4个小麦抗旱相关转录因子基因的表达及其与抗旱生理生化指标的相关性

筛选转录因子基因作为小麦抗旱性鉴定指标,丰富和补充小麦抗旱鉴定体系。以4个抗旱性不同的小麦品种为材料,通过实时荧光定量PCR,检测4个抗旱相关转录因子基因(TaERF1,TaMYB30,TaNAC69,Wabi5)在不同处理时间的表达,同时分析干旱胁迫下4个抗旱生理生化指标的变化,探究4个转录因子基因的表达与抗旱生理生化指标之间的相关性。结果表明,基因TaERF1、TaMYB30、TaNAC69和Wabi5的表达都受干旱胁迫的诱导,且在抗旱性不同的小麦品种中的表达模式存在明显差异;相关性分析表明,TaERF1在各胁迫持续时间点的表达量都与可溶性蛋白和丙二醛(MDA)呈显著或极显著相关,在胁迫处理3h、24h和48h时,TaERF1的表达量与相对含水量(RWC)显著相关,TaMYB30、TaNAC69和Wabi5在一定时段的干旱胁迫后的表达量也分别与可溶性糖、可溶性蛋白、RWC和MDA存在显著相关性。说明转录因子基因TaERF1、TaMYB30、TaNAC69和Wabi5的表达可以作为评估小麦抗旱性的参考指标。     

转DREB基因小麦新品系抗旱生理指标测定

脱水应答元件结合蛋白(DREB)基因的应用,为培育抗旱转基因小麦新品种奠定了重要基础。本试验对在旱地和水地上种植的6个转GmDREB1和GhDREB基因的转基因小麦新品系旗叶中可溶性糖和脯氨酸进行了提取与测定,结果显示转基因小麦新品系旗叶中的可溶性糖及脯氨酸含量较其受体品种有所提高,证明抗旱转录因子基因的导入可提高受体小麦品种的抗旱性。     

干旱胁迫对小麦生理指标的影响

采用盆栽试验研究了不同水分处理下小麦4个生育期旗叶的光合速率、蒸腾速率、气孔导度3个生理指标的变化。结果表明,轻、中度干旱胁迫对抗旱品种长6878旗叶光合等生理指标影响较小,其变化趋势与对照相近;在严重干旱胁迫条件下,旗叶生理指标明显低于对照和轻、中度干旱处理。     

小麦NF-YB 型转录基因TaNF-YB4 介导植株抵御干旱功能研究

核因子Y（NF-Y）转录因子通过调控下游基因转录,在介导植株抵御非生物逆境中发挥重要作用。 作者以前期鉴定的1 个归属于NF-YB 家族基因TaNF-YB4 为基础,对该基因分子特征、应答干旱胁迫表达模式及遗传转化对植株抵御干旱逆境能力的影响进行了研究。结果表明：TaNF-YB4 编码蛋白含有植物种属NF-YB 家族保守的H4 超家族保守域和核定位基序。该基因转录本在根叶中呈典型的干旱诱导表达模式,表现为随着干旱胁迫进程表达增高趋势。与野生型对照相比,正反义表达TaNF-YB4 株系干旱处理下植株长势发生明显改变,表现为正义系（Sen 1）植株长势增强,干质量和叶面积增加;而反义系（Anti 2）植株长势变差,干质量和叶面积降低。对正反义株系气孔关闭特征观测发现,Sen 1 和Anti 2 干旱下气孔关闭分别较对照加快和减慢。此外,干旱处理下,与对照相比,正义系光合能力、可溶蛋白和可溶性糖含量和细胞活性氧稳态相关参数均明显改善。组织特异性分析表明,TaNF-YB4 基因调控干旱胁迫下植株抗旱相关生理过程和生化代谢途径,改善植株糖氮积累、光合碳同化和细胞活性氧稳态,在调控植株抵御干旱逆境过程中发挥着重要生物学功能。     

宁夏春小麦抗旱生理指标研究

研究了宁夏春小麦品种在水分胁迫下的光合速率（Ｐｎ）、叶绿素荧光（Ｆｖ／Ｆｍ）和叶片相对含水量（ＲＷＣ）的变化。结果表明,在水分胁迫下４个春小麦品种的Ｐｎ、Ｆｖ／Ｆｍ和ＲＷＣ与对照相比均下降,并且下降幅度随春小麦品种的不同而有所差异,具有较大的遗传变异。认为Ｐｎ、Ｆｖ／Ｆｍ和ＲＷＣ可以作为宁夏春小麦抗旱性鉴定的生理指标。     

6个抗旱小麦品种苗期抗旱生理特性分析

用PEG-6000(-0.50 MPa)分别处理6个抗旱小麦品种2叶1心的幼苗,模拟干旱胁迫环境,分别在干旱胁迫处理后第3天、第9天测定小麦幼苗的株高、相对含水量、叶绿素含量、POD活性和CAT活性等生理指标,统计分析不同抗旱小麦品种幼苗对干旱胁迫的响应。结果表明,干旱胁迫对不同抗旱小麦品种的各生理指标有显著的影响,其各表型值与对照(不加PEG的处理)差异显著,且品种间差异显著。随着PEG干旱胁迫的时间延长,所有供试抗旱小麦品种幼苗株高的抗旱系数、叶绿素a浓度、叶绿素b浓度和总叶绿素浓度均有不同程度的下降,而POD活性和CAT活性均显著上升。通过各小麦品种间各生理指标的比较可以看出,定西39号、宁春18号、西旱1号和定西41号表现出较强的抗旱性,而定西38号和外源11抗旱性较差。     

干旱胁迫对火龙果植株形态及生理指标的影响

为探究不同程度干旱胁迫对火龙果植株形态及生理指标的影响,以大红火龙果植株为材料,采用盆栽控水法,研究干旱处理40、47、54 d后火龙果生理特征的变化及干旱后期火龙果植株的形态变化,探讨火龙果的抗旱特性。结果表明:火龙果具有良好的耐旱性,在干旱胁迫下,可以通过调节体内生理指标来适应干旱环境,不同生理指标的变化趋势在干旱同期存在差异。随着干旱胁迫的加深,火龙果植株生长变缓,茎颜色加深且发生皱缩,主根变短,侧根减少,须根基本消失;相较于对照,各处理的游离脯氨酸(Pro)、可溶性糖含量显著升高,可溶性蛋白、丙二醛(MDA)含量则先降低后升高,过氧化物酶(POD)活性极显著升高后又极显著降低,过氧化氢酶(CAT)活性也表现出先升后降的趋势,超氧化物歧化酶(SOD)活性则持续下降。     

导入Prd29A:DREB1 A融合基因获得抗逆性小麦的探索与实践

介绍了来自拟南芥的DREB转录因子在植物抗逆性中的作用 ,提出了通过导入Prd2 9A :DREB1A融合基因获得抗逆性小麦的策略     

小麦品种抗旱性生理指标测定

采用聚乙二醇（ＰＥＧ）渗透胁迫方法，对豫麦４１号、豫麦２号、郑旱１号３个小麦品种的抗旱性生理指标进行了测定。结果表明，郑旱１号在干旱胁迫下的根系活力和活跃的根比表面最大，保水力最强，脯氨酸的变化幅度较缓，而且叶和根的细胞膜受伤害程度都表现最低。表明郑旱１号抗旱性最强     

干旱胁迫对小麦形态、生理指标和产量影响的研究进展

干旱胁迫影响作物生长发育、限制农业生产、侵蚀全球粮食安全并威胁作物可持续发展。小麦作为皖北地区主要的粮食作物,在生长发育过程中常会遭受干旱胁迫的影响,干旱是影响小麦产量及品质的主要非生物胁迫因子之一,但小麦在应对干旱胁迫时的抗旱机制相对复杂,干旱胁迫对小麦的影响是多方面、多途径的。本文将从形态指标、光合作用、抗氧化酶活性、渗透调节物质、内源激素表达水平、基因表达情况和产量品质等方面介绍干旱胁迫对小麦的影响,为小麦抗旱性的生理和分子机制研究提供理论基础。     

两个转W23基因小麦株系的抗旱性鉴定

以两个T₅代转W23基因小麦株系G19-X59、G19-X61为材料,在水培条件下采用PEG-6000人工模拟干旱胁迫措施对转基因小麦株系的根系发育特点、抗旱相关的光合生理等指标进行了测定。结果表明,干旱胁迫条件下各参试小麦的光合速率(Pn)和蒸腾速率(Tr)均下降,转基因株系降幅较小,且其Pn和Tr值极显著高于受体品种;在正常供水和干旱胁迫两种水分处理下,转基因株系均比受体品种具有较发达的根系,其根总长、根总表面积、根总体积等参数极显著高于受体品种。这一结果说明,转W23基因小麦株系G19-X59、G19-X61在苗期依靠发达的根系维持较强的光合作用,提高其应对干旱胁迫的能力。     

快速鉴定稻种资源抗旱性的生理指标筛选及其遗传背景

在两个不同旱作环境下,通过对稻种资源13个快速、简便、易测的抗旱生理指标与单株产量的单因素逐步回归、多元相关、通径和灰色关联分析,筛选出表征稻种资源抗旱性的生理指标,并采用非等试验设计的数量遗传分析方法对其生理指标进行了遗传分析.结果表明①叶绿素a/ b、游离脯氨酸含量和自由水含量是表征稻种资源抗旱性的生理指标.②测定抗旱生理指标都存在遗传变异,并主要受加性效应的影响.③测定抗旱生理指标都存在显性×环境的互作效应,叶绿素a/ b和自由水含量还存在加性×环境的互作效应.④测定抗旱生理指标都存在普通狭义遗传率,但叶绿素a/ b和自由水含量还存在互作狭义遗传率,且互大于普通狭义遗传率,受环境影响较大.⑤叶绿素a/ b和游离脯氨酸含量只存在负向互作杂种优势,自由水含量杂种优势不明显. 因此,叶绿素a/ b、游离脯氨酸含量和自由水含量均可作为稻种资源抗旱鉴定、筛选与育种的可靠选择指标,其中以游离脯氨酸含量为最好、叶绿素a/ b其次,自由水含量稍差.     

云南省不同小麦资源种子萌发期抗旱性相关性状差异及与抗旱指数、抗旱系数的相关性

【目的】通过比较模拟干旱胁迫条件下全生育期抗旱性不同的云南小麦资源种子萌发期抗旱性相关性状的差异,寻找早期阶段对全生育期抗旱性强弱有指标作用的种子萌发期性状.【方法】采用PEG-6000高渗溶液渗透胁迫法,观察了2种5亚种70份材料的发芽势、发芽率、胚根数、最大胚根长、胚芽鞘长和胚芽长等6个种子萌发期抗旱性的相关性状,分析了观察平均值及相对值与抗旱指数、抗旱系数的相关性.【结果和结论】在5个亚种的全生育期抗旱性强-极强品种与极弱的对照品种云选11-12、与中等或弱-极弱的品种比较中,没有一个观察性状的平均值及其相对值有一致的显著差异,也没有一个观察性状的平均值及其相对值与所有5个亚种抗旱性强-极强品种的抗旱指数、抗旱系数有一致的显著或极显著的相关性.结果表明仅用同一个抗旱性相关性状将所有亚种抗旱性强-极强的品种都区分出来是不现实的,需要利用种子萌发期的一些相关性状(如相对胚根数、相对胚芽鞘长、相对胚芽长、相对最大胚根长和根芽长比等)并结合其与抗旱指数、抗旱系数的相关性,才能筛选出不同亚种的抗旱性强-极强的育种材料.     

不同类型春小麦抗旱生理指标耐旱指数的主成分分析

以5种不同类型(人工合成六倍体、稀有种、农家种、推广品种、抗旱品种)春小麦为试验材料,研究严重干旱时(土壤最大持水量20%)不同类型春小麦抗旱生理指标耐旱指数的主成分分析。结果表明,不同抗旱指标对不同类型春小麦品种抗旱性的贡献率存在差异。人工合成六倍体小麦抗旱指标的贡献率顺序为脯氨酸>气孔开度>丙二醛>根系活力;稀有种抗旱指标贡献率顺序为气孔开度>丙二醛>干物重>脯氨酸含量;农家种抗旱指标贡献率顺序为干物重>丙二醛>植株相对含水量>根冠比;推广品种抗旱指标贡献率顺序为气孔开度>干物重>脯氨酸>丙二醛>植株相对含水量>根系活力;抗旱品种抗旱指标贡献率顺序为干物重>根系活力>丙二醛>根冠比>植株相对含水量>气孔开度。在进行抗源筛选和抗旱指标鉴定时,需结合品种自身特点和其所属类型而定。     

干旱胁迫对水稻生理生化的影响

在干旱胁迫条件下,水稻的各种生理代谢过程发生了很大变化,水稻植株的净光合速率、叶绿素含量及光合酶活性有所下降,游离脯氨酸、脱落酸、活性氧和丙二醛的积累量明显增加,抗氧化酶超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化酶活性增强,清除过量的活性氧,减少对水稻的损伤,耐旱性强的水稻品种可能具有更强的抗氧化能力。今后,通过对与水稻抗旱有关的功能基因的转导和表达的研究,从分子水平上探索水稻水分胁迫的内在机理并通过基因工程的方法培育出抗旱品种,可以减少干旱胁迫对水稻产量和品质的影响。     

转LEA3基因水稻的抗性分析

对转LEA3基因水稻植株进行了抗渗透胁迫能力分析。结果显示在相同胁迫条件下,转基因水稻植株的苗高、根长、离体叶片保水率、叶绿素含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、SOD活性均高于未转化的对照植株,表明转LEA3基因水稻对盐分和干旱胁迫有较强的抗性。     

干旱胁迫下小麦根冠生物量变化及其与抗旱性的关系

以12个小麦品种为研究材料,分析了盆栽条件下于生殖生长期进行干旱胁迫后根冠性状的变化。结果表明,干旱胁迫在不同程度上降低了小麦产量、株高、根系和地上部干重,增大了根冠比,同时,减少了穗数,但对干粒重的影响较小。其中,变化比较大的是地上部干重和根冠比。相关分析表明,根系干重、穗数和地上部干重的变化与产量的变化呈极显著正相关,根系干重的变化又与穗数和地上部干重变化呈极显著正相关。这些性状的变化密切关系到抗旱指数(DJ),除千粒重、根冠比的变化率与DI的相关性未达到显著水平以外,其余性状的变化率与DI达到了显著或极显著相关。在直接影响DI的性状变化中,地上部干重变化率(0．6197)、穗数变化率(0．6025)对DI起着明显的正效应,而根干重变化率(-0．3514)则起负效应,株高变化率的负效应较小(-0．0296);根系干重、穗数和株高的变化率主要通过对地上部干重的影响,以及地上部干重变化率对穗数和根系干重变化率的影响间接对DI起作用：这些结果说明,在干旱条件下,协调小麦根冠平衡,最大程度发挥根系和地上部叶片的功能,才有利于提高产量.     

氯化钠胁迫对园艺作物种子萌发及幼苗生长发育的影响

以番茄、黄瓜、苜蓿、白蜡等园艺作物和小麦、玉米、棉花等大田作物的幼苗在氯化钠胁迫下其发芽率,发芽势,成苗率,下胚轴长、粗、重,子叶重,叶片含水量及矿质元素含量,MDA,POD,SOD的变化为基础,详细地阐述了园艺作物种子萌发,幼苗的形态及生理变化,与此同时,对由于土壤次生盐渍化所带来的问题进行了简单介绍,最后指出在作物抗盐性研究上可能的发展方向.     

Overexpression of the Suaeda salsa SsNHX1 gene confers enhanced salt and drought tolerance to transgenic Zea mays

Maize is one of the most important crops worldwide, but it suffers from salt stress when grown in saline-alkaline soil. There is therefore an urgent need to improve maize salt tolerance and crop yield. In this study, the SsNHX1 gene of Suaeda salsa, which encodes a vacuolar membrane Na⁺/H⁺ antiporter, was transformed into the maize inbred line 18-599 by Agrobacterium-mediated transformation. Transgenic maize plants overexpressing the SsNHX1 gene showed less growth retardation when treated with an increasing NaCl gradient of up to 1%, indicating enhanced salt tolerance. The improved salt tolerance of transgenic plants was also demonstrated by a significantly elevated seed germination rate (79%) and a reduction in seminal root length inhibition. Moreover, transgenic plants under salt stress exhibited less physiological damage. SsNHX1-overexpressing transgenic maize accumulated more Na⁺ and K⁺ than wild-type (WT) plants particularly in the leaves, resulting in a higher ratio of K⁺/Na⁺ in the leaves under salt stress. This result revealed that the improved salt tolerance of SsNHX1-overexpressing transgenic maize plants was likely attributed to SsNHX1-mediated localization of Na⁺ to vacuoles and subsequent maintenance of the cytosolic ionic balance. In addition, SsNHX1 overexpression also improved the drought tolerance of the transgenic maize plants, as rehydrated transgenic plants were restored to normal growth while WT plants did not grow normally after dehydration treatment. Therefore, based on our engineering approach, SsNHX1 represents a promising candidate gene for improving the salt and drought tolerance of maize and other crops.     

干旱胁迫对不同品种菊花叶片光合生理特性的影响

【目的】研究不同程度干旱胁迫对2个菊花品种光合生理特性的影响,为菊花抗旱栽培提供理论依据。【方法】以秋菊早花品种"唐宇金秋"和晚花品种"祥云"为供试材料,利用盆栽试验,以正常浇水为对照(CK,土壤含水率为(40±2)%),研究不同干旱胁迫强度(中度干旱(T1,土壤含水率为(23±2)%)、重度干旱(T2,土壤含水率为(16±2)%))下2个菊花品种叶片生理指标的变化。【结果】随着干旱胁迫程度的加剧,"祥云"和"唐宇金秋"叶片的相对电导率、丙二醛(MDA)和脯氨酸含量均呈上升趋势,在T2处理下,"祥云"叶片的相对电导率、MDA和脯氨酸含量分别较对照升高23.5%,84.8%和120.4%,而"唐宇金秋"上升幅度均小于"祥云";"祥云"和"唐宇金秋"叶片SOD、POD及CAT活性均呈上升趋势,其中"唐宇金秋"上升幅度均大于"祥云"。随着干旱胁迫程度的加剧,"唐宇金秋"和"祥云"叶片的叶绿素含量及净光合速率、气孔导度、蒸腾速率均逐渐降低;在相同胁迫条件下,"唐宇金秋"叶片的叶绿素含量及3个光合指标均明显高于"祥云"。【结论】"唐宇金秋"和"祥云"具有不同的干旱胁迫响应机制,"唐宇金秋"具有较强的抗旱能力,在干旱胁迫条件下仍具有较强的光合作用能力。