花药的ME和MDH活性亦较可育株低。IDH活性在单核晚期为可育株的47—80％。细胞还原势低是不育花药特征之一。低的还原势可能导致活性氧代谢失调和花药不育。

光照长度对不同类型光敏核不育水稻生育期的影响

选用六个不同类型光敏核不育水稻,在其五叶期后给予不同时间的光照处理,观察其抽穗期的差异。结果表明:在光长由14.5小时缩短到10.0小时,供试不育系的抽穗期提早6-41天;促进不同品系间提早抽穗的临界光长存在差异:农垦58S,中78-5S,25169S,5-12S为12.5小时,W6417S为13.5小时,W6154S的则不甚明显。

曙暮光在光敏感核不育水稻两个光周期反应中的作用

本文论证了曙暮光在光敏感核不育水稻两个光周期反应中均有明显的作用,初步探明农垦58S 在武汉地区(30°27′N)育性转换期(7—8月)曙暮光的变化规律,提出采用“光照长度”以代替“日照长度”来划分光周期的昼与夜更为准确的见解,据此讨论了曙暮光的作用对光敏感核不育水稻在不同地理条件下的生态适应性的重要影响。

雄性不育水稻小孢子败育与花药的有机自由基水平

以电子自旋共振(ESR)检测细胞质雄性不育(CMSR)和湖北光敏核不育水稻(HPGMR)花药的有机自由基水平。在小孢子单核期到三核期的花药中有机自由基为无超精细分裂的单峰信号,其特征 g 因子在2.0024—2.0031之间。细胞质雄性不育系 V_(20)A 和珍汕97A 三核期小孢子的花药干样品中有机自由基是二核期的3.2—3.8倍,相应的保持系则只增加15—43%。光敏核不育水稻农垦58s 和 W6154s 在6月份花药转向全不育的自然条件下,花药的有机自由基也随小孢子发育及采样期推延而增加。表明雄性不育过程发生了自由基代谢异常。

水稻钙调蛋白基因的克隆及结构分析

钙调蛋白是生物细胞内一种重要的调控蛋白，通过其与靶酶的相互作用，控制细胞正常的生长和发育。我们以湖北光敏感核不育水稻ｃＤＮＡ第一条链为模板，参考大麦钙调蛋白基因序列合成５＇端和３＇端引物，利用多聚酶链式反应合成了完整的水稻钙调蛋白ｃＤＮＡ，克隆并测定其序列。结果表明，光敏核不育水稻的钙调蛋白基因由４５０个核苷酸组成，共码１４８个氨基酸。

湖北光敏感核不育水稻光敏感期叶片中ATP含量与RuBPcase活力的分析

本文测定ＴＨＰＧＭＲ农垦 ５８Ｓ光敏感期叶片 ＡＴＰ含量和 ＲｕＢＰｃａｓｅ活力的变化。结果表明：（ １）当材料由暗期进入光期时， ＨＰＧＭＲ ５８Ｓ叶片中的ＡＴＰ含量在长日照下比短日照下低，而材料由光期进入暗期时则相反；对照品种农垦５８在长日和短日照下无明显差异；（ ２）ＨＰＧＭＲ ５８Ｓ叶片中的ＲｕＢＰｃａｓｅ活力在长日照下明显比短日照下低，而对照品种农垦５８差异很小。由此推测ＨＰＧＭＲ在不同日照条件下其代谢途径有所不同。

湖北光敏感核不育水稻黄化芽中光敏色素的提纯

以暗室培养6天的湖北光敏感核不育水稻农垦58S黄化芽为材料,采用稍加改进的Grimm等方法,提纯了光敏色素。其分离过程包括羟基磷灰石和DEAE—琼脂糖凝胶柱层析两次梯度洗脱,硫酸铵盐析两次,再经3次不同用量、不同浓度的磷酸钾缓冲液洗涤沉淀,最后用聚乙稀吡咯烷酮沉淀色素,溶于磷酸钾缓冲液中。提取的光敏色素经SDS—PAGE电泳,分子量为124kDa,其电泳谱带电转移后,可以与黑麦光敏色素单克隆抗体发生交叉免疫反应。

湖北光周期敏感核不育水稻花药能量和活性氧的代谢

湖北光周期敏感核不育水稻,在单核早期、单核晚期、二核及三核期的不育花药的细胞色素氧化酶(COD)、ATPase、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、SOD 在每小穗花药中的总活性普遍低于其可育花药,不育花药在发育的后期缺1—5条 COD、1条超氧物岐化酶(POD)和1—2条 Cu-Zn SOD 同工酶带。不育花药具较低的 ATP 含量和较高的 O(?)产生效率,且有 H_2O_2和丙二醛(MDA)的积累。对光敏雄性不育的发生与不育花药中异常的能量和活性氧代谢之内在联系进行了讨论。

湖北光敏核不育水稻光合作用特性的研究

以湖北光敏核不育水稻农垦58S(HPGMR NK58S)为供试材料,分别测定了在不同光周期下植株的光合速率、光合磷酸化活力以及同化物质的运转情况等。结果表明,长日照处理(LD)植株的光合速率、光合磷酸化活力以及同化产物向穗部的转运能力等均低于短日照处理(SD)植株。但是同化物质向植株下部的转运能力却是LD植株为高。电镜观察发现,LD植株的气孔发生异常,其气孔开度及保卫细胞的体积等均小于SD植株。

光照长度对湖北光敏感核不育水稻IAA氧化酶过氧化物酶活性的调控

通过不同光周期,亚胺环已酮处理农垦58s 和农垦58,研究光周期对 HPGMRIAA 氧化酶,过氧化物酶活性的词控,并对不同光周期处理下农垦58s 叶片提取物进行 SP—Sephadex Ca_(50)柱层析分析,结果表明,长光照能诱导农垦58s IAA 氧化酶、过氧化物酶活性,长光照下 IAA 氧化酶活性的升高主要是由于不具过氧化物酶活性的 IAA 氧化酶活性的升高。长光照可能是通过诱导农垦58s 不具过氧化酶活性的 IAA 氧化酶的小分子激活物或抑制其小分子阻遏物的蛋白质合成,诱导 IAA 氧化酶活性。

多胺在湖北光敏核不育水稻育性转换中的作用

从红光、远红光处理下农垦58S叶、穗内源多胺的分析和多胺生物合成抑制剂的使用,对多胺在农量58S育性转换中的作用做了较为系统的研究。结果表明:农垦58S叶片多胺变化与育性转换无明显关系;幼穗的多按水平受光敏色素间接调控并与育性转换密切相关。在不同发育时期,光敏色素对多胺的调节作用不同,对育性起主要调节作用的多胺种类也可能不同;我胺对农垦58S育性转换的调节作用与多胺的含量及不同多胺间的比值有关,其中精胺(Spm)、亚精胺(Spd)含量和Spm/Spd比值可能是重要因素。多胺生物合成抑制剂甲基乙二醛—双脒腙(MGBG),能部分逆转红光诱导的不育性,并在长光照完全不育的条件下促进农垦58S产生少量可育花粉和自交结实。

湖北光周期敏感核不育水稻在云南的育性表现及应用

经过3年的研究,初步明确了HPGMR在昆明和元谋能通过正常的育性转换。并对配组效果进行了观察研究。筛选出几个具较强优势的组合。

光敏核不育水稻花粉形态和育性稳定性及转换

对HPGMR农垦58A进行育性转换的稳定性研究,用扫描电镜观察其花粉外部形态。结果表明,长日诱导的值株及短日割蔸再生分蘖,在长日下均表现雄性不育,结实率分别为0.76％和0.00％;短日诱导及对照组植株雄性可育,结实率分别为40.59％和38.19％;长日诱导的花粉外形明显皱缩,不含内容物,属典败型花粉;而短日诱导的花粉除极少量皱折外,大多呈圆型而充实,内容物饱满。

^(14)C-同化物在农垦58A水稻小孢子的分配与花粉败育

长日诱导不育HPGMR植株,随着花粉的发育,^(14)C葡萄糖同化产期分配到幼穗中的比率,从花粉单核早期的37.38％,不断下降到花粉成熟期的4.96％。反之,在短日诱导的可育植株中,则从花粉单核晚期的7.58％,增加到花粉充盈期的40.58％。可以认为,HPGMR花粉发育后期^(14)C-葡萄糖向幼穗运转的障碍和光合同化产物减少,是花粉败育的重要原因,它导致长日下典败花粉的形成。