【目的】分析不同施氮量处理下水稻株型、物质生产以及产量的变化规律,为水稻新品种的选育和栽培管理提供参考。【方法】2015-2016年,以蜀恢498(R498)及其突变体sg1和sg2为材料,采用两因素裂区设计,其中施氮量为主因素(0,90,180 kg/hm~2以下简称为CK,N90,N180),水稻材料为副因素,分析了不同施氮处理下蜀恢498及其突变体节间长度、叶部特征、叶面积指数、高效叶面积率、粒叶比、干物质量、产量及其构成因素的变化。【结果】(1)施氮对R498及其突变体sg1和sg2上部N_1～N_5节间长度均有一定影响,其中N_1、N_2和N_3的节间长度均表现为R498>sg1>sg2,差异达到显著水平,N_4和N_5节间长度无明显变化规律。在同一节间下,低氮处理(N90)的节间长度与高氮处理(N180)的差异不显著。与CK相比,施氮增加了水稻叶片长度和宽度、单叶面积以及叶面积指数,降低了2016年高效叶面积率。(2)随着施氮量的增加,粒叶比呈降低趋势;3个材料中,sg1的粒叶比最大,比R498和sg2分别高14.97%和34.83%。(3)干物质量随施氮量的增加而增大,N90与N180处理间差异较小。2015-2016年,水稻的产量均表现为R498>sg1>sg2。R498、sg1和sg2产量均随施氮量的增加而增大。2015和2016年,R498、sg1和sg2 N90处理的产量比N180处理分别减少了14.96%,14.45%,23.77%和2.23%,6.25%,8.66%。有效穗数和千粒质量均表现为R498>sg1>sg2,而颖花数和着粒密度则表现为sg2>sg1>R498;施氮对有效穗数影响最大,N90与N180处理间差异总体达到显著水平。(4)2015和2016年,N90处理氮肥偏生产力处理显著高于N180处理。氮肥农学利用率表现为sg2>sg1>R498,氮肥偏生产力表现为R498>sg1>sg2。【结论】突变体sg1对氮响应较慢,在水稻育种中有很大的应用价值。在杂交品种选育中,可通过观测不同材料在不同供氮水平下的表现,从而选育出稳产增产的水稻新品种,更好地实现减氮稳产增效。

[目的]本文旨在了解光氮互作对拟南芥碳、氮代谢的影响。[方法]以野生型拟南芥col-0和谷氨酰胺合成酶(glutamine synthetase,GS1;1)的T-DNA插入突变体CS3721512为材料,采用水培方法,设置2种光照强度(正常和50%遮阳网遮阳处理)和2种NH_4~+水平(2和20 mmol·L-1NH4Cl),测定拟南芥鲜质量,分析叶绿素a含量、叶绿素b含量、叶绿素总量、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、总N量和谷氨酰胺合成酶(GS)与谷氨酸脱氢酶(GDH)活性等生理指标。[结果]正常光照下,增加NH_4~+浓度,植株的鲜质量减少,而叶绿素a与叶绿素b含量增加,可溶性蛋白和可溶性糖含量增加,游离铵含量与总N量增加,GS和GDH活性升高;与col-0相比,CS3721512对高NH_4~+更为敏感,铵同化能力受到抑制,植株的长势更弱。弱光胁迫下,拟南芥的鲜质量下降,叶绿素a含量和叶绿素总量降低,可溶性糖和可溶性蛋白含量减少,游离铵含量与总N量降低,GS和GDH活性降低。弱光胁迫下增加NH_4~+浓度,可以增加拟南芥鲜质量、叶绿素a含量、游离铵含量和植株总N量,提高叶片中GS和GDH活性。[结论]光、氮及其互作对拟南芥的碳、氮代谢有影响,弱光胁迫条件下增加NH_4~+浓度可以增加叶片叶绿素含量,在一定程度上缓解弱光对植株的生长胁迫。与col-0相比,弱光下增加NH_4~+浓度,对CS3721512的生长更为有利。

【目的】在温敏型白化转绿突变体v13(t)的表型特征鉴定的基础上,对其控制基因V13(t)进行精细定位。【方法】在籼稻品种9311中获得一个白化转绿自然突变体,并对其进行表型特征、温度敏感临界值的确定,同时对不同温度下叶片中叶绿体的超微结构进行观察,并以v13(t)与武运粳7号的正反交F2群体对其进行遗传分析和基因的精细定位。【结果】在低温(<26℃)条件下,v13(t)前3张叶片均表现为白色,只有叶尖和叶鞘表现出少许绿色,以后逐渐死亡;在28℃条件下,1—3张叶片抽出时叶尖和边缘表现为白色,以后逐渐转绿;在30℃条件下,叶片表现正常。遗传分析表明,该突变体叶色性状受1对隐性核基因控制,利用S...

条斑紫菜叶状体的原生质体经化学诱变剂──N -甲基 -N’ -硝基 -N -亚硝基胍 (MNNG)处理后 ,在它们的再生叶状体中 ,出现了少量色彩发生变异的点状变异体。它们的色彩变异细胞呈点状无规则地与野生细胞或其它变异细胞镶嵌在一起。这类变异体的单孢子萌发成单色变异 (或野生色 )叶状体以及与母体相似的点状变异体。利用单色变异叶状体分离出绿色 (yel) ,浅桔黄色 (och)以及深桔红色 (bus)等三个突变株。突变株的叶状体活体吸收光谱以及藻红蛋白和藻蓝蛋白的含量与野生型相比均存在着明显的差异。经突变体与野生型杂交实验证明 ,突变体yel和och均含一个与色彩变化有关并且符合孟德尔遗传规...

[目的]探究西瓜短侧枝突变体slb的光合特性,为西瓜短侧枝突变体的利用奠定基础。[方法]以西瓜短侧枝突变体slb和正常长侧枝品系GWAS-38为材料,测定坐果期第10～15节功能叶的光合色素(叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素和类胡萝卜素)含量、光合参数(净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、胞间CO_2浓度(C_i)、蒸腾速率(T_r))、荧光动力学参数(初始荧光(F_0)、最大荧光(F_m)、最大光化学效率(F_v/F_m)、实际光化学效率(F_v'/F_m')、实际光化学量子效率(Φ_(PSⅡ))、光化学淬灭系数(qP)和电子传递效率(ETR))以及气孔的密度、长度和开度。[结果]与正常长侧枝GWAS-38相比,西瓜短侧枝突变体slb功能叶的叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量以及叶绿素a/叶绿素b、类胡萝卜素/总叶绿素均无显著变化,但类胡萝卜素含量显著降低了9.52%。短侧枝突变体slb功能叶的P_n、G_s、C_i和T_r分别较正常长侧枝GWAS-38极显著降低了46.0%,75.0%,18.8%和47.0%。与正常长侧枝GWAS-38相比,短侧枝突变体slb功能叶的F_0极显著升高了17.9%,而F_m、F_v/F_m、F_v'/F_m'、Φ_(PSⅡ)、qP和ETR均无显著差异;气孔密度极显著增加了140.2%,而气孔长度和开度分别极显著下降了32.1%,40.4%。[结论]气孔限制是导致西瓜短侧枝突变体slb光合作用下降的主要因素。

野生型坛紫菜壳孢子苗经MNNG处理后,在它们的叶状体中,出现了许多色彩发生变异的细胞,大部分的变异细胞随后分裂形成块状的细胞块。用酶解法分离含绿色变异细胞块的叶状体的单离细胞,从细胞再生体中分离出一株绿色突变体。在叶状体活体吸收光谱特性方面,绿色突变体与野生型相比存在着明显的差异,3λmax和4λmax的峰顶分别向短波方向移动了约12 nm和3 nm。另外,绿色突变体的藻红蛋白和叶绿素a的含量下降,藻蓝蛋白的含量上升,表现出较低的PE/Chl.a和PE/PC比值,较高的PC/Chl.a比值。绿色突变体的生长和成熟均比野生型慢。

用不同剂量的紫外线(UV)对皱紫菜(Pyropia crispata)野生型品系(PC-WT)的壳孢子萌发体进行辐照,4周后,叶状体上均出现了黄绿、宝石红、黄橙等颜色的色素变异细胞块,经统计表明,剂量为80μW/cm~2的诱变效果最好。用酶解法将含有色素变异细胞块的叶状体细胞单个分离出来进行培养,从再生叶状体中分离到PC-JH(桔黄褐色)、PC-ZH(宝石红色)、PC-HL(黄绿色)、PC-QL(浅绿色)等纯色突变体,通过单性生殖分别获得纯合品系。各突变品系的F_1叶状体的颜色和形态均一,且与其母体叶状体相同,表明各突变品系的颜色等突变性状均能稳定遗传。与野生型品系相比,各色素突变品系的F_1叶状体的活体吸收光谱、色素蛋白的含量及相互间的比值均发生了明显变化,且相互之间也存在明显差异。综上所述,紫外线对皱紫菜叶状体具有良好的诱变效果,本实验所获得的色素突变品系,将成为皱紫菜遗传育种研究的重要材料。

在自日本武藏野种苗公司引进的青梗菜杂交种华冠游离小孢子培养的再生DH系中,发现了一个能稳定遗传的黄化突变体,命名为pylm。与正常的青梗菜相比,pylm外型细弱,植株通体黄化,且下胚轴异常伸长。在幼苗7周大时,对突变体和对照材料的光合色素含量进行了测定,结果表明:与对照相比,突变体中的叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素及总叶绿素含量分别下降了62%、75%、58%和66%。对突变体和对照材料光合作用参数的测定结果表明:突变体的净光合速率、气孔导度和蒸腾速率均低于对照。对突变体叶片中的叶绿体超微结构进行观察发现

[目的]分析西瓜后绿突变体的光合特性,为进一步探究西瓜叶色后绿机制及将叶色标记应用于杂交育种提供理论依据。[方法]以田间发现的西瓜叶色后绿突变体63第三节位(Ⅰ时期)黄化叶片、第九节位(Ⅱ时期)绿色叶片及绿叶品系Liu-2相同节位叶片为材料,测定其光合色素(叶绿素a(Chl a)、叶绿素b(Chl b)、类胡萝卜素(Caro)、总叶绿素(Chl))含量、光合参数(净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、胞间CO_2浓度(C_1)、蒸腾速率(T_r))和荧光动力学参数(初始荧光产量(F_0)、最大荧光产量(F_m)、最大光化学效率(F_v/F_m)、实际光化学效率(F'_v/F'_m)、实际光化学量子效率(Φ_(PSⅡ))、光化学淬灭系数(qP)、电子传递效率(ETR)),并进行比较分析。[结果]与Ⅰ时期相比,在Ⅱ时期,正常绿叶品系Liu-2叶片中的Chl a、Chl b、Caro、Chl及Chl a/Chl b差异不显著,但Caro/Chl显著降低了2.7%;后绿突变体63叶片中的Chl a、Chl b、Caro及Chl表现出极显著差异,较Ⅰ时期分别增加177.7%,251.9%,92.0%和171.1%,而Caro/Chl极显著降低了29.2%。Liu-2的P_n、G_s、T_r分别提高133.1%,41.0%和7.3%,C_i减少16.0%;后绿突变体63的P_n、G_s、T_r分别提高1 213.7%,49.6%和17.3%,C减少19.3%。与Ⅰ时期相比,Ⅱ时期Liu-2的F_0减少4.9%,F_m、F_v/F_m、F_v'/F_m'、Φ_(PSⅡ)、qP、ETR分别增加8.0%,3.0%,33.9%,77.2%,32.2%和77.2%;63的F_0、F_m、F_v/F_m、F_v'/F_m'、Φ_(PSⅡ)、qP、ETR分别增加78.1%,124.1%,6.6%,25.3%,70.0%,34.5%和68.5%,63转绿后F_0、F_m的增加程度大于Liu-2。[结论]西瓜后绿突变体63Ⅰ时期光合色素过低,导致幼叶黄化;Ⅱ时期光合色素含量大幅提高,使叶色逐渐由黄转绿。在此过程中其Chl含量提高,光能捕捉能力增强,荧光产量增加,最终光合能力得以恢复。

以野生型辣椒6421经~(60)Co–γ辐射诱变产生的叶色黄化突变体R24–12–6为材料,比较辣椒叶色黄化突变体与野生型农艺性状、叶绿体超微结构、生理生化特性的差异。结果表明:辣椒叶色黄化突变体黄化性状受隐性单基因的细胞核遗传;R24–12–6果长比6421增加2.06cm,果宽、坐果数和单果质量均低于野生型的,其中坐果数与6421有显著差异;叶绿素含量、叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素含量较野生型降低,差异显著;R24–12–6的净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、胞间CO_2浓度分别为6421的84.80%、87.96%、98.16%和80.51%,但差异无统计学意义;透射电镜扫描发现辣椒叶色黄化突变体叶绿体数量减少,基粒片层结构减少且排列不整齐。

为了阐明豆科植物共生反应与免疫反应的协调机制,揭示参与植物细胞侵染、定殖及固氮过程中根瘤菌基因的功能,以苜蓿中华根瘤菌Sm2011为材料,构建了约8 000株Tn5-sacB转座子插入的突变体库。利用巢式PCR检测技术,从中鉴定和筛选出nodC、nifH、smc01188和smc04024等4个特定目标基因的插入突变体及其插入位点。通过结瘤试验考察突变体共生及固氮表型,结果显示:植株接种smc01188突变体28d后,与对照植株相比,该基因突变导致根瘤固氮酶活下降,与慢生型大豆根瘤菌该基因突变体的表型类似;smc04024基因突变不影响植株生长,根瘤发育基本正常;接种nifH突变体后,植株呈缺氮表型,生长发育受阻,根瘤为白色;接种nodC突变体后植株不结瘤,说明Tn5-SacB的插入导致nifH、nodC基因功能丧失。利用PCR检测、鉴定和分离目标基因突变体是一种行之有效的方法。

【目的】通过研究不同氮效率小麦的氮素吸收和物质生产特性,阐明氮高效小麦品种高效吸收氮素的生物学基础。【方法】以具有典型特征的不同氮效率小麦品种为材料,研究丰、缺氮条件下的籽粒产量、氮效率、氮素吸收特性和氮素吸收同化关键酶活性。【结果】缺氮条件下,不同氮效率小麦品种的籽粒产量和氮效率以氮高效品种(H)最高,中效(M)次之,低效(L)最低;H具有较多的单位面积穗数且与籽粒产量和氮效率显著相关;不同生育时期的植株氮累积量在抽穗期和成熟期以H最大,M次之,L最低;不同生育时期株高、群体茎数、叶面积指数、群体干物重、叶片NO3-含量和硝酸还原酶活性以及各生育阶段群体生长率、净同化率和光合势均以H最大,M...

【目的】对水稻叶片早衰突变体es5进行遗传分析及精细定位,探索水稻叶片衰老的分子机制。【方法】es5是嘉禾212经EMS诱变获得的一个叶片早衰突变体。利用es5与籼稻中恢8015杂交获得F1,F1自交获得分离群体F2。在杭州和海南观察F1和F2的表型,并分析该突变表型的遗传行为。取F2中隐性单株,利用图位克隆方法精细定位该基因。抽穗期时对突变体和野生型叶片进行SOD活性、MDA含量、可溶性蛋白含量、叶绿素含量、净光合速率测定、组织化学分析、透射电镜观察以及衰老相关基因的表达量分析。成熟后调查es5和嘉禾2

[目的]淀粉约占水稻胚乳干物质总量的80%,胚乳中淀粉的组分与含量以及颗粒结构对稻米品质具有重要影响。因此,阐明水稻淀粉合成的分子机制对品质改良具有重要意义。[方法]通过60Co-γ辐照诱变粳稻品种‘中花11’(ZH11),得到1个稳定遗传的胚乳心白突变体white core(whc)。对该突变体的形态学特征、理化性质、淀粉结构等性状进行了分析,并对突变体whc和‘N22’杂交配制的F_2群体进行基因定位。[结果]与野生型相比,该突变体表现为胚乳中心粉质不透明,粒宽与有效穗数增加,千粒质量下降14.5%。

以野生选育的坛紫菜(Porphyra haitanensis)为母本,诱变选育全棕红的品系为父本进行杂交实验,从杂交子代大量叶片中,筛选出1株褐黄色素突变体、1株翠绿色与野生色相嵌的嵌合体和1株褐绿色与野生色相嵌的嵌合体。通过酶法分离突变体的营养细胞,单性生殖获得丝状体;分别使丝状体成熟并放散壳孢子,然后单株培养和筛选获得褐黄、翠绿和褐绿色子代叶状体。实验进行50 d。结果:(1)褐黄色突变体藻蓝蛋白和别藻蓝蛋白含量低;孢子囊枝的细胞较小,且大量形成时间比亲本晚15 d;幼苗培养初期日平均生长量仅为(1.22±0.28)cm,当叶片长到60 cm左右时生长优势逐步凸显,日平均生长量可达(7.5...