小麦果皮绿色层中^1^4C标记同化物在胚珠内的分配与定位

小麦离体颖果饲喂~14CO_2后,经冷冻取代,于膜显微放射性自显影,追踪与检查了包括可溶性糖在内的~14C标记同化物在胚珠内的分配与定位。颖果绿色层细胞的高光合效率不仅保证了同化物的即时输出,而且还可以淀粉形式暂贮在叶绿体内。绿色层光合产物主要向腹沟处汇集,通过该处的维管束与珠心突起向胚乳方向迁移。~14C标记同化物以逆浓差梯度方式从珠心向珠心—胚乳交界处质外体空间输出并在胚乳内呈不均匀分布和富集于原胚端活跃增殖生长的区段内。绿色层同化物以多种方式进入原胚,主要以可溶态形式存在。同化物可能通过珠孔直接就近为原胚吸收。     

花后低温条件下小麦颖果发育的显微结构观察北大核心CSCD

该研究以春性小麦品种‘扬麦15’和半冬性小麦品种‘烟农19’为实验材料,在小麦花后6~8 d进行低温处理,对花后不同发育阶段的小麦颖果进行取样,利用树脂切片技术观察了果皮、胚乳和养分运输组织的显微结构,以探明花后低温条件下小麦颖果发育的显微结构特征。结果表明:(1)花后低温延缓了两个小麦品种颖果早期和中期发育过程,推迟了‘扬麦15’灌浆期,缩短了‘烟农19’的灌浆期,最终降低了两小麦品种的粒重。(2)花后低温减缓了小麦颖果发育早期果皮细胞的凋亡以及中果皮细胞中淀粉体的降解速率。(3)花后低温明显降低了小麦胚乳发育早期和中期淀粉体和蛋白体的积累量,缩短了灌浆时期,降低了胚乳充实度。(4)花后低温条件下小麦颖果韧皮部发育缓慢,筛管分布范围缩小;同时胚乳传递细胞的发育变慢,细胞壁上壁内突数量明显减少。研究发现,花后低温使得两小麦品种颖果早期发育过程延缓,具体表现在果皮的凋亡推迟,贮藏物质积累量减少,养分运输组织变得不发达,胚乳充实度降低,单粒颖果干重下降;同时两小麦品种对低温的响应又存在差异,花后低温下春性小麦颖果灌浆期被延长,半冬性小麦灌浆期被缩短。     

转反义Wx基因水稻颖果中与淀粉合成和积累相关酶活性的变化

将反义Wx基因转入水稻,导致Wx蛋白不同程度减少,颖果中的直链淀粉含量不同程度下降,总淀粉含量显著降低,直链淀粉与总淀粉的比值极显著降低。在水稻颖果发育过程中,ADPG-PPase、GBSS、SSS和SBE的活性在灌浆前期迅速升高,达最大值后很快下降,在灌浆中后期下降趋缓。Wx蛋白减少后的转基因水稻颖果中的GBSS活性明显下降,下降幅度与直链淀粉含量相一致,而且活性高峰期比其亲本有所提前。转基因水稻颖果中ADPG-PPase和SSS的活性在颖果发育的前中期,SBE则在中后期高于相应的亲本。     

CaM拮抗剂对麦苗氮素同化酶及干物重的影响

钙调蛋白拮抗剂ＣＰＺ（Ｃｈｌｏｒｐｒｏｍａｚｉｎｅ,氯丙嗪,简称ＣＰＺ）抑制小麦幼苗对外源硝态氮的吸收及其向有机氮的转化,对根器官的影响明显大于叶片,这与ＣＰＺ处理后不同器官中ＮＲ、ＧＳ活性受影响的程度相一致;根和茎叶干物质累积量下降。但ＣＰＺ处理后小麦幼苗不同器官中全钙含量增加,说明作为植物第二信使系统的钙调蛋白受拮抗影响植物的氮同化过程。     

碱蓬果皮浸提液对小麦种子萌发和幼苗生长的影响(简报)

盐生植物碱蓬果皮的去离子水浸提液明显抑制小麦种子萌发和幼苗生长以及萌发过程中的α-淀粉酶活性。     

NaHSO3对盐胁迫下小麦幼苗氮同化酶及脯氨酸含量的影响

以普通小麦(Triticum aestivumL.)为材料,研究了NaHSO3对不同盐度胁迫下小麦幼苗氮素同化酶和脯氨酸含量的调节。结果表明,盐胁迫降低了叶片中硝酸还原酸(NR)的活性,加入NaHSO3之后,NR活性表现出进一步的降低。谷氨酰胺合成酶(GS)在低浓度盐胁迫下活性增加,在高浓度盐胁迫下活性降低;NaHSO3加入时,即便在低盐浓度下GS活性也降低。依赖于NADH的谷氨酸脱氢酶(NADH-GDH)和依赖于NADP的异柠檬酸脱氢酶(NADP-ICDH)的变化趋势一致,在盐胁迫下它们的活性都明显增加;NaHSO3加入促进了它们活性的进一步增加,尤其对NADH-GDH活性的促进更为明显。游离脯氨酸在高浓度盐胁迫下大量积累,在低浓度盐胁迫下含量增加不明显;NaHSO3促进了盐胁迫下脯氨酸的积累,提示了NaHSO3促进了盐胁迫下小麦幼苗碳氮营养元素的贮存。     

高蛋白和低蛋白型小麦花后氮素的同化特性

为了解小麦花后介质氮素输入籽粒的同化途径,在不同发育时期不同施氮水平下,采用GS抑制剂(草丁膦)和15N示踪结合,研究了高低籽粒蛋白两种类型品种花后介质氮素的同化特征.结果表明,叶片GS抑制剂处理使豫麦47穗中的NDFF(氮含量中来自介质N的百分比)显著升高,豫麦50则显著降低;穗部GS抑制剂处理使豫麦47叶中的NDFF上升,而豫麦50(开花期)低氮处理上升、高氮处理下降.花后豫麦47的介质N同化量远大于豫麦50,同化介质N的主要器官为根茎,根茎∶叶∶穗的花后介质氮同化量之比约为4∶1∶2;而豫麦50的主要同化器官则为叶片,根茎∶叶∶穗之比约为1∶5∶1.随施N量的增加,豫麦47叶片花后介质N同化量增加,豫麦50则减少;且豫麦47叶片花后同化介质N的输出量显著小于籽粒花后介质N的同化量,而豫麦50叶片花后介质氮的输出量显著大于籽粒介质N的同化量.说明不同类型小麦品种花后N素由根系到籽粒的代谢同化途径具有显著差异,高蛋白品种豫麦47花后由根系流向籽粒的氮素可以不经叶片直接到达籽粒,低蛋白品种豫麦50则必须经过叶片才能到达籽粒.     

不同灌溉方式对杂交稻同化产物运转与分配特性的研究

采用盆钵实验和^14C-同位素示踪技术,在节水、淹水、干旱三种灌溉方式下对杂交稻组合C两优396、威优46不同生育期的光合特性及同化产物的运转与分配进行研究。结果表明：在生育前期节水处理的叶绿素含量、净光合速率、同化产物分配比例与淹水处理的差异不显著;水稻抽穗后,淹水处理叶绿素含量与净光合速率下降幅度均大于节水处理,同化产物分配比例显著低于节水处理,最终导致产量也低于节水处理。而十旱处理在整个生育期的剑叶叶绿素含量、净光合速率、同化产物分配比例均低于节水、淹水处理,最终产量显著低于前两种处理。     

小麦磷酸丙糖转运器的特性及其对同化物分配的调节(英文)

磷酸丙糖转运器(triosephosphate/phosphatetranslocator,TPT)是源、库间光合产物分配的第一调控部位,研究TPT的特性及其对同化物分配的调节,对于提高光合作用同化物利用效率有着重要意义。我们首先采用Percoll密度梯度离心从小麦(TriticumaestivumL.)叶片中分离制备了完整性达91%以上、具有较高纯度的完整叶绿体。利用TPT不可逆抑制剂[H3]2-DIDS标记和SDS-PAGE,以及小麦TPT抗体进行Westernblotting分析,证明TPT蛋白仅存在于叶绿体被膜中,约占被膜总蛋白的15%,其分子量为35kD,而在液泡膜和线粒体膜上不存在。采用硅油离心法研究TPT对磷酸二羟丙酮(dihydroxyacetonephosphate,DHAP)、磷酸烯醇式丙酮酸(phosphoenolpyruvate,PEP)、葡萄糖-6-磷酸(glucose-6-phosphate,G6P)与Pi的反向运输动力学的结果表明,DHAP/Pi的最大运输活性最高,PEP/Pi次之,G6P/Pi最低。TPT与这些运输底物的Km值由小至大,分别为DHAP、Pi、PEP和G6P,证明TPT的最适运输底物为DHAP。用DIDS处理时,TPT对DHAP运输活性的抑制达95%。TPT运输活性受到抑制时,可导致叶绿体内大量积累淀粉。TPT在调控小麦叶绿体同化产物的分配中起着重要作用,在保证卡尔文循环正常运转的前提下,通过TPT外运到胞质中参与蔗糖合成和其他代谢活动的磷酸丙糖(triosep     

小麦磷酸丙糖转运器的特性及其对同化物分配的调节

磷酸丙糖转运器(tnose phosphate/phosphatetranslocator,TPT)是源、库间光合产物分配的第一调控部位,研究TPT的特性及其对同化物分配的调节,对于提高光合作用同化物利用效率有着重要意义.我们首先采用Percoll密度梯度离心从小麦(Triticum aestivum L.)叶片中分离制备了完整性达91%以上、具有较高纯度的完整叶绿体.利用TPT不可逆抑制剂[H3]2-DIDS标记和SDS-PAGE,以及小麦TPT抗体进行Western blotting分析,证明TPT蛋白仅存在于叶绿体被膜中,约占被膜总蛋白的15%,其分子量为35 kD,而在液泡膜和线粒体膜上不存在.采用硅油离心法研究TPT对磷酸二羟丙酮(dihydroxyacetone phosphate,DHAP)、磷酸烯醇式丙酮酸(phosphoenolpyruvate,PEP)、葡萄糖-6-磷酸(glucose-6-phosphate,G6P)与Pi的反向运输动力学的结果表明,DHAP/Pi的最大运输活性最高,PEP/Pi次之,G6P/Pi最低.TPT与这些运输底物的Km值由小至大,分别为DHAP、Pi、PEP和G6P,证明TPT的最适运输底物为DHAP.用DIDS处理时,TPT对DHAP运输活性的抑制达95%.TPT运输活性受到抑制时,可导致叶绿体内大量积累淀粉.TPT在调控小麦叶绿体同化产物的分配中起着重要作用,在保证卡尔文循环正常运转的前提下,通过TPT外运到胞质中参与蔗糖合成和其他代谢活动的磷酸丙糖(triose phosphate,TP)约占93.6%,而用于叶绿体内合成淀粉的TP仅占6.4%.生理条件下其功能是高效率地把大部分光合同化产物TP及时运出叶绿体到胞质中,用于合成蔗糖并运输到其他库器官的需要.     

糯大麦与非糯大麦颖果发育过程的解剖学与组织化学研究

为了明确糯大麦与非糯大麦颖果发育的差异,该研究以糯大麦代表性品种(‘白青稞’、‘甘垦5号’)和非糯大麦代表性品种(‘扬农啤10号’和‘苏裸麦1号’)为材料,采用体视显微镜观察、组织化学染色、树脂半薄切片和光学显微镜观察等方法,比较研究了糯大麦与非糯大麦颖果及其胚乳淀粉体发育的过程。结果显示:(1)糯大麦和非糯大麦颖果的形态变化,以及鲜、干重和含水率等的变化规律基本一致,生长曲线均呈"S"型。(2)两类大麦颖果胚乳和果皮的I2/KI染色结果不同,糯大麦胚乳的I2/KI染色结果为红褐色,其果皮被染为蓝黑色,而非糯大麦胚乳和果皮均被I2/KI染成蓝黑色,表明糯大麦和非糯大麦的颖果果皮里直链淀粉含量都较高,且糯大麦胚乳内以支链淀粉为主,而非糯大麦的胚乳内以直链淀粉为主。(3)糯大麦胚乳淀粉体的出现时间早于非糯大麦,且其中小淀粉体的比例高于非糯大麦,淀粉体充实状况也好于非糯大麦。(4)与非糯大麦相比,糯大麦表观直链淀粉以及总淀粉含量较低,但可溶性糖含量较高。研究表明,糯大麦颖果生长规律与非糯大麦类似,但内含物淀粉的积累规律不同。     

一份绿米水稻种质资源的发现及初步研究

稻米色泽是水稻种质资源多样性的重要组成部分,也是满足彩色稻米市场需求的重要物质基础。本研究团队在野生稻种质资源整理过程中发现了一份包含部分绿米(果皮呈绿色)的资源,经过多代自交,获得稳定的高代品系,命名为LM8。LM8光敏感性强,易与亚洲栽培稻杂交,在广西晚稻种植株高为117.7 cm,剑叶长32.1 cm,剑叶宽1.1cm,穗长22.5 cm,有效分蘖数19,株型直立紧凑。千粒重8.73 g,粒长5.76 mm,粒宽2.09 mm,粒型椭圆,富含脂肪和人体所必需微量元素。亲缘关系研究结果表明,LM8属AA基因组,与亚洲栽培稻在同一个组,应不属于野生稻。但是,LM8在发现初期具有有芒、落粒性强、颖壳坚硬呈深褐色等野生性状,因此推测LM8为杂草稻类型。LM8的发现及研究不仅可以促进水稻果皮颜色遗传发育调控网络的建立和完善,也能够为创制绿色稻米水稻新品种提供遗传材料,满足消费者多元化选择并在乡村振兴中发挥重要作用。     

局部灼伤对小麦幼苗外源茉莉酸吸收与运转的影响

采用示踪技术探索了3H-JA的运输和分配规律及其受伤害胁迫的影响.外源3H-JA能够在小麦幼苗体内向上和向下运输,局部灼伤其运输与分配都发生了改变.从小麦根系饲喂的3H-JA,在植株内的分布量依序为根＞茎＞叶,时间较长(4h)时分配于心叶的3H-JA大大增加.当叶片受到局部灼伤时3H-JA向地上部的输出量减少;但局部灼伤可加快由心叶饲喂的3H-JA的向下运输,改变3H-JA在小麦幼苗各部位的分配比率.心叶饲喂短时间(5min)时,3H-JA主要积累在受到伤胁迫的展开叶(第2叶)中.向展开叶(第2叶)饲喂的3H-JA向下运输的速率高于向上运输的速率.推测JA运输及分配的变化可能在植株的防御反应中起重要作用.     

A Comparative Study on the Role of Cytokinins in Caryopsis Development in the Maize miniature1 Seed Mutant and Its Wild Type

We report here on a comparative developmental profile of plant hormone cytokinins in relation to cell size, cell number and endoreduplication in developing maize caryopsis of a cell wall invertase-deficient miniature1 ( mn1 ) seed mutant and its wild type, Mn1 , genotype. Both genotypes showed extremely high levels of total cytokinins during the very early stages of development, followed by a marked and genotype specific reduction. While the decrease of cytokinins in Mn1 was associated with their deactivation by 9-glucosylation, the absolute and the relative part of active cytokinin forms was higher in the mutant. During the exponential growth phase of endosperm between 6 d after pollination and 9 d after pollination, the mean cell doubling time, the absolute growth rate and the level of endoreduplication were similar in the two genotypes. However, the entire duration of growth was longer in Mn1 compared with mn1 , resulting in a significantly higher cell number in the Mn1 endosperm. These data correlate with the previously reported peak levels of the Mn1 -encoded cell wall invertase-2 (INCW2) at 12 d after pollination in the Mn1 endosperm. A model showing possible crosstalk among cytokinins, cell cycle and cell wall invertase as causal to increased cell number and sink strength of the Mn1 developing endosperm is discussed.     

A Comparative Study on the Role of Cytokinins in Caryopsis Development in the Maize miniature1 Seed Mutant and Its Wild Type

We report here on a comparative developmental profile of plant hormone cytokinins in relation to cell size, cell number and endoreduplicaUon in developing maize caryopsis of a cell wall invertase-deficient miniature1 （mn1） seed mutant and its wild type, Mn1, genotype. Both genotypes showed extremely high levels of total cytokinins during the very early stages of development, followed by a marked and genotype specific reduction. While the decrease of cytokinins in Mn1 was associated with their deactivation by 9-glucosylation, the absolute and the relative part of active cytokinin forms was higher in the mutant. During the exponential growth phase of endosperm between 6 d after pollination and 9 d after pollination, the mean cell doubling time, the absolute growth rate and the level of endoreduplication were similar in the two genotypes. However, the entire duration of growth was longer in Mnl compared with mnl, resulting in a significantly higher cell number in the Mnl endosperm. These data correlate with the previously reported peak levels of the Mn1-encoded cell wall invertase-2 （INCW2） at 12 d after pollination in the Mn1 endosperm. A model showing possible crosstalk among cytokinins, cell cycle and cell wall invertase as causal to increased cell number and sink strength of the Mn1 developing endosperm is discussed.