湖南早籼稻品种芽期和苗期耐冷性初步研究

以16个湖南地区推广的早籼稻品种为材料,设置9个芽期低温胁迫处理,以死苗率为指标探讨了早籼稻芽期耐冷性的适宜鉴定方法,并鉴定了部分品种的苗期耐冷性。结果表明,8℃/7 d低温处理下早籼稻品种死苗率的方差和变异系数大,能较好地鉴别品种间耐冷性差异,是早籼稻芽期耐冷性鉴定的最合理方式;相关分析表明,早籼稻苗期耐冷性与芽期耐冷性鉴定结果基本一致;在苗期低温胁迫下耐冷水稻品种能够维持较高的游离脯氨酸含量,同时保持叶绿素和丙二醛含量的相对稳定;部分早籼稻品种的芽期和苗期耐冷性较差,不适宜采用直播栽培。     

水稻苗期耐冷性研究进展

低温冷害严重威胁水稻生产,加快水稻耐冷性状的改良、选育耐冷品种对促进水稻高产、稳产具有重要的意义。概述了水稻苗期冷害的鉴定方法与评价指标、苗期耐冷QTL定位、苗期耐冷相关基因克隆和低温胁迫的信号转导等方面的研究进展,并对今后水稻耐冷性研究提出了建议和展望。     

普通野生稻苗期耐冷性QTL的鉴定与分子定位

 以两份普通野生稻核心种质资源DP15和DP30为供体、9311为受体构建染色体片段代换系鉴定苗期耐冷性QTL;利用苗期耐冷性最强的1个代换系构建QTL作图群体,用SSR标记对其主效QTL进行定位。研究结果表明,两个抗源DP15和DP30所含的苗期耐冷性QTL的数量、位点及耐冷性效应均存在明显的差异。在基本上覆盖两个亲本全基因组的230份BC4F2代换系中共发现19个苗期耐冷性QTL,分布在水稻12条染色体上,第3和第8染色体上有比较密集的苗期耐冷性QTL分布。这19个分布于全基因组的苗期耐冷性QTL被分别分离到不同的野生稻染色体片段代换系里,效应最小的微效QTL位点所在的代换系在苗期耐冷性鉴定中的活苗率仅为8%,而效应最大的主效QTL位点所在代换系的活苗率达到74%。这个主效QTL qSCT 3 1被定位在第3染色体着丝点附近长臂上的RM15031―RM3400区间,距离最近的标记RM15040、RM1164的遗传距离为1.8 cM。     

东北粳稻分蘖期耐冷性鉴定及SSR标记关联分析

 以140份东北粳稻品种（系）为材料进行分蘖期耐冷鉴定,用84个SSR标记对耐冷性差异较大的96份材料进行基于SSR标记的关联分析。结果表明,供试材料强耐冷品种（系）占20%,中间型（系）占30.71%,不耐冷品种（系）占49.28%;分蘖期耐冷性与结实率和单株穗重呈极显著正相关,与生育期呈极显著负相关;关联分析得到18个位点与分蘖期耐冷性关联,其中标记RM214,RM445,RM506,RM106,RM215,RM182,RM270和RM229与前人研究获得的水稻耐冷性QTL定位结果吻合。这些标记可作为东北粳稻耐冷性资源筛选重点选择的标记。 还通过优异等位基因的挖掘,得到一系列的优异等位变异及载体材料。     

水稻苗期耐热种质资源筛选及QTL定位

[目的]鉴定和筛选水稻极端耐热种质或基因,为培育耐高温水稻新品种提供技术支撑.[方法]以耐热等级和幼苗存活率为指标对不同类型水稻苗期耐热性进行鉴定评价,以筛选和鉴定耐热种质资源及主效QTL.[结果]不同类型水稻品种苗期耐热性存在明显差异,籼稻品种耐热性明显强于粳稻品种,籼稻和粳稻品种均存在极端耐热和极端敏感种质资源;共...     

水稻冷害研究现状及育种策略分析

介绍了冷害对水稻生产的影响,并对低温冷害类型、耐冷鉴定评价方法和耐冷生理研究进行初步分析,着重阐明水稻耐冷性育种的策略,通过挖掘耐冷资源来提高水稻耐冷性。首先,采用对现有品种、品系进行系统的耐冷性评价,作为配制杂交组合依据;其次,积极引进其它地区优良耐冷资源,加以改造利用;第三,利用籼粳稻亚远缘杂交或地理远缘杂交,再通过复交或回交优化性状组配,聚合有利基因,创造新材料来提高品种的耐冷性。     

玻利维亚野生稻种质资源苗期耐冷性鉴定

本试验利用人工气候箱鉴定了玻利维亚阔叶野生稻和普通野生稻种质资源以及广东省籼稻品种的苗期耐冷性。结果表明,玻利维亚阔叶野生稻苗期耐冷性较强,可作为新的耐冷性种质供育种应用。     

372份花生种质资源的耐冷性评价及耐冷种质筛选

低温是限制花生生长的重要非生物胁迫因子之一，选育耐冷品种是解决低温冷害最直接有效的手段。本研究以国内外收集的372份花生种质资源为研究对象，对其在温暖区(武汉)和冷凉区(昆明)两种不同生态环境下的产量相关性状及品质进行分析，采用隶属函数法结合连锁聚类分析，筛选优异耐冷资源，并分析冷凉气候对产量相关因子及品质的影响，筛选关键耐冷性鉴定指标，对其耐冷性进行鉴定评价。结果表明，花生的植株、产量和品质主要受结荚期和饱果成熟期温度、光照和积温等影响，温度和积温越高、光照时间越长，产量和含油量、蛋白质等含量越高，油酸、亚油酸和蔗糖含量越低，且不同材料对低温的耐受性存在差异。对综合耐冷评价值(D)进行聚类分析，将372份材料划分为4类，第Ⅰ类属于强耐冷型共2份；第Ⅱ类属于耐冷型共86份材料；第Ⅲ类属于不耐冷型共280份材料；第Ⅳ类属于敏感型共4份材料。采用多元逐步回归分析法，建立花生田间耐冷性评价模型Y=-0.002+0.003X₁+0.008X₂+0.002X₃+0.001X₄，并筛选出相对百仁重、相对单株果数...     

抗SCN位点rhg1与Rhg4在种质资源中的单倍型分析及分子标记开发

rhg1和Rhg4是抗大豆胞囊线虫病种质所具有的主要的抗性基因,利用与rhg1和Rhg4位点紧密连锁的SSR标记和SNP标记对15份抗感病大豆种质进行基因分型。结果表明:rhg1位点连锁SSR标记Satt309对抗病种质的检出率为55.56%,Rhg4位点连锁SSR标记Sat_162对抗病种质的检出率为66.67%;rhg1位点序列引物PCR产物630bp位置存在腺嘌呤与胞嘧啶(A/C)突变,感病等位为A碱基,抗病等位为C碱基,在Rhg4位点标记引物SHMT的PCR产物上2 749 bp位置存在胞嘧啶和鸟嘌呤(C/G)突变,感病等位为C碱基,抗病等位为G碱基。rhg1和Rhg4位点内SNP对抗病种质的检出率分别为77.78%和100%。利用高分辨率溶解曲线法设计rhg1和Rhg4位点SNP标记,在扫描温度为65℃起始,60℃保持,94℃终止时可得到理想的分型结果。     

168份小麦不同病害抗性材料白粉病抗性鉴定及其Lr34/Yr18/Pm38位点的分子检测

为了发掘更多的小麦白粉病抗性种质资源,对收集到的168份小麦不同病害抗性材料进行了白粉病苗期和成株期抗性鉴定,并利用STS标记csLV34以及功能标记cssfr3、cssfr4、cssfr5和Yr18E11a对其Lr34/Yr18/Pm38位点的等位变异类型进行检测。结果表明,在168份小麦种质中,共鉴定出41份白粉病苗期抗性品种(系)以及96份慢白粉病品种(系)。功能标记cssfr3和cssfr4可准确鉴定Lr34/Yr18/Pm38位点第11外显子中的等位变异,而功能标记cssfr5和Yr18E11a在检测时存在小频率的错判。在96份慢白粉病材料中,有24份材料携带Lr34/Yr18/Pm38的等位变异类型,这些材料在2个年份下的白粉病田间MDS均低于不携带Lr34/Yr18/Pm38的等位变异类型的材料。     

Yield Potential and Waterlogging Tolerance of Selected Near-Isogenic Lines and Recombinant Inbred Lines from Two Southern Soybean Populations

Abstract

A quantitative trait locus (QTL) for waterlogging tolerance has been identified in a northern cultivar Archer. In the current study, Archer was crossed with two southern elite soybean cultivars A5403 and P9641 to investigate the efficiency of marker-assisted selection and phenotypic selection for waterlogging tolerance and to assess the value of waterlogging tolerance for soybean yield improvement. Near-isogenic lines (NILs) were created using the linked simple sequence repeat (SSR) marker Sat_064 for the waterlogging tolerance QTL from each of the F6-derived populations. Concurrently, 103 and 67 recombinant inbred lines (RILs) were also generated from Archer × A5403 and Archer × P9641, respectively. Significant variations in seed yield or plant injury were observed among the NILs and RILs under waterlogging stress. The 29 most tolerant and 29 most sensitive NILs and RILs were selected on the basis of waterlogging injury ratings and evaluated under irrigated and waterlogged conditions in Arkansas and Missouri in 2002 and 2003. The most tolerant lines produced an average of 60.9% of their irrigated yield, as compared with only 32.6% and 53.9% by the most sensitive lines and the commercial checks, respectively. Waterlogging injury scores for the tolerant lines, checks, and sensitive lines were 3.6,4.3, and 6.6, respectively, following the same trend as their yield reductions. A genotype-by-environment interaction (G × E) analysis showed that some of the selected lines were highly stable in response to waterlogging stress across environments. Breeding selection for the waterlogging tolerance can be performed in the field based on seed yield and plant injury scores.     

转α-微管蛋白基因SoTUA甘蔗T2代的生理生化特性分析

本研究对已获得的转α-微管蛋白基因SoTUA的T₂代甘蔗株系进行PCR扩增及测序,从检测阳性的转基因甘蔗中选6个转基因株系（T1、T2、T3、T4、T5、T6）与非转基因野生型甘蔗对照（WT）进行了低温胁迫（4 ℃）处理,在处理0、5、10 d测定甘蔗叶片丙二醛（MDA）和渗透调节物（可溶性糖、可溶性蛋白）含量以及过氧化物酶（POD）和超氧化物歧化酶（SOD）活性,并采用RT-qPCR法分析了低温处理下甘蔗叶片α-微管蛋白基因的表达情况。结果表明：在4 ℃低温处理下,6个转SoTUA基因甘蔗与WT中α-微管蛋白的转录因子表达量随着胁迫时间的延长上调表达。胁迫后5、10 d转基因株系的相对表达量始终高于WT甘蔗,低温处理10 d时转基因T1显著高于其他株系（P<0.05）。在低温胁迫下,甘蔗的MDA含量逐渐增高,而转基因甘蔗增幅显著低于WT甘蔗,10 d时转基因株系MDA的含量比WT低41.77%（P<0.05）;POD活性在不同株系之间变化趋势不同,但转基因甘蔗POD活性显著高于WT甘蔗（P< 0.05）;转基因T1、T2、T4、T6株系的SOD活性随着胁迫天数增加呈现先增加后减少的趋势,而WT与转基因T3、T5的SOD活性逐渐升高;甘蔗的可溶性糖含量逐渐上升,转基因甘蔗的可溶性蛋白含量在0 d显著高于野生型甘蔗,胁迫后变化趋势在株系之间有所差异;转基因甘蔗SoTUA相对表达量与可溶性糖含量呈极显著的正相关。利用隶属函数综合分析评价,抗寒性排序结果为：T3>T2>T1>T5>T6>T4>WT。在低温胁迫下,转基因甘蔗SoTUA基因的上调表达能提高甘蔗的抗寒性,且具有遗传稳定性。     

巴西橡胶树HbHsfA4a的克隆及其对低温胁迫的响应

热激转录因子(Hsf)是植物响应非生物胁迫的重要调节因子。本研究利用RT-PCR技术从橡胶树93-114叶片中克隆到一个Hsf转录因子,命名为HbHsfA4a。该基因开放阅读框为1215bp,编码404个氨基酸,其蛋白质分子量为46.40 ku,等电点为4.91。实时荧光定量PCR结果表明,低温(4℃)胁迫下HbHsfA4a在抗寒性强的橡胶树无性系93-114树皮中受低温诱导大幅上调表达,而且显著高于抗寒性弱的橡胶树无性系热垦501。进一步分析结果表明,HbHsfA4a在抗寒性强的2个橡胶树无性系中的本底表达量和低温胁迫8 h内的表达量均显著高于抗寒性弱的2个橡胶树无性系。HbHsfA4a基因可能在橡胶树应对低温胁迫中起着重要的调控作用。     

川渝大豆耐酸铝抗性的鉴定和全基因组关联分析

为发掘川渝地区耐酸铝大豆抗性资源和相关候选基因,选用201份川渝地区的大豆育成和地方品种,以主根相对伸长率作为耐酸铝的指标,采用水培法进行大豆幼苗期抗性鉴定,结合83 622个SNP标记对该性状进行全基因组关联分析。结果表明,201份川渝大豆资源的主根相对伸长率均值为77.0%,变异幅度在13.0%～98.6%之间,变异系数为17.6%,广义遗传率为93.2%。其中,6份大豆资源的主根相对伸长率在95.0%以上,表现出极高的耐酸铝抗性。2份资源的主根相对伸长率小于20.0%,对酸铝环境极敏感。以0.000 1作为显著关联位点的阈值,采用GLM和MLM两种模型同时检测到了4个SNP位点,分别位于2号、11号、20号染色体上的4个单倍型块内。同时,在4个单倍型块内检索出7个候选基因,参考区间内基因的功能注释和转录组表达水平,预测Glyma.02g211800和Glyma.20g185500是大豆耐酸铝应答和生理调控的候选基因。     

穗发芽率和发芽指数及STS标记Vp1B3在小麦抗穗发芽基因型鉴定中的应用

为了筛选抗穗发芽品种(系)并了解其抗性机制,应用整穗发芽法和发芽指数鉴定了33份小麦新品系的穗发芽抗性,以红粒品种京冬8号和京9428作为抗穗发芽对照,以白粒品种京411和中优9507作为感穗发芽对照,并结合共显性STS标记Vp1B3对其基因型进行检测.结果表明,穗发芽率(SGR)低于抗性对照京冬8号和京9428平均值(12.7%)的品系有7份,其中2份为白粒,5份为红粒.只有一份红粒品系CA0489的发芽指数(GI)低于抗性对照平均值(13.2%).应用STS标记Vp1B3共扩增出849 bp、569 bp和652 bp三种片段,分别属于抗穗发芽基因型Vp1Bb和Vp1Bc及感穗发芽基因型Vp1Ba,其频率分别为3%、18%和79%.红粒抗穗发芽品系CA0489属于Vp1Bb基因型和红色种皮休眠型,CA0481属于Vp1Bc抗穗发芽基因型,另外三份红粒抗穗发芽品系的抗性机理还需要进一步研究;白粒抗穗发芽品系CA0509和CA0459的抗性为非Vp1B3类型,其抗性可能与穗部性状和颖壳抑制物有关.     

玉米大斑病感、抗近等基因系SNP基因芯片分析

通过SNP基因芯片（56 110个SNP）对A619感、A619Ht3抗玉米大斑病近等基因系进行分析,采用生物信息学和比较基因组学方法进行显著SNP位点候选基因筛查和功能预测。结果表明,发现10个热点区域,分别位于bin2.06、3.02/3.03、3.04、3.07、3.08、7.03和bin9.08,38个SNP被确定与大斑病抗性相关;挖掘出24个候选基因,通过注释发现,候选基因多与各种受体类酶活性、金属离子及能量的代谢和平衡等功能相关。     

不同玉米自交系萌发期抗旱性鉴定

以35份玉米自交系为试验材料,采用渗透压为0.4 MPa的PEG-6000溶液模拟干旱胁迫,以发芽势、发芽率、萌发抗旱指数、贮藏物质转运率、胚根数、胚根长、胚芽长作为测定指标,利用抗旱系数(DC值)、主成分分析和聚类分析对玉米自交系的抗旱能力进行综合评价和分类。结果表明,干旱胁迫对玉米各项指标均产生不同程度影响,结合主成分分析和聚类分析,鉴定出抗旱型材料4份,分别为1153、1245、1246和PHT11;干旱敏感型材料3份,分别为PHJR5、LH284和A14242;其他28份分别为较抗旱型和干旱较敏感型材料。     

996/4628重组自交系群体开花期耐冷性评价及遗传分析

连续2a利用人工气候室低温鉴定996/4628重组自交系群体开花期耐冷性并对其进行遗传分析,结果表明,以低温处理下结实率、结实率下降值和低温敏感指数3个指标为耐冷性评价指标对996/4628重组自交系F8群体和F1o群体进行耐冷性鉴定,各群体内株系间均存在极显著差异,但两群体的耐冷性差异不显著,说明重组自交系到第8代已稳定,且年际间耐冷性鉴定结果差异不显著.996/4628重组自交系群体的耐冷性呈连续分布,3个耐冷性评价指标的均值均介于2个亲本之间,说明996开花期耐冷性是由多基因控制的数量性状.     

低温胁迫后水分对水稻幼苗根系活力和水孔蛋白相关基因表达的影响

【目的】为了探究低温冷害胁迫后水分/湿度对水稻幼苗根系活力和水分运输等的影响,【方法】以具有低温耐性差异的嘉籼7号和辐8329两个水稻品种为研究材料进行低温胁迫处理后,在进行实验Ⅰ（不同湿度梯度,正常温度培养条件下）和实验Ⅱ（快速回温处理实验,以正常温度恢复为对照）。【结果】实验Ⅰ结果表明,与较低湿度（30%）相比,较高的湿度（60%和90%）可以提高根系活力,有效保证水稻幼苗的存活率并缓解其遭受的低温冷害。水孔蛋白基因OsPIP2;5和OsPIP2;6的表达水平与根系活力密切相关,对水稻的抗寒和低温耐性具有显著的调控作用。实验Ⅱ结果表明,与对照组（CK）相比,快速回温处理后水稻幼苗的含水量和根系活力显著降低;且正常自然恢复状态下,两个水稻品种的存活率明显高于快速回温组幼苗。【结论】低温胁迫显著影响水稻幼苗的生长发育过程。较高的湿度环境有助于缓解幼苗的低温冷害损伤,保证存活率。同时,低温胁迫后的外界环境湿度对水稻幼苗的含水量、根系活力和水孔蛋白相关基因表达有显著影响,其中OsPIP2;5和OsPIP2;6的表达水平与根系活力正相关,在水稻幼苗抵御外界低温冷害过程中起重要作用。因此,与低温胁迫后田间大量灌溉相比,正常温度下土壤缓慢的温度上升对幼苗的根系活力影响较小,有助于其在低温冷害后恢复生命活动。