转录组与蛋白组技术结合分析水稻耐低温分子机制

低温冷害是影响水稻生长发育最严重的非生物胁迫之一。鉴定水稻耐冷相关功能基因、解析其调控耐冷性的分子机制,对水稻耐冷性分子育种有重要意义。本研究以强耐冷的粳稻品种‘丽江新团黑谷’(LTH)和低温敏感的籼稻品种‘三黄占2号’(SHZ-2)为材料,通过全基因组转录和蛋白表达谱分析这两个品种对低温响应的差异,鉴定LTH和SHZ-2差异表达的基因和蛋白及其信号通路。研究显示,两个材料中差异表达基因主要富集在蛋白代谢途径、糖代谢途径和膜转运相关途径等生物学过程,并发现抗病相关防卫基因在抗病但不耐冷的SHZ-2中上调,而在耐冷但不抗病的LTH中没有显著上调,表明水稻抗病性与耐冷性存在内在关系。此外,还发现LTH和SHZ-2之间存在很多在转录水平和翻译水平表达差异不一致的基因。本研究从转录和翻译水平对耐冷和低温敏感两个水稻品种在低温胁迫下的响应进行分析,研究结果促进对水稻苗期耐冷性分子调控机制的全面认识,并为下一步水稻耐冷基因的鉴定和耐冷性分子机制的深入研究奠定基础。     

早稻苗期耐冷性的品种间差异及其评价

为了筛选适宜于早稻机插袂栽培的苗期耐冷性品种,2012年以19个早稻品种为材料,采用3种人工低温(6.0,8.0,10.0℃)和常温(CK)处理,则定了与幼苗耐冷性相关的6项生理生化指标。结果表明:(1)在3种低温处理条件下,幼苗电导率、含水量、叶绿素含量、MDA含量、可溶性糖含量、POD活性均与常温条件下(CK)的差异显著,可作为苗期耐冷性鉴定的评价指标。(2)除了幼苗叶绿素含量外,其他5项指标的品种间变异系数均以10.0℃处理最大,是苗期耐冷性鉴定的最适宜低温处理。(3)根据所则定的上述5项生理生化指标,利用隶属函数法和聚类分析将19个早稻品种分为3个耐冷性等级:强耐冷性品种(株两优505等6个品种),中耐冷性品种(中优1号等8个品种),冷敏感性品种(株两优06等5个品种)。     

早籼稻直播适应性种质的筛选研究

为了筛选芽期耐冷性好、成熟期抗倒伏的直播适应性早籼稻种质。研究了不同遗传背景的237份早籼稻稳定品系的芽期耐冷性,直播条件下生育期、产量和抗倒伏茎秆特性,苗期叶瘟抗性。结果表明,从这些材料中筛选出11份生育期不迟于102天,叶瘟抗性、耐冷性、直播产量和抗倒伏指数优于对照‘嘉育293’的新种质。因此,在直播种植时,这些种质在品种适应性和操作性上将明显优于移栽稻品种,有效减少基本苗不足和后期倒伏引起产量和品质的损害。     

新疆地方梨品种抗寒性评价

为新疆地方梨品种栽培及选育、鉴定抗寒品种提供科学理论依据,以25份新疆地方梨品种的1年生枝条为试验材料,通过不同低温(-18、-21、-24、-27、-30℃)处理,测定不同低温处理枝条电解质外渗率、丙二醛、可溶性糖、可溶性蛋白、游离脯氨酸含量,并利用相关性分析和隶属函数法对25 份新疆地方梨品种的生理生化进行了测定比较和抗寒性评价。结果表明,随着温度的下降,枝条的电解质外渗率呈上升趋势;丙二醛含量总体上均有上升的趋势,部分品种的丙二醛含量先上升后降低趋势;可溶性糖、可溶性蛋白、游离脯氨酸呈先上升后降低趋势。25份新疆地方梨品种的抗寒性由强到弱排序为：‘艾温切可’＞‘霍城句句梨’＞‘霍城八月梨’＞‘褐色句句梨’＞‘句句梨’＞‘轮台句句梨’＞‘伊宁晚杜霞梨’＞‘沙02’＞‘阿克苏句句梨’＞‘株选1 号’＞‘红香梨’＞‘大果奎克阿木特’＞‘沙01’＞‘绿梨’＞‘黑酸梨’＞‘耐西普特’＞‘库尔勒香梨’＞‘新梨七号’＞‘莎车冬香梨’＞‘沙03’＞‘奎克阿木特1 号’＞‘库车阿木特’＞‘可克阿木特2号’＞‘库尔勒黄酸梨’＞‘莎车晚红香’。     

云南杧果优良品种综合性状比较分析

对云南省引进及选育出的12个杧果新品种进行综合比较试验,旨在筛选出适宜在云南推广种植的优良杧果品种。笔者以‘三年杧’为砧木,分别嫁接‘云热-5006杧’、‘云热-5007杧’、‘贵妃杧’、‘凯特杧’、‘金煌杧’、‘圣心杧’、‘台农1号杧’、‘帕拉英达杧’、‘四季杧’、‘南逗迈4号杧’、‘圣德隆杧’、‘三年杧’12个杧果品种,从物候期、果实品质、果实耐贮性、产量、市场潜力等综合分析研究。结果表明：所有杧果品种果实成熟期均晚于对照‘三年杧’,耐贮性优于‘三年杧’;11个品种产量均高于‘三年杧’;除‘云热-5006杧’外,其余参试杧果品种市场价格均高于对照。以单果重、可食率、可溶性固形物含量、耐贮性、平均单株产量和平均单价进行综合评分,综合性状排名由高到低为：‘南逗迈4号杧’>‘金煌杧’>‘四季杧’>‘帕拉英达杧’>‘贵妃杧’>‘凯特杧’>‘圣德隆杧’>‘台农一号杧’>‘圣心杧’>‘云热-5006杧’>‘云热-5007杧’>‘三年杧’。供试品种嫁接换种后综合性状表现较好,适宜在云南省推广种植,其中‘南逗迈4号杧’、‘金煌杧’、‘圣德隆杧’、‘台农一号杧’、‘帕拉英达杧’、‘贵妃杧’适宜云南省海拔1200 m以下的无霜地区种植;‘云热-5006杧’、‘云热-5007杧’、‘三年杧’、‘四季杧’适宜云南省海拔1400 m以下热区种植;‘凯特杧’、‘圣心杧’适宜云南省海拔1400~1600 m以下热区种植。     

糯玉米新品种‘苏科糯6号’选育及栽培技术

为了满足鲜食糯玉米生产和市场需求,江苏省农业科学院粮食作物研究所育成了优质、高产、抗病于一体的彩糯玉米品种‘苏科糯6号’。以自交系‘JS09116’为母本、‘JS04388’为父本,配制了单交种,于2011—2013年参加了江苏省区域试验。2年区域试验平均产量为11184.0 kg/hm2,比对照‘苏玉糯5号’减产1.9%;生产试验平均产量为11160 kg/hm2,比对照‘苏玉糯5号’增产7.9%。品质优于对照‘苏玉糯5号’;接种鉴定结果显示‘苏科糯6号’具有高抗茎腐病,抗大斑病、纹枯病,中抗粗缩病的特征。该品种具有品质好、色泽鲜艳、产量高、抗多种病害等优点,于2014年通过了江苏省农作物品种审定委员会审定,适宜在江苏省推广种植。种植时应结合配套栽培技术,确保鲜果穗品质和产量,实现高产高效。     

香蕉抗(耐)枯萎病新品种‘桂抗2号’在海南试种初报

种植香蕉抗(耐)枯萎病品种是阻止香蕉枯萎病蔓延的重要手段之一,但由于抗病品种生长特性、种植技术与传统品种不同,影响到新品种的推广。本研究开展了香蕉抗病新品种‘桂抗2号’在海南试种试验,调查其农艺性状、产量和抗病性,为新品种在海南的推广打下基础。结果表明,‘桂抗2号’在琼北种植的生育期为398 d,比对照品种长44 d,而且株高、叶片数、茎围等性状生长速度也慢于对照,但果梳数、果指数、第三梳单果重、果指长度、果指粗度等主要果实性状接近或优于对照品种,实际亩产显著高于对照,抗病性显著优于对照。因此,‘桂抗2号’可以作为适合海南种植的香蕉抗病品种,进一步大面积推广示范。     

西瓜耐冷性鉴定指标的筛选

旨为分析不同西瓜品种在发芽期的耐冷特性、苗期的生长特性、光合作用及生理生化方面的差异,筛选出西瓜耐冷性的综合鉴定指标和鉴定方法,为实际生产上选育耐冷性的西瓜种质资源提供依据。通过对12份西瓜材料进行耐冷性比较,初步筛选出3个耐冷性不同的西瓜材料,对这3个材料进行低温处理。结果表明：不同处理时间下,各品种的冷害指数有差异。通过测定处理6d和8d时的冷害指数,得出各品种耐低温性强弱,从中选出耐低温性品种红野一号、中等耐低温性品种抗病苏蜜和冷敏感品种橙兰。15℃低温条件下,耐冷性品种红野一号的发芽率、相对发芽率、胚根长及相对胚根长最高。15℃可作为西瓜种子发芽期耐低温性鉴定的适宜温度;种子的始发芽日期、相对发芽率、相对胚根长可作为西瓜芽期耐低温鉴定指标。三叶一心的西瓜幼苗低温处理后,植株的生长量降低,光合速率下降,植株叶片的酶活性增加,MDA含量上升,各指标的变化幅度与低温处理强度及品种自身耐冷性相关。得出植株的株高、叶面积、株鲜质量、根干质量、净光合速率( Pn)、Chl a/b比值、MDA含量的变化幅度可作为西瓜耐低温品种筛选的鉴定指标。     

高酸海棠苗木抗寒性生理指标的分析

为了研究高酸海棠栽种适宜区域,用高酸海棠新品种‘冰心1 号’、‘红勋1 号’与现有品种‘新苹1号’进行抗寒性比较,以枝条作为试验材料进行低温处理,并根据外渗电导法、脯氨酸及丙二醛(MDA)含量的变化,研究了各样品的抗寒性能。通过试验测定结果可判定3 个样本的相对电导率大小依次为‘新苹1 号’＞‘红勋1 号’＞‘冰心1 号’,脯氨酸含量由高到低的顺序依次为‘冰心1 号’＞‘红勋1 号’＞‘新苹1 号’,MDA含量大小的总体趋势依次为‘红勋1 号’＞‘新苹1 号’＞‘冰心1 号’。总体而言,‘冰心1号’的抗寒性最强,3 个品种的抗寒顺序依次为‘冰心1 号’＞‘红勋1 号’＞‘新苹1 号’。其中‘冰心1 号’与‘红勋1号’都具有较强的耐寒能力,适宜栽种于新疆天山以北及其他寒冷区域。     

花生品种在巴州地区复播的综合评价

为筛选适宜在新疆巴音郭楞蒙古自治州复播种植的花生品种,在巴州地区复播种植6个花生品种,采用灰色关联度分析方法对10个农艺性状进行综合评价,并分析产量与各农艺性状的相关性。结果表明,综合评价中,各花生品种的等权关联度与加权关联度排列位次一致,排列位次为‘吉花4号’>‘四粒红’>‘DF05’>‘远杂9102’>‘DF06’>‘闽花6号’。‘吉花4号’综合性状评价优于对照‘四粒红’,适宜在新疆巴州地区复播条件下推广种植。而花生‘DF05’、‘远杂9102’、‘DF06’、‘闽花6号’的综合农艺性状劣于对照‘四粒红’,不建议推广种植。相关分析表明,产量与出仁率呈显著正相关。研究结果为巴州地区引进花生高产品种提供了材料基础和理论依据。     

寒地水稻新品种‘育龙7号’引种鉴定及适应性分析

研究旨在对寒地水稻新品种‘育龙7号’的适应性进行分析,以期为寒地水稻品种的适应性育种提供参考。以‘育龙7号’为试材,在黑龙江省、内蒙古及湖北省对其生育日数、活动积温及公顷产量等性状进行调查分析。结果表明：‘育龙7号’不仅在其主要种植区域黑龙江省第一积温带能够取得较好的生产效果,而且在黑龙江省较低积温带、内蒙古和湖北省等地也取得了较好的引种鉴定效果,可以在一定范围内应用于生产。进一步分析表明：‘育龙7号’强大适应性来自于其丰富的遗传基础,以及较为合适的选择和鉴定方法。‘育龙7号’的适应性启示：利用适合当地生态条件的主栽品种做核心种质,适当添加新的基因源,才能提高水稻品种的适应性,扩大水稻品种的适种区域。     

河北省白菜主要栽培品种吸收累积重金属镉的特征和质量安全性研究

采用土培试验研究了河北省20个白菜主要栽培品种吸收累积重金属Cd的特征和质量安全性。试验结果表明,在土壤加入同一Cd含量（1.0、5.0 mg/kg）的条件下,不同白菜品种地上部的Cd含量、吸Cd量和对Cd的富集系数均存在明显的差异(p<0.05) ,最高相差近3-4倍。按严格的蔬菜标准GB15201—94规定蔬菜中Cd最高允许限量标准0.05 mg/kg,种植白菜新北京三号、北京小杂60、太空三号和丰抗78在土壤Cd含量达到1.0 mg/kg时生产的白菜仍能符合食品安全标准。按GB2762—2005规定的叶菜类蔬菜中Cd最高允许限量标准,即使土壤Cd含量达到5.0 mg/kg时,种植的白菜新北京三号、北京小杂60和丰抗78仍是安全的。同一白菜品种的Cd富集系数是相对稳定,可以作为白菜安全生产时品种选择的重要指标。     

不同水稻品种干物质积累与产量性状的相关研究

为了探讨黑龙江省南部稻区不同水稻品种干物质积累与产量性状的相互关系,选用了该稻区不同时期主栽的6个品种为试验材料,通过田间小区对比试验进行研究,结果表明：不同水稻品种干物质积累总的趋势是前期低、后期高、中期次之;不同水稻品种抽穗前、抽穗后干物质积累量比例不同,抽穗后干物质积累量明显高于抽穗前干物质积累量;干物质积累量由高到低的品种为‘松粳9号’、‘松粳3号’、‘松粳2号’、‘松粳6号’、‘五优稻1号’、‘藤系138’;产量由高到低的品种为‘松粳9号’、‘松粳3号’、‘松粳6号’、‘松粳2号’、‘五优稻1号’、‘藤系138’;拔节至齐穗期和齐穗至成熟期干物质积累量与产量呈显著正相关;抽穗前干物质积累量与每穗粒数、千粒重呈极显著正相关;抽穗后干物质积累量与产量呈显著正相关;总干物质积累量与产量呈极显著正相关;成穗率与产量呈极显著正相关,结实率与产量呈显著正相关。合理提高拔节至成熟期干物质积累量有利于提高本稻区水稻产量。     

Pb、Cd复合污染对不同品种的小白菜生长及营养品质的影响

[目的]为了筛选出适应Pb、Cd复合污染土壤种植的高品质、低积累小白菜品种。[方法]本研究采用盆栽试验方式将15个小白菜品种分别种植在四种Pb、Cd复合污染土壤中,通过测定各品种小白菜株高和鲜重以考察重金属对其生长的影响；采用原子吸收法测定小白菜中Pb、Cd含量；采用2,6-二氯酚靛酚滴定法测定维生素C含量、水杨酸法测定硝酸盐含量、考马斯亮蓝G-250法测定可溶性蛋白质含量。[结果]随着Pb、Cd浓度增加,小白菜株高和可食部分鲜重呈先升后降趋势,且不同小白菜品种受重金属Pb、Cd影响的程度不同。15个小白菜品种可食部分Pb、Cd含量随Pb、Cd胁迫加剧呈上升趋势；轻度污染处理下,小白菜品种间Cd含量无显著性差异,其中Pb含量以义和快菜1269最低；脆嫩飘儿白次之,其Pb含量依次为0.05 mg/kg、0.06 mg/kg。但义和快菜1269硝酸盐含量超标,而脆嫩飘儿白相对较低。中度污染处理下,仅义和快菜1269 Pb、Cd均未超标,但其硝酸盐含量超标。重度污染下,无符合要求的小白菜品种。在轻度污染处理下,对小白菜维生素C含量和可溶性蛋白质含量测定,发现脆嫩飘儿白Vc含量居于第二；可溶性蛋白含量居于第三,为一个相对优质的小白菜品种。[结论]脆嫩飘儿白为一种适应轻度铅镉复合污染土壤种植的低积累、高品质小白菜品种。     

不同低温下核桃枝条抗寒性生理生化指标分析

为了加快山西省核桃抗寒育种的进程,深入挖掘核桃抗寒资源,为核桃生产育种提供理论依据,以山西省主要推广的核桃品种‘礼品1号’、‘礼品2号’、‘中林1号’、‘中林5号’、‘辽核1号’、‘辽核3号’和‘晋龙1号’7个品种为试材,对其被迫休眠期1年生枝条在不同低温条件下的可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸含量、超氧化物歧化酶(SOD)及过氧化物酶(POD)酶活性等部分抗寒性生理生化进行了测定比较。结果表明：随处理温度的降低,所测指标中可溶性蛋白含量和POD酶活性呈现“降—升—降”的变化。可溶性糖、脯氨酸含量、SOD酶活性的变化幅度不大。‘礼品1号’和‘礼品2号’在可溶性糖、脯氨酸含量变化幅度较大。综合分析各品种抗寒性生理生化指标,可推测其抗寒性强弱顺序：‘礼品2号’最强,‘礼品1号’次之,‘辽核3号’和‘中林5号’抗寒性居中,‘晋龙1号’、‘中林1号’、‘辽核1号’依次降低。     

甘蔗苗期对低温的响应及其耐寒性评价

通过综合评价品种（系）的耐寒性,筛选出耐寒性较好的品种。以云南农业大学自育的9个农艺性状优异的甘蔗品系为研究对象,在甘蔗苗期进行低温处理,通过抗逆生理生化指标的变化,采用极点排序法对各品种（系）进行综合评价。结果表明：（1）低温(3℃)处理使甘蔗叶片的细胞膜电导率、可溶性糖含量、丙二醛含量、脯氨酸含量、可溶性蛋白含量、叶绿素含量、过氧化物酶(POD)活性分别平均增加了21.21%、134.1%、83.60%、35.47%、47.72%、9.07%、565.2%;（2）低温(3℃)处理使甘蔗叶片的超氧化物歧化酶(SOD)活性平均下降19.67%。最终筛选出耐寒性最好的甘蔗品种‘滇蔗03-91’,耐寒性最差的甘蔗品种‘滇蔗02-39’,而‘滇蔗08-5’、‘滇蔗05-103’、‘滇蔗01-58’等品种（系）耐寒性强于‘滇蔗04-14’、‘滇蔗04-429’、‘滇蔗05-522’、‘滇蔗02-227’品种（系）。     

利用分子选择培育水稻‘吉粳88’(hd2/hd4)导入系

旨在将水稻早抽穗基因hd2和hd4导入优良品种‘吉粳88’，培育可在黑龙江省北部种植的水稻‘吉粳88’(hd2/hd4)导入系。以‘吉粳88’为受体，‘空育131’为供体，利用分子选择及回交转育创制‘吉粳88’(hd2/hd4)导入系，在寒区第三积温区田间鉴定导入系的生育期、农艺性状及产量。‘吉粳88’和‘空育131’杂交、‘吉粳88’作为轮回亲本回交4次、回交后代自交2次，每个世代利用Hd2-Caps和Hd4-Caps进行前景选择，利用SSR标记进行背景选择，获得了‘吉粳88’(hd2/hd4)导入系-1和‘吉粳88’(hd2/hd4)导入系-2，两个导入系抽穗期和‘空育131’类似，株型特征和‘吉粳88’类似，丰产性明显高于‘空育131’。‘吉粳88’(hd2/hd4)导入系培育成功，并且具有应用于黑龙江省第三积温区及第二积温区下限的可能。     

江苏花生新品种鉴定和产量稳定性分析

为了准确、客观地评价江苏花生新品种鉴定试验参试品种（系）的特征特性,促进江苏花生新品种的推广应用,采用高稳系数法分别对淮南、淮北组的12个参试品种（系）进行丰产性和稳产性分析,并进行品质、抗性及主要农艺性状调查。结果显示：各参试品种均具有中等以上的耐旱性、耐涝性、叶斑病及锈病抗性。具体来说,淮南组的‘宁泰9922’产量较高,且稳产性较好;‘苏花0537’种皮深红色,熟期早,适应性广,粗蛋白含量较高;淮北组的‘连1001’、‘赣榆10-6’、‘东花9号’及‘徐0627’分别较对照‘徐花13号’增产4.7%~7.4%,同时产量稳定性优于对照。因此认为以上品种可以进一步示范和推广应用,同时也表明用高稳系数法评价花生品种（系）的高产稳产性是可行的。     

洞庭湖区14个紫花苜蓿品种产量和品质性状比较

[目的]为筛选出适合于洞庭湖区气候条件下优质紫花苜蓿品种,[方法]本试验于湖南省常德市汉寿县洞庭湖区对14个紫花苜蓿(Medicago sativa)品种产量和品质性状进行了综合评价,[结果]结果表明：播种第一年共刈割5茬,第一茬干草产量为全年最高,随着茬数的增加干草产量呈现递减的趋势;全年平均株高与秋眠级存在极显著正相关关系(P＜0.01),秋眠级高的品种株高显著高于秋眠级低的品种。所有供试品种干草品质均达到特级或一级标准,[结论]其中WL525、55v12、吉利、南苜701、WL656等5个品种各项指标表现较好,综合排名靠前,适宜于湖南洞庭湖区生长。