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夜间增温对小麦幼穗生长发育及光合特性的影响机制研究

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夜间增温对小麦幼穗生长发育及光合特性的影响机制研究

作者：秦博雅安徽农业大学

学位级别：硕士

全球变暖是全球气候变化的主要趋势之一,近年我国地表平均气温也上升了1.1°C,高于全球同期平均增温幅度,并预计到2050年再升温1.2°C-2.0°C。本研究以春性小麦品种宁麦13、扬麦18、苏麦188和半冬性小麦品种安农0711、济麦22和烟农19... 详细信息

全球变暖是全球气候变化的主要趋势之一,近年我国地表平均气温也上升了1.1°C,高于全球同期平均增温幅度,并预计到2050年再升温1.2°C-2.0°C。本研究以春性小麦品种宁麦13、扬麦18、苏麦188和半冬性小麦品种安农0711、济麦22和烟农19为供试材料,在2021—2022年采用被动式增温处理方式对6个小麦品种进行:不增温为对照（CK）、分蘖至拔节期(W)、拔节至孕穗期(W)和孕穗至开花期(W)夜间增温处理。研究不同阶段夜间增温（夜间平均增温1.048°C、1.657°C和1.143°C）对小麦幼穗发育及光合特性的影响,主要研究结论如下:（1）分蘖至拔节期和拔节至孕穗期夜间增温处理通过提高小麦的千粒重和穗粒数从而实现增产。与对照相比,分蘖至拔节期夜间增温处理分别增产4.24%（宁麦13）,4.75%（扬麦18）,4.84%（苏麦188）,5.44%（安农0711）,6.08%（济麦22）,5.67%（烟农19）。从穗部特征来看,分蘖至拔节期和拔节至孕穗期夜间增温处理增加了小麦的穗长,提高了小麦的总小穗数和可孕小穗数,降低了小麦不孕小穗数。夜间增温能促进了拔节期至开花期小麦的干物质积累。春性品种和半冬性品种的产量对阶段性夜间增温的反映有所不同,半冬性品种在花前夜间增温后增产幅度较大。（2）分蘖期至拔节期夜间增温处理使小麦幼穗发育进程加快,此外延长了灌浆持续时间。分蘖至拔节期和拔节至孕穗期夜间增温处理,增加了小麦的籽长和粒宽。夜间增温降低了小花退化速率与可孕小花败育速率,增加小花分化量,减少小花退化数目与可孕小花败育数目,从而有利于产量的形成。（3）分蘖至拔节期和拔节至孕穗期夜间增温处理提高了小麦的光合能力,尤其是夜间的光合呼吸,从而刺激了白天的光合生产能力。夜间增温处理提高了小麦旗叶叶绿素含量、光合参数、光响应曲线、荧光参数等从而提高了小麦的光合能力。分蘖至拔节期和拔节至孕穗期夜间增温处理使小麦旗叶气孔分布更为密集紧凑,气孔数目增多,加速CO的吸收,增加碳水化合物的积累,从而提高小麦产量。

关键词：小麦增温幼穗光合特性产量

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长穗偃麦草幼穗离体培养高频再生体系的建立

植物生理学报 2018年第9期54卷 1475-1480页

作者：周妍彤张琳郭强田小霞孟林崔国文东北农业大学动物科技学院哈尔滨150030 北京市农林科学院北京草业与环境研究发展中心北京100097

以长穗偃麦草(Elytrigia elongata)幼穗为外植体, MS为基本培养基,研究了不同植物生长调节物质配比对其愈伤组织诱导、分化和生根的影响。结果表明,长穗偃麦草幼穗诱导最佳培养基为MC+3 mg·L-1 2,4-D,诱导率达66.67%, 4周后可见淡黄色... 详细信息

以长穗偃麦草(Elytrigia elongata)幼穗为外植体, MS为基本培养基,研究了不同植物生长调节物质配比对其愈伤组织诱导、分化和生根的影响。结果表明,长穗偃麦草幼穗诱导最佳培养基为MC+3 mg·L-1 2,4-D,诱导率达66.67%, 4周后可见淡黄色愈伤组织。最佳分化培养基为MC+0.1 mg·L-1 2,4-D+3mg·L-1 6-BA,分化率为64.44%, 4周后出现芽点,同时伴随根毛发生。最佳生根培养基为MR+0.5 mg·L-1 NAA,生根率为100%,移栽后全部成活?

关键词：长穗偃麦草幼穗组织培养植株再生

雌雄蕊原基分化期低温胁迫下2个小麦品种幼穗miRNA表达谱分析

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华北农学报 2021年第1期36卷 81-94页

作者：张自阳王斌王智煜王志伟朱启迪茹振钢刘明久河南科技学院河南省现代生物育种协同创新中心河南新乡453003

为探讨春季低温(倒春寒)胁迫下抗倒春寒能力不同的小麦品种相关miRNA及其响应规律,提供miRNA的表达谱和差异表达miRNA的信息,揭示差异表达miRNA在小麦抗倒春寒中的作用,采用高通量测序(Small RNA-seq)技术对雌雄蕊原基分化期0℃低温胁迫... 详细信息

为探讨春季低温(倒春寒)胁迫下抗倒春寒能力不同的小麦品种相关miRNA及其响应规律,提供miRNA的表达谱和差异表达miRNA的信息,揭示差异表达miRNA在小麦抗倒春寒中的作用,采用高通量测序(Small RNA-seq)技术对雌雄蕊原基分化期0℃低温胁迫72 h及未低温处理(对照)的矮抗58(AK58)和郑麦366(ZM366)幼穗进行测序,通过生物信息学分析,以padj幼穗测序共鉴定到112类miRNA,分属于38个不同的MIRNA家族。AK58、ZM366分别鉴定出85,88个差异表达miRNA,AK58有27个miRNA表达有显著差异,其中23个显著上调表达,4个显著下调表达,差异表达极显著的miRNA为2个,分别是tae-miR9672b、tae-miR9672a-3p;ZM366有48个差异表达显著的miRNA,13个显著上调表达,35个显著下调表达,差异表达极显著的miRNA为4个,分别为tae-miR9672b、tae-miR9672a-3p、tae-miR6201、tae-miR9674b-5p。对低温胁迫下AK58与ZM366差异表达的miRNA进行靶基因预测,AK5885个差异表达miRNA对应848个靶基因;ZM36688个差异表达miRNA对应6537个靶基因。GO功能富集分析结果显示,AK58差异表达miRNA靶基因有20个生物学过程、6个细胞成分、6个分子功能类别极显著富集(FDR幼穗中差异表达miRNA靶基因进行KEGG代谢通路(Pathway)富集分析,AK58差异表达miRNA靶基因显著富集(P<0.05)到RNA聚合酶,嘌呤代谢,嘧啶代谢,光合生物固碳途径,自噬,托烷、哌啶和吡啶生物碱的生物合成,核苷酸切除修复,错配修复,DNA复制,核糖体,烟酸和烟酰胺代谢11个代谢通路;ZM366差异表达miRNA靶基因显著富集(P<0.05)在植物-病原互作,植物昼夜节律,缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸降解,细胞周期,苯丙氨酸代谢,苯丙烷生物合成,RNA聚合酶,植物激素信号转导,氰胺酸代谢,次生代谢产物的生物合成,光合生物中碳固定,丙酮酸代谢,类胡萝卜素生物合成13个代谢通路。miRNA调控mRNA参与小麦应答低温胁迫中,小麦可能通过miRNA171a、miRNA156、miRNA398等多个miRNA的介导调控来抵御倒春寒胁迫,植物昼夜节律代谢途径可能与低温胁迫密切相关。2个小麦品种抗倒春寒能力不同的原因可能与miRNA调控光形态建成转导途径和开花过程的靶基因表达模式不同有关。

关键词：小麦幼穗低温胁迫 RNA-seq miRNA

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水稻幼穗培养高效再生系统的建立

植物学通报 2004年第1期21卷 52-60页

作者：王亚琴段中岗黄江康梁承邺中国科学院华南植物研究所广州510650 广东省科技厅广州510070

本文测试了不同基因型幼穗取材时期、消毒方式、4℃下处理时间、愈伤组织诱导、分化及生根条件等对水稻幼穗培养再生成株的影响,实验结果表明,在优化条件下,籼稻的绿苗分化率在85%以上,成苗率115%左右;粳稻的绿苗分化率在90%以上,成苗率... 详细信息

本文测试了不同基因型幼穗取材时期、消毒方式、4℃下处理时间、愈伤组织诱导、分化及生根条件等对水稻幼穗培养再生成株的影响,实验结果表明,在优化条件下,籼稻的绿苗分化率在85%以上,成苗率115%左右;粳稻的绿苗分化率在90%以上,成苗率130%左右;粳型广亲和的绿苗分化率、成苗率分别达到85%和115%以上。由此建立了一套高效、可靠、重复性好的水稻组织培养再生系统,为水稻遗传转化的顺利进行奠定了基础。

关键词：水稻幼穗组织培养再生系统

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湖北光敏核不育水稻幼穗发育中1AA的变化

华中农业大学学报 1990年第4期9卷 381-386页

作者：徐孟亮刘文芳肖翊华武汉大学生物系

利用IAA酶联免疫检测技术,测定了农垦58S及农垦58幼穗发育中长(LD)、短(SD)日照下IAA含量。结果表明:农垦58S在LD下叶片中F-IAA在花粉母细胞形成期、减数分裂期和花粉内容物充实期大量积累,而同期幼穗及花药中F-IAA严重亏缺,农垦58S SD... 详细信息

利用IAA酶联免疫检测技术,测定了农垦58S及农垦58幼穗发育中长(LD)、短(SD)日照下IAA含量。结果表明:农垦58S在LD下叶片中F-IAA在花粉母细胞形成期、减数分裂期和花粉内容物充实期大量积累,而同期幼穗及花药中F-IAA严重亏缺,农垦58S SD、农垦58 SD及农垦58 LD均不表现此现象。据此认为这种现象是导致农垦58S LD败育的重要生理原因。C-IAA的测定表明:农垦58S及农垦58长短日下也不表现上述积累与亏缺现象,且农垦58S LD下的C-IAA变化与F-IAA的积累与亏缺无关。

关键词：水稻光敏核不育幼穗发育 IAA

短日照在光敏核不育水稻幼穗发育中的作用探讨

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杂交水稻 1990年第6期5卷 38-41,9页

作者：吴文瑜肖翊华武汉大学生物系

短日（ＳＤ）、长日（ＬＤ）和不同天数的短、长日照处理光敏核不育水稻１０５Ｓ和对照常规品种１０５。ＬＤ处理的植株始终不分化，一直处于营养生长状态；而先经６，９或１２ＳＤ诱导再经ＬＤ处理的植株，结果表明ＳＤ具有：诱导幼... 详细信息

短日（ＳＤ）、长日（ＬＤ）和不同天数的短、长日照处理光敏核不育水稻１０５Ｓ和对照常规品种１０５。ＬＤ处理的植株始终不分化，一直处于营养生长状态；而先经６，９或１２ＳＤ诱导再经ＬＤ处理的植株，结果表明ＳＤ具有：诱导幼穗分化的作用；提高可育程度的作用，但１０５Ｓ对ＳＤ提高可育程度的作用较不敏感，还具有加速幼穗发育进程、缩短生育期的作用。在不同的光周期处理下，１０５Ｓ和１０５叶片的过氧化物酶同工酶及其酶活性均有差异，较突出的差异在ＳＤ（９）叶片中，这与ＳＤ提高可育程度的作用有关．

关键词：水稻光敏核不育发育幼穗日照

披碱草×野大麦杂种F_1幼穗培养再生体系的建立

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中国草地学报 2016年第3期38卷 14-18页

作者：云玲格李造哲马青枝谢菲李月强内蒙古农业大学生态环境学院内蒙古呼和浩特010019 内蒙古农业大学生命科学学院内蒙古呼和浩特010019 内蒙古阿拉善盟林木种苗站内蒙古巴彦浩特750306 内蒙古包头市达茂旗林业局内蒙古百灵庙014500

以披碱草×野大麦杂种F_1幼穗为外植体,诱导出胚性愈伤组织,建立了植株再生体系,对影响愈伤组织诱导、分化、生根的基本培养基、激素种类及质量浓度等进行筛选。结果表明:愈伤组织诱导以MS为基本培养基+3mg/L 2,4-D较好;外植体在MS+3mg/... 详细信息

以披碱草×野大麦杂种F_1幼穗为外植体,诱导出胚性愈伤组织,建立了植株再生体系,对影响愈伤组织诱导、分化、生根的基本培养基、激素种类及质量浓度等进行筛选。结果表明:愈伤组织诱导以MS为基本培养基+3mg/L 2,4-D较好;外植体在MS+3mg/L 2,4-D+30g/L蔗糖+7g/L琼脂的诱导培养基上经过20d培养,小穗愈伤组织诱导率达28.3%;愈伤组织的分化培养基为MS+1mg/L 6-BA+1mg/L NAA+30g/L蔗糖+7g/L琼脂,愈伤组织分化率达78%;生根培养基以1/2MS+0.5mg/L IBA+0.5mg/L NAA+蔗糖+7g/L琼脂为最佳,生根率可达86.7%,移栽后成活率可达100%。

关键词：披碱草野大麦属间杂种F1 幼穗组织培养再生体系

蒙农4号新麦草幼穗穗长与花药发育的阶段性特征分析

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中国草地学报 2015年第6期37卷 97-101页

作者：王勇王明玖云锦凤徐春波内蒙古农业大学生态环境学院内蒙古呼和浩特010019 中国农业科学院草原研究所内蒙古呼和浩特010010

取不同长度蒙农4号新麦草幼穗,以石蜡切片及显微照相方法分析花药发育各阶段,结果显示,蒙农4号新麦草幼穗0~3cm长度为幼穗花药发育早期,4cm^13cm为花药发育的中期。花粉囊具初生造孢细胞主要在穗长度为0~4cm时期,大量造孢细胞充满花粉... 详细信息

取不同长度蒙农4号新麦草幼穗,以石蜡切片及显微照相方法分析花药发育各阶段,结果显示,蒙农4号新麦草幼穗0~3cm长度为幼穗花药发育早期,4cm^13cm为花药发育的中期。花粉囊具初生造孢细胞主要在穗长度为0~4cm时期,大量造孢细胞充满花粉囊腔在幼穗长度为4~7cm时期,产生细胞间隙为7cm以上时期,小孢子母细胞出现在幼穗长大于5cm时期,10~13cm为减数分裂阶段,13cm以上预测为单核花粉粒形成阶段。幼穗长度为12~13cm时花药未完全成熟。

关键词：蒙农4号新麦草幼穗解剖结构

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荻幼穗诱导不同类型愈伤组织的差异

草业科学 2019年第7期36卷 1781-1791页

作者：赵浩雁刘建秀陈静波李建建汪毅王凯宗俊勤江苏省中国科学院植物研究所

禾本科芒属植物荻(Miscanthus sacchariflorus)是原产我国的优良能源植物,本研究以采集自滨海盐碱地中的优质耐盐种质资源荻的幼穗为外植体,分析诱导出的不同类型愈伤组织在愈伤诱导率、分化率、生根率及移栽成活率等方面的差异,明确不... 详细信息

禾本科芒属植物荻(Miscanthus sacchariflorus)是原产我国的优良能源植物,本研究以采集自滨海盐碱地中的优质耐盐种质资源荻的幼穗为外植体,分析诱导出的不同类型愈伤组织在愈伤诱导率、分化率、生根率及移栽成活率等方面的差异,明确不同类型愈伤组织的分化和植株再生能力,从而建立荻高效再生体系,为荻优质种源的推广扩繁、体细胞筛选和遗传转化奠定基础。结果表明,最佳愈伤组织诱导培养基为MS+3.0 mg·L^–1 2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D)+0.1 mg·L^–1 6-苄氨基腺嘌呤(6-BA)+0.72 g·L^–1脯氨酸,以荻幼穗为外植体可以诱导出4种类型的愈伤,分别为黄色愈伤、白色愈伤、紫红色愈伤、透明水渍状愈伤,4种愈伤的诱导率分别为7.01%、61.92%、21.02%和9.72%;最佳分化培养基为MS+2.0 mg·L^–1 6-BA+0.5 mg·L^–1萘乙酸(NAA),其中黄色愈伤、白色愈伤和紫红色愈伤均为胚性愈伤组织,其分化率分别为93.16%、90.60%和29.91%;采用1/2MS+0.5 mg·L^–1 NAA作为生根培养基时,3种胚性愈伤组织所分化出的再生植株生根率均达到100%;将再生植株经过炼苗后,移栽于以消毒蛭石为基质的小花盆中,20d后所有移栽苗全部成活。本研究不仅建立了荻高效再生体系,而且明确了黄色愈伤组织、白色愈伤组织和紫红色愈伤组织均可作为构建荻再生体系的愈伤类型,但白色愈伤组织更容易获得,且分化率显著高于紫红色愈伤组织,而与黄色愈伤组织差异不显著。因此,白色愈伤组织是构建荻高效再生体系的理想愈伤组织类型,同时也是构建高效遗传转化体系进行荻种质改良的基础和必备条件。

关键词：荻幼穗组织培养愈伤组织植株再生