公主岭霉素诱导对育苗期水稻耐冷性的影响

【目的】探讨在低温条件下公主岭霉素对水稻幼苗生长及耐冷相关基因表达、抗逆防御酶活性的影响,明确施用公主岭霉素后育苗期水稻耐冷性的变化。【方法】以‘吉粳88’为试验材料,经公主岭霉素水浸提液浸种引发后播种,调查不同温度下稻种萌发和幼苗生长状况并计算稻种发芽临界温度。将农抗"769"固体发酵物干燥粉碎后添加到水稻育苗基质中,以‘吉粳88’为试验材料,在立针期模拟倒春寒生境对水稻幼苗施加冷胁迫处理,在处理后逐渐缓慢升温并于1—8 d内连续采样,升温至28℃后每隔7 d采样一次;以‘吉宏6号’为试验材料,大棚育苗待水稻幼苗长至一叶一心期采样;采用实时荧光定量PCR(RT-qPCR)技术,分析模拟生境及大棚育苗环境中幼苗叶片耐冷相关基因OsNAC6、OsSADMC、OsETR4、OsZFP151的表达状况,并检测移栽前大棚秧苗叶片中防御酶超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)、多酚氧化酶(PPO)活性的变化。【结果】公主岭霉素能够提高稻种发芽率和发芽指数,缩短发芽时间,其对幼苗生长的促进作用随温度的降低而逐渐明显,G-500X表现最好,使稻种萌发的临界温度降低了4.09%,并以该浓度为基础进行后续的试验研究。光照培养箱低温模拟倒春寒气候条件,低温胁迫下公主岭霉素可调控OsNAC6、OsSADMC、OsETR4表达量的提升,并通过加快响应速度,实现快速反应以应对低温胁迫,对照处理主要通过调控OsZFP151的响应速度和表达量提升应对低温胁迫,但公主岭霉素处理下的水稻幼苗该基因表达量亦得到提升。水稻幼苗在立针期受到低温胁迫后,公主岭霉素处理的幼苗在低温胁迫后OsNAC6、OsSADMC、OsETR4表达量峰值出现时间较对照早1—2 d,且分别比对照提高38.57%、74.66%、130.61%;OsZFP151最高表达量的时间较对照迟2 d,但最高表达量比对照提高了34.91%。大棚育苗,固体发酵物干粉在育苗基质中的最适添加量为8 g·m~(-2),添加后一叶一心期的水稻幼苗叶片中OsNAC6、OsSADMC、OsETR4、OsZFP151的表达量均高于对照,其中OsNAC6、OsSADMC、OsETR4表达量显著提升,OsNAC6在添加量为8 g·m~(-2)时表达量最高,为261.20;当固体发酵物干粉添加量为5 g·m~(-2)时,OsSADMC表达量最高,比对照提高了126.30%;当固体发酵物干粉添加量为8 g·m~(-2)时,OsETR4表达量最高,比对照提高了359.81%。移栽前处于四叶一心期的幼苗,育苗基质中添加公主岭霉素诱导幼苗叶片中SOD、POD、PPO、PAL酶活性均高于对照,其中起主要作用的酶为SOD、PPO,活性分别比对照提高57.18%、28.53%。【结论】公主岭霉素在水稻育苗期施用可降低稻种的发芽临界温度,促进幼苗生长,显著提升幼苗的秧苗素质;公主岭霉素通过提升耐冷相关基因的表达量、加快低温胁迫的响应速度及提高幼苗体内防御酶的活性,促进水稻幼苗耐冷性的增强。     

谷子类受体蛋白激酶基因SiRLK35在水稻中对盐胁迫的响应

【目的】盐胁迫影响作物的产量和品质,而作物的耐盐性受特定基因的调控。在前期获得谷子类受体蛋白激酶基因SiRLK35过表达水稻株系的基础上,拟结合植株在盐胁迫下的表型,对部分盐胁迫指标及响应基因的表达模式进行检测和验证,解析谷子SiRLK35参与盐害响应的可能机制。【方法】 选取谷子SiRLK35过表达水稻株系,分别为过表达株系（over-expression,OE）-1（OE-1）、OE-2和OE-3,以野生型中花11为对照,实时荧光定量PCR（quantitative real-time PCR,qRT-PCR）检测各株系中SiRLK35的表达情况;分别用含0、150和200 mmol·L ^-1 NaCl的MS培养液处理三叶期的对照及转基因株系幼苗,观察其表型,统计150 mmol·L ^-1 NaCl处理3 d后苗长及根长;用150 mmol·L ^-1 NaCl处理四叶期幼苗,统计处理14 d后材料干重、死亡率和死叶率,对各材料的耐盐性进行评价;进一步挑选SiRLK35过表达程度高且耐盐表型好的OE-1株系,利用3,3'-二氨基联苯胺（3,3'-Diaminobenzidine,DAB)和氮蓝四唑（nitrotetrazolium blue chloride,NBT）染色检测其胁迫下过氧化物积累及超氧化物歧化酶（superoxide dismutase,SOD）和过氧化物酶（peroxidase,POD）的活性;并对部分盐害响应基因的表达模式进行检测。 【结果】 谷子SiRLK35在株系OE-1中的相对表达量最高;150 mmol·L ^-1NaCl处理3 d幼苗后,中花11苗长和根长的生长受抑制程度均大于SiRLK35过表达株系,其中OE-1的受抑制程度最小;四叶期幼苗经150 mmol·L ^-1 NaCl处理14 d后,转基因株系地上部和地下部干重降低幅度均低于对照,且幼苗死亡率和死叶率均低于对照;盐胁迫下对照过氧化染色反应明显,O ^2-和H₂O₂的积累均高于过表达植株,SOD和POD抗氧化酶活性均高于对照;部分盐害响应基因在SiRLK35过表达株系中表现为上调,其中,OsLEA3在盐处理24 h的相对表达量是对照中的1.9倍。 【结论】 谷子SiRLK35异源转化水稻获得的过表达株系对盐胁迫具有一定的抗性,SiRLK35可通过调控抗氧化酶活性及相关信号途径,从而参与盐害响应。     

2009年自然低温下优质稻种质资源耐冷性初步鉴定评价

[目的]从供试水稻种质材料中筛选耐冷性强的优良种质,为水稻耐冷性研究和利用积累材料,为优质稻耐冷品种选育提供优良亲本.[方法]利用早春低温和晚稻寒露风自然低温条件,采用早播早植法及晚播晚植法,对458份优质稻种质资源材料分别进行发芽期、幼苗期和抽穗扬花期的耐冷性初步鉴定与评价.[结果]在458份优质稻种质资源材料中,发芽期、幼苗期、抽穗扬花期表现耐冷性极强和强的种质分别有21份、15和76份、5和80份,分别占鉴定份数的4.59%、3.28%和16.59%、1.48%和23.74%.不同种质在不同生育期耐冷性表现不完全一致,但发芽期耐冷性强的种质在幼苗期也表现较强的耐冷性.筛选出在自然低温条件下各生育期均表现强或极强耐冷性的优质稻种质6份,如TKM10、三粒寸、湘晚籼13号、恢968选、649/五大稻种//649///649、253/P117//253///253.[结论]利用自然低温条件,可初步区分不同生育期耐冷性强与弱的优质稻种质资源,其适合对大量稻种资源进行耐冷性筛选鉴定;筛选出的耐冷性极强或强的种质具有较好的应用价值.在不同生育期均表现强耐冷性的6份优质稻种质,可作为耐冷亲本材料在水稻的耐冷性研究及优质稻耐冷育种中加以利用.     

远红光补光对辣椒幼苗生长和非生物胁迫抗性的影响

【目的】研究补照适量远红光（FR）对辣椒幼苗生长发育和非生物胁迫抗性的调控作用,旨在为实际生产过程中利用精确的光环境调控手段培育壮苗提供理论依据。【方法】以辣椒‘博辣红帅’品种为研究材料,将苗龄7 d的辣椒幼苗置于LED光源对照光谱（NL;红R/蓝B=3/1,光量子通量密度PPFD为150 μmol·m^-2·s^-1）及在此基础上分别补充10 μmol·m ^-2·s^-1远红光（6% FR）、20 μmol·m ^-2·s^-1远红光（13% FR）和30 μmol·m ^-2·s^-1远红光（20% FR）的处理组光谱环境条件下培养,并于苗龄21 d时进行低温和干旱处理。通过测定生物量、抗性相关基因表达、抗氧化酶活性、激素含量、叶绿素荧光参数以及叶片相对电导率等,探究补充6% FR对辣椒幼苗生长和非生物胁迫抗性的影响。【结果】与对照光谱相比,补充6% FR显著提高了辣椒幼苗株高、茎粗、干鲜重以及壮苗指数（P<0.05）。低温胁迫下,相比于对照光谱组,补充6% FR显著提高了辣椒叶片冷响应基因CBF1和抗氧化酶相关基因Cu/Zn-SOD、GR、APX、CAT、DHAR的表达水平,超氧化物歧化酶（SOD）、抗坏血酸过氧化物酶（APX）、脱氢抗坏血酸还原酶（DHAR）、过氧化氢酶（CAT）、谷胱甘肽还原酶（GR）活性比对照分别增加25.2%、53.6%、55.8%、72.7%和33.4%,抗逆相关激素脱落酸（ABA）的含量提高69.5%。同时,低温胁迫下补充6% FR后辣椒叶片PSII最大光化学效率（Fv/Fm）较对照光谱组显著升高,而相对电导率（REL）显著降低,表明补充6% FR缓解了低温下PSII光抑制和叶片细胞的损伤,提高了辣椒幼苗的耐冷性。此外,干旱胁迫下,相比于对照光谱组,补充6% FR使辣椒幼苗的抗氧化酶SOD、GR、APX、CAT、DHAR活性分别增加13.7%、38.0%、37.2%、27.6%和23.7%,ABA含量和PSII实际光化学效率（Φ_PSII）也显著升高,而REL则明显降低,表明补充6% FR减轻了干旱胁迫引起的PSII光抑制和膜脂过氧化,提高了辣椒幼苗的耐旱性。【结论】补充6% FR不仅可促使辣椒壮苗的形成,还可通过增加抗氧化酶活性和ABA含量提高辣椒幼苗对低温胁迫和干旱胁迫的抗性。     

公主岭霉素在水稻育秧期应用技术研究

研究了公主岭霉素对水稻发芽率和幼苗建成主要生长指标的影响及其不同施药方式下公主岭霉素在室内模拟条件中水稻育秧期生长指标的差异,初步确定了不同施药方式的最佳施药量,并在实际生产中从幼苗长势和苗期主要病害发生状况两方面综合考虑,探讨了公主岭霉素在水稻育秧期应用的可行性。实验结果表明,公主岭霉素在水稻育秧期施用,对水稻幼苗建成的影响主要表现在促进种子发芽率和幼苗株高的提升上,对根的伸长略表现出抑制作用,对苗鲜重和根鲜重影响不显著,其中对于株高的影响以2 000倍稀释液作用效果最为显著,比清水对照提高26.09%,比芸苔素内酯1 000倍稀释液提高17.57%;比较公主岭霉素浸种、喷施和拌土三种不同施药方式,公主岭霉素最适施药量略有不同,公主岭霉素拌土最适比例为1∶1 000～1∶1 500,浸种最适浓度为500倍稀释液,播种后喷雾浇灌最适浓度为2 000倍稀释液。大棚生产性育秧公主岭霉素最适施药浓度较实验室模拟条件略高。公主岭霉素在水稻育秧期施用对于苗期恶苗病具有一定的防治效果,本研究中对恶苗病的防效最高为65.50%。     

异源表达芥菜BjMATE增强紫花苜蓿耐酸铝胁迫的机理

【目的】酸铝胁迫是南方农业生产面临的主要环境胁迫之一。研究乡土植物对酸铝胁迫的适应机理,发掘并利用优良基因培育抗酸耐铝作物新品种,从而为紫花苜蓿分子遗传改良奠定基础。【方法】贵州省草业研究所紫花苜蓿遗传改良组前期已从贵州乡土资源平坝苦油菜中克隆获得BjMATE,并将其构建过量表达载体。采用组织培养和花器官浸泡法分别对紫花苜蓿和拟南芥进行遗传转化,根据NPT抗性基因和特异基因设计引物对转化材料进行分子鉴定,并采用qRT-PCR进行表达量的鉴定。利用水培法平行比较转基因和对照紫花苜蓿在酸、铝和酸铝组合胁迫条件下的发芽率、幼苗生长状况,以及在长时间弱酸铝胁迫条件下的幼苗地上和地下部分的生长变化。采用酶标仪检测酸、铝以及酸铝组合胁迫条件下转基因和对照紫花苜蓿根系中POD、SOD、CAT等抗氧化酶的活性和MDA含量的变化,同时在BjMATE过表达的拟南芥中采用qRT-PCR的方法分析酸铝代谢途径的关键基因AtMATE、AtPIN2、AtALS3、AtALMT1和AtSTOP1在胁迫条件下的表达变化,并对其调控关系进行讨论。【结果】过量表达BjMATE的拟南芥和紫花苜蓿的阳性率分别为100%与66.7%,候选紫花苜蓿和拟南芥转基因株系中BjMATE的表达量分别比对照上调63.02和76.87倍。过量表达BjMATE紫花苜蓿株系OEMs-5和对照中苜1号紫花苜蓿的发芽率在正常、酸胁迫、铝胁迫和酸铝组合胁迫条件下都没有显著差别,但是其发芽势在胁迫条件下显著优于对照中苜1号。在长时间弱胁迫条件下,OEMs-5的株高与对照没有显著区别,但在铝离子胁迫和酸铝组合胁迫条件下,其的生物产量和根系伸长显著优于对照中苜1号。抗氧化酶活性和MDA含量在OEMs-5与中苜1号中的变化不尽相同。POD和SOD的活性在胁迫处理后的2个材料中都显著上升,但只有SOD的活性在2材料间差异显著。CAT的活性在处理间和材料间都没有显著的差异。MDA的含量略有下降,在铝离子和酸铝组合胁迫条件下的2个材料中差异达显著水平。qRT-PCR显示,在OEAt-1植株中,AtMATE、AtPIN2、AtALS3、AtALMT1和AtSTOP1受铝和酸铝组合胁迫诱导,但只有AtSTOP1在OEAt-1与野生型之间差异显著。【结论】BjMATE能够正向调节紫花苜蓿在种子萌发和幼苗生长阶段对酸铝胁迫的耐受性。活性氧清除系统尤其是SOD以及酸铝代谢途径关键基因AtSTOP1可能参与BjMATE介导的酸铝胁迫调节。     

陆地棉COR基因在低温胁迫下的表达分析及功能鉴定

【目的】分析低温胁迫条件下陆地棉中COR家族成员的表达特性,研究参与低温胁迫信号途径的COR基因。【方法】通过Real-time PCR分析低温胁迫条件下,陆地棉COR基因家族成员的表达情况,利用VIGS技术鉴定响应低温胁迫的COR基因功能。【结果】对8个COR基因家族成员在低温条件下的表达分析显示,基因序列号为Gh_D12G0215的COR基因受低温诱导表达水平不断上调,并在处理48 h后表达量较对照上调了近9倍;与之相反,基因序列号为Gh_D06G0147的COR基因在低温诱导3 h左右表达水平出现短暂的上调,但随后其表达受到显著抑制。其余COR基因家族成员的表达受低温胁迫表达水平发生改变,但是随着胁迫时间的增加,转录水平与对照无明显差异。利用VIGS技术在棉花中沉默候选COR基因Gh_D12G0215,并将基因沉默后的棉苗与对照共同进行低温胁迫处理,在相同的处理条件下,Gh_D12G0215基因沉默后的植株与对照相比,对低温胁迫更为敏感,基因序列号为Gh_D12G0215的COR基因可能参与棉花耐低温的调控。【结论】在低温胁迫条件下,陆地棉中部分COR基因的表达受低温胁迫诱导,在陆地棉受到低温胁迫时发挥功能。     

独行菜抗冷相关基因的克隆及表达分析

【目的】独行菜在种子萌发和幼苗生长阶段可耐受一定程度的低温胁迫,研究独行菜的低温耐受机制。【方法】设计兼并引物,从独行菜冷诱导叶片的cDNA中克隆获得LaCBF3和LaCOR15a基因核心片段。利用半定量RT-PCR法分析两个基因在不同胁迫处理下的表达情况。【结果】获得442 bp LaCBF3及405 bp LaCOR15a核心片段,经比对与拟南芥CBF3、COR15a基因核心片段相似性分别为84.38%、81.8%。半定量RT-PCR结果显示在独行菜幼苗中,LaCOR15a基因不仅响应低温胁迫,还能迅速响应高盐、干旱及ABA处理,不同条件下表达各有差异。LaCBF3仅对低温胁迫响应迅速。【结论】LaCBF3、LaCOR15a在独行菜幼苗响应低温胁迫的分子机制中具有重要的调控作用,且LaCOR15a基因也应答干旱、高盐等非生物胁迫。     

甘薯丝裂原活化蛋白激酶MPK6对低温胁迫的响应

【目的】研究甘薯丝裂原活化蛋白激酶MPK6在抵御低温胁迫过程中的功能,为解析甘薯耐低温机制和遗传改良提供参考。【方法】采用农杆菌介导法,将35S::IbMPK6-GFP重组表达载体和对照载体质粒pDMC83转化甘薯愈伤组织,根据载体上特有的GFP序列设计引物对甘薯拟转基因材料进行分子鉴定,并通过qRT-PCR筛选表达量高的转基因株系。对非转基因植株（WT）和转基因株系进行低温胁迫和恢复处理,观察处理后及恢复后的表型变化;检测叶绿素荧光参数Fv/Fm、丙二醛（MDA）含量和过氧化氢（H₂O₂）含量等生理指标;利用二氨基联苯胺（DAB）和氮蓝四唑（NBT）染色法观察活性氧的积累情况;分析低温信号转导途径中关键转录因子基因IbCBF3和下游基因IbCOR27的表达水平。【结果】共获得12株IbMPK6过表达甘薯株系,筛选IbMPK6表达量最高的3个过表达株系（L3、L8和L11）用作低温胁迫分析材料。低温胁迫下WT的Fv/Fm为0.50,而转基因株系L3、L8和L11的Fv/Fm分别为0.79、0.79和0.80,与WT呈现极显著差异水平。温度恢复后,转基因植株中Fv/Fm恢复至低温处理前水平,而WT中Fv/Fm仅为0.70,极显著低于转基因植株。低温胁迫下,WT的丙二醛含量为0.05 μmol·g^-1,而转基因株系L3、L8和L11中的丙二醛含量分别为0.02、0.04和0.02 μmol·g ^-1,显著低于WT。温度恢复正常后,WT中的丙二醛含量为0.03 μmol·g ^-1,而转基因株系L3、L8和L11中的丙二醛含量均为0.01 μmol·g ^-1。DAB和NBT染色结果显示,低温胁迫下,WT叶片与转基因株系叶片相比,染色较深,说明WT比转基因植株积累了更多的过氧化氢和超氧阴离子。过氧化氢含量测定结果显示,低温胁迫下和温度恢复后,转基因植株中过氧化氢的含量均显著低于WT。qRT-PCR结果表明IbCBF3和IbCOR27受低温诱导表达,且在WT和转基因株系之间差异显著。【结论】过表达IbMPK6甘薯植株通过缓解光合系统和膜系统的损伤、减少活性氧的积累,提高了对低温胁迫的耐受性。IbMPK6通过调控低温通路中相关基因IbCBF3和IbCOR27的表达,参与甘薯低温信号转导途径。     

野生稻DNA导入后代的耐冷性鉴定筛选

[目的]研究野生稻DNA导八后代的耐冷性,从中筛选出耐冷性较强的导入后代,为水稻耐冷育种提供种质资源和方法。[方法]以普通野生稻的基因组DNA导入宁夏主栽品种宁粳16号、宁粳23号中所产生的后代为试验材料,以发芽期的发芽率,芽期的存活率,苗期的枯死率等作为鉴定指标,进行发芽期、芽期、苗期的耐冷性鉴定筛选。[结果]结果表明：低温胁迫下,供试水稻材料的发芽率和芽期存活率均有所降低,幼苗枯死率增加,但材料05D4—92、05D4．160、05D4-161在低温胁迫下的发芽率、芽期存活率明显高于受体对照和其他材料,苗期枯死率低于受体对照;而且,其株高、叶绿素含量和叶绿素荧光参数等受低温的影响较小。[结论]供试水稻材料发芽期、芽期、苗期的耐冷性表现基本一致,其中,05D4-92、05D4—160、05D4—161具有较强耐冷性。     

水稻耐淹成苗率相关性状全基因组的关联分析

背景 耐淹成苗率低是限制直播稻产量的重要因素,挖掘高种子活力、低氧萌发能力强的水稻材料是提高耐淹成苗率的关键,但控制耐淹成苗率的遗传位点的挖掘仍然比较有限。目的 利用来源广泛的自然种质,分析影响耐淹成苗率的关键表型性状,挖掘相关的遗传位点和候选基因,为直播稻耐淹成苗机理研究提供一定的理论和材料基础。方法 以200份来源广泛的水稻种质为材料,在有氧环境下进行发芽试验,测量种子发芽率、发芽指数和活力指数;在低氧条件下测量芽鞘长和芽鞘直径;进行耐淹成苗试验,水深10 cm,20 d后测量耐淹成苗率。分析各性状间的相关性,挖掘影响耐淹成苗率的关键性状;利用简化基因组测序对以上6个表型进行全基因组关联分析,鉴定与性状显著关联的SNP位点,并在关联区间内筛选候选基因;对02428和YZX 2份材料进行有氧、无氧以及氧气含量转换条件下的转录组检测,结合全基因组关联分析结果,分析候选基因的表达模式差异。结果 种子活力、芽鞘表型和耐淹成苗率在200份材料间存在广泛的遗传变异,其中,芽鞘长和活力指数的变异系数最大;相关分析结果表明,芽鞘长、活力指数与耐淹成苗率呈极显著正相关;通过全基因组关联分析,共鉴定出8个与活力指数显著关联的位点,15个与芽鞘长显著关联的位点;结合基因组注释,在关联区间筛选出6个与活力指数相关的候选基因,7个与芽鞘长度相关的候选基因;进一步比较13个基因在有氧、无氧及氧气转换条件下的表达模式以及表达量的变化,发现Os02g0657000、Os03g0592500、Os08g0380100表达量变化显著,表现出对氧气处理的敏感性。结论 种子活力、芽鞘长与耐淹成苗率密切相关,可作为筛选高耐淹成苗水稻材料的重要性状。全基因组关联分析、转录组分析与基因表达模式比较的联合应用可提高候选基因的筛选效率。水稻耐淹成苗过程可能受到与逆境胁迫、光合作用相关基因的调控。     

人工老化和低温胁迫对陆地棉种子活力的影响和评价

【目的】研究人工老化处理和低温胁迫对陆地棉种子萌发的影响,为陆地棉种子耐低温和耐贮藏性研究提供支持和种质资源。【方法】以12份陆地棉种子为材料,通过标准发芽条件、低温胁迫发芽和人工老化处理后发芽,统计并分析发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数、苗长、根长、苗鲜重和根鲜重等8个指标。【结果】各逆境对种子活力不同指标影响不同。发芽势为人工老化＞标准＞低温;苗长为标准＞低温＞人工老化;发芽率、根长和简化活力指数为标准＞人工老化＞低温;简化活力指数标准＞人工老化＞低温。标准发芽在相似系数为15分类2类,高活力和中活力。冷胁迫在相似系数为20分为3类,耐冷型、中间型和敏冷型。人工老化处理在相似系数为15分为3类,耐贮藏型,中间型和不耐贮藏型。综合3个环境在相似系数为20分为3类,不耐低温耐贮藏型,中间型和耐低温不耐贮藏型。【结论】低温胁迫与人工老化发芽处理下陆地棉种子发芽势、发芽率、苗长、根长、苗鲜重和根鲜重都有所降低。人工老化处理加快了出苗速度,但降低了最终发芽率,易形成粗壮苗。低温胁迫既降低了出苗速率也降低了发芽率,易形成小叶粗根短苗。发芽势高的不一定发芽率高,发芽势低的不一定发芽率低。标准状态下高活力的不一定在逆境下也高活力,逆境下高活力的标准状态下活力一定高。高度耐低温不耐贮藏的材料只有新陆早7号。中度耐低温耐贮藏的材料有塔什干、新陆早72号和10615,耐贮藏不耐低温的材料有XND1586、KK1543、中棉49号、新陆早42号和关农1号。     

Effects of Soaking Seeds with Lanthanum Nitrate on Seed Germination and Seedling Growth of Quinoa Under Salt Stress

【Objective】 With the formation of soil salinization, not only causes the resource-wasting, but also restricts the agricultural production. Quinoa has salt-tolerant properties, It can alleviate salt stress. China is the country with the most rare earth content. There is a study that lanthanum may alleviate the effects of salt stress on plants. In this study, quinoa was treated with salt stress, which seed had been soaked with lanthanum nitrate before. The effects of soaking seeds with lanthanum nitrate on seed germination and seedling growth of quinoa under salt stress were examined to find a way to improve salt resistance of the species. 【Method】 In this study, quinoa was used as the research material and greenhouse potted planting method was adopted in order to study the effects of different lanthanum nitrate leaching species (25, 50, 100 mg·L ^-1) on seed germination and seedling growth under different salt stresses (100, 200, 300 mmol·L ^-1 sodium chloride solution). 【Result】(1) When lanthanum nitrate was 50 mg·L ^-1, the effect of quinoa seeds were the optimal, the germination percentage, germination potential, and germination index of quinoa seeds were the highest, and there were significant differences compared with other concentrations. (2) At the same socking concentration, plant height and root length of seedlings decreased with the increase of salt concentrations within 300 mmol·L ^-1 NaCl, while peroxidase (POD), superoxide dismutase (SOD), malondialdehyde (MDA), soluble sugar, proline and other physiological and biochemical indexes increased with the increase of salt concentrations. (3) At the same salt concentration, plant height, root length and other growth indicators of quinoa seedlings showed the tendency of first increasing and then decreasing with the increase of soaking concentrations, as well as POD, SOD, soluble sugar, soluble protein, proline and other physiological and biochemical indexes. For MDA, the trends were reversed. (4) Quinoa seedlings survived and grown in the NaCl solutions less than 300 mmol·L ^-1, but optimal concentration was 300 mmol·L ^-1. At the same time 300 mmol·L ^-1 salt concentration, the growth index were the best when lanthanum nitrate was 50 mg·L ^-1.【Conclusion】 Under salt stress, quinoa seeds socked in low concentration solution of lanthanum nitrate could promote the seed germination and the shoot growth, strengthen the antioxidant enzyme activities of seedlings, and improve the content of the osmotic adjustment material, resulting in increasing resistance to salt stress. However, seedling growth was inhabited by high concentration solution of lanthanum nitrate. This study suggested that the resistance of quinoa to salt stress was enhanced by adding adequate lanthanum nitrate.     

PEG-6000和NaCl胁迫对转GbWRKY32基因烟草种子萌发及苗期生长的影响

【目的】研究GbWRKY32基因的抗旱及耐盐功能。【方法】以转GbWRKY32基因烟草以及本生烟草为材料,研究在不同浓度PEG-6000(0%、5%、10%、15%)以及不同浓度NaCl(0 mm、100 mm、150 mm、200 mm)处理下,对转GbWRKY32基因烟草种子萌发、全苗长、根系以及干重、鲜重的影响。【结果】(1)随着PEG-6000浓度的不断增加转GbWRKY32基因烟草种子与本生烟草种子萌发率全苗长、根系以及干重、鲜重不断降低;(2)在PEG-6000浓度达到15%处理14 d后,三个转GbWRKY32基因烟草株系的种子萌发率、全苗长、根系以及干重、鲜重明显高于本生烟草种子;(3)随着NaCl浓度的不断上升,其整体趋势与PEG胁迫相同;在NaCl浓度达到150 mm时,处理14 d以后三个转GbWRKY32基因烟草株系的种子萌发率、全苗长、根系以及干重、鲜重明显高于本生烟草种子;【结论】GbWRKY32基因转入烟草中可以明显提高烟草对干旱以及盐胁迫的抵御能力。     

栽培稻芽期耐低温全基因组关联分析

【目的】水稻是重要的粮食作物,芽期是水稻生长发育过程中最脆弱的时期,直播稻遭遇冷害时发芽率大幅降低,减产严重。深入了解耐冷性的遗传机制,为培育芽期强耐受性水稻品种奠定基础。【方法】以世界范围内14个国家代表性的238份水稻种质资源为试验材料,于2021和2022年在沈阳开展表型鉴定试验,统计不同水稻品种在人工气候培养箱15℃低温条件下第1—10天的发芽率和相对发芽率,利用R语言绘制5—10 d的频率直方图,通过表型丰富度Hill值选择宜作关联分析的天数,将发芽率和相对发芽率表型数据与重测序数据相结合,进行基于混合线性模型MLM（QK）的全基因组关联分析,并对所获得的SNP位点进行耐冷候选基因的预测。【结果】发芽率频数分布直方图和表型丰富度计算结果显示第8天发芽率多态性最好,其Hill值为0.84,高于其他几天发芽率（0.48—0.83）,可用于全基因组关联分析;主成分分析结果显示,这些水稻品种可以分为indica、aus、temperate japonica、tropical japonica和aromatic 5个亚群;2个指标进行的GWAS分析检测到3个相同的显著性SNP位点,均位于第4染色体,解释表型的11.9%—25.4%;在上下游各50 kb进行基因搜索,共发现24个相关候选基因,进一步开展LD和单倍型分析,发现LOC_Os04g24840和LOC_Os04g25140的不同单倍型耐冷性之间存在极显著差异。LOC_Os04g24840被编码区SNP分为5个单倍型,且Hap_3的耐冷性显著强于Hap_1;LOC_Os04g25140被编码区SNP分为18个单倍型,且77 bp处的氨基酸变异（S>L）存在籼粳差异。结果表明,编码糖基转移酶的基因LOC_Os04g24840和编码F-box蛋白基因LOC_Os04g25140可能与水稻芽期耐冷性密切相关。【结论】在238份水稻种质资源中共检测到3个与芽期耐冷性显著关联的SNP位点,筛选出2个与水稻芽期耐冷性相关的候选基因。     

腐植酸浸种对玉米种子萌发及幼苗生长的影响

【目的】 研究低温(18℃)下不同品种和不同浓度的腐植酸对玉米种子萌发及幼苗生长的影响,筛选出低温下适宜玉米生长的腐植酸及浓度。【方法】 以新玉64号(Zea mays L.)品种为材料,研究不同浓度(50、200、500、1 500、3 000、5 000 μg/mL)下腐植酸钾(HA₁)、硝基腐植酸(HA₂)、黄腐酸钾(HA₃)浸种处理对种子萌发情况,幼苗相关生理指标变化的影响。【结果】 50 ~ 1 500 μg/mL腐植酸浸种在不同程度上有利于玉米种子萌发,有效的提高种子发芽势、发芽率,提高幼苗脯氨酸含量及根系活力,增强种子淀粉酶活性。综合各项指标,HA₁、HA₂和HA₃处理最佳的浸种浓度分别为200、500、50 μg/mL,其中又以HA₃处理表现最优。【结论】 在早春低温时使用50 μg/mL HA₃溶液处理种子的方法较优,可促进种子萌发,调节相关酶活性,提高植物的抗逆性。     

高温处理对肉苁蓉寄主梭梭种子萌发相关性研究

【目的】研究萌发前高温处理对梭梭种子萌发的影响,分析高温对荒漠植物肉苁蓉寄主梭梭种子萌发的作用。【方法】以新疆荒漠植物肉苁蓉寄主梭梭种子为材料,萌发前以5个高温(46、49、52、55和58℃)和6个时间(6、9、12、15、18和21 min)处理。【结果】不同温度和时间处理对梭梭种子发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数均有显著影响,且两者交互作用达到显著性影响,随着处理温度和时间的增加种子发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数均先增加后降低,高温处理对种子萌发有一定的抑制。【结论】(1)温度为52℃,时间为9 min时,梭梭种子发芽率最高,达(55.00±0.30)%,温度为58℃,时间为9 min时发芽率为0.00%;(2)4℃储存6个月后的梭梭种子没有明显的热冲击效应;(3)梭梭种群的退化与梭梭种子的萌发率没有直接联系。     

基于隶属函数分析的甘薯薯苗耐冷性基因型差异研究

【目的】探究甘薯的耐低温机制,明确影响甘薯薯苗耐低温特性的关键因素,为甘薯薯苗耐冷资源鉴定与筛选及耐低温胁迫机制的研究提供理论依据。【方法】选取30个代表性甘薯品种的薯苗,在4℃低温胁迫处理下,测定其生理指标和抗氧化酶活性变化,同时观测甘薯薯苗在低温胁迫下生理特性的变化,利用隶属函数分析,筛选出较耐低温的甘薯品种。【结果】低温胁迫下,不同基因型甘薯薯苗生理指标均有一定差异。与低温胁迫之前相比,所有薯苗相对电导率（ relative electrical conductivity,REC）和脯氨酸含量均有不同程度的增加,苏薯16的相对电导率变化最大,高达40.16%,脯氨酸含量增加最多的是辽薯15,高达3.66 μg·g ^-1FW;丙二醛（malondialdehyde,MDA）、超氧化物歧化酶（superoxide dismutase,SOD）、过氧化物酶（peroxidase,POD）、过氧化氢酶（catalase,CAT）、抗坏血酸过氧化酶（aseorbate peroxidase,APX）呈上升趋势;30个品种薯苗,MDA含量增加变化最大的是苏渝303;所有薯苗SOD活性呈上升趋势,SOD活性增加变化最大的是渝薯17,胁迫前后变化高达27.59 U·g ^-1FW,但宁紫薯1号、商徐紫1号、紫罗兰薯苗处于萎蔫濒死状态,SOD活性变化呈现负值;所有薯苗POD活性呈现上升趋势,POD活性变化最高的是赣10-20,高达29.21 U·(g·min) ^-1,紫罗兰POD含量变化呈现负值;CAT活性上升最大的是红香蕉;APX活性变化呈上升趋势,烟薯25、红香蕉、龙紫薯6号变化最大,普薯32、商薯8号、紫罗兰变化最小;脯氨酸含量增加最多的是辽薯15,高达3.66,是商徐紫1号的5倍。甘薯薯苗生理指标相关性分析可知,相对电导率和MDA含量与薯苗的耐冷性呈负相关,SOD、POD、CAT、APX活性与薯苗耐冷性呈正相关,脯氨酸含量与薯苗耐冷性呈正相关。【结论】在低温胁迫下,薯苗耐冷性由强到弱：龙薯515>赣10-20>南薯010>红香蕉>广薯87>苏薯8号>渝薯17>龙紫薯6号>烟薯25>浙薯13>遗字138>甘薯166-7>秦紫薯2号>徐薯55-2>辽薯19>辽薯15>龙薯14>徐薯22>商薯19>普薯32>宁紫薯2号>龙薯9号>商薯8号>徐紫薯8号>红东>苏薯16>台湾英沟>商徐紫1号>苏渝303>紫罗兰。