上海地区杂草稻与水稻籽实形态差异比较研究

近年来,随着稻田直播技术的推广,杂草稻对栽培稻的危害也越来越大,比较杂草稻与水稻籽实之间的形态差异,能够为进境检验检疫中杂草稻的鉴别提供技术参考.从上海郊区(县)稻田内采集了包括杂草稻和水稻的98份样品,定量地测定了这98份样品的籽粒长和粒宽、籽粒长宽比、小穗长、芒长及株高,并对籽粒的颜色进行了分级.基于以上数据,应用聚类分析,发现98份样品可以区别出3组,分别包括57、33和8份样品,结合落粒性、穗形、种皮颜色及成熟时间等性状,明确组1为杂草稻,组2为栽培稻组,组3为少量形态上介于杂草稻和栽培稻的样品.应用主成分分析和无度量多维标定这两种排序方法对98个样品进行分析,进一步展示了各样品间的形态差异特点.方差分析发现,上海地区的杂草稻在粒长、粒宽、粒长/宽和小穗长这4个指标均显著地大于水稻,但是两者在株高和芒长上没有显著差异.     

过量表达EPSPS转基因促进栽培稻与杂草稻杂种后代的叶绿素合成

过量表达内源EPSPS基因不仅能够提高栽培稻对草甘膦除草剂的抗性,还能在不施用草甘膦的条件下提高转基因栽培稻与杂草稻杂种后代的光合速率.由于叶绿素是影响光合作用的关键因子,本研究探索了过量表达EPSPS基因是否提高栽培稻与杂草稻杂种后代的叶绿素含量以及叶绿素合成途径中关键基因的表达.以EPSPS转基因栽培稻(EP₃)及其与杂草稻两个组合的F₃杂种后代分离群体为实验材料,分别测定了含EPSPS转基因和不含EPSPS转基因杂种后代群体的叶绿素含量以及叶绿素合成关键基因的表达量.结果表明,含转基因EPSPS的栽培稻×杂草稻后代群体的叶绿素含量显著增高,在培养至30d的时候,总叶绿素含量分别增高了86.89%和22.58%;培养至60d的时候,总叶绿素含量分别增高了72.82%和51.30%.叶绿素合成途径中的3个关键基因GLUTR、CHLH和PORA的表达显著上调.因此而做出如下结论,EPSPS基因的过量表达可以通过调控叶绿素合成途径中关键基因的表达,促进叶绿素的合成,进而提高了植物光合作用的速率.     

种植密度对抗虫转基因杂草稻分离后代适合度的影响

杂草稻是栽培稻田中的同种杂草,栽培稻基因通过天然杂交逃逸到杂草稻群体难以避免,但转基因的适合度效应决定其逃逸后能否在杂草稻群体中扩散.为了评估抗虫转基因(Bt/CpTI)的适合度效应,本实验以一个转基因栽培稻品系和两个杂草稻群体的杂交F2代为材料,对含有转基因和不含转基因的F2代群体田间表现进行了分析.结果表明,在自然高虫压环境中,含有抗虫转基因F2代群体的田间表现显著好于不含转基因F2代群体的表现.此外,含有转基因的和不含转基因的F2群体在田间混种时,在15cm×15cm混种密度下群体的表现明显差于20cm×20cm混种密度下的表现,表明存在竞争效应.含有转基因的F2群体在竞争条件下比不含转基因的F2群体有更多性状表现出优势.上述发现对转基因逃逸所带来的生态影响评估提供有价值的参考.     

普通栽培稻与非洲栽培稻杂交的可交配性研究

以二倍体普通栽培稻(Oryza sativa，2n=2x=24)为母本，以非洲栽培稻(Oryza globerrima，2n=2x=24)为父本进行远缘杂交配组。研究结果表明，二倍体普通栽培稻与非洲栽培稻杂交表现出一定的可交配性，但结实率很低(0．32％～1．97％)。对其杂交结实的胚胎学观察发现，非洲栽培稻的花粉能在二倍体普通栽培稻的柱头上萌发，萌发率仅为0．18％～0．56％，花粉管在花柱内的伸长速度比较慢，发生的受精频率比较低。以同源四倍体水稻(Oryza sativa，2n=4x=48)为母本，以非洲栽培稻为父本杂交配组。研究结果表明，两间比较容易杂交，其结实率达到5．70％～8．86％。观察其胚胎学表现，非洲栽培稻的花粉在同源四倍体水稻的柱头上萌发频率高达12．81％～14．56％，花粉管在柱头内伸长速度较快，发生的受精频率比较高。利用同源四倍体水稻为桥梁，更容易将非洲栽培稻的遗传物质引入普通栽培稻。     

一个药用野生稻异源单体附加系在减数分裂时期的GISH分析鉴定

异源单体附加系是从亲缘关系较远或属间的一个物种单条染色体附加到另一个物种中．栽培稻珍籼97B与药用野生稻Hy18杂交与连续回交，在BC2后代中得到一个药用野生稻单体附加系．生物素标屺的药用野生稻总DNA作为探针，未标记的栽培稻总DNA封阻，对其异源单体系减数分裂染色体进行基因组原位杂交．FISH结果表明，在栽培稻（AA，2n=24）基因组中附加了一条药用野生稻染色体，并鉴定为第8号染色体．研究表明，药用野生稻异源单体附加系的建立为药用野生稻的基因组学和遗传学的研究提供一个新的操作平台．而GISH技术在水稻远缘杂交育种中是最准确有效的染色体鉴定方法．在水稻育种改良中具有重要应用前景．     

西南地区当归属植物叶表皮微形态研究

利用光学显微镜和扫描电镜对中国西南地区12种当归属植物的叶表皮微形态 (如气孔器类型、表皮细胞与气孔形状、气孔纹饰及细胞角质膜特征等) 进行了观察,测量并统计气孔长度和气孔指数. 研究结果表明当归属植物叶表皮微形态特征在种间存在较大的差异,但表皮细胞形状、气孔分布情况、气孔类型和细胞角质膜特征等是本属植物较为稳定的演化特征,可以作为物种分类与鉴别的依据. 最后根据叶表皮微形态特征列出了12种当归属植物的分种检索表.     

喜树叶表皮结构

通过光学显微镜和扫描电子显微镜，观察了喜树成熟叶的表皮细胞、气孔器、表皮毛形态，以及上、下表皮细胞外壁上的角质膜和蜡质纹饰．结果表明，上、下表皮层的形态结构差异较大．仅下表皮有气孔分布，气孔类型属不规则类型，常可观察到两个气孔着生在一起．上、下表皮均分布有非腺性单细胞毛     

转基因稻向栽培稻及其稻属植物的基因漂流研究进展

从1994年中国科学院通过离子介导法获得世界首例转基因稻以来,转基因稻由于其诱人的经济价值,其研究得到了迅猛地发展,出现具有抗除草剂、抗虫、抗病、抗逆境和其他优良性状的转基因稻.但是由于其环境安全性评价问题,转基因稻一直未能允许商业化种植.本文综述了转基因稻的生物安全性问题,包括转基因稻基因漂流的途径、条件,转基因稻向栽培稻、野生稻和杂草稻的基因漂流,以及关于基因漂流控制的策略.     

籼稻和粳稻的高效分子鉴定方法及其在水稻育种和进化研究中的意义

为了建立准确高效的籼稻和粳稻鉴定方法,对基于籼稻（93—11）和粳稻（日本睛）的全基因组DNA序列比对而获得的45个特异插入／缺失（InDel）位点进行了实验验证．以包括93—11和日本晴在内的44个典型籼稻和典型粳稻品种为实验群体,用45对InDel引物对上述水稻品种的DNA样品进行了PCR扩增和聚丙烯酰胺凝胶电泳,获得了多态的电泳条带．对获得的各InDel位点的基因型数据矩阵进行了中性检测（neutrality test）,确定了与栽培稻的籼、粳遗传分化密切相关的34个InDel位点．进一步对来自亚洲11个国家的栽培稻品种和来源不同12个野生稻物种的PCR产物和电泳结果的读取和分析,计算这些栽培稻品种和野生稻DNA样品在这34个InDel位点上的籼型或粳型基因频率,最终确定了不同样品的籼、粳特性．该籼稻和粳稻鉴定方法被称为“InDel分子指数法99与传统基于形态特征鉴定栽培稻籼、粳特性的“程氏指数法”相比,该方法不仅能够准确鉴定籼稻和粳稻,而且还具有更快捷、简便和高效的特点．另外,InDel分子指数法还可以用于野生稻样品的籼、粳特性鉴定,扩大了被检测样品的范围,具有广阔的应用前景．InDel分子指数法的建立为栽培稻育种过程中正确选用籼稻或粳稻种质资源提供了新的技术方法,也为栽培稻的起源、籼-粳遗传分化、以及籼稻和粳稻在驯化过程中如何适应地理环境变化提供了新的研究思路．     

对除草剂具有抗性的水稻

美国宾夕法尼亚州匹兹堡的古尔夫研究和发展公司取得了美国专利。这项发明是稻种在播种前通过处理可对草达灭(molinate)这样的发芽前除草剂(N,N—二烷基硫代氨基甲酸酯)具有抗性。通过这种处理,水稻可免遭许多杂草,特别是与栽培稻同种的对除草剂抗性同样弱的杂草红稻(Oryza rufipogon)的为害。     

四川五加属植物叶表皮的研究

报道了四川五加属Acanthopanax13种及1变种植物的叶表皮的扫描电镜及光学显微镜特征,统计并测量了气孔类型、气孔大小、气孔密度及气孔指数等,描述了表皮角质膜、蜡质纹饰及气孔外拱盖的有关特征。研究表明：五加属植物叶表皮气孔器为无规则型,气孔器类型、表皮细胞开头及垂周壁式样等,种间无差异或差异极小,而气孔角质纹饰和蜡质纹饰、外拱盖表面等种间差异较大。     

黄荆叶表皮形态结构及其生态适应性研究

利用光学显微镜和扫描电镜观察我国西南岩溶区典型次生灌草丛建群种-黄荆成熟叶的上、下表皮形态,观察指标包括气孔器、表皮毛、表皮细胞等.研究结果表明:自然分布广、适应性强的黄荆在叶表皮形态上具有气孔密度大(气孔密度为370~500个/mm2)并仅出现在下表皮、表皮细胞小、上下表皮被毛及具有蜡质文饰等特征,以上特征有利于减少黄荆体内水分的散失,进而适应岩溶干旱环境.     

福建珍珠茅属叶表皮特征的研究

用扫描电镜和光学显微镜观察研究了产于福建的7种珍珠茅属植物 的叶表皮特征，描述了叶片表皮角质层纹饰、气孔器表面蜡质纹饰、表皮毛等有关叶表皮特征，统计并测量了气孔大小、气孔密度、气孔指数等。结果表明：珍珠茅属植物叶表皮特征属于典型的单子叶植物叶的特征，表皮细胞形状、垂周壁式样、表面角质层纹饰、气孔器表面蜡质纹饰、 硅酸体等特征在属内各种间十分相近，而气孔密度、 气孔指数、气 孔大小、气孔器分布和表皮毛等特征种间差异较大，可作为种间区别的重要依据。     

不同分布地天女木兰叶表皮微形态研究

天女木兰是集芳香、药用、食用和观赏于一体的珍稀濒危植物,呈“间断式”分布。为探知天女木兰种下分类及其亲缘关系,利用扫描电镜对7个分布地天女木兰叶表皮微形态特征指标进行定性描述及主成分分析和聚类分析。结果表明:①表皮细胞分为浅波状和深波状两种类型; 气孔器为椭圆形,分为凸起和凹陷两种; 叶表结晶体有圆球形和长柱形; 表皮毛密,分为单细胞毛、单列双细胞毛和单列多细胞毛3种类型; 叶表皮气孔大小、密度和表皮毛长短及密度等均存在差异。②主成分分析选出3个主成分,方差累计贡献率达到87.394%。③聚类分析结果表明,7个分布地天女木兰种群分为两类。第Ⅰ类包括吉林石湖和河北祖山的天女木兰,表现为叶下表皮细胞呈浅波状,气孔密度小,气孔凸起,气孔长轴小于10 μm,叶表结晶体呈圆球形; 第Ⅱ类包括浙江清凉峰、安徽黄山、贵州雷公山、贵州麻江和广西猫儿山的天女木兰,表现为叶下表皮细胞多呈深波状,气孔密度大,气孔多凹陷,气孔长轴大于10 μm,叶表结晶体呈长柱形。这表明各天女木兰间的亲缘关系远近与地理分布相关,叶表皮微形态特征可作为种下分类和探讨天女木兰种群间亲缘关系的重要特征。     

濒危植物黄山梅及其相关植物的叶表皮特征研究

对黄山梅属(Kirengeshoma Yatabe)黄山梅(Kirengeshoma palmata Yatabe)及其相关植物--草绣球属(Cardiandra Sieb.＆Zucc.)和银梅草属(Deinanthe Maxim.)植物作了叶表皮的微形态研究.结果表明:黄山梅(Kirengeshoma palmata Yatabe)叶下表皮细胞不规则,垂周壁深波状,气孔类型为不规则型;叶上表皮不规则或近多角形,垂周壁平直、弓形或波状.叶上、下表面均具单细胞T形毛,毛上疣突显著.毛基为单细胞型.草绣球(Cardiandra mollendorffii Li)叶下表皮不规则,垂周壁深波状,气孔类型为不规则型;叶上表皮细胞不规则,垂周壁浅波状,具针晶,单毛,具鞘状结构,表面光滑.毛基为多细胞型.二裂叶银梅草(Deinanthe bifida Maxim.)和银梅草(Deinanthe caerulea Stapf.)叶下表皮细胞不规则,垂周壁深波状,气孔类型为不规则型;叶上表皮细胞形状与垂周壁式样同叶下表皮,且均具针晶.另外,在二裂叶银梅草叶上、下表面发现两种类型的毛:锥形毛和T形毛.结合三属的现有资料,通过比较分析,笔者初步认为: 三属性状高度重叠,关系甚密,银梅草属可能是黄山梅属和草绣球属的过渡类型;叶表皮特征观察结果不支持Takhtajan系统把黄山梅独立出来提升为亚科的观点.     

狗牙花叶的结构特征及生态意义

采用冷冻切片法,在光学显微镜下观察研究了狗牙花叶的解剖结构。结果表明:狗牙花叶为典型的异面叶,但同时具有某些阳生(旱生)叶和阴生叶的特点。表皮由一层排列紧密的细胞组成,细胞外壁具角质膜,气孔主要分布在下表皮,上表皮仅有零星分布,气孔器类型为平列型;叶肉组织发达,叶肉细胞常含有晶体,栅栏组织由1-2层排列整齐的圆柱状细胞组成,海绵组织交织成网状,有大的细胞间隙,横切面上栅栏组织与海绵组织厚度之比为0.32:1;中脉维管组织较发达,为周韧维管束。以上特征反映出狗牙花叶结构特点与其生长环境的统一性。     

三种花灌木叶表皮特征扫描电镜观察

利用扫描电镜观察了燕山东段三种花灌木木半夏（Elaeagnus multiflora Thunb．）、达乌里胡枝子（Lespedeza daurica （Laxm．）Sehindl．）和蚂蚱腿子（Myripnois dioica Bge．）的叶表皮特征。结果表明：①蚂蚱腿子的上下表皮均无表皮毛分布;木半夏上下表皮都有表皮毛分布;达乌里胡枝子的表皮毛仅分布在下表皮。②达乌里胡枝子的上下表皮都有气孔分布;木半夏、蚂蚱腿子仅下表皮有气孔分布。③达乌里胡枝子的气孔下陷;木半夏、蚂蚱腿子的气孔不下陷。④木半夏、达乌里胡枝子、蚂蚱腿子的上下表皮细胞表面平缓。     

山东榆科植物叶表皮结构的比较

利用光学显微镜及扫描电子显微镜观察了山东榆科植物共6属16种的叶表皮结构,对叶表皮上气孔类型,气孔大小作了统计和测量,根据叶表皮结构对榆科分类作了初步探讨,并作了分属检索表。     

稻属基因组间相关性的AFLP分析

应用AFLP（amplified restriction fragment length polymorphism)－银染法对2种栽培稻和21种野生稻的基因组多态性进行了检测,共计使用了9对选择性引物组合,扩增出602个遗传位点,通过Jacard的方法将电泳带矩阵转化为遗传相似性系数矩阵,并进行了聚类分析和主成分分析,结果表明,稻属植物按其亲缘关系的远近被分为三个大的类群：O.sativa群,O.officinalis群和其它远缘混合群,本文还对两种栽培稻的起源途径以及稻属物种的不同类型基因组间的缘关系进行了初步的探讨,为深入研究稻属物种间的进化关系提供参考。