基于主成分分析和隶属函数的棉花种子萌发期耐涝性鉴定评价

参照棉花耐渍涝性鉴定技术标准，在棉花种子萌发期模拟淹水胁迫，采用主成分分析、隶属函数法及聚类分析方法，分析了涝渍胁迫处理对6份陆地棉材料出苗率、株高、主根长、子叶叶绿素含量（SPAD值）、幼苗鲜物质质量、幼苗干物质质量的影响。结果表明：幼苗鲜物质质量、株高、主根长、出苗率、幼苗干物质质量和SPAD值可以作为棉花萌发期耐涝性鉴定的指标；6份参试材料的耐涝性强弱顺序依次为402、晋棉36、冀丰908、宛棉3号、苏棉9号、TM-1，其中402和晋棉36为耐涝性较强的材料。相关研究方法可为批量鉴定和评价棉花种质资源的耐涝性提供依据。     

大豆野生与栽培资源苗期耐淹性的鉴定、生态区特征和优异种质发掘

大豆资源耐涝性鉴定，是开展大豆耐涝育种的基础。耐涝性可分为耐湿（渍）性和耐淹性。研究旨在通过对大豆资源的耐淹性评价筛选出耐性强的种质，为大豆耐涝性育种提供耐源。抽取不同来源地的栽培大豆和野生材料，以相对死苗率为鉴定指标，在苗期进行耐淹性盆栽鉴定试验。结果表明，野生和栽培大豆耐淹性均存在相当大的遗传变异；野生大豆中的极端耐淹材料略比栽培大豆的多，但在全国二者大部分材料的耐淹性差异不大；野生大豆的耐淹性在区域内和区域间均存在一定的变异，栽培种的耐淹性在区域内的变异比区域间的变异大，各个区域内均存在丰富的变异，变异系数均在30．0oA以上。耐淹性与地理纬度、种皮色、籽粒大小、生育期长短及脂肪含量等有低程度相关；筛选出N24835．0、N24850．0、N23444．0、N04974．1等11份耐淹性极强的野生和栽培优异种质。     

耐密指数与主成分分析法综合评价并筛选高耐密性大豆种质

为综合评价大豆种质资源的耐密性并筛选出高耐密性优良种质,本研究以前期初筛获得的90份耐密性大豆种质资源为试验材料,以高密度与常规密度条件下各耐密性状比值为基础数据,通过耐密指数与主成分分析两种方法共同对大豆耐密性进行综合评价.结果表明:高密度胁迫处理下,大豆单株粒重受影响最大,其次是分枝相关性状,最后是子叶痕直径;两种评价方法鉴定结果的重合度为42.8％;综合两种评价结果共鉴定出高耐密性大豆资源8份,分别是采种圃、黑河49、合交N13-333、坂本早生、黑河44、中科毛豆2号、N07和黑河43号.研究结果为今后大豆耐密性理论研究及耐密植新品种选育提供材料基础.     

A及LA型百合耐涝表型性状综合评价

观赏百合耐涝性鉴定对引种驯化和抗性育种具有重要指导意义。本研究以16份亚洲百合和16份亚洲百合与麝香百合杂交系观赏百合品种为试材,采用“双套盆”法模拟淹水胁迫,确定观赏百合耐涝性鉴定的最佳时间及根、鳞茎、茎、叶表型涝害症状指标量化评价标准,并通过积分评价法和聚类分析法鉴定不同种系百合品种的耐涝性差异。结果,本文根据预实验确定耐涝性评价时间为淹水胁迫处理13 d;聚类分析将32份百合根据抗性强弱划分为耐涝型、中间型和敏感型,积分评价法从32份供试百合中鉴定出极端耐涝型品种为‘Nashville’‘Brindisi’,极端敏感型品种为‘Levi’‘Fata Morgana’;供试亚洲百合品种间耐涝性差异较大,亚洲百合与麝香百合杂交系普遍具有较强的耐涝性。分析耐涝型、中间型和敏感型百合涝害症状特征,初步建立百合耐涝性评价体系,为进一步鉴定其他品种百合耐涝性奠定基础。     

亚洲地区大豆育成品种幼苗期耐淹性鉴定和优选

以亚洲大豆育成品种为对象,评价其幼苗期耐淹性,揭示其遗传变异特点,从而为耐涝育种提供种质基础。采用我国黄淮、南方及亚洲其它15国的350份大豆育成品种,以相对死苗率为主要鉴定指标,结合叶片相对失绿率与相对萎蔫率,在苗期进行大豆耐淹性盆栽鉴定。结果表明:以相对死苗率为主的指标体系可以有效鉴定大豆品种的苗期耐涝性。亚洲品种群体存在丰富的耐淹性遗传变异,相对死苗率变幅为4.8%~212.0%。中国黄淮、中国南方、东亚、东南亚和南亚5个区域的品种均呈现中间多、两头少的单峰态分布,遗传变异系数均高于21.24%,耐淹性变异丰富,尤其中国黄淮地区覆盖了全群体相对死苗率变幅。各地区均存在耐淹品种,山东、江苏相对较多;从5个区域中依次优选出7、4、1、1、2,共15份耐淹性种质;系谱追踪发现莒选23、南农493-1、黔豆2号的耐淹性可能传递给后代;4份国外耐淹性品种兼具有抗病性可作为亲本拓宽中国耐涝育种的种质基础。     

蒙东地区耐盐碱水稻种质资源筛选与评价

为筛选出适合内蒙古兴安盟地区种植的耐盐碱水稻种质资源,以内蒙古推广及引进的102份水稻种质资源为材料,在水稻栽培过程中进行盐碱胁迫处理,通过分析死叶百分率、耐盐碱指数、农艺性状及产量来综合评价供试材料的耐盐碱性强弱。结果表明,长白9号、绥粳26、乌兰105、吉农大538、松辽5号和松辽186等品种表现出很好的耐盐碱能力及良好的丰产性,可以作为耐盐碱资源加以利用。     

湿涝对幼苗期花生根系ADH活性与生长发育的影响及相互关系

在花生幼苗期进行浅水水淹处理，运用生理生化和形态发育指标测定不同花生品种幼苗的耐涝性。结果表明，涝渍时各花生品种的根系乙醇脱氢酶（ADtt）活性即乙醇发酵均有大幅增加，这在短期内表现为一定的适应性（厌氧呼吸供能）。但也是根系乙醇积累伤害的原因之一，尤其高速率的乙醇发酵与花生品种的长期淹涝敏感性有关。涝渍时花生根系发育受限。品种间根系发育情况差异很大。ADH酶活性与根鲜重呈显著负相关。凭借花生根系生长发育指标如颜色、鲜重，以及ADH酶活性高低与变化等生化机制．可判别花生耐涝性强弱。综合采看．幼苗期耐淹涝性以中花5号、花3n较强，其次是花119、豫花15号，而花269、花55弱。     

5个大麦品种对开花期涝害的适应性研究

湖南大麦易受春夏渍涝的危害,探讨不同大麦品种在开花期淹水后的生长状况和适应性,可为大麦耐涝性品种的筛选提供基础。以华大麦4号、华大麦6号、华大麦8号、华大麦9号和华大麦12号为试验材料,采用盆栽实验,人为淹水模拟涝害,对5个大麦品种的株高、产量、叶绿素SPAD值及部分营养成分指标进行检测,结果表明5个大麦品种对开花期涝害的抵抗能力都较强,华大麦9号的株高、理论种子产量、理论秸秆产量、全秆粗蛋白含量最高,对涝害的抗逆性较强。涝害降低了大麦叶绿素SPAD值,导致大麦叶绿素含量降低而减弱光合作用,模拟涝害结束后华大麦9号的叶绿素含量恢复最快,适应性好。华大麦9号耐涝性出色,是适合南方3~5月份有涝害发生的冬闲田种植的品种。     

水稻种质资源抗灰飞虱评价及抗性机制分析

通过改进的苗期集团筛选法,对138份水稻种质进行了抗灰飞虱鉴定与评价。筛选出对灰飞虱具有不同程度抗性的材料25份,占总鉴定材料的181%,其中高抗种质2份,抗性种质9份,中抗材料14份,粳稻品种明显比籼稻感虫。对部分材料进行的排驱性、抗生性试验及相关分析表明,Rathu Heenati(RHT)、Mudgo、Kasalath和IR36对灰飞虱具有强的排驱性和抗生性,其抗性水平与这两种抗虫机制密切相关;道人桥、羊毛谷的抗生性强,但排驱性弱,其主要抗虫机制表现为抗生性;Dular、ASD7和密阳23对灰飞虱具有较强的排驱性和抗生性,表明排驱性和抗生性是这3个品种的重要抗性类型;DV85具有较强的排驱性,但抗生性较弱,窄叶青8号和鬼衣谷具有中等水平的抗生性和排驱性,推测这3个材料具有较好的耐害特性。中抗材料9311的抗性水平由中等排驱性和抗生性控制,V20A的抗性主要表现为排驱性,明恢63和扬粳9538的排驱性和抗生性均较弱,暗示其抗性机制主要是耐害性。上述具有强抗生性或排驱性的材料是理想的抗灰飞虱资源。     

国内外大豆种质耐荫性综合评价及相关鉴定指标的筛选

为探讨大豆耐荫胁迫评价方法,筛选鉴定大豆耐荫性状指标,建立科学可靠的耐荫性评价的数学模型,采用盆栽的方法,设遮光和自然光照2个处理,成熟期考种测量株高(X_1)、主茎节数(X_2)、节间长度(X_3)、分枝数(X_4)、单株荚数(X_5)、单株生物量(X_6)、单株产量(X_7)、表观收获指数(X_8)及百粒重(X_9),对82份国内外大豆种质资源进行耐荫性评价,并根据耐荫性数学评价模型确定合理高效的耐荫性鉴定指标。结果表明:通过主成分分析将9个单项性状转换为4个相互独立的综合指标,代表了全部数据83.155%的信息量;通过隶属函数法计算综合耐荫评价值(D),并进行聚类分析,将82份国内外大豆种质按照耐荫性的强弱划分强耐荫、中度耐荫和弱耐荫3种类型,筛选出14个强耐荫型大豆种质;通过逐步回归建立大豆耐荫性评价数学模型,D=0.024+0.148X_2-0.094X_3-0.088X_5+0.408X_7+0.236X_9(R~2=0.997),并筛选出5个鉴定指标,分别是主茎节数、节间长度、单株荚数、单株粒重和百粒重;综合聚类和逐步回归结果发现,强耐荫型大豆种质在遮光处理条件下具有较多的主茎节数,较短的节间长度和较高的单株荚数和单株产量。     

云南野生茄资源的分类和遗传多样性研究

为了明确云南野生茄资源的遗传背景,对其进行分类鉴定,本研究利用9个形态性状和8对SSR引物对从云南省搜集的43份野生茄资源进行遗传多样性分析。6个数量性状的变异系数在14.89%~95.64%之间,变异系数最大的性状是单果重,最小的是果实横径,遗传多样性指数在1.638~1.993之间。3个质量性状中,果实颜色主要为绿色和绿紫色,果实形状主要为圆球形和卵圆形,而果肉颜色主要是白色和绿白色。特征值大于1的主成分共有3个,累计贡献率为69.453%,其中果实特征占主要成分。8对SSR引物的平均有效等位基因数为1.7276,Shannon’s信息指数为0.641 1,多样性指数为0.385 0。非加权算术平均法(UPGMA)聚类分析表明,在相似系数0.48处,43份野生茄资源划分为2大类群,第一类群包括7份野茄材料,其余36份为第二类群。以上结果可为野生茄资源的进一步研究和利用提供理论依据。     

持续高温胁迫对茄子幼苗几个主要生理指标的影响

为了明确持续高温胁迫对不同耐热性茄子品种(系)主要生理指标影响的异同,特采用7份耐热性不同的茄子材料,分别进行2、4、6 d高温处理及6 d高温处理后恢复处理,未高温处理苗做对照,研究了高温胁迫对SOD和POD抗氧化酶活性、AsA和GSH含量,MDA和可溶性蛋白含量以及O.-2产生速率、H2O2含量的影响。结果表明:高温处理2 d和4 d时,SOD和POD抗氧化酶活性、AsA和GSH含量增加,相应的O.-2产生速率、H2O2含量下降;6 d时SOD活性、AsA和GSH含量有所降低,O.-2产生速率、H2O2含量上升,POD活性在热敏感品种(系)继续大幅增加。随高温胁迫时间延长MDA含量不断增加,可溶性蛋白含量变化不大。另外,对各生理指标与热害指数和膜相对电导率的相关性分析结果表明,热胁迫6 d时AsA含量及热胁迫2 d时的O.-2产生速率、H2O2含量与热害指数和相对电导率相关显著,可以作为鉴定不同品种耐热性的参考指标。     

高温胁迫下SmCCoAOMT正调控茄子果皮着色

咖啡碱-辅酶A-O-甲基转移酶（caffeoyl-CoA-O methyltransferase, CCoAOMT）是木质素合成途径的关键酶,但其在逆境胁迫中也发挥重要作用。根据茄子基因组数据设计引物克隆了CCoAOMT,命名为SmCCoAOMT,其最大阅读框为564 bp,编码187个氨基酸,相对分子质量为20.95 ku。生物信息学分析发现SmCCoAOMT与其他植物的CCoAOMT序列同源性高达90.67%,同时具有CCoAOMT的全部保守序列。对其在不同果皮颜色茄子品种及35 ℃高温下果实不同发育时期的表达进行了qRT-PCR分析,结果表明SmCCoAOMT在果皮颜色深的茄子品种中的相对表达量高于在果皮颜色浅的品种中的表达量,说明SmCCoAOMT的表达量与茄子果色呈正相关;与常温对照相比,在花后10和20 d时,高温胁迫下SmCCoAOMT的表达量都显著下降,尤其是在花后10 d时,表达量仅为对照的9.23%,说明SmCCoAOMT表达量显著下调可能是导致果皮颜色变浅的原因之一。结果推测SmCCoAOMT在高温胁迫下茄子果皮颜色变浅的过程中起正调控作用。     

高温胁迫下茄子耐热性表现及耐热指标的筛选

对7份茄子材料分别进行室内高温鉴定和田间自然高温鉴定,并探讨2种鉴定方式的相关性,以筛选适宜、快速、准确的鉴定指标。结果表明：除可溶性糖外,幼苗热害指数、细胞膜相对电导率、脯氨酸含量、丙二醛（MDA）可有效的评价不同茄子幼苗的耐热性。田间高温条件下,经室内鉴定为耐热品种的正常花率和坐果率均高于不耐热品种。经相关分析结果可知,各品种的正常花率和坐果率与苗期热害指数、细胞膜相对电导率、脯氨酸含量、MDA含量呈显著性相关。本研究结果表明细胞膜相对电导率、脯氨酸含量、MDA及热害指数可作为茄子耐热性快速鉴定的指标。     

茄子杂种一代制种技术研究

为了提高华南地区茄子单位面积制种产量,以"农夫长茄"和"新丰紫红茄"的父母本为材料,研究了不同栽培季节、种植密度、重复授粉对单位面积制种产量的影响,以及不同花龄母本花授精结实能力,种果成熟度和后熟时间对种子发芽率的影响。结果表明,秋季为最适合的制种季节,早春大棚制种也可获较高的种子产量;适当密植可显著提高单位面积制种产量;母本开花当天授粉坐果率最高,次日重复授粉可显著增加种子产量;种果在授粉后55～60 d采收、后熟5～10 d取种,其种子发芽率可达到国家对茄子杂交种一级良种要求的发芽率标准。     

不同大豆种质种子耐浸水能力鉴定

播种后遭遇渍害是南方夏大豆生产面临的主要逆境危害之一。为研究不同大豆种质播后对浸水耐性差异表现，以种子浸种120h模拟渍害条件，测定137份大豆材料浸泡液电导率，并进行标准发芽试验，统计种子发芽势（GPP）、发芽率（GP）、正常苗率（NSP）等指标，并利用主成分分析、聚类分析等分析方法对多个指标进行多元统计分析，利用综合耐浸水指标及简易指标对大豆种子耐浸水能力进行等级划分，筛选耐浸水能力强的大豆材料。结果表明，浸水处理120h后，GPP、GP、NSP、轻微损伤粒率（SISP）、严重损伤粒率（IBSP）、烂粒率（DSP）及电导率等6个指标的变异系数均大于50%，GPP、GP和NSP同大豆百粒重呈显著负相关，电导率同百粒重呈显著正相关。利用主成分分析提取两个主成分：“健康因子”和“过渡因子”，贡献率分别为64.45%和15.83%，根据两因子得分矩阵进行聚类分析，可将供试材料划分为3类。利用综合指标法将137份大豆材料划分为5种耐浸水级别，表现耐浸水的大豆材料9份，并在GP、GPP、NSP三个简易耐浸水指标筛选中同时表现耐浸水的大豆材料5份，可作为进一步筛选鉴定的对照种质资源。大豆浸泡液电导率与种子正常苗率相结合可作为大批量筛选耐浸水种质的指标。     

大茎野生种57NG208与南涧果蔗正反交F1代材料的耐旱性评价

选用大茎野生种57NG208与南涧果蔗正反交所得的12个后代为试验材料,采用桶栽试验的方法,在甘蔗拔节初期设正常供水（CK）、轻度胁迫和重度胁迫3处理进行人工水分胁迫,分别测定3处理的形态指标及生理生化指标,利用隶属函数分析﹑灰色关联度分析和聚类分析,综合评价12份参试材料在不同水分胁迫下耐旱性的强弱。结果表明：不同水分胁迫处理对供试甘蔗主要测定指标均有显著影响;在不同水分胁迫下甘蔗叶片中的PMP、MDA含量、Pro含量、SOD和POD酶活性数值升高,CHL含量和Hight数值降低,变化幅度因水分胁迫程度及参试材料的差异而不同;隶属函数分析结果表明,在不同水分胁迫下,大茎野生种57NG208与南涧果蔗正交材料排在前5位的数量比其反交多;聚类分析表明,所有参试材料在轻度、重度水分胁迫下,均可分为4大类别,云瑞2012-9-11和云瑞2012-38-81的耐旱性较好,无论轻度、重度水分胁迫处理均聚为一类;灰色关联度分析表明,在不同程度的水分胁迫下,各项测定指标与耐旱性间的关联度不同,CHL、Pro和POD等3项生理生化指标与甘蔗耐旱性关联度较高,是甘蔗耐旱性评价的优良指标。     

Flooding Tolerance in Rice: Focus on Mechanisms and Approaches

Flooding is one of the most hazardous natural disasters and a major stress constraint to rice production throughout the world,which results in huge economic loss.Approximately one-fourth of the global rice crops(approximately 40 million hectares)are grown in rainfed lowland plots that are prone to seasonal flooding.A great progress has been made during last two decades in our understanding of the mechanisms involved in adaptation and tolerance to flooding/submergence in rice.In this review,we summarized the physiological and molecular mechanisms that contribute to tolerance of flooding/submergence in rice.We also covered various features of flooding stress with special reference to rice plants,viz.different types of flooding stress,environmental characterisation of flood water,impact of flooding stress on rice plant and their morphological,physiological and metabolic responses under flooding.A brief discussion on the tolerance mechanism in rice exhibited to different types of flooding will be focused for the future crop improvement programme for development of flooding tolerant rice variety.     

吉林省玉米骨干自交系苗期耐旱性鉴评

以78份吉林省玉米骨干自交系为试材,在温室条件下进行苗期干旱胁迫模拟,测定株高、茎粗、根鲜重、地上部分鲜重、根干重、地上部分干重等6项形态指标,估算各性状指标的耐旱系数,作为评价参数进行主成分分析和聚类分析,综合评价参试玉米自交系苗期耐旱性。结果表明,干旱胁迫组测定的形态指标数据与对照组相比均降低,变异幅度有明显差异。根鲜重耐旱系数、地上干重耐旱系数作为综合指标对玉米自交系苗期耐旱性评价的贡献率优于其他指标。聚类分析将参试玉米自交系划分出5个耐旱等级,郑58、S121、W9813、6F576为极强耐旱,丹598、8723、中128、骨马4404等18份玉米自交系为强耐旱,HCL645、四-4112、C8605-2、龙抗11等25份玉米自交系为中度耐旱。