籽粒发育

摘要： 明确籽粒建成期高温胁迫下氮素对玉米籽粒发育的调控效应,对合理施肥、缓解高温危害、实现玉米丰产稳产具有重要意义。以热敏感品种先玉335(XY335)和耐热品种郑单958(ZD958)为材料,设高温处理(T)和对照(CK),研究不同施氮量(90,180,270 kg/hm^(2),分别记为N90、N180、N270)对籽粒建成期高温胁迫玉米籽粒发育及产量的影响。结果表明,高温胁迫打破了玉米籽粒内源激素间的平衡,使得2个玉米品种的N180和N270的籽粒脱落酸(ABA)含量、郑单958的N180和N270的生长素(IAA)含量降低;上部籽粒可溶性酸性蔗糖转化酶(SAI)活性降低,籽粒体积膨胀及干物质积累受阻,败育率增加,穗粒数减少,进而导致产量显著降低。热敏感品种先玉335受高温胁迫的影响程度高于耐热品种郑单958。随施氮量增加,高温对玉米籽粒发育的负面影响加剧。高温胁迫下,与低氮(N90)处理相比,中氮(N180)、高氮(N270)处理下,先玉335和郑单958籽粒ABA/GA_(3)降低,IAA和ZR含量升高,籽粒体积和干物质减少更加严重,败育率分别显著增加25.55,29.31百分点和15.45,24.49百分点,穗粒数分别显著降低42.89%,52.68%和20.95%,35.25%,产量分别显著降低44.29%,52.04%和26.41%,39.94%。可见,合理的施氮量(N90)可以缓解高温对玉米籽粒发育的不利影响,减少产量损失。

摘要： 为探究河西绿洲灌区膜下滴灌调亏对制种玉米籽粒发育及幼苗生长的影响,以充分灌溉(CK)为对照,设置不同生育时期与调亏梯度双因素随机组合的8种水分调亏处理,共计9个处理,测算了各处理产量、水分利用效率及其籽粒萌发生长、生理活性和营养物质。结果表明:与CK相比,除T1与T3外,不同生育期调亏灌溉均降低了制种玉米籽粒产量,降幅3.07%~26.84%;调亏处理中,T1处理水分利用效率最高(1.61 kg·m^(-3)),T3次之(1.59 kg·m^(-3)),分别较CK提高6.62%和1.32%;T8处理籽粒的发芽指数和活力指数较CK分别降低30.39%、30.07%,其余中度亏水玉米籽粒的活力指数均较CK无显著差异;丙二醛含量除T1和CK处于较低水平且无显著性差异外,其余处理均提高了MDA含量,较CK增幅13.04%~134.78%;T3(40.64 mg·g^(-1))和T5(40.35 mg·g^(-1))处理可溶性蛋白含量较CK无显著差异,其余亏水处理均显著下降,降幅6.90%~16.60%;T1处理的抗氧化酶活性和营养物质含量相对最高,SOD、CAT、可溶性糖、维生素C、根系活力较CK分别提高3.77%、0.10%和19.67%、3.89%、8.56%。运用主成分分析及隶属函数进行灌溉制度评价,结果表明制种玉米最佳水分调亏处理为苗期轻度水分调亏,即苗期相对土壤含水率保持在70%~75%、其余生育期保持在85%~90%可作为河西绿洲灌区制种玉米最佳灌溉模式。

摘要： 施氮时期管理是调控玉米产量的关键环节,本试验以辽宁主栽玉米品种辽单575和郑单958为试材,设置3个氮肥时期处理,底肥:拔节期:大喇叭口期=1:1.5:1.5(T1)、底肥:拔节期=1:3(T2)、底肥:大喇叭口=1:3(T3).通过对植株干物质积累、转运、不同粒位籽粒体积、干重积累、含水量变化动态、产量及构成因素等方面的数据分析,结果如下:1.T1提高了花期和成熟期植株地上干物质积累、干物质转运量和对籽粒贡献率,T2次之,T3最低;2.施氮时期对不同粒位籽粒体积的影响存在基因型差异,T1处理提高籽粒体积和干物质积累量,位序均为T1>T2>T3;3.T1提高了玉米品种单位面积粒数,从而获得高产.本试验中,拔节期和大喇叭口期追施氮肥,有利于促进花前干物质积累,增大花后不同粒位籽粒体积、粒数和粒重.通过以增加单位面积粒数为主,提高果穗上部和下部籽粒干重为辅的途径,有利于提高产量.

摘要： [目的]结合代谢组和转录组技术,分析香稻和非香稻不同发育时期籽粒中γ-氨基丁酸(GABA)和2-乙酰-1-吡咯啉(2AP)代谢通路主要化合物和基因的动态变化,为高含量GABA和2AP的水稻育种提供理论依据.[方法]本研究收集优质香籼稻美香占2号和优质籼稻黄华占花后8 d(乳熟期)、花后15 d(蜡熟期)、30 d(完熟期)的脱壳籽粒和花后40 d收获的籽粒的精米,对各样本采用LC-MS/MS和RNA-seq技术进行代谢产物检测和转录表达分析,分析两个水稻品种GABA和2AP代谢通路相关化合物的空间分布以及含量变化特征.[结果]代谢组数据PCA分析表明两个水稻品种乳熟期籽粒和花后40 d收获的籽粒的精米明显分离,蜡熟期和完熟期籽粒分离不明显.代谢组共鉴定出623种代谢物,四个时期差异代谢物合计161个.GABA和2AP通路中9个代谢物被检出,两个水稻品种的相关代谢物变化趋势相似,其中腐胺主要定位于籽粒的糊粉层,而亚精胺在内胚乳特异累积.转录组共检出3.3万个左右基因,其中检出GABA通路18个酶中的14个酶对应的基因有较高的表达水平,除Badh2外其他基因均不是差异表达基因,同一基因在两份水稻材料中的表达水平和变化趋势相似,GAD1、GABA-T1、DAO4和PAO4在相应同源基因中表达水平较高.黄华占籽粒中L-精氨酸和腐胺的代谢在蜡熟期已基本结束,美香占2号在籽粒整个发育期具有持续较强的多胺降解水平.美香占2号籽粒具有合成2AP的物质基础,多胺降解途径和谷氨酸-脯氨酸转化通路同时有助于2AP的积累.[结论]水稻籽粒GABA代谢以降解为主,GABA-T1和GABA-T2共同调控GABA的降解.GABA相关代谢物主要集中在糊粉层,黄华占籽粒中代谢物分布和基因表达特征与美香占2号相似,美香占2号籽粒成熟过程中具有持续较高的线粒体活性.

摘要： 小麦是全球最重要的粮食作物之一,其籽粒发育情况直接决定小麦品质和产量,因此,研究小麦籽粒发育调控机理具有非常重要的意义.本研究以最近审定的高产稳产、抗倒、广适小麦新品种济麦70为材料,利用细胞显微技术和分子生物学技术进行分析,发现小麦籽粒发育过程中出现果皮细胞层数减少、胚乳细胞破裂、内源激素脱落酸(abscisic acid,ABA)含量增加以及花后15 d开始出现程序性细胞死亡(programmed cell death,PCD)现象,表明脱落酸和程序性细胞死亡共同参与了小麦籽粒细胞形态变化的调控过程.本研究可对小麦品质改良及其产量提高提供重要理论基础.

摘要： 玉米籽粒与产量和营养品质密切相关,控制籽粒发育基因的功能研究对解析籽粒发育分子机制,提高玉米产量,改善籽粒营养品质提供重要依据.利用甲基磺酸乙酯(ethyl methanesulfonate,EMS)处理B73花粉,筛选到一个玉米籽粒缺陷突变体defective kernel 54(dek54).dek54表现出成熟籽粒变小、皱缩、颜色发白等特征;遗传分析表明dek54是一个单基因控制的隐性突变体.石蜡切片显示dek54淀粉胚乳细胞形状不规则且排列致密,扫描电镜观察成熟籽粒胚乳中心区域发现dek54淀粉粒周围蛋白体比野生型少且排列疏松.dek54成熟籽粒的总蛋白、醇溶蛋白、各氨基酸组分和全氮含量相比野生型都显著降低.利用F2分离群体中的1566个dek54单株,把dek54定位在7号染色体标记SSR6和SSR7之间,物理位置约为290 kb.该区间有3个基因,基因测序发现Zm00001d019294基因第2个外显子上第351个碱基由G突变为A,从而导致蛋白翻译的提前终止.该基因在玉米籽粒中特异性表达,且在12 DAP(days after pollination)籽粒中表达量最高.通过CRISPR/Cas9系统进行靶向突变确定候选基因Zm00001d019294导致该突变表型.Dek54编码一个与ZmNRT1.5(nitrate transporter)具有较高同源性的MFS(major facilitator super-family)家族蛋白并定位在玉米原生质体的细胞质膜.该研究为揭示dek54在玉米籽粒发育的分子机制奠定了重要基础.

摘要： 采用甜糯结合性玉米和甜玉米2种不同基因型的玉米材料,通过测定鲜果穗水分含量、可溶性糖含量、直链淀粉和支链淀粉含量,研究不同玉米材料籽粒品质变化,明确各品质变化的动态规律.结果表明:籽粒发育过程中,甜糯结合性玉米材料含水量下降速度相对较快,各时期含水量均低于甜玉米材料;甜糯结合性玉米材料可溶性糖含量先增加再降低后迅速升高,前期低于甜玉米材料,后期高于甜玉米材料;甜糯结合性材料支链淀粉和直链淀粉含量均高于甜玉米材料.

摘要： 细胞壁多糖合成酶让水稻耐逆又高产日前,中国农业科学院生物技术研究所作物耐逆性调控与改良创新团队发现细胞壁多糖合成酶OsCSLD4在水稻盐胁迫应答和籽粒发育中具有重要作用,揭示了细胞壁调控植物生长发育和逆境适应性的潜在途径和分子机理。据介绍,耐逆性和产量是作物品种培育中一个矛盾而统一的问题,耐逆是作物品种高产稳产的基础,但耐逆和高产性状又很难兼备。

摘要： 为探明不同食用型蚕豆种子发育过程中糖和淀粉含量的动态变化规律,以1个粮用型、1个粮菜兼用型和3个鲜食型品种为试验材料,测定了蚕豆从开花后25 d到完全成熟期间籽粒可溶性总糖、蔗糖和淀粉含量.结果表明,不同食用类型的蚕豆籽粒生长发育过程中可溶性总糖、蔗糖和淀粉含量的变化趋势差异均较大.其中,兼用型和鲜食型蚕豆的可溶性总糖和蔗糖均分别在30 d和35 d达到峰值后逐渐下降,而粮用型呈一直下降趋势.在开花后30～45 d的籽粒灌浆阶段,鲜食型蚕豆的可溶性总糖和蔗糖含量明显高于兼用型和粮用型,且兼用型高于粮用型;籽粒发育到成熟期时,3种食用类型的糖分含量水平一致.3种食用类型蚕豆总淀粉含量变化均在开花后25～45 d籽粒灌浆阶段呈逐渐上升的趋势,在开花后45 d达到最大值后趋于一致.粮用型蚕豆淀粉含量在开花后25～45 d要显著高于兼用型和鲜食型蚕豆,成熟期没有差异.以上数据表明,鲜食型蚕豆在籽粒灌浆阶段(30～45 d)的可溶性总糖和蔗糖含量较高,淀粉含量较低,食味品质最佳.

摘要： 选用2个品质类型和成熟期不同的新疆主栽小麦品种'新春11号'和'新春39号',分别进行花后灌浆早期高温(花后5~8 d,32 °C,T1)和中期高温(花后15~18 d,38 °C,T2)处理,分析花后高温对小麦籽粒发育及淀粉晶体的影响.结果显示:(1)T1处理明显降低了两品种籽粒长度和粒重,而 T2处理显著影响籽粒宽度和厚度;高温处理虽然降低了籽粒灌浆速率,但两品种灌浆最大峰值出现时间均在花后18 d.(2)T1处理对小麦籽粒A型淀粉粒形态的影响较大,中熟品种'新春11号'的A型淀粉粒表面在花后10 d时可观察到微孔,在花后15~20 d时其粒径明显小于同期对照,在花后20~25 d时淀粉粒表面压痕增多且A、B型淀粉粒表面出现明显缢缩;而早熟品种'新春39号'淀粉粒形态和粒径大小受花后高温的影响相对较小.(3)两品种在不同高温处理下,其淀粉粒晶体特性衍射峰出现的位置相同,但淀粉粒的尖峰强度不同,表明高温胁迫不影响淀粉粒的晶体类型,但可能改变了淀粉粒内部的层状结构.研究表明,花后早期高温不仅对小麦籽粒外部形态有较大的影响,同时也影响到籽粒内部淀粉粒的形态和晶体的特性.%In order to study the effects of high temperature on grain development and crystal properties of wheat(Triticum aestivum L.),we selected the main varieties of XC11 and XC39 with different qualities and maturity stages.They were treated at the early(T1)and middle(T2)stage after anthesis under high temperature,respectively.The results showed that:(1)T1treatment significantly reduced grain length and grain weight of two varieties,while T2treatment had greater effects on grain width and thickness.Al-though the grain filling rate was decreased by high temperature treatment,the maximum peak time of the two varieties appeared at 18 day after anthesis(DAA).(2)For morphology of starch grains,the influence on the A-type starch granules morphology is more serious under high temperature treatment.Under T1 treatment,pores of A-type starch granule of XC11 can be observed in surface at 10 DAA,A-type starch granule size significantly less than the same period controlled starch granule size at 15 -20 DAA,starch granule surface indentation increased at 20-25 DAA and A and B-type starch granule surface significantly constricted.However,the shape and size of starch granule of early maturing XC 39 were less affected by the high temperature after anthesis.(3)Under different high temperature treatments,the diffraction peaks of starch grains were the same,but the peak intensities of starch grains were different between the two varieties.The results showed that high temperature stress did not affect the crystal type of starch grains,but changed the lamellar structure of starch grains.The early high temperature after anthesis not only has a great influence on the grain morphology,but also affects the morphology and crystal character-istics of starch grains in the grains.

摘要： 以郑单958(ZD958)和登海661(DH661)为试材,比较研究了4.5、7.5、10.5万株·hm-2三个种植密度下,雌穗分化与籽粒发育及败育的关系.研究表明:密度对玉米雌穗原基开始分化的时间没有影响,对吐丝期分化的小花总数影响很小.但是高密度推迟了雌穗的分化进程,增加了未成熟花和未受精花的数目,导致正常成熟小花的数目降低.高密度加大了雌雄穗吐丝-开花间隔,降低了吐丝植株的比例,推迟了吐丝时间,使单株吐丝量减少,散粉持续时间缩短,这些均不利于受精作用,导致败育增加.正常受精的小花在灌浆期也会发生籽粒败育,尤其是在花后10d左右败育严重.相关分析表明:玉米最终的穗粒数与开花期以及花后10d、20d的冠层底部透光率相关性显著,小花败育率与开花前的冠层底部透光率显著负相关.

摘要： 以甘蓝型高油酸油菜L160为材料，对高油酸油菜籽粒发育过程中脂肪酸组成的累积变化进行了分析。结果显示，所有饱和脂肪酸都随着种子发育而含量下降，在不饱和脂肪酸中，油酸含量随种子发育急剧增加，亚油酸和亚麻酸含量则显著下降。开花后41d时，油菜的脂肪酸组成基本达到稳定。种子发育过程中，油酸与棕榈酸、硬脂酸、亚油酸、亚麻酸呈极显著负相关。推测高油酸油菜在花后20d以后△12-脂肪酸脱氢酶基因不再表达。

摘要： 在文献资料与田间试验研究的基础上,建立了基于过程的水稻颖花原基分化与退化数、结实粒数以及灌浆动态预测的机理模型.模型量化了穗部器官发育与生理发育时间(PDT)及环境因子的动态关系,确定了穗部籽粒发育的不均衡性与开花时间和同化物供应状况的关系,进一步模拟了不同类型品种强势粒与弱势粒不同粒位的灌浆动态.模型验证结果表明,本模型对颖花动态和籽粒灌浆过程有较好的预测性.

摘要： 以杂交籼稻K优818和常规粳稻武运粳7号为试验材料,研究水稻籽粒形成过程中籽粒灌浆特性、胚乳中淀粉粒和淀粉晶体结构的形成特点。对花后各时期籽粒胚乳结构进行电镜扫描和X-射线衍射分析。研究结果表明,随着籽粒的发育,籽粒的干重呈S型增加,胚乳中的直链淀粉含量逐渐升高;与此同时,胚乳中的淀粉粒逐渐增大,由椭圆型到各个淀粉粒间的分离,此后随着淀粉的积累和淀粉粒体积的增大,淀粉粒间排列紧密,相互挤压成多面体结构;淀粉的晶体性质增强,X射线衍射谱越来越趋进A型结构,相对结晶度增大。

摘要： 以杂交籼稻K优818和常规粳稻武运粳7号为试验材料,研究水稻籽粒形成过程中籽粒灌浆特性、胚乳中淀粉粒和淀粉晶体结构的形成特点。对花后各时期籽粒胚乳结构进行电镜扫描和X-射线衍射分析。研究结果表明,随着籽粒的发育,籽粒的干重呈S型增加,胚乳中的直链淀粉含量逐渐升高;与此同时,胚乳中的淀粉粒逐渐增大,由椭圆型到各个淀粉粒间的分离,此后随着淀粉的积累和淀粉粒体积的增大,淀粉粒间排列紧密,相互挤压成多面体结构;淀粉的晶体性质增强,X射线衍射谱越来越趋进A型结构,相对结晶度增大。

摘要： 以京411为材料,研究了籽粒不同发育时期清球蛋白、谷蛋白和醇溶蛋白三个亚蛋白组的合成与积累特征.采用不同的蛋白提取方法,分别利用双向电泳(2-DE)和生物质谱技术(MS)、SDS-PAGE电泳以及反相高效液相色谱(RP-HPLC)等主要蛋白质组技术进行了鉴定与分析,初步得到了三种蛋白的合成与积累特征,为今后小麦发育蛋白质组学以及品质改良研究提供了科学依据.

摘要： 本发明公开了一种调控玉米籽粒胚发育的基因Emb1637的应用，属于基因工程领域，本发明提供如下1)‑4)中任一种物质在调控玉米籽粒胚发育中的应用：1)蛋白Emb1637；2)编码蛋白Emb1637的DNA分子；3)编码蛋白Emb1637的cDNA分子；4)含有编码蛋白Emb1637的DNA分子或cDNA分子的重组载体、表达盒、转基因细胞系或重组菌；本发明为玉米转基因和基因编辑提供改造位点，服务玉米分子育种。

摘要： 本发明公开了一种来源于谷子的植物籽粒发育相关蛋白SGDW1及其编码基因和应用。本发明提供的蛋白质，是由序列表中序列1所示的氨基酸序列组成的蛋白质，获自谷子，命名为SGDW1蛋白。所述蛋白质的编码基因也属于本发明的保护范围。本发明还保护所述蛋白质的应用，为如下(c1)或(c2)：(c1)调控植物的籽粒大小；(c2)促进植物的籽粒增大。本发明为谷子籽粒大小发育的分子机制提供了研究基础，对于培育籽粒大小改变的植物新种质具有重大的应用推广价值。

摘要： 本发明涉及植物分子生物学技术领域，具体涉及小麦WLHS1基因在调控植物的穗和籽粒发育中的应用。本发明发现WLHS1基因具有调控小麦的穗和籽粒发育的功能，能够调控小麦每穗小穗数和每穗籽粒数。在小麦中过表达WLHS1基因可显著增加小麦的每穗小穗数和每穗籽粒数，为提高小麦产量提供了新的思路。

摘要： 本发明描述了一个在玉米中编码PPR蛋白、特异性编辑线粒体蛋白亚基nad1基因608位点的ZmDek605基因及其编码蛋白质氨基酸序列，所述核苷酸序列和其编码的蛋白质具有调控玉米籽粒发育、胚乳结构和成分的功能；并开发了该基因的功能标记，可用于玉米品质改良，具有重大的应用和经济价值。

摘要： 本发明公开了属于生物基因技术领域的一种玉米籽粒发育相关基因miR169o及其应用。所述miR169o的前体核苷酸序列如序列表SEQ ID NO:1所示；其成熟编码序列如序列表SEQ ID NO:2所示。在相同种植和管理条件下，zma‑miR169o过表达玉米株系籽粒单粒体积比对照提高8％‑20％，单粒重增加10％‑20％。其他农艺性状没有明显变化，因此其在提高玉米产量中具有重要应用价值。此外，本发明中获得的zma‑miR169o过表达材料，可以通过回交转育至优异自交系，以创制优良品种，用于玉米育种。

摘要： 本发明公开了DEK48基因在调控玉米籽粒发育中的应用，属于基因工程技术领域。本发明公开的DEK48基因在调控玉米籽粒发育中的应用，完成了DEK48基因的克隆，并利用基因编辑和等位测验方法验证了该基因的功能，研究结果为该基因在玉米产量和品质改良中的应用奠定了基础。

摘要： 本发明公开了ZmEREB167基因在调控玉米籽粒发育中的应用。本发明提供了ZmEREB167蛋白或其相关生物材料在调控植物籽粒发育中的应用。所述相关生物材料为能够表达所述ZmEREB167蛋白的核酸分子或含有所述核酸分子的表达盒、重组载体、重组菌或转基因细胞系；所述ZmEREB167蛋白为SEQ ID No.1所示蛋白或其经一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加，或序列具有99％以上、95％以上、90％以上、85％以上或者80％以上同源性且具有相同功能的蛋白，或其N端和/或C端连接标签后得到的融合蛋白。实验证明，ZmEREB167及其编码基因可以调控玉米的籽粒发育。本发明对于培育高产植物新品种具有重要意义。

摘要： 本发明属于植物遗传学技术领域，尤其涉及Zm00001d045529基因在调控玉米籽粒发育中的应用。本申请中利用sem1BC10F1材料进行自交，获得BC10F2，通过DNA混池测序，并结合BSR‑seq测序对候选基因进行初步定位，确定9号染色体25‑26Mb区域作为初步候选区域，之后进行精细定位，最终将Zm00001d045529基因确定为引起表型变异的候选基因。最终，通过基因敲除以及过表达实验证实该基因确实能够影响籽粒性状。群体内表型比较发现，阳性籽粒粒长、粒厚要显著大于阴性。

摘要： 本发明公开了ZmGW3蛋白及其基因在调控玉米籽粒发育中的应用。本发明提供了ZmGW3蛋白或其相关生物材料在调控植物籽粒发育中的应用。所述相关生物材料为能够表达所述ZmGW3蛋白的核酸分子或含有所述核酸分子的表达盒、重组载体、重组菌或转基因细胞系；所述ZmGW3蛋白为序列2所示蛋白或其经一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加，或序列具有99％以上、95％以上、90％以上、85％以上或者80％以上同源性且具有相同功能的蛋白，或其N端和/或C端连接标签后得到的融合蛋白。实验证明，ZmGW3及其编码基因可以调控玉米的籽粒发育。本发明对于培育高产植物新品种具有重要意义。

摘要： 本发明公开了一种籽粒发育相关蛋白TaGSR1或其编码基因在小麦株型育种中的应用；其中所述籽粒发育相关蛋白TaGSR1的氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示，其编码基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.2所示；所述小麦株型育种中的应用指调控小麦株高的应用或是调控小麦叶片夹角的应用。本发明明确了小麦TaGSR1基因与小麦株高和叶夹角的关系，并验证了TaGSR1的高表达可以降低小麦的株高降低和减小叶片的夹角。本发明利用基因工程技术实现了小麦理想株型的快速育种，为提高小麦抗倒伏能力和合理密植，提供了一种切实可行的方法，具有重要的育种应用价值和广阔的市场应用前景。