高静水压诱导黄瓜稳定遗传变异系的分子分析

 采用高静水压法诱变了黄瓜品种S9925-3,产生了两个稳定的可遗传变异株。采用30对随机配对引物,对该品种的原种及两个变异株进行了扩增片段长度多态性（AFLP）分析。结果表明原种与两个变异植株之间存在明显的多态性。从聚丙烯酰胺凝胶上切下6个差异明显的条带进行DNA测序,并将获得的DNA序列与NCBI（National Center for Biotechnology Information）数据库中的黄瓜DNA数据进行比对分析,确定了变异位点,找到了变异黄瓜系表型变化的可能原因。首次完成了对高静水压处理引起的黄瓜稳定遗传变异系的分子水平分析。研究结果表明,高静水压技术是一种有效的改良作物品系的新诱变工具。     

水稻高压诱变与突变体的ISSR分析

 以两个水稻（Oryza sativa L.）品种粤香占和毕粳38号为材料,通过高压处理,获得了5个当代突变体和4个后代分离出的突变体。ISSR分析表明高压可以诱导水稻产生变异,这种变异是由于遗传物质（DNA）的改变所引起的。由高压诱变产生的水稻突变体不仅在当代出现,而且具有很高的遗传稳定性,突变体与原种的遗传差异越大,其稳定性越高。     

水稻压致变异和高压对水稻生长发育的影响

 将高收获指数型优质籼稻（Oryza sativa L.）品种“粤香占”种子在不同条件下进行了3个生长周期的高压种子处理和实验室种植试验。稻种经高压处理后,与对照样品相比,当代种子发芽和秧苗成长较慢且植株个体差异较大;后期生长较快,分蘖数及产量与对照样持平或有所增加。受压样品产生了4种新的植株变异,其中2种为不育植株,另外两种变异植株种植至F2及F3代,变异性状都能稳定遗传。表明高压不仅可以对水稻当代植株生理产生明显的影响,而且可以诱导水稻产生明显和稳定的可遗传变异。     

~(12)C~(6+)高能重离子辐照大葱损伤及其分子生物学效应

利用30,90,180Gy3种剂量的12C6+重离子束辐照大葱种子,研究其在细胞水平和农艺性状的诱变效应并进行RAPD分析。通过与M1代的研究结果比较后表明:经过不同剂量12C6+重离子照射后能有效地诱导大葱细胞形成微核和染色体畸变,这种诱变效应,在M2代仍然有所表现。M1代大葱结果期的株高、白长、花序直径和种子产量随辐照剂量增加产生明显差别,其中30Gy辐照组增幅最大。大葱总水溶性蛋白质和维生素C的含量在30Gy组中积累最多,在90Gy组有明显下降。与M1代一致,M2代中大葱染色体微核率及RAPD分析所得的DNA多态性比率仍然与辐照剂量呈正相关,但比率整体下降;说明高能量重离子辐照造成的DNA变异在M2代被修复和淘汰。     

He-Ne激光诱变的香菇变异株遗传稳定性分析

对三株香菇菌种采用He-Ne激光(λ=6328nm)进行两次照射,筛选出三株比出发菌株菌丝生长速率分别提高173%、737%和426%的变异株,经传代培养及酯酶同工酶谱分析,变异株具有良好的遗传稳定性表明激光作为微生物新型诱变因子与传统化因子相比,具有正变率高、回复突变率低、遗传稳定性好的特点.     

卫星搭载紫花苜蓿种子的拉曼光谱分析

为了了解卫星搭载对紫花苜蓿种子化学特性的影响,揭示空间诱变机理,文章利用傅里叶变换拉曼光谱法对卫星搭载当代的紫花苜蓿种子进行了研究。结果表明,与地面对照相比,飞行组在358和553 cm-1处的峰强增加,814,1 122,1 531,1 743 cm-1处的峰强降低,通过谱带归属发现,增强的358和553 cm-1分别与DNA和Ca2+有关,降低的4个峰与糖类、脂类有关。这说明经过卫星搭载后,苜蓿种子的DNA和Ca2+的量出现增加趋势,糖类与脂类的量出现降低趋势。其可能原因是(1)种子主动修复诱变产生的DNA损伤时,消耗部分贮存能量所致;(2)空间飞行过程中的超重导致种子细胞内的Ca2+ 浓度升高;(3)飞行因子导致种子提前萌发,DNA大量合成与复制,种子储藏的能量提前降解消耗。这一结果将对苜蓿空间诱变机理研究有重要参考价值。     

传输式大功率电火花震源在浅水中及井中的压力波形及频谱分析

本文通过对传输式电火花震源在浅水中及井中所产生压力波形的分析,确定了压力波峰值与放电电极距离的关系,获得了压力波与放电能量、静水压、测量距离 之间的基本关系。并对试验结果进行了分析。     

肿瘤细胞DNA样品基于二次谐波发生(SHG)的非线性光谱学成像

二次谐波的产生是一个二阶非线性光学过程,这个过程只发生在中心对称系数不为零的非中心对称区域。利用二次谐波显微技术可以对各种具有内源性信号的生物组织进行无损伤实时成像,如结缔组织的胶原纤维或肌细胞的肌动球蛋白。在生物化学和结构生物学中,虽然DNA是由脱氧核糖核苷酸构成而蛋白质是由氨基酸残基组成,但是DNA和蛋白质大分子高级结构的形成机制是相似的。利用光谱学成像技术对不同DNA样品进行检测,获取DNA样品的SHG信号并进行高解析度成像。这些DNA样品包括基因组DNA溶液、细胞核提取物以及培养细胞的细胞核。实验结果表明在常规条件下可以获得基因组DNA溶液和细胞核提取物的SHG信号,但几乎观测不到来自培养细胞核区的SHG信号。通过在培养基中添加少量无水乙醇(体积比小于5%),可以在培养细胞的细胞核区域检测到SHG信号。推测在培养细胞中乙醇和DNA相互作用引起DNA分子构象发生变化,这些变化可能导致了DNA分子非线性光学性质的改变。     

以(真空紫外光+紫外光)-共振加强式多光子游离法侦测交叉分子束之甲基生成物

用 (真空紫外光 +紫外光 ) 共振加强式多光子游离法侦测甲基自由基 .为证明此法之灵敏度 ,实验用交叉分子束反应F +CH4 (CD4 )→HF(DF) +CH3(CD3) ,其绝对灵敏度可达 10 7/cm3.由所得之光谱 ,更精确地得到两个里德堡态 3d2 E″及 3d2 A1′之光谱系数     

非均匀外力对粗粒化DNA穿孔行为影响的模拟研究

通过建立DNA高分子的粗粒化模型,采用分子动力学方法模拟其穿孔行为,研究了不同的孔内非均匀外力对DNA高分子穿孔的影响.外力及高分子链内部势能在分子水平下对单体的综合作用很复杂,某些条件穿孔过程会产生后面粒子超过前面粒子而使高分子链堵塞在孔内的情况.研究还发现,穿孔行为是否成功与孔口力的大小有关,在成功穿孔的情况下,非均匀外力相比于恒力情况穿孔时间至少减少了1/2.这些结果对理解DNA复杂的穿孔机理提供了新的视角.     

12C6+离子束诱变水稻籽粒Cd低积累突变体的研究

筛选低Cd积累水稻品种是控制稻米Cd含量的最直接有效的办法之一。本研究对重离子辐照的中籼9311（Oryza sativa L）后代,利用石墨炉原子吸收光谱法检测,对曝露在不同Cd含量（含Cd量为19.8 mg·kg-1镉池和含Cd量为2.721 mg·kg-1的污染农田）中进行M2代Cd低吸收突变单株筛选,研究重离子辐照水稻籽粒Cd吸收的突变率以及比较不同Cd含量曝露下的筛选效率。结果显示:重离子辐照可以诱发水稻籽粒Cd积累量的变异,其突变频率为3:398%±0:009（P<0:05）;初筛获得78株籽粒较WT Cd吸收差异显著的突变体,进一步对其种植,分析M3代籽粒Cd含量。结果表明,重离子辐照诱变水稻突变体突变率高,遗传稳定,高Cd含量曝露下筛选效率更高,突变体水稻籽粒中Cd的积累存在着明显的差异,产生Cd积累差异的基因型丰富;相关性分析表明,M2代和M3代糙米中Cd含量存在显著相关性r=0:8210（P<0:01）,M3代获得23株遗传性良好且Cd含量差异显著的突变体水稻,其中Cd含量低于国家标准0.2 mg·kg-1突变体3株。表明筛选出的水稻突变体,在吸收转运Cd的过程中,存在差异且能稳定遗传,可供进一步研究培育籽粒Cd低积累的水稻品种。Screening low-cadmium rice cultivar is the most directly and effective way to control cadmium content in rice grain. We screened low-cadmium rice mutant of M2 generation exposed in different Cd concentration (the pool contaminated with 19.8 mg Cd·kg-1 and the paddy field contaminated with 2.721 mg Cd·kg-1) from rice mutants(9311, Oryza sativa L) induced by 12C6+ ion beam, and explored the mutation rate of 12C6+ ion beam irradiation and the screening efficiency of different Cd concentration exposed, all of the detections were carried out by Graphite Furnace Atomic Absorption Spectrum(GFAAS). The results showed that the mutation rate is 3:398%±0:009(P<0:05) and high Cd concentration exposed has more efficiency in screening low-Cd rice mutant. Correlation analysis show significant correlation of Cd in rice grain between M2 and M3 generations, r=0:8210(P<0:01); We obtained 23 mutant strains with significant Cd concentration difference and they had a great genetic stability. Among them, three strains' Cd concentrations were lower than the national standard (0.2 mg·kg-1). They can used for further study on cultivating new rice varieties of low Cd accumulation in rice gain.     

高静水压诱导水稻产生突变的研究

 以78 MPa高静水压力处理已浸泡10 h的水稻（Oryza sativa L.）粤香占、粤丰占和测64种子12 h，成苗后移栽至大田，对其处理当代和后代的农艺性状进行调查和分析，结果表明，处理当代中，粤香占、粤丰占和测64的穗粒数分别增加了5.2%、1.2%和17.0%，且测64达到显著性差异水平；测64处理的生育期延长10 d，而粤香占和粤丰占则分别早熟5 d和2 d 。在处理的当代和后代中出现了可遗传的突变体，突变性状中既有质量性状也有数量性状，其中紫色叶鞘和穗下节伸长属于质量性状突变，株高、粒长和穗粒数等属于数量性状突变。突变频率因品种不同而存在差异，表现为：测64>粤丰占>粤香占。通过4年6代的筛选，共获得近100份包括叶、茎、穗、粒、育性和生育期等性状发生明显变异的突变体，已稳定的突变株系22个，其中7个突变株系的综合性状明显较对照好，具有良好的应用前景。     

水稻种子萌发期高压诱导的SSH-cDNA文库构建与分析

 为了研究高压处理对高等植物基因表达的影响,以萌发过程中经高压处理后的水稻种子的mRNA作为检测子（Tester）,以对照样品的mRNA作为驱动子（Driver）,采用抑制差减杂交（SSH）结合镜像选择技术（MOS）构建了高压处理后水稻种子萌发过程中诱导表达的差减cDNA文库,并通过蓝白斑筛选获得了580个重组克隆。菌液PCR检测的结果表明这些克隆中的插入片段的大小主要分布在200～1000 bp之间,平均大小约为575 bp,其中单一扩增条带的有效重组克隆数为542个,有效的重组克隆率为93.3%。对部分重组克隆进行测序发现,受高压诱导表达的基因主要涉及到代谢、胁迫响应、转录调控等方面。为高压处理后水稻种子基因表达模式变化的研究打下了基础。     

4.5 GPa静水压活塞圆筒式高压装置的压力检测分析及压力校正

 本文提供了提高现有活塞圆筒式高压装置流体静压强的一种实验方法。成功地制作了锰铜丝压力计，并利用铋丝相变准确地做了压力校正。各箍的应力检测分析和相对位移测量都表明：无论压腔空载或充液时，在0.000 1~3.08 GPa均不显示出同步箍紧作用；上下缸的压强差偏大带来高压暴露的危险。为把流体静压强提高到3.08 GPa以上，建议改进设计；（1）内箍中箍合二为一，外箍分为上下二层，将增加箍力；（2）调整各箍之间接触圆锥面的面积，将有助于同步箍紧；（3）增大密封套圈的无支承面，将减少上下缸压差，有利于安全运行。     

高静压对淀粉结构及糊化性质的影响

综述了高静压对淀粉的影响。阐述了高静压的定义及其原理,与高静压的作用直接相关的淀粉结构及其性质。根据文献资料报道对25种以上淀粉的研究表明,高静压不仅对淀粉结构影响明显,包括微观结构、宏观颗粒形态,而且对淀粉糊化过程及性质也有较大的影响。施加的压力、淀粉的种类、处理温度、溶液浓度不同,对淀粉的结构和糊化影响也显著不同。大量的研究表明,高静压对淀粉的处理是有潜力的非热物理变性的手段,通过利用不同的高静压处理手段,得到不同品质的高静压淀粉产品,使淀粉在不同的领域中发挥更大的作用。     

高静水压对水稻种子萌发及同工酶的影响

 利用不同静水压力和不同保压时间处理了籼稻粤香占种子，研究发现，随着压力的增加和保压时间的延长，水稻发芽率和成苗率明显下降，高压处理后的水稻在苗期的生长受到明显抑制，大约生长30 d株高才赶上对照；聚丙烯酰胺凝胶电泳显示高静水压力抑制了种子幼苗的酯酶（Esterase）同工酶的表达，但对其它几种同工酶如过氧化物酶（Peroxidase）、超氧化物歧化酶（Superoxider Dismutase）和苹果酸酶（Malic Enyme）等影响较小。利用同一压力和保压时间处理，不同类型的水稻（Oryza sativa L.）品种种子，其中包括籼稻（粤香占和南京11）、粳稻（秋光和台中65）和中间类型Bulu稻（Bulu Gendjah 和Bulu Rusa），结果发现所有类型水稻种子的发芽率和成苗率都显著降低，但因水稻类型的不同其影响程度也不同，籼型水稻南京11和粤香占的耐压性最弱，粳型水稻秋光和台中65最强，中间型Bulu水稻Bulu Gendjah和 Bulu Rusa居中。上述结果表明，静水高压能够显著降低水稻的种子的发芽率和成苗率，抑制幼苗前期的生长和酯酶同工酶的表达。     

一种快速有效鉴定CRISPR/Cas9诱导水稻突变体的方法

突变体的筛选与鉴定是育种工作中的重要环节。该研究基于高光谱成像技术实现了水稻CRISPR/Cas9突变体种子的可视化鉴别。采集了水稻HD野生型和CRISPR/Cas9突变体种子共1 200粒样本的高光谱图像数据,通过Kennard-Stone算法,按照2∶1的比例构建了建模集(800)和预测集(400)。对水稻种子的原始光谱经过WT预处理后,通过2nd derivative提取了24个特征波长,分别基于全谱和特征波长建立径向基函数神经网络(RBFNN),极限学习机(ELM)和K最邻近法(KNN)模型。试验结果表明,无论是基于全谱还是特征波长神经网络模型都取得了良好的识别能力。通过2nd derivative提取的特征波长结合RBFNN模型也取得了较好的鉴别结果,其建模集和预测集分别达到了92.25%和89.50%。基于2nd derivative-RBFNN结合图像处理技术,可以实现水稻CRISPR/Cas9突变体种子的可视化鉴别,实现种子的定位和识别。结果表明应用高光谱成像技术,结合化学计量学方法和图像处理技术对水稻CRISPR/Cas9突变体的鉴别具有可行性,可为水稻育种中大量突变体的快速、准确地筛选和鉴定提供技术手段。