張桂蓮，張順堂，肖浪濤，等

農(nóng)藝學(xué)

抽穗開花期高溫脅迫對水稻花藥、花粉粒及柱頭生理特性的影響

張桂蓮，張順堂，肖浪濤，等

目的：近年來，伴隨全球工業(yè)化進(jìn)程的加速，全球平均氣溫升高，極度高溫天氣頻發(fā)，高溫?zé)岷σ殉蔀樽魑锷L的主要限制因素之一。而中國長江流域雙季早稻的開花結(jié)實(shí)期及中稻開花期經(jīng)常遭遇異常高溫天氣，導(dǎo)致水稻結(jié)實(shí)率降低，產(chǎn)量大幅度下降。高溫?zé)岷σ殉蔀橄拗莆覈戏降緟^(qū)水稻安全生產(chǎn)的瓶頸。目前，關(guān)于高溫對水稻花器官影響的系統(tǒng)報(bào)道不多，關(guān)于水稻特別是雜交稻抗高溫遺傳的報(bào)道甚少。本研究從花藥、花粉粒和柱頭等方面研究高溫脅迫對水稻花器官的影響，目的是探明高溫脅迫對水稻的傷害機(jī)理，找出耐熱性相關(guān)的生理生化指標(biāo)，為選育耐熱性水稻品種或改良現(xiàn)有超高產(chǎn)水稻品種的耐熱性提供理論依據(jù)。方法：以6個(gè)耐熱性差異較大的水稻重組自交系及其親本996（熱鈍感）和4628（熱敏感）為材料，于抽穗開花期在人工氣候室進(jìn)行高溫處理（8：00—17：00，37℃；17：00—8：00，30℃）和適溫處理（8：00—17：00，30℃；17：00—8：00，25℃），研究高溫脅迫對耐熱性不同水稻株系花藥抗氧化酶活性、膜透性、可溶性糖含量、熱穩(wěn)定蛋白含量、花粉粒性狀及柱頭活力的影響。結(jié)果：（1）高溫脅迫下，水稻花藥SOD、POD及CAT活性呈先上升后下降的趨勢，脅迫期間耐高溫株系花藥的SOD、POD及CAT活性顯著高于熱敏感株系。（2）高溫使花藥熱穩(wěn)定蛋白含量增加，可溶性糖含量降低、MDA含量和相對電導(dǎo)率急劇上升。與熱敏感株系相比，高溫下耐高溫株系花藥具有較高的熱穩(wěn)定蛋白含量和可溶性糖含量、較低的MDA含量和相對電導(dǎo)率。（3）高溫脅迫下，花藥開裂受阻，柱頭上花粉粒數(shù)和花粉粒直徑膨脹幅度減小，花粉活力和柱頭活力下降，開花受精受到影響。高溫下耐高溫株系的花藥開裂系數(shù)，柱頭上花粉粒數(shù)，花粉活力和柱頭活力顯著高于熱敏感株系。以上表明雜交后代可能遺傳了親本996的一些耐熱性狀。結(jié)論：與熱敏感株系相比，高溫下耐高溫株系花藥不僅具有較高的抗氧化酶活性、熱穩(wěn)定蛋白含量、可溶性糖含量和較低的膜透性，而且具有較好的花粉散落特性和花粉活力，結(jié)實(shí)率較高，同時(shí)也表明親本996的一些耐熱性狀可遺傳給雜交后代，因此花藥抗氧化酶活性、膜透性、熱穩(wěn)定蛋白含量和花粉活力可作為水稻耐熱性鑒定指標(biāo)。在耐熱性品種選育中，可根據(jù)育種目標(biāo)選配親本，在雜交后代中通過花藥抗氧化酶活性、膜透性、熱穩(wěn)定蛋白含量和花粉活力的定向選擇有望獲得耐熱性雜交后代材料，選育耐熱性水稻新品種。

來源出版物：中國水稻科學(xué), 2014, 28(2)：155-166

入選年份：2014

中國大豆育成品種10個(gè)重要家族的遺傳相似性和特異性

熊冬金，王吳彬，趙團(tuán)結(jié)，等

摘要：目的：大豆育成品種是直接應(yīng)用于育種實(shí)踐的核心種質(zhì)資源。要拓寬作物育種材料的遺傳背景，需分析比較不同種質(zhì)間的相似性和相異性。本文選取了我國10個(gè)重要家族的179個(gè)大豆育成品種，分析其親本系數(shù)和相似系數(shù)，研究其品種間的遺傳關(guān)系，揭示其衍生群體的遺傳基礎(chǔ)，以期為我國大豆育種親本選配，擴(kuò)大親本來源，拓寬我國大豆育成品種遺傳基礎(chǔ)提供參考。方法：選用我國51-83（A002）、白眉（A019）、濱海大白花（A034）、奉賢穗稻黃（A084）、滑縣大綠豆（A122）、即墨油豆（A133）、上海六月白（A201）、銅山天鵝蛋（A231）、武漢菜用大豆混合群體（A291）和山東壽張縣無名地方品種（A295）等10個(gè)主要親本家族的179份系譜信息完整的大豆品種，為研究材料。這些大豆分布于I、II、III、IV和V等5個(gè)不同生態(tài)區(qū)，包括從1943年育成的豐地黃（生態(tài)區(qū)I）到2005年育成的GS鄭交9525（生態(tài)區(qū)II）等，具有廣泛的代表性。根據(jù)系譜信息，計(jì)算不同品種間的親本系數(shù)；選用161個(gè)均勻分布于大豆基因組的SSR分子標(biāo)記，對群體進(jìn)行基因型分析，采用PowerMarker Ver. 3.25軟件分析參試材料的遺傳多樣性、相似性與特異性。結(jié)果：中國10個(gè)大豆育成品種重要家族的179個(gè)品種，在161個(gè)SSR位點(diǎn)上共檢測到1697個(gè)等位變異，單位點(diǎn)變幅為5～24個(gè)，平均10.5個(gè)；多態(tài)信息含量在0.549～0.937間，平均0.819。聚類分析表明，179個(gè)品種可歸為6大類11小類，同一家族的品種有聚為一類的趨勢。品種間，親本系數(shù)平均值為0.02，分布范圍在0～0.75間，95%以上的親本系數(shù)分布在0～0.13之間；遺傳相似系數(shù)均值為0.16，分布范圍在0.03～0.80間，95%以上分布在0.07～0.22之間；品種間親本系數(shù)和遺傳相似系數(shù)顯著相關(guān)（r＝0.67）；山東壽張縣無名地方品種（A295）、即墨油豆（A133）、滑縣大綠豆（A122）和銅山天鵝蛋（A231）4個(gè)家族親本系數(shù)和相似系數(shù)均較小，遺傳基礎(chǔ)較寬廣；矮腳早（A291）、上海六月白（A201）、奉賢穗稻黃（A084）和51-83（A002）4個(gè)家族親本系數(shù)和相似系數(shù)較大，遺傳基礎(chǔ)較狹窄，這與選擇育種品種較多有關(guān)；東北白眉（A019）家族與其他家族間的親本系數(shù)和遺傳相似系數(shù)均最小。家族間特異性分析表明，東北白眉（A019）家族和其他9個(gè)家族地理距離較遠(yuǎn)，存在較多互補(bǔ)、特有、特缺等位變異；而III區(qū)和II區(qū)地理位置較近，種質(zhì)交流較多，兩區(qū)家族間特有、特缺等位點(diǎn)數(shù)較少，其中A002、A231和A122三個(gè)家族無特有等位變異，A084、A201、A034和A231四個(gè)家族無特缺等位變異。結(jié)論：盡管179個(gè)品種來源于我國10個(gè)主要家族，但品種間仍具有豐富的遺傳變異。179個(gè)品種可歸為6大類11小類，同一家族的品種有聚為一類的趨勢。品種間親本系數(shù)和遺傳相似系數(shù)顯著相關(guān)（r＝0.67），其均值分別為0.02和0.16；A295、A133、A122和A231 4個(gè)家族遺傳基礎(chǔ)最寬廣；A291、A201、A084和A002 4個(gè)家族遺傳基礎(chǔ)較狹窄。A019家族和其他9個(gè)家族地理距離較遠(yuǎn)，存在較多特有、特缺等位點(diǎn)，而III區(qū)和II區(qū)地理位置較近，種質(zhì)交流較多。

來源出版物：作物學(xué)報(bào), 2014, 40(6)：951-964

入選年份：2014

鎘脅迫下秈稻和粳稻對鎘的吸收、轉(zhuǎn)移和分配研究

龍小林，向珣朝，徐艷芳，等

摘要：目的：鎘是一種有毒重金屬，含有高水平鎘的化肥不加控制的施用、污水灌溉和采礦污染等導(dǎo)致越來越多稻田受到污染，最終使鎘進(jìn)入食物鏈，對人類健康造成潛在威脅。土壤中高濃度的鎘抑制作物生長發(fā)育，降低作物產(chǎn)量。筆者選用秈稻和粳稻兩個(gè)不同類型水稻品種，通過盆栽試驗(yàn)，研究了在不同濃度鎘脅迫下、在2個(gè)對鎘吸收的關(guān)鍵時(shí)期——分蘗期和成熟期、不同器官對鎘的吸收、積累和分配，并對秈、粳稻籽粒鎘含量的差異進(jìn)行研究，以期了解秈稻和粳稻在鎘脅迫下對鎘的吸收、運(yùn)轉(zhuǎn)規(guī)律及分布特點(diǎn)，為低鎘含量水稻新品種的培育提供理論依據(jù)。方法：采用盆栽土培試驗(yàn)方法，以秈稻品種（CG132R）和粳稻品種（粳925）為研究材料。土壤風(fēng)干后過篩，然后向土壤中加入CdCl2使土壤中鎘含量分別為10、20、30、50、70 mg/kg，以不加鎘處理為對照。每個(gè)處理重復(fù)3次，隨機(jī)排列，外設(shè)保護(hù)行。水稻種子經(jīng)浸種催芽后均勻播于盆缽內(nèi)，每盆播種20粒，出苗后每盆株數(shù)控制為4株。于分蘗期盛期和成熟期取水稻植株樣品，將植株分為根、莖、葉、糙米和稻殼（成熟期）幾個(gè)部分。樣品110℃殺青后，70℃烘至恒重，測量各部分重量，然后粉碎、過100目篩，采用MARS5微波消解儀進(jìn)行前處理后，由西南科技大學(xué)分析測試中心用（PerkinElmer Instrument Co. USA）原子吸收光譜儀進(jìn)行鎘含量測定。稻谷風(fēng)干后按農(nóng)業(yè)部部頒《米質(zhì)測定方法》（NY147～88）出糙。結(jié)果：（1）對CG132R和粳925各器官鎘含量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，發(fā)現(xiàn)CG132R和粳925的根、莖、葉、糙米鎘含量與土壤鎘濃度呈極顯著正相關(guān)。CG132R和粳925各器官鎘含量依次為根＞莖＜葉＜糙米＜谷殼。加鎘處理后，CG132R和粳925的糙米鎘含量均超過了國標(biāo)規(guī)定的糙米中鎘限定標(biāo)準(zhǔn)值，且前者顯著高于后者。（2）鎘富集系數(shù)因生育期、土壤鎘濃度和水稻品種而異。在低濃度鎘處理下，CG132R和粳925各器官鎘富集系數(shù)較高。根的鎘富集能力遠(yuǎn)高于莖和葉，且富集系數(shù)大于1。CG132R和粳925各器官對鎘富集能力存在顯著差異。（3）在分蘗期和成熟期，CG132R各器官鎘積累量都顯著高于粳925，其中CG132R籽粒鎘積累量大約是粳925的5倍。（4）在成熟期，鎘在CG132R和粳925各器官的分配系數(shù)依次為根＜莖葉＜籽粒。CG132R根部鎘分配系數(shù)小于粳925，而莖葉和籽粒中鎘的分配比例高于粳925。（5）水稻各器官的轉(zhuǎn)移系數(shù)因土壤鎘濃度、生育期和品種而異。CG132R莖和糙米中的鎘轉(zhuǎn)移系數(shù)明顯高于粳925。糙米中的鎘轉(zhuǎn)移系數(shù)與土壤鎘處理濃度無顯著相關(guān)性。鎘由水稻根部向地上部轉(zhuǎn)移能力表現(xiàn)為分蘗期＜成熟期。結(jié)論：根是水稻吸收和積累鎘的主要器官。在對鎘的吸收、積累、轉(zhuǎn)移和分配方面，秈稻CG132R與粳稻粳925存在顯著差異。秈稻CG132R有更強(qiáng)的鎘富集能力，能夠吸收更多的鎘積累于水稻植株中。秈稻CG132R植株莖、葉和籽粒中鎘的分配系數(shù)均高于粳稻粳925，即秈稻CG132R將更多的鎘轉(zhuǎn)移到了植株地上部。秈稻CG132R糙米鎘轉(zhuǎn)移系數(shù)高于粳稻粳925，前者是后者的2倍多，最終導(dǎo)致秈稻CG132R糙米鎘含量高于粳稻粳925。鎘向水稻糙米的轉(zhuǎn)運(yùn)能力由水稻基因型決定，受鎘脅迫等環(huán)境因素影響較小。因此，在耐鎘低積累型水稻新品種選育過程中，除了考查水稻品種對鎘的耐受性之外，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注糙米鎘轉(zhuǎn)移系數(shù)。

來源出版物：中國水稻科學(xué), 2014, 28(2)：177-184

入選年份：2014

時(shí)間分辨熒光免疫層析試紙條在油料餅粕黃曲霉毒素B1檢測中的應(yīng)用

李靜，李培武，張奇，等

摘要：目的：油料餅粕資源豐富，且富含蛋白質(zhì)，是配混合飼料中的主要植物蛋白質(zhì)來源之一。然而，油料作物在收獲前或收獲后被霉菌感染產(chǎn)生真菌毒素，或油料餅粕在生產(chǎn)、加工、儲運(yùn)過程中感染霉菌產(chǎn)生真菌毒素，都會影響油料餅粕的品質(zhì)，從而影響飼料的質(zhì)量。這些真菌毒素中尤其以黃曲霉毒素B1污染最常見，且毒性最強(qiáng)、危害最重。因此，本文在我們前期成功研制出黃曲霉毒素B1時(shí)間分辨熒光免疫層析試紙條和配套檢測儀的基礎(chǔ)上，探析其在飼料領(lǐng)域的應(yīng)用前景，為現(xiàn)代飼料產(chǎn)業(yè)發(fā)展中控制黃曲霉毒素B1污染找到一種新型的快速監(jiān)測手段。方法：以無污染的花生餅粕、大豆餅粕、菜籽餅粕、棉籽餅粕、葵花籽餅粕、芝麻餅粕為對象，分別添加2、5、10、20、40 μg/kg黃曲霉毒素B1，采用時(shí)間分辨熒光免疫層析試紙條與檢測儀進(jìn)行測定，用測定的回收率評價(jià)該檢測方法的準(zhǔn)確度，用測定結(jié)果的變異系數(shù)評價(jià)該檢測方法的精密度。以無污染的花生餅粕為對象，分別添加2、5、10、20、40 μg/kg黃曲霉毒素B1，采用不同批次的時(shí)間分辨熒光免疫層析試紙條進(jìn)行測定，用測定結(jié)果的批間變異系數(shù)評價(jià)方法結(jié)果的重復(fù)性。以花生餅粕、大豆餅粕、菜籽餅粕、棉籽餅粕、葵花籽餅粕、芝麻餅粕的盲樣為對象，采用時(shí)間分辨熒光免疫層析試紙條進(jìn)行測定，同時(shí)采用標(biāo)準(zhǔn)的液相色譜-質(zhì)譜/質(zhì)譜方法進(jìn)行測定，并比對兩組測定結(jié)果的差異程度，用以評價(jià)時(shí)間分辨熒光免疫層析試紙條方法的可靠性。結(jié)果：在方法準(zhǔn)確度評價(jià)方面，時(shí)間分辨熒光免疫層析試紙條對6 種油料餅粕做5個(gè)濃度黃曲霉毒素B1添加回收率試驗(yàn)，花生餅粕回收率為77.0%～116.6%，大豆餅粕回收率為76.0%～111.8%，菜籽餅粕回收率為78.5%～116.4%，棉籽餅粕回收率76.5%～110.7%，葵花籽餅粕回收率78.0%～112.3%，芝麻餅粕回收率為77.0%～117.2%。在方法精密度評價(jià)方面，時(shí)間分辨熒光免疫層析試紙條測定結(jié)果的批間、批內(nèi)變異系數(shù)均在5.55%～14.63%之間。在時(shí)間分辨熒光免疫層析試紙條檢測方法與液相色譜-質(zhì)譜/質(zhì)譜法方法比對檢測方面，兩種方法對20個(gè)油料餅粕盲樣檢測中，其中9個(gè)樣品兩種方法均未檢測出黃曲霉毒素B1，另外11個(gè)樣品兩種方法均檢測出了黃曲霉毒素B1，且表現(xiàn)出顯著相關(guān)性（y＝1.00783x-0.21482，R2＝0.9837），兩種方法的檢測結(jié)果相對誤差在8.38%～14.92%之間。結(jié)論：時(shí)間分辨熒光免疫層析試紙條技術(shù)在檢測飼料中黃曲霉毒素B1的回收率均能被控制在70%～120%范圍內(nèi)，變異系數(shù)均在15%以下，盲樣檢測結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)的液相色譜-質(zhì)譜/質(zhì)譜方法的結(jié)果基本一致，這些結(jié)果表明，黃曲霉毒素B1時(shí)間分辨熒光免疫層析試紙條檢測方法的準(zhǔn)確度、精密度、重復(fù)性等主要技術(shù)指標(biāo)均滿足了黃曲霉毒素B1快速定量檢測的需求。該方法在應(yīng)用中表現(xiàn)出測定快速、準(zhǔn)確，技術(shù)穩(wěn)定、可靠，且配套的時(shí)間分辨熒光速測儀經(jīng)濟(jì)、小型，非常適合現(xiàn)場檢測，適用于大批量油料餅粕樣品的快速檢測和風(fēng)險(xiǎn)評估，具有廣闊的應(yīng)用前景。

來源出版物：中國油料作物學(xué)報(bào), 2014, 36(2)：256-262

入選年份：2014

小麥骨干親本碧螞4號的基因組特異位點(diǎn)及其在衍生后代中的傳遞

袁園園，王慶專，崔法，等

摘要：目的：從DNA水平探討小麥骨干親本碧螞4號的遺傳構(gòu)成及其特異位點(diǎn)在衍生品種（系）中的傳遞特點(diǎn)，為揭示骨干親本形成的遺傳基礎(chǔ)及其對衍生品種的影響機(jī)制提供依據(jù)。方法：以小麥骨干親本碧螞4號及其衍生品種（系）76份為材料，其中子一代14份，子二代35份，子三代20份，子四代7份；碧螞4號子一代衍生品種（系）的另外3個(gè)親本分別是早洋麥、尤皮2號和蘇聯(lián)早熟1號。利用覆蓋小麥全基因組的1239個(gè)SSR、EST-SSR和STS標(biāo)記對碧螞4號子一代衍生品種（系）的4個(gè)親本進(jìn)行標(biāo)記篩選，篩選出的特異標(biāo)記可用于76份碧螞4號衍生材料的分析。按照SDS-酚法提取植株幼嫩葉片的DNA。結(jié)果：（1）從1239個(gè)標(biāo)記中共篩選出33個(gè)碧螞4號特異標(biāo)記，包括22個(gè)單位點(diǎn)標(biāo)記和11個(gè)多位點(diǎn)標(biāo)記。33個(gè)標(biāo)記中有28個(gè)能被定位在7個(gè)部分同源群上，其中，第2部分同源群上的特異標(biāo)記最多，有7個(gè)；第1、第3和第7部分同源群（如7A染色體上的STS標(biāo)記Xmag4044和Xmag2999）上分別有6個(gè)；第4、第5和第6部分同源群分別只有1個(gè)。（2）在子一代和子二代材料中，除標(biāo)記Xgwm577外的32個(gè)標(biāo)記均能擴(kuò)增出碧螞4號特異帶，且分別有8個(gè)和10個(gè)標(biāo)記位點(diǎn)的傳遞頻率大于50%，有6個(gè)標(biāo)記位點(diǎn)Xgwm498、Xgwm261、Xedm80、BARC22、SWES222和CFE223在子一代和子二代中都保持傳遞頻率大于50%，其中Xgwm261的傳遞頻率最高，為92.6%。（3）在子三代和子四代材料中能擴(kuò)增出碧螞4號特異帶的標(biāo)記分別有29個(gè)和20個(gè)，傳遞頻率大于50%的標(biāo)記位點(diǎn)分別有8個(gè)和4個(gè)。在20份子三代材料中，多位點(diǎn)標(biāo)記SWES98和7A染色體上的3個(gè)標(biāo)記Xmag4044、Xmag3284和Xmag3283均沒有擴(kuò)增出碧螞4號特異帶。有趣的是SWES222在子三代和子四代中的傳遞頻率均最高，分別為85.0%和85.7%。（4）Xgwm261、Xedm80、SWES222和CFE223在4個(gè)世代中的傳遞頻率都保持在50%以上。標(biāo)記Xmag2999在碧螞4號及其部分衍生后代材料中的擴(kuò)增結(jié)果。（5）在碧螞4號衍生品種（系）中，遺傳貢獻(xiàn)率大于25%的碧螞4號特異位點(diǎn)共18個(gè)，其中有6個(gè)位點(diǎn)的遺傳貢獻(xiàn)率大于50%，它們分別是Xpsp2999、Xgwm498、Xgwm261、Xedm80、SWES222和CFE223，有8個(gè)SSR標(biāo)記與重要農(nóng)藝性 狀相關(guān)，如BARC83與QTgw.ucw-1A（千粒重）、QGlui.ucw-1A（麩質(zhì)指數(shù)）和QSew.ucw-1A（沉降值）等QTL緊密連鎖；BARC13與QYr.sgi-2B.1（條銹病成株抗性）、QEet.inra-2B（抗枯萎?。┑萉TL緊密連鎖；Xgwm261與QGy.ccsu-2D（籽粒產(chǎn)量）、QHi.ccsu-2D.2（收獲指數(shù)）、QSl.ccsu-2D.2（穗粒數(shù)）等QTL緊密連鎖。推測這些基因組位點(diǎn)及其附近的染色體區(qū)域可能是被育種家強(qiáng)烈選擇的部分，碧螞4號含有一些特殊的與重要農(nóng)藝性狀相關(guān)的基因組位點(diǎn)/區(qū)段，可能是其成為骨干親本的遺傳基礎(chǔ)。結(jié)論：檢測出碧螞4號的33個(gè)特異基因組位點(diǎn)并明確了它們在衍生后代品種（系）中的傳遞特點(diǎn)和對衍生后代品種（系）的遺傳貢獻(xiàn)率。碧螞4號特異位點(diǎn)Xgwm261、Xedm80、SWES222、CFE223和Xpsp2999不僅能穩(wěn)定地傳遞至子四代，且遺傳貢獻(xiàn)率都在50%以上，可用于骨干親本碧螞4號的標(biāo)記/性狀關(guān)聯(lián)分析，以追蹤與這些位點(diǎn)緊密連鎖的重要染色體區(qū)段。

來源出版物：作物學(xué)報(bào), 2010, 36(1)：9-16

入選年份：2015

水稻葉片早衰及鹽敏感突變體osles的生理分析和基因精細(xì)定位

毛節(jié)景，趙晨晨，黃福燈，等

摘要：目的：葉片衰老是作物葉片發(fā)育的最后階段，是一種細(xì)胞死亡的過程，也是營養(yǎng)物質(zhì)從衰老部位被重新調(diào)運(yùn)到種子和成熟組織等貯藏器官的過程。然而，功能葉片的過早衰老將直接影響葉片光合作用，進(jìn)而導(dǎo)致作物產(chǎn)量和品質(zhì)下降。分析作物葉片早衰分子機(jī)理，將有利于培育延緩葉片衰老的作物新種質(zhì)。本文利用葉片早衰及鹽敏感突變體osles，探討葉片早衰的分子生理機(jī)理。方法：利用60 Co輻射誘變秈稻品種自選1號，獲得隱性突變的葉片早衰及鹽敏感突變體osles。首先，調(diào)查突變體osles的全生育期的葉片表型并統(tǒng)計(jì)分析主要農(nóng)藝性狀，測定葉片衰老相關(guān)的主要生理指標(biāo)，包括葉綠素含量、抗氧化酶SOD和POD、MDA、以及可溶性蛋白含量。利用含100 mmol L-1NaCl的Yoshida營養(yǎng)液處理生長7 d的幼苗一周，而后再恢復(fù)生長5 d，分析處理前后及恢復(fù)生長后NaCl對幼苗株高、根長及整株干重的影響。利用突變體osles分別與原始親本自選1號，以及粳稻02428雜交獲得F1代并自交獲得F2群體，基于F1代植株和F2群體的表型確定調(diào)控osles葉片衰老的分子規(guī)律，同時(shí)利用突變體osles與粳稻02428雜交獲得的F2群體的隱性葉片衰老群體，借助分子標(biāo)記對衰老突變基因進(jìn)行基因定位。結(jié)果：從田間表型可以看出，突變體osles最明顯農(nóng)藝差異包括：其一該突變體從分蘗期開始葉片就出現(xiàn)早衰，表現(xiàn)為葉尖和葉邊緣變黃，伴有紅褐色斑點(diǎn)；其二由于葉片早衰導(dǎo)致突變體的株高、穗長、每穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率及千粒重顯著低于對照。生理結(jié)果表明，與野生型相比，突變體除倒一葉外，倒二葉和倒三葉在分蘗期的葉綠素含量均顯著降低，而POD活性則在倒一葉、倒二葉和倒三葉中依次顯著升高；突變體3片葉片的MDA含量均高于野生型15%左右；除倒一葉外，突變體的SOD活性均顯著高于野生型；突變體和野生型3片葉中的可溶性蛋白含量依次下降，但突變體的倒一和倒二葉中的可溶性蛋白含量顯著高于野生型，而倒三葉則相反。從鹽脅迫處理結(jié)果看，突變體對鹽更敏感，導(dǎo)致突變體葉片卷曲枯萎、植株高度和生物量顯著降低。遺傳分析表明，osles突變性狀受一隱性基因控制，借助圖位克隆技術(shù)將控制該性狀的基因精細(xì)定位于第6染色體長臂的IN6-005769-11/12和RM20547兩個(gè)標(biāo)記之間，物理距離為210 kb，期間橫跨兩個(gè)BACs，包含30個(gè)預(yù)測基因。結(jié)論：osles是一個(gè)新的葉片早衰及鹽敏感突變體。因此，本文調(diào)查突變體osles的主要農(nóng)藝特性及其對鹽的敏感性，通過分析葉片衰老相關(guān)的主要生理特征，可以初步確定影響突變體osles葉片衰老的生理機(jī)理。利用圖位克隆技術(shù)將衰老突變基因OsLES精細(xì)定位在第6染色體長臂的IN6-005769-11/12和RM20547兩個(gè)標(biāo)記的210 kb區(qū)間，對定位區(qū)間候選基因進(jìn)行細(xì)致分析，可以進(jìn)一步判定衰老候選基因。

來源出版物：作物學(xué)報(bào), 2014, 40(5)：769-778

入選年份：2014

轉(zhuǎn)PvP5CS1基因擬南芥植株對干旱和鹽脅迫的反應(yīng)

陳吉寶，趙麗英，毛新國，等

摘要：目的：逆境脅迫下植物體可以通過積累脯氨酸減輕逆境對細(xì)胞的傷害。吡咯啉-5-羧酸還原酶（P5CS）是高等植物體內(nèi)脯氨酸合成中谷氨酸途徑的限速酶，控制脯氨酸積累速度。本研究通過在擬南芥體內(nèi)過量表達(dá)普通菜豆（Phaseolus vulgarisL.）脯氨酸合成酶基因P5CS1，探索P5CS基因在改善植物耐滲透脅迫的作用。方法：將P5CS1融合到帶有CaMV35S啟動子的pCHF3表達(dá)載體中，并應(yīng)用農(nóng)桿菌介導(dǎo)法，將PvP5CS1基因轉(zhuǎn)入擬南芥。以野生型和轉(zhuǎn)基因擬南芥株系為材料，分別在種子萌發(fā)期、7 d和14 d齡幼苗進(jìn)行干旱脅迫和鹽脅迫處理，所有的滲透脅迫試驗(yàn)均在25℃溫室中進(jìn)行，光照為16/8暗/白，空氣濕度為60%。種子萌發(fā)期的滲透脅迫試驗(yàn)是分別將種子培養(yǎng)在含150 mmol L-1甘露醇和150 mmol·L-1NaCl的1×MS固體培養(yǎng)基中，第7天檢測種子發(fā)芽率。種子的相對發(fā)芽率的計(jì)算以1×MS固體培養(yǎng)基上不添加滲透脅迫物質(zhì)的培養(yǎng)為對照。7 d苗齡滲透脅迫試驗(yàn)是分別將幼苗培養(yǎng)在添加不同濃度甘露醇（150、250 mmol·L-1）和NaCl（150 mmol·L-1）的1×MS固體培養(yǎng)基中，模擬干旱脅迫和鹽脅迫處理，第8天檢測幼苗的脯氨酸含量、相對電導(dǎo)率和相對根長。14 d苗齡滲透脅迫試驗(yàn)是在營養(yǎng)缽內(nèi)的營養(yǎng)土上正常培養(yǎng)擬南芥至14 d苗齡，澆灌300 mmol·L-1NaCl水溶液，繼續(xù)培養(yǎng)15 d，模擬鹽脅迫；或者對14 d苗齡植株停止?jié)菜?，培養(yǎng)25 d后復(fù)水，然后培養(yǎng)5 d，模擬干旱脅迫，處理后統(tǒng)計(jì)兩種脅迫下幼苗的死亡率。結(jié)果：通過對轉(zhuǎn)化幼苗進(jìn)行抗生素（Kan）篩選和目標(biāo)基因的基因組PCR驗(yàn)證，共獲得6個(gè)轉(zhuǎn)基因株系（Tp1、Tp2、Tp3、Tp4、Tp5和Tp6）；應(yīng)用RT-PCR方法檢測到PvP5CS1基因在轉(zhuǎn)基因植株中表達(dá)。種子萌發(fā)試驗(yàn)表明，在150 mmol·L-1NaCl和150 mmol·L-1甘露醇條件下滲透脅迫處理10 d，6個(gè)轉(zhuǎn)基因株系種子的發(fā)芽率均顯著高于野生型（P＜0.001），分別是野生型的1.60倍和1.62倍。因?yàn)檗D(zhuǎn)基因株系Tp6收獲的種子少，所以后續(xù)的滲透脅迫試驗(yàn)用5個(gè)轉(zhuǎn)基因株系。轉(zhuǎn)基因株系的7 d齡幼苗在150、250 mmol·L-1甘露醇和150 mmol·L-1NaCl處理下8 d，結(jié)果顯示，5個(gè)轉(zhuǎn)基因擬南芥株系幼苗脯氨酸含量、4個(gè)轉(zhuǎn)基因株系的相對電導(dǎo)率、3個(gè)轉(zhuǎn)基因株系的相對根長都顯著高于野生型植株（P＜0.05），1個(gè)轉(zhuǎn)基因株系的電導(dǎo)率外和2個(gè)轉(zhuǎn)基因株系的根長與野生型差異不顯著。在150、250 mmol·L-1甘露醇和150 mmol·L-1NaCl處理下，5的轉(zhuǎn)基因株系的脯氨酸含量平均值分別是野生型的2.68倍、1.30倍和1.30倍；5轉(zhuǎn)基因株系的平均電導(dǎo)率分別是野生型植株的85%、77%和85%；5個(gè)轉(zhuǎn)基因株系平均根長分別是野生型植株的1.2倍、1.3倍和1.2倍。14 d齡幼苗在300 mmol·L-1NaCl處理下至第7天，幼苗葉片開始變黃，其中野生型葉片黃化程度比轉(zhuǎn)基因植株嚴(yán)重；處理至第15天，轉(zhuǎn)基因植株的平均死亡率為42%，顯著低于野生型（90%）（P＜0.05）。14 d齡幼苗干旱脅迫處理至第25 d，所有植株均呈現(xiàn)枯死狀；復(fù)水后培養(yǎng)5 d，部分植株復(fù)活，結(jié)果顯示，轉(zhuǎn)基因植株的死亡率分別為45%、60%、61%、53%和61%，平均死亡率為56%，顯著低于野生型70%（P＜0.05）。結(jié)論：在擬南芥中過表達(dá)PvP5CS1基因，可以通過提高滲透脅迫下種子的發(fā)芽率和幼苗脯氨酸含量，減輕滲透脅迫對細(xì)胞的傷害，改善轉(zhuǎn)基因植株的抗旱性和耐鹽性。

來源出版物：作物學(xué)報(bào), 2010, 36(1)：147-153

入選年份：2015

張寧寧