检索结果-南通市图书馆

作者：李琪浙江大学

学位级别：硕士

禾本科植物的开颖是其进行有性繁殖的重要过程,而颖花开闭的调节是高效开展杂交育种和制种的关键限制因素之一,对农业生产具有重要的利用价值。禾本科植物的颖花开放由一对位于颖花基部的浆片吸水膨大启动,而细胞内水分的跨膜转运则通... 详细信息

禾本科植物的开颖是其进行有性繁殖的重要过程,而颖花开闭的调节是高效开展杂交育种和制种的关键限制因素之一,对农业生产具有重要的利用价值。禾本科植物的颖花开放由一对位于颖花基部的浆片吸水膨大启动,而细胞内水分的跨膜转运则通过膜上的水孔蛋白(AQPs)来实现。大麦(Hordeum vulgare L.)是世界上第四大谷类作物,但其绝大多数品种具有闭颖授粉特性,严重制约了大麦杂种优势的利用。因此,挖掘调控大麦开颖的关键基因对于促进大麦杂交育种意义重大。本研究以开颖大麦品种“沪1154”为材料,结合颖花开闭过程中的6个关键时期(S1-S6)浆片样品的转录组测序和基因家族分析结果,筛选获得响应颖花开闭的AQPs基因;随后利用多物种进化分析和绝对定量分析揭示了候选AQPs基因在进化历程和被子植物开花功能上的保守性;最后通过在水稻中异源表达验证进一步证明了候选AQPs基因在浆片膨大过程中的功能,为深入解析禾本科作物开闭颖的分子调控机制奠定了基础。主要研究结果分述如下:1.大麦开闭颖过程中浆片转录组分析本试验根据大麦开闭颖过程中6个关键时期,即大麦小花花药绿体期(S1)、花药黄体期(S2)、开颖起始花丝伸长至颖壳顶部(S3)、开颖角度最大花药外露(S4)、关颖一半花粉散尽(S5)和完全关颖(S6),采集处于同一时期的浆片进行转录组分析。以S1时期作为对照,S2-S6时期共有3,636个上调的差异表达基因(DEGs)和1,711个下调的DEGs。上调的DEGs数量随着颖花开放过程呈增加趋势,从20个增加到599个。GO分析显示上调的DEGs显著富集在“碳水化合物代谢”、“转运”和“信号转导”等过程,涉及淀粉水解、细胞壁多糖代谢相关基因以及钙调素(CaM)和钙依赖性蛋白激酶(CDPK)等钙结合蛋白。“转运”相关的DEGs在S2-S6时期所有DEGs中占3.5%～17%,主要包括钾离子转运蛋白、糖转运蛋白和AQPs等。其中,AQPs基因在参与“转运”的DEGs中占6%-8%,表明这些AQPs基因在大麦开闭颖过程中浆片的膨大与收缩运动上可能具有重要作用。2.大麦HvAQP基因家族成员鉴定与时空表达谱分析本试验采用生物信息学方法对大麦全基因组内的AQP基因家族成员进行鉴定,并分析其染色体分布、系统发育、基因结构、蛋白序列相似度、启动子顺式调控元件、组织表达模式及其对颖花开放过程的响应。试验共鉴定到38个HvAQPs基因,随机分布在7条染色体上。系统发育分析表明,这些HvAQPs基因组成了 4个进化枝,对应PIPs、TIPs、NIPs和SIPs 4个亚家族。针对植物进化分枝上重要的42种陆生植物和藻类进行蛋白序列相似度分析发现,PIP亚家族成员序列在除藻类以外的大多数物种中高度保守,其次是TIP和NIP。基因结构分析显示,除两个SIPs成员含有NPL或NPT基序外,其他AQPs成员均含有NPA基序,且多数成员由3-5个外显子组成。启动子顺式作用元件分析结果表明,大多数AQPs成员含有发育相关、应激反应和激素反应的调控元件,如脱落酸响应、MYB与干旱诱导相关的结合位点和CGTCA-motif等结合元件。此外,利用转录组分析发现,在抽穗开花期,HvAQP家族有11个成员在大麦根、茎、叶、穗轴、颖片、花药、雌蕊和浆片等8个组织中均有表达,但它们的表达水平有所不同。HvTIP4;1、HvTIP4;2、HvPIP2;2、HvPIP2;8、HvLsi1 和 HvLsi6 在营养器官中表达量显著高于生殖器官;HvTIP1;2主要在颖片、叶片和浆片表达;而HvSIP2;1和HvTIP5;1在花药中表达量较高,由此可推测在大麦对复杂多变生存环境的适应过程中,HvAQPs的功能发生了明显分化。另外,在大麦颖花开闭颖过程中鉴定获得10个差异表达的HvAQPs基因,其中HvTIP1;1、HvTIP1;2、HvTIP2;3和HvPIP2;1不仅在浆片中大量表达而且响应整个开闭颖过程,因此被选取作为后续研究的候选HvAQPs基因。3.TIP1;1、TIP1;2、TIP2;3和PIP2;1多物种进化分析及其在被子植物开花过程中的功能验证基于OneKP数据库1,231个植物物种的系统发育分析显示,TIP1;1、TIP1;2、TIP2;3和PIP2;1蛋白在植物进化历程中,尤其是在被子植物中高度保守。因此,本试验分别选取3个单子叶(大麦、水稻、玉米)和双子叶(棉花、烟草、番茄)植物,对以上4个候选AQPs的同源基因在开花前(S1)和开花时(S4)的浆片或花瓣中的表达水平进行绝对定量分析,结果显示这4个AQPs基因在供试的6个物种中均显著响应开花过程,表明它们在被子植物的开花过程中具有较为保守的功能。亚细胞定位结果显示,HvTIP 1;1、HvTIP 1;2和HvTIP2;3位于液泡膜上,而HvPIP2;1则位于细胞膜上。利用pV1301-V5过表达载体对水稻品种Nipponbare进

关键词：大麦(Hordeum vulgare L.) 开闭颖浆片水孔蛋白转录组测序全基因组鉴定进化异源过表达

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水稻细胞质雄性不育系种子裂颖与浆片性状的关系

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中国农业科学 2008年第11期41卷 3448-3455页

作者：刘晓霞张桂莲陈立云肖应辉湖南农业大学水稻研究所湖南省常德市农业局

【目的】研究水稻细胞质雄性不育系种子裂颖特性与浆片的关系,揭示不育系种子裂颖的内在原因。【方法】以具有不同裂颖特性的细胞质雄性不育系福伊A、三香A、丰源A、T98A及其相应保持系为材料,对不育系间以及保持系与不育系间浆片的小... 详细信息

【目的】研究水稻细胞质雄性不育系种子裂颖特性与浆片的关系,揭示不育系种子裂颖的内在原因。【方法】以具有不同裂颖特性的细胞质雄性不育系福伊A、三香A、丰源A、T98A及其相应保持系为材料,对不育系间以及保持系与不育系间浆片的小维管束性状值、体积、重量、水势进行方差分析和多重比较,并对不育系浆片的小维管束性状值、体积、重量、水势与其种子裂颖率和裂颖度进行相关分析。【结果】与种子裂颖重的不育系相比,种子裂颖轻的不育系浆片小维管束导管面积大、数目多且分布均匀、体积小、重量轻、水势低;且相应保持系也表现出大致相同的规律。不育系种子裂颖率与浆片单个小维管束的导管面积和数目、单个小维管束平均单个导管面积、整个小维管束的导管面积和数目呈极显著负相关,与浆片单个导管未退化小维管束单个导管面积、单个小维管束面积、体积、重量、水势呈(极)显著正相关。【结论】浆片小维管束导管少且分布不均匀、体积大、重量重、水势高是不育系种子裂颖重的重要原因之一。

关键词：细胞质雄性不育系保持系种子裂颖浆片水稻

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水稻颖花开放前浆片转录组变化

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中国农业科学 2016年第6期49卷 1017-1033页

作者：付永琦向妙莲蒋海燕何永明曾晓春江西农业大学农学院/作物生理生态与遗传育种教育部重点实验室/江西省作物生理生态与遗传育种重点实验室宜春学院生命科学与资源环境学院

【目的】水稻颖花开放是由其基部的一对浆片吸水膨大所启动。测序技术的发展为从细胞整体水平研究浆片对颖花开放的分子响应,从而对掌握浆片调控颖花开放的内在分子机制提供更为快速、有效的方法。【方法】以常规籼稻品种中早25为材料,... 详细信息

【目的】水稻颖花开放是由其基部的一对浆片吸水膨大所启动。测序技术的发展为从细胞整体水平研究浆片对颖花开放的分子响应,从而对掌握浆片调控颖花开放的内在分子机制提供更为快速、有效的方法。【方法】以常规籼稻品种中早25为材料,应用Illumina测序技术对水稻颖花开放前12 h和临开放前1 h 2个时间点的浆片转录组进行测序,将所得高质量的序列(clean reads)与籼稻9311参考序列比对,获得唯一比对上某一参考基因匹配的reads(unique reads),采用RPKM法计算基因表达量,并在此基础上以FDR≤0.001和|log2Ratio|≥1为条件筛选出两样本间差异表达的基因,通过与Gene Ontology(GO)数据库、KEGG pathway数据库以及联合蛋白质数据库中的Uni Prot KB等数据库比对注释差异表达基因的功能和可能参与的分子调控途径。【结果】从水稻颖花开放前12 h和临开放前1 h 2个时间点的浆片转录组中分别检测到有26 369和26 157个表达基因,2个时间点的转录组之间存在3 924个差异表达基因,其中2 623个基因呈现下调表达和1 301个基因呈现上调表达,有105个基因表达差异倍数高达100倍以上(即|log2Ratio|≥6.7)。GO分析结果表明被注释分子功能的差异基因有1 624个,其中21.7%基因具有离子结合活性、10.3%具有氧化还原酶活性、5.4%具有转运活性。富集于生物学过程的差异基因有1 313个,其中15.0%的差异基因参与定位、12.4%参与运输、4.7%参与碳水化合物代谢、4.5%参与脂类代谢。Pathway显著性富集分析发现有2 229个差异基因参与了123条代谢途径,其中,富集基因数目较多的途径主要包括次生物质生物合成(399个)、植物激素信号转导(152个)、核苷酸代谢(146个)以及淀粉和糖代谢(64个)等路径。花前1 h浆片中特异表达且唯一比对上基因的reads数(Uniq-readsnum)超过30的基因的功能主要涉及细胞壁重塑、质膜的稳定性、能量代谢、基因转录调节以及信号转导等生命活动。茉莉酸及其类似物对水稻颖花开放有强烈的诱导效应,差异表达基因中有16个基因参与了茉莉酸生物合成途径以及11个基因参与了茉莉酸的信号转导过程,且随着颖花开放时间的临近,多数基因表达水平显著提高。【结论】获得颖花开放前12 h和临开放前1 h浆片中差异表达基因的表达变化模式及其功能信息,发现参与调控碳水化合物代谢与运输、细胞能量代谢、细胞壁结构修饰以及茉莉酸等激素代谢与信号转导等生理过程的基因在颖花临开前被强烈诱导或抑制表达,提示这些基因与浆片细胞吸水膨大调控水稻颖花开放密切相关。

关键词：水稻浆片颖花开放时间转录组 Illumina测序

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高粱颖花开放前浆片茉莉酸信号基因表达变化

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江西农业大学学报 2016年第2期38卷 238-247页

作者：付永琦曾晓春向妙莲何永明江西农业大学作物生理生态与遗传育种教育部重点实验室江西南昌330045 宜春学院生命科学与资源环境学院江西宜春336000

茉莉酸(JA)在植物生殖发育中发挥重要调控作用,尤其是促进禾本科植物的颖花开放。然而迄今有关高粱颖花开放削浆片内JA信号相关基因的表达变化模式与颖花开放时间的关系尚不清楚。以常规高粱种质"625R"为试材,采用RNA-seq技术分析高粱... 详细信息

茉莉酸(JA)在植物生殖发育中发挥重要调控作用,尤其是促进禾本科植物的颖花开放。然而迄今有关高粱颖花开放削浆片内JA信号相关基因的表达变化模式与颖花开放时间的关系尚不清楚。以常规高粱种质"625R"为试材,采用RNA-seq技术分析高粱颖花开放前12 h和1 h的浆片转录组差异;并通过与数据库比对,分析高粱颖花开放前茉莉酸生物合成及信号转导途径相关基因的表达变化。结果表明,2个时期浆片组织中富集于茉莉酸生物合成及信号转导途径的差异基因有51个,且以花前12 h为对照,上调基因有41个,下调基因10个。茉莉酸生物合成途径中,差异基因主要涉及JA合成的上游调控步骤,而JA信号转导途径中则以JAZ蛋白响应基因数目最多、强度最大。研究结果为进一步阐明颖花开放进程中浆片吸水膨大的分子机制提供依据。

关键词：高粱颖花开放浆片茉莉酸基因表达

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大麦浆片控制开花的机理研究

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中国农业科学 1996年第3期29卷 55-60+99-100页

作者：金银根王忠顾蕴洁黄志仁周美学许如根高煜珠扬州大学农学院扬州大学农学院扬州 225009

开颖开花型和闭颖开花型大麦均由表皮、基本组织和脉状维管束3部分组成。浆片表皮不具气孔,细胞外壁角质化、不透水气。浆片脉状维管柬为有限外韧型,呈散生状分布。脉状维管束数与其所含导管数为六棱大麦多于二棱大麦,可育系多于不育系... 详细信息

开颖开花型和闭颖开花型大麦均由表皮、基本组织和脉状维管束3部分组成。浆片表皮不具气孔,细胞外壁角质化、不透水气。浆片脉状维管柬为有限外韧型,呈散生状分布。脉状维管束数与其所含导管数为六棱大麦多于二棱大麦,可育系多于不育系。一个发育良好的脉状维管束由数个导管、筛管及伴胞和维管薄壁细胞组成。其维管薄壁细胞壁厚、核大、质浓、线粒体丰富,可能有利于浆片的吸胀和物质的撤离而萎缩。浆片中含有淀粉酶。开花时浆片的鲜重、干重和可溶性糖含量均增加。小花的开放由浆片内细胞的渗透压变化来调节,而小花的关闭则由于浆片内细胞的自溶,降解物通过质外体途径撤离,浆片萎缩。闭花过程与小花轴有关。

关键词：大麦浆片维管束小花轴淀粉酶开花

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开颖、闭颖小麦浆片的显微观察

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中国农学通报 2010年第23期26卷 163-167页

作者：黄修文田宝坤李保云周海鹰农业部作物基因组学与遗传改良重点开放实验室/北京市作物遗传改良重点实验室/作物杂种优势研究与利用教育部重点实验室/中国农业大学北京100193

为了研究小麦开颖、闭颖授粉的原因,为探索小麦开颖、闭颖授粉机理奠定基础。此研究以开颖授粉小麦漯麦4号和闭颖授粉小麦花培3号为材料,在小麦抽穗期取浆片,用冷冻切片法观察两个品种浆片的厚度,并测量浆片的厚度,发现漯麦4号浆片的厚... 详细信息

为了研究小麦开颖、闭颖授粉的原因,为探索小麦开颖、闭颖授粉机理奠定基础。此研究以开颖授粉小麦漯麦4号和闭颖授粉小麦花培3号为材料,在小麦抽穗期取浆片,用冷冻切片法观察两个品种浆片的厚度,并测量浆片的厚度,发现漯麦4号浆片的厚度是花培3号的1.67倍。对浆片进行整体透明处理,用微分干涉差显微镜观察浆片整体外形和浆片的中部细胞,对比高度和宽度,发现两者浆片在高度和宽度上无明显差异;同时对比浆片表面中部细胞的大小,发现两者浆片的中部细胞大小也无明显差异。

关键词：小麦开颖授粉闭颖授粉浆片

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关于水稻浆片调节颖花开放机理的分子生物学基础研究

关于水稻浆片调节颖花开放机理的分子生物学基础研究

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作者：薛欣艳扬州大学

学位级别：硕士

水稻颖花开放是浆片膨胀所致,与呼吸作用有关,并受多种因素的影响。本文以籼稻Ⅱ-32B不同时期的浆片为材料,利用蛋白组学技术、电镜细胞化学方法和蛋白酪氨酸磷酸化免疫印迹分析方法,研究水稻开花前后浆片中蛋白质组的变化、Ca的时空分... 详细信息

水稻颖花开放是浆片膨胀所致,与呼吸作用有关,并受多种因素的影响。本文以籼稻Ⅱ-32B不同时期的浆片为材料,利用蛋白组学技术、电镜细胞化学方法和蛋白酪氨酸磷酸化免疫印迹分析方法,研究水稻开花前后浆片中蛋白质组的变化、Ca的时空分布特征及蛋白酪氨酸磷酸化水平的变化,探讨水稻浆片调节颖花开放的机理。研究主要结果: (1)水稻浆片调节颖花开放机理的蛋白组学研究胶体考染染色后对水稻浆片花前1天,临开花,花后50min(内外稃张开过程中)三个时段的电泳图谱用PDQues软件,分别检测到蛋白点数为192、198、212。以花后50min为对照,花前1天和临开花分别匹配到的蛋白质点分别为159和182。 13个差异显著而稳定的蛋白串联质谱结果分别为:液泡ATP合成酶催化亚基A、液泡酸性转化酶、醛缩酶C-1、磷酸丙糖异构酶、蔗糖合成酶、甘油醛-3-磷酸脱氢酶、β-D-木糖苷酶、微管蛋白β-1链、微管蛋白β-3链、可逆糖基化多肽-1、延伸因子EF1B。临开花阶段,浆片细胞中与糖酵解有关的3个关键酶:醛缩酶C-1、磷酸丙糖异构酶、甘油醛-3-磷酸脱氢酶表达丰度显著上升,表明临近开花时浆片细胞内的糖酵解活跃;液泡酸性转化酶在临开花和开花后50min中出现,它催化蔗糖水解生成葡萄糖与果糖,和糖酵解的各种中间产物一起提高了细胞的渗透势;液泡ATP合成酶催化亚基A在临开花阶段的高表达,为囊泡运输、水解酶活化、膜转运和多膜体结构的形成等过程有关,并提供最佳的PH,建立H+的跨液胞膜电化学梯度,进而调节液泡的渗透压和液泡膜的透性;β-D-木糖苷酶在临开花阶段的活性加强有利于细胞壁的降解和松弛;微管蛋白在临开花时表达下调表明:临近开花,浆片细胞的体积增加没有或极少有新壁物质的积累,同时也说明它与浆片细胞的膨胀关系不大。 (2)水稻颖花开放前后浆片Ca的细胞化学定位用焦锑酸钙沉淀法显示水稻颖花开放前后Ca沉积的时、空动态差异。水稻颖花在开花前1天,Ca大量沉积出现在导管腔和细胞间隙中。临开花时,除导管腔内仍大量存在外,浆片薄壁细胞膜上已附着有大量的Ca沉积,且细胞核、质膜、线粒体、内质网上也有分布。开花后至内外稃张角最大时,Ca明显向细胞内移动,内质网、线粒体、液泡膜上都附着了大量的Ca沉积。随着颖花的关闭和浆片的萎缩,大量携带着Ca沉积的内质网移向线粒体等细胞器内形成降解小泡,原有沉积较多Ca离子的线粒体已降解成空泡。花后3h,浆片细胞内物质被撤离,细胞皱缩,含Ca多膜小体仍残留其中。该结果表明浆片的膨胀和萎缩与Ca在浆片中时、空动态变化有关。 (3)水稻颖花开放前后蛋白酪氨酸磷酸化的免疫印迹分析利用酪氨酸磷酸化多克隆抗体进行免疫印迹分析水稻颖花开放前后蛋白酪氨酸磷酸化水平。研究表明,水稻浆片分子量在44.2、27.1、26.1、22.6、20.9、19.9、18.7和17.0 KD蛋白磷酸化,到了临开花阶段27.1、26.1、18.7KD蛋白发生了一定程度的脱磷酸化,在花后17.0 KD也发生了一定程度的蛋白脱磷酸化,说明酪氨酸磷酸化存在于浆片体内。在水稻颖花开放过程中,蛋白酪氨酸可逆磷酸化参与了浆片的膨胀运动。

关键词：水稻颖花开放浆片蛋白质组 Ca2+定位酪氨酸磷酸化免疫印迹

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水稻和高粱开花期浆片细胞淀粉粒的变化

水稻和高粱开花期浆片细胞淀粉粒的变化

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作者：徐长帅江西农业大学

学位级别：硕士

目前普遍认为水稻等禾本科植物颖花开放是颖花浆片细胞水势降低导致浆片吸水膨大而推开颖花内外稃所致。颖花开放前浆片细胞水势降低是因为可溶性糖等渗透物质的增加,而淀粉水解为糖是渗透物质增加的重要来源。但关于浆片细胞淀粉粒在... 详细信息

目前普遍认为水稻等禾本科植物颖花开放是颖花浆片细胞水势降低导致浆片吸水膨大而推开颖花内外稃所致。颖花开放前浆片细胞水势降低是因为可溶性糖等渗透物质的增加,而淀粉水解为糖是渗透物质增加的重要来源。但关于浆片细胞淀粉粒在颖花开放中的作用却没有系统的研究报道。本研究选用常规稻、水稻不育系和高粱等具有不同开颖习性的材料,采用石蜡切片法研究开花期浆片含淀粉粒的细胞的数量、细胞淀粉粒数量和大小,及浆片淀粉粒的空间分布的动态变化,并分析其变化与颖花开放的关系,从而阐明浆片细胞淀粉粒在颖花开放中的作用。研究结果表明： 1.随着颖花成熟度的增加,从开颖前3d至开颖当天,水稻浆片细胞逐渐增大,浆片细胞内淀粉粒数量增多,淀粉粒增大,含淀粉粒的细胞数量增多;常规稻在开颖前2h内,淀粉粒数量、含淀粉粒细胞数量迅速减小,淀粉粒减小。而不育系浆片细胞淀粉粒数量与含淀粉粒细胞数量在开颖前2h内也逐渐减少,但减少的幅度不及常规稻;而淀粉粒大小变化不大。 2.常规稻因受阴雨天气影响不能正常开颖时,浆片细胞的增大、浆片细胞内淀粉粒数量、淀粉粒大小和含淀粉粒的细胞的数量的减小速度比正常开颖的常规稻缓慢。午后气温回升,颖花开始大量开放,开放前浆片细胞迅速增大,浆片细胞内淀粉粒数量、淀粉粒大小和含淀粉粒的细胞数量迅速减小。 3.成熟水稻穗因受机械刺激而提前开颖时,机械刺激后浆片细胞逐渐增大,并于2h内达到最大;浆片细胞内淀粉粒数量和含淀粉粒细胞数量逐渐减少,并于1.5-2h内降至最低;浆片细胞淀粉粒大小稍有减小。而未受机械刺激的对照稻穗在相应的时间内的上述指标的变化幅度明显较小 4.随着高粱颖花成熟度的增加,高粱浆片细胞淀粉粒含量和淀粉粒大小在颖花开放前3-2天逐渐增加。在颖花开放前的2h内,浆片细胞淀粉粒数量和淀粉粒大小迅速减小。 5.以上结果提示：水稻和高粱浆片细胞淀粉粒的功能是提供一种细胞水势调节的机制,从而调控颖花开放的时间。 6.水稻浆片淀粉粒在空间上分布不均匀,主要分布在浆片表面的2-3层细胞内;而高粱浆片淀粉粒的空间分布较均匀。水稻与高粱开颖时间不同是否与其浆片淀粉粒的空间分布差异有关值得进一步研究。

关键词：颖花浆片淀粉粒石蜡切片

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水稻开花与浆片细胞程序性死亡的细胞学基础研究

水稻开花与浆片细胞程序性死亡的细胞学基础研究

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作者：刘伟元扬州大学

学位级别：硕士

以水稻不育系（珍汕97A、80078A）和可育系（珍汕97B、明恢63、汕优63、80078B）为材料,在观察了水稻小穗组成和水稻雄性不育系与可育系不同品种间开花特性的基础上,采用结构植物学研究方法和电镜显微细胞化学技术,研究了水稻浆片在开... 详细信息

以水稻不育系（珍汕97A、80078A）和可育系（珍汕97B、明恢63、汕优63、80078B）为材料,在观察了水稻小穗组成和水稻雄性不育系与可育系不同品种间开花特性的基础上,采用结构植物学研究方法和电镜显微细胞化学技术,研究了水稻浆片在开、闭花过程中的结构变化,探讨了浆片细胞程序性细胞死亡（PCD）的细胞学基础,得出如下主要结果: 1、不育系与可育系开花特性的差异比较与不育系相比,可育系花期早于不育系,一天中有明显的开花高峰。开花后内外稃间的张角大、开花持续时间短。开闭花过程历经的时间短。 2、浆片在开闭花过程中的形态和结构变化浆片的形态:无论是不育系还是可育系,水稻浆片的大小一般在3mm左右,近呈倒三角的囊状着生与小穗轴的亚顶端。与不育系相比,可育系浆片较为宽厚。在开花过程中,浆片吸水膨胀、体积增大;在闭花过程中,浆片逐渐萎缩、干瘪,体积缩小。最后呈干膜质长存于子房基部。而不育系浆片在开花过程中的形态变化幅度相对较小。浆片的结构:横切浆片,浆片由一层表皮（细胞外壁厚,具有角质层,没有气孔分布）、众多的基本组织细胞和近于成两列分布的维管束组成。在开花过程中,浆片基本组织细胞的细胞壁由皱褶逐渐展平、细胞体积明显增大;细胞器空泡化,细胞质降解,细胞核消失,最后整个细胞萎缩。浆片维管束由数个筛管、环纹导管和紧邻的维管薄壁细胞所组成。在开花过程中,维管薄壁细胞发生显著变化,初期核大、质浓、线粒体丰富,最后全部解体消失。 3、在开闭花过程中浆片细胞PCD的过程和特征水稻开花5~20min,细胞核的形态发生程度不同的形变。开花5~10min,核质凝缩成絮状物。开花10~20min,细胞核不规则局部收缩或延伸,呈变形虫状,核仁逐渐淡化,核内出现大、小不等、形状不规则核质团块,核膜表现为皱缩,或核膜内陷,出现不规则伪足状凸起。高尔基体囊泡增多;内质网卷曲,包围并消化胞基质、线粒体、质体,并使其液泡化,形成具多层膜的结构。开花30~40min,核质团块附着于核膜上;线粒体基质电子密度下降;液泡相互融合或边缘形成胞吞泡,消化胞基质,形成多膜体小体,整个细胞核随着核膜的逐渐解体而消失。开花40~50min,线粒体逐渐空泡化,多膜体结构增多,最后整个细胞死亡。 4、Ca2+在浆片细胞PCD过程中的动态用焦锑酸钙沉淀法显示,浆片细胞PCD过程中,钙离子时空动态差异表明:在浆片细胞PCD过程的初期或之前,钙离子主要积累在胞间隙中。开花20min后,细胞核的核膜、核仁、核质中明显有钙离子的沉积,到开花30min时,线粒体膜、细胞质膜钙离子沉积显著增加,开花约40min时,内质网包围的囊泡表面有明显的钙离子沉积。浆片细胞中钙离子的时空动态变化过程,再次说明浆片的吸涨和萎缩的细胞学基础是细胞程序性死亡的过程。

关键词：水稻开花浆片程序性细胞死亡细胞学基础

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大麦开闭颖过程中浆片形态与转录组分析

大麦开闭颖过程中浆片形态与转录组分析

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作者：高怀周浙江大学

学位级别：硕士

人工调控颖花开闭是禾本科作物杂交育种和制种工作的重要需求,对促进杂种优质利用具有重要意义,而浆片是介导禾本科作物颖花开放的重要器官,其通过快速膨大与收缩调节颖花开闭。大麦是世界上第四大谷类作物,但其杂种优势的利用研究在大... 详细信息

人工调控颖花开闭是禾本科作物杂交育种和制种工作的重要需求,对促进杂种优质利用具有重要意义,而浆片是介导禾本科作物颖花开放的重要器官,其通过快速膨大与收缩调节颖花开闭。大麦是世界上第四大谷类作物,但其杂种优势的利用研究在大麦生产上仍未有较大规模的应用,其原因之一即为栽培大麦的闭颖特性,而对大麦开颖机理认识的匮乏制约了这一特性的改良。本文以开颖大麦品种沪1154为材料,在选取特定时间节点观察分析浆片形态学特征的基础上,对各节点时期浆片进行了转录组分析,以期初步探究在颖花开放过程中浆片发生变化的机制。获得的主要研究结果如下:(1)在颖花开放过程中浆片的变化与雄蕊的变化具有协同性。随着颖花开放,浆片厚度持续变化,宽度在颖花开放最大时发生变化。在开放过程中浆片最大体积约为开始开放时1.6倍。(2)在颖花开放过程中仅集中在一侧维管束周围的薄壁细胞的大小发生显著变化。颖花开放前,浆片薄壁细胞类囊体中存有大量淀粉粒,且细胞呈曲折状;颖花开闭过程中,浆片细胞发生细胞壁伸展,细胞膨大,淀粉粒减少,直至细胞自溶等一系列变化。(3)颖花开闭不同节点浆片的转录组分析共检测到10005个差异基因,PCA分析发现,颖花开闭过程中的6个时期(花药绿体期S1、花药黄体期S2、开颖起始花丝伸长至颖壳顶部S3、开颖角度最大花花药外露S4、关颖一半花粉散尽S5和完全闭颖S6)可以显著的聚类为4组,即S1、S2、S3-S5以及S6。差异基因中,974个基因的表达趋势与大麦颖花开闭过程相似,同样具有平台期(S3-S5)。(4)浆片形态变化主要由内容物及细胞壁变化造成的。其中,内容物以细胞内K+与可溶性糖的变化为主,K+主要来源于钾离子通道AKT2及SKOR转运,而可溶性糖来源于内部多糖分解及维管组织的运输。(5)丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶1在浆片中S3及S5时期表达量升高,其在拟南芥中的同源蛋白为CIPK14,可能在调控大麦颖花开闭过程上具有重要作用。

关键词：大麦浆片形态细胞结构转录组测序

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