论植物杂种优势的研究途径

植物群体叶面积指数与平均单位叶面积截获光能的反相关导致群体光能截获杂种优势形成的必然性,各种养分环境消耗进入临界点同步性改善导致养分获取杂种优势形成的必然性。植株质量或作物产量的杂种优势主要由双亲群体光能截获和各种养分获取的特征及差异所决定。遗传与环境的相互作用决定了杂种优势的形成过程。动态跟踪植株群体光照结构、植株质量或产量形成过程、根际环境中各种养分的浓度等因子有助于理解杂种优势形成过程,单独研究双亲遗传差异不能获得杂种优势形成的一般机制。     

不同甘蔗品系对养分胁迫响应的差异研究

为了评价割手密、斑茅与甘蔗杂交后的后代材料在养分缺乏情况下的养分利用特性,在砂培条件下,以斑茅、割手密和甘蔗杂交后代品系及甘蔗栽培种为材料,研究了低氮、低磷和低钾胁迫对甘蔗各品系的植株生长及甘蔗养分含量、积累量的影响.结果表明:低氮、低磷和低钾胁迫均显著影响甘蔗植株生长,表现出植株株高、茎粗、地上部分干重及根系干重下降,以YC 10-29在低钾胁迫下、YC06-92在低磷胁迫下降幅较小;在养分胁迫下,甘蔗植株的根冠比增加,低磷和低钾胁迫降低了根茎粗,而总根长增加,以YC06-92在低钾胁迫下总根长增加最多,约为对照的2.67倍;3种养分胁迫均影响植株对其他两种养分的吸收利用,表现出低钾胁迫下植株的磷含量增加,而低氮胁迫下植株钾含量和磷含量增加、且低氮胁迫下磷和钾的累积量分别高于在低磷和低钾胁迫下的磷和钾的积累量,其中以ROC22最为明显.含有割手密和斑茅血缘的品系YC10-29和YC06-92具有较高的耐低钾和低磷胁迫特性,而ROC22具有较高的耐低氮胁迫特性.     

硅对大麦耐盐性的影响及其机制

研究了水培和土培条件下硅对盐敏感大麦（Hordeum vulgare L.）科品7号和耐盐大麦鉴4耐盐性的影响及其作用机制。结果表明,水培和土培条件下适量加硅可降低大麦的盐害。硅显著提高盐胁迫大麦根系脱氢酶活性,降低叶片细胞汁液浓度。硅可显著提高盐胁迫下大麦体内的钾离子浓度、降低钠离子浓度,并提高土培大麦植株体内氮、磷的积累量及磷的浓度,改善盐胁迫大麦植株的养分平衡状况。硅对耐盐大麦盐害的缓解效果比对盐敏感大麦更显著。硅对大麦耐盐性的影响主要是通过降低钠离子毒害、减轻水分胁迫程度和改善植株体内的养分平衡状况而实现的。硅参与了植物的代谢或生理活动。     

水稻空间诱变突变系苗期养分效率性状的差异

利用水培方法对农艺性状明显变化的几个水稻空间诱变突变系Sp211、Sp151和Sp8的苗期氮、磷、钾的吸收和利用效率进行评价。结果表明：3个突变系的植株生物量、根系、植株养分吸收量在养分正常供应和养分胁迫条件下均低于野生型;除Sp8在养分正常供应条件下氮浓度高于野生型外,其他系的植株体内养分浓度在两种条件下与野生型无显著差异;3个突变系均是根系性状的突变导致其养分吸收能力的变化。因此,可利用空间诱变创造的突变体开展植物养分效率的遗传机制研究。     

内生真菌-鸭茅互作对宿主植物抗盐性的影响

[目的]探讨内生真菌对鸭茅植株抗盐性的影响.[方法]以感染内生真菌的鸭茅为试验材料,以无内生菌的鸭茅植株为对照,模拟梯度浓度的盐胁迫环境进行室内盆栽试验,比较带内生真菌E+与不带内生真菌E-的鸭茅在相同环境下不同浓度NaCl胁迫下的生长与生理指标变化.[结果]随盐胁迫浓度的增加,感染和未感染内生真菌鸭茅植株脯氨酸含量和过氧化物酶活性均显著升高(P＜0.05),单株生物量的干、鲜重均显著降低(P＜0.05).与未感染内生菌的鸭茅植株相比,感染内生真菌可使植株的地上生物量和叶片可溶性糖含量显著增加(P＜0.05),并使过氧化物酶活性显著降低(P＜0.05).在盐胁迫环境下内生菌对鸭茅叶片中叶绿素和丙二醛的含量无显著影响.[结论]感染内生真菌的鸭茅植株能够增强其对盐胁迫的生理生化适应能力.     

甘蔗生长前期铝胁迫研究初报

通过溶液盆栽试验 ,研究在 p H=5下铝胁迫对甘蔗生长前期生长和植株营养元素吸收的影响。结果表明 ,铝胁迫条件下 ,铝浓度与甘蔗的根鲜重、株高、茎粗、叶片数、单叶面积、单株叶面积、地上部鲜重和干重、植株总干重呈极显著负相关 ,与根系体积、根干重呈显著负相关 ;与植株对 P、K吸收呈极显著或显著的负相关 ,与 Ca、Al的吸收呈显著或极显著的正相关。认为铝浓度 Al3+百万分之 12可作为甘蔗铝毒的临界值     

T型小麦杂种优势在盐碱地表现分析 Ⅰ盐碱地T型小麦子粒产量和品质性状杂种优势的表现及形成的形态分析

连续2年用不完全双列杂交配制的T型杂交小麦及相应的亲本,比较了盐碱地和正常地条件下子粒产量和品质性状的杂交优势,进而对不同土壤环境中杂种优势表现差异的原因进行了形态分析。结果表明,盐碱地单株粒重的杂种优势明显高于正常地,子粒品质性状的杂种优势低于单株粒重,但杂种优势的表现为盐碱地比正常地略好。植株营养体性状普遍存在较强的杂种优势,且杂种优势在正常土壤环境中高于盐碱地,收获指数的杂种优势在盐碱地表现为正值,在正常土壤条件下却为负值,表明盐碱地杂种后期更能有效地将有机物转移到子粒中去,营养生长和生殖生长的关系更为协调。在盐碱地,植株主要营养体性状与单株粒重存在显著或极显著的正相关,杂种发达的营养体对子粒产量起很大的作用,而在正常土壤条件下营养体与子粒产量不存在这种关系。     

作物杂种优势预测研究进展

杂种优势是一种天然现象,即杂交后代在产量、适应性和对生物胁迫及非生物胁迫方面表现出超过双亲的特点。由于杂种优势能够使农作物产量和抗性等方面显著提升,故在农业生产中得到广泛应用。目前植物学家们已经初步解释了作物杂种优势形成机理和遗传机制,但是杂种优势的形成原因复杂有待深入研究。本研究阐述了杂种优势预测方法及主要农作物对杂种优势的应用进展,可以预见未来的研究会通过先进的测序技术结合多组学研究来逐步阐明杂种优势的复杂机理。同时更多地挖掘与杂种优势相关的基因、分子标记;创新杂种优势的预测方法,从而为杂种优势利用提供准确的方向。     

铝胁迫及营养复合作用对杉木幼苗抗氧化酶活性的影响

以1年生杉木实生苗为材料,采用盆栽模拟生物培养方法,分析铝胁迫与养分复合作用对杉木幼苗抗氧化酶活性的影响.结果表明:一定含量的外源养分可以显著提高杉木幼苗抗氧化酶SOD、POD、CAT、PPO的活性,降低铝胁迫对幼苗抗氧化系统的损伤.低铝胁迫下,低养分处理显著提高SOD、POD及CAT酶活性(P0.05),对CAT活性影响不显著.中铝胁迫下,中养分处理显著提高POD酶活性(P0.05);高养分处理显著提高CAT酶活性(P0.05);中、高养分处理对SOD和PPO酶活性影响不显著.高铝胁迫下,高养分处理可以提高SOD、CAT及PPO酶活性,其中PPO酶活性达到显著水平(P0.05),但对POD酶活性无显著影响.     

铁胁迫下硒对水稻养分吸收的影响

通过水培法,在铁胁迫下,研究硒对寒地水稻养分吸收和干物质积累的影响.结果表明,与正常培养液培养( Fe0+Se0)相比,加铁胁迫(Fe+Se0)显著提高了植株体内铁的含量,物质积累降低并不显著,但是抑制了水稻对氮、磷和锰的吸收,氮、磷和锰的积累量分别降低了7.8%、26.7%和74.0%,均达到显著水平(P＜0.05)...     

藜异型性种子后代植株对NaCl和KCl短期胁迫的响应

[目的]研究不同盐(NaCl和KCl)胁迫对藜(Chenopodium album)的抗氧化系统的影响,探讨异型种子后代植株之间对盐胁迫生理响应机制的可能差异.[方法]以藜异型性种子后代植物为材料,测量藜黑色及褐色种子在不同浓度(0、50、300 mmol/L) NaCl或KCl短时间胁迫下相关生理指标(氧自由基、MDA;SOD、CAT、POX).[结果]在不同浓度(0、50、300 mmol/L) NaCl或KCl短时间胁迫下,藜黑色及褐色种子后代植株活性氧水平随时间有升高但不显著,异型性种子后代植株之间无显著差异;MDA随盐胁迫时间增加,呈显著上升趋势,NaCl胁迫上升更明显.短时间盐胁迫下,两种种子后代中抗氧化酶活性(SOD、CAT、POX)均呈上升趋势,CAT和POX增加更显著;NaCl比KCl胁迫,低浓度比高浓度盐,对氧化酶活性的促进更明显.以上参数在异型性种子后代植株间未显示显著差异.[结论]抗氧化酶在藜耐受短期高盐(NaCl或KCl)胁迫过程中发挥重要作用;藜异型性种子后代植株在短期盐胁迫下表现相似的生理生化特性.     

养分胁迫对荔枝叶片矿质营养的影响研究

[目的]为了给荔枝营养与平衡施肥提供一些参考。[方法]通过养分胁迫诱导荔枝植株缺素砂培试验,分析养分胁迫对荔枝叶片矿质营养特性的影响。[结果]结果表明:缺钾处理的叶片全钾含量显著低于对照、缺磷、缺钙、缺镁、缺铜、缺锌和缺硼处理,但与缺氮处理没有显著差异;除了缺钾处理外,其他处理与对照之间差异不显著;缺锌处理的叶片含锌量除了显著低于对照(完全营养液)外,其他处理与对照之间差异不显著。但缺硼处理的叶片含硼量显著低于对照,其他处理与对照之间差异不显著。[结论]除了相应缺素处理对叶片该元素含量产生显著影响外,缺钾处理显著降低了叶片镁含量外,其他缺素处理对叶片矿质元素没有产生显著影响。     

2种养分水平条件下大麦幼苗对重金属铜胁迫的生长响应

以大麦（Hordeum vulgare）幼苗为研究材料,采用10%和35%浓度霍格兰营养液（Hoagland solution）2种养分水平和0、1和10 mg(L^-1 3种铜胁迫水平的正交试验设计,开展为期3周的水培试验,研究养分水平对重金属铜胁迫植物生长的影响。结果表明,与10%霍格兰液相比,35%霍格兰液可提高大麦幼苗在铜胁迫时的生物量积累,增加叶片叶绿素含量以及抗氧化酶活性。但这种缓解作用受铜胁迫水平的影响。在1 mg(L^-1 铜胁迫水平时,提升营养液水平可显著提高植株生物量、叶片叶绿素含量和超氧化物歧化酶（SOD）活性;而在10 mg(L^-1铜胁迫水平时提升营养液水平亦可显著提高叶片过氧化物酶（POD）和谷胱甘肽过氧化物酶（GPX）活性,但对叶绿素含量无影响。此外,铜胁迫对根系生长的抑制作用强于对地上部分的抑制;10%霍格兰液条件下,1 mg(L^-1铜胁迫与无胁迫处理相比可显著增加叶片叶绿素相对含量。提高养分供给是增强大麦耐受铜胁迫能力的一个重要途径。     

低磷胁迫下内生真菌对宿主杉木幼苗生理生化的影响

为微生物与植物互作关系的生产应用提供理论基础,浇施菌液并接种5株内生真菌(NG1、CG5、AJ6、AJ14和AJ13)于低磷胁迫下的杉木幼苗(Cunninghamia lanceolata),15d后进行低磷胁迫试验,测定杉木植株的电导率、丙二醛、超氧化物歧化酶和可溶性蛋白等生理生化指标,分析内生真菌对杉木抗逆性的影响,筛选低磷胁迫下适宜杉木的内生真菌。结果表明:正常条件下,菌株NG1、AJ6和AJ14能有效提高植株电导率;轻度低磷胁迫条件下,菌株AJ14能较好地保护植株生长;中度低磷胁迫条件下,各菌株在胁迫中前期均能显著缓解磷胁迫;重度低磷胁迫条件下,菌株AJ6和AJ14表现良好,能有效缓解逆境对植株的伤害。在不同低磷胁迫梯度下,5株溶磷菌均能在胁迫15～45d显著缓解低磷环境对植株的危害。与未接种处理的杉木幼苗相比,菌株NG1、AJ6、CG5、AJ14以及AJ13均显著提高SOD活性,对杉木幼苗均有一定的抵御低磷胁迫的作用,以菌株AJ14效果最佳。菌株AJ6和AJ14在低磷胁迫下能有效提高可溶性蛋白含量。综合各项指标,菌株NG1和AJ6一定程度上能够缓解低磷胁迫对杉木植株的影响。     

玉米叶片蛋白对AM菌根接种和（或）砷胁迫的应答

【目的】研究接种菌根与砷胁迫条件下玉米叶片组织相关蛋白质的变化。【方法】以玉米植株叶片为材料,采用双向凝胶电泳技术（2-DE）研究玉米叶片蛋白表达谱对丛枝菌根（AM菌根）接种和（或）砷胁迫的应答。【结果】经软件分析并搜索NCBInr数据库,结果显示,砷胁迫植株叶片中有7个蛋白点被成功鉴定,其中有3个未知蛋白,其余4个分别为2-phosphoglycerate kinase、oxidoreductase、MAP3K delta-1 protein kinase和Os06g0262800。接种且加砷处理植株叶片中有11个蛋白点被成功鉴定,有4个未知蛋白,其余蛋白分别为oxygen-evolving enhancer protein 3-1、putative M protein、SNF1-related protein kinase 2.2、ATP synthase CF1 beta subunit、ATP synthase CF1 alpha subunit、pathogenesis-related protein 10、 MAP kinase kinase和MEI1 protein。【结论】菌根接种促进加砷处理玉米植株生长,并显著降低玉米植株地下部砷浓度。玉米植株叶片蛋白表达量及种类的变化,表明砷胁迫条件下菌根接种有可能激发与植物生长、养分吸收以及抗性有关的蛋白产生应答,有助于提高玉米对砷毒的抗性。     

低钾胁迫对玉米干物质和养分积累与分配的影响

辽中和辽北地区是辽宁省主要玉米产区,土壤低钾是限制其玉米高产高效的主要因素之一,缺钾下植株表现出矮小纤弱,果穗小,籽粒不饱满等。本研究以耐低钾玉米自交系90-21-3和钾敏感自交系D937为试材,通过分析低钾胁迫下不同耐性玉米自交系的光合作用、干物质积累分配、钾钠钙养分积累分配和产量等差异,探讨土壤低钾胁迫对玉米生产力和养分积累分配的影响。结果表明,低钾胁迫降低了90-21-3和D937的光合作用,阻碍了物质的合成与积累。与钾敏感自交系D937相比,在低钾胁迫下耐低钾自交系90-21-3能够维持相对较高的光合作用,保证了物质的合成与积累,并通过增大茎、叶、鞘中的同化物向根系和果穗中的转移量,促进了生育后期根系的生长发育及百粒重而保持产量。低钾胁迫影响了植株体内养分的积累与分配。90-21-3能够通过降低茎、叶、鞘中钾、钠分配,增加钾、钠在根系中分配比例,提高了根系在低钾胁迫下渗透调节能力。同时,增加了叶中钙的积累与分配,促进了根系对钾素的吸收和积累,提高了植株钾素利用效率。耐低钾自交系养分的合理分配保障了其在土壤低钾胁迫下的物质合成、转运与积累的正常进行,缓解了低钾胁迫的影响。可见,在低钾胁迫下,耐低钾作物通过维持较高的光合特性、调整干物质和养分的积累与分配是适应低钾胁迫的一种响应机制。     

AMF对铅锌矿区农田土壤部分理化性质、玉米生长和镉铅含量的影响

为研究重金属污染胁迫下丛枝菌根真菌（Arbuscular mycorrhizal fungi，AMF）对土壤部分理化性质、玉米生长、光合生理、养分与镉铅含量的影响，以云南会泽、兰坪铅锌矿区周边重金属污染农田土壤为供试土壤，玉米为宿主植物，设置接种和不接种AMF处理，开展室内盆栽试验。结果表明：接种AMF显著增加土壤易提取球囊霉素相关蛋白（EE-GRSP）与总球囊霉素相关蛋白（T-GRSP）的含量；降低土壤有效态镉、铅含量，降幅为34.6%~79.5%；增加土壤中碱解氮和速效磷的含量，增幅为30.9%~206%。接种AMF显著增加玉米植株氮磷养分含量，增幅为17.6%~38.5%；增强叶片光合作用，提高植株生物量；降低植株镉铅含量，降幅达30.0%~68.7%。相关性分析发现，土壤T-GRSP与碱解氮、速效磷含量呈极显著正相关；EE-GRSP、T-GRSP与有效态铅含量呈显著负相关；玉米植株镉、铅含量与土壤有效态镉、铅含量呈显著正相关；玉米根系氮与土壤碱解氮含量、植株磷与土壤速效磷含量呈显著正相关。研究表明，接种AMF增加土壤球囊霉素相关蛋白含量，降低污染土壤镉、铅生物有效性，减少玉米植株镉、铅的含量；增加土壤速效养分含量，改善玉米矿质营养和光合生理，提高玉米植株生物量。     

等渗盐分、水分胁迫对番茄幼苗生理指标的影响

研究了等渗(-0.88 MPa)条件下盐分、水分胁迫对番茄幼苗生长和离子稳态的影响.结果表明,4种胁迫10d,均明显抑制番茄幼苗生长,依次是Na 、NaCl胁迫＞Cl-胁迫＞PEG胁迫.与Cl-胁迫、PEG胁迫相比,Na 、NaCl胁迫的植株体内Na 含量显著上升,叶绿素含量显著下降,N、K 、Ca2 、Mg2 含量显著下降,Na 、NaCl胁迫下植株维持离子稳态的能力比较差,氮素显著降低,这正是其胁迫较重的重要原因之一.     

再生水灌溉对草坪草植株体内氮磷钾及氯元素分配规律的影响

为了缓解城市水资源紧张的趋势,扩大污水资源化力度,确保高质量的都市草坪,该文研究了再生水灌溉对草坪植株体内养分分配的影响.结果表明,草坪草不同器官中氮磷钾及氯元素浓度分配状况相似,即叶片中养分元素浓度茎中养分元素浓度根状茎中养分元素浓度根中养分元素浓度.再生水灌溉下草坪草地上部分养分元素内部间相关性较好,特别是叶片氮素与植株地上部分其他养分元素浓度的相关性都达显著或极显著水平.通过与清水灌溉下草坪草养分分配状况比较发现,采用再生水灌溉有利于氮素、钾素及氯素向植株地上部分分配;随着再生水供水量增加,地上部分植株氮素、钾素及氯素含量减少,而磷素含量增加.采用通径法研究了草坪草植株养分及草坪草质量之间的关系表明,叶片钾浓度、根状茎氯浓度、茎中磷浓度及叶片氯浓度是影响草坪草综合质量的主要影响因素,对草坪草综合质量直接作用较大.      

CO_2加富对盐胁迫下番茄幼苗生长和渗透调节特性的影响

以‘中杂9号’番茄为试材,用80 mmol/L Ca(NO_3)_2胁迫模拟设施土壤次生盐渍化,(800±40)μmol/mol模拟CO_2加富环境,研究CO_2加富对盐胁迫下番茄幼苗生长及渗透调节特性的影响。结果表明:与对照相比,盐胁迫显著抑制番茄生长,且叶片相对含水量、叶片水势、根系水力学导度、根系形态参数和根系渗透势均不同程度降低;同时,叶片可溶性糖、植株游离氨基酸和脯氨酸的质量分数均显著升高,但叶片可溶性蛋白和植株有机酸的质量分数均显著降低。与单独盐胁迫相比,CO_2加富处理显著提高盐胁迫植株的干鲜质量、叶片水势、根系长度、根系表面积、根系体积和根系渗透势,叶片可溶性蛋白、脯氨酸、有机酸的质量分数分别显著增加111.99%、10.93%和14.62%,根系可溶性蛋白和游离氨基酸的质量分数分别显著增加76.01%和76.97%,根系脯氨酸质量分数显著降低6.33%。综上所述,CO_2加富能够通过改善植株水分状况和提高渗透调节能力,尤其是促进可溶性蛋白等渗透调节物质的积累来增强番茄幼苗的盐胁迫耐受性。