玉米自交系耐热生理指标筛选研究

以10份具有耐热性差异的玉米自交系为材料,在田间采用高温胁迫试验,室内检测玉米自交系的主要生理指标,探讨高温胁迫下玉米自交系的主要生物学特性及其耐热胁迫的生理指标筛选。结果表明,高温胁迫下,具有不同耐热性玉米自交系的丙二醛含量、叶绿素含量和花粉粒活性差异较大,部分耐热性不同的玉米自交系间差异显著。6个叶绿素荧光参数Fm’、Fo’、Fm、Fo、Fm’/Fv’和Fm/Fv的大小能大致反映10个玉米自交系的耐热性差异。结果表明,花粉粒活性、叶绿素含量、丙二醛含量及叶绿素荧光参数可作为玉米耐热种质的筛选指标。     

不同基因型玉米自交系苗期干旱-复水的生理响应机制

采用称重控水法模拟干旱胁迫,设对照和胁迫两个处理,在3叶期对24个玉米自交系叶片相对含水量(RWC)、游离脯氨酸(Pro)等生理指标进行测定,研究玉米的抗旱机理及复水补偿效应机制。结果表明,干旱胁迫下玉米叶片相对含水量、叶绿素荧光参数(F_v/F_m)和叶绿素含量(Chl)与对照相比显著下降,游离脯氨酸(Pro)、超氧化物歧化酶(SOD)和氧化物酶(POD)明显上升,复水后不同基因型自交系各生理指标表现出不同程度的补偿效应。利用隶属函数法将D17982、郑H71、PH4CV、昌7-2和L269等14份自交系归为抗旱性较强的自交系,PH4CV、HCL645、D17982、郑7314、郑H71和郑9712这6份自交系归为复水恢复能力强的自交系。     

高温和干旱胁迫下茶树叶片内源激素含量变化及其相关基因的表达分析

高温干旱极端环境严重影响茶树生长发育，以及茶叶产量和品质，激素作为植物响应逆境胁迫的重要信号因子，其在茶树响应高温和干旱胁迫过程中的分子机理少有报道。以龙井长叶为材料，对高温和干旱胁迫下茶树叶片中内源激素含量的变化及其相关基因的表达水平进行了系统分析。结果表明，高温和干旱胁迫下茶树叶片中生长素(IAA)、赤霉素(GA₃)含量显著降低，玉米素核苷(ZR)含量略有升高，推测茶树通过减少促生类激素来延缓生长以适应胁迫影响；同时，大量IAA、GA₃、ZR生物合成和信号响应相关的基因显著差异表达，为解释激素含量变化及信号转导提供了分子基础。脱落酸(ABA)和茉莉酸(JA)作为逆境响应激素其含量在高温和干旱胁迫下均显著增加，这可能依赖于ZEP、NCED、SDR等ABA生物合成途径基因和LOX、OPR、ACX等JA生物合成途径基因的上调表达；另外，许多PYR/PYL、PP2C等ABA信号途径基因以及JAZ、MYC2等JA信号途径基因也显著差异表达，暗示了ABA和JA信号途径在茶树响应高温和干旱胁迫过程中的重要作用。研究结果为进一步探究茶树依赖内源激素的高温...     

东北春玉米区热带种质利用研究

种质基础狭窄,是当前玉米育种徘徊不前的主要因素.热带玉米种质具有许多温带种质所不具备的优良性状,是拓宽遗传基础的优良素材.但有关热带种质利用利弊的量化研究甚少.本文以热带和温带种质及其F₁代为试材,对比分析了苗期净同化量,茎秆品质性状,叶绿素含量,灌浆速率等性状.结果表明,(1)热带种质有利于苗期繁茂,提高前期光能利用率;(2)热带种质能够明显改进温带种质的茎秆质量;(3)热带种质可改良灌浆后期叶绿素含量,有利于提高产量和品质;(4)热带种质和温带种质杂交,灌浆速率优势明显.     

水氮措施影响夏玉米氮素利用的叶绿素荧光特性研究

以产量差异显著的两个夏玉米品种德单5号和郑单958为材料,设不同灌溉和施肥水平,开展水氮互作对玉米产量、氮素利用和叶绿素荧光特性的影响研究。结果表明,在不同灌溉处理下,增施氮肥显著提高营养器官氮素转运量,降低氮素转运效率,N3(180 kg/hm²)、N4(225 kg/hm²)处理间无显著差异。增施氮肥也显著提高了各灌溉条件下两个品种吐丝期穗位叶F_v/F_m和F_v/F_o,当氮肥施用量增加至N3(180 kg/hm²)后增肥效果不显著。因此,大喇叭口期和吐丝散粉期分别灌溉37.5 mm配合180 kg/hm²的施氮量有利于提高叶绿素荧光参数F_v/F_m和F_v/F_o,促进夏玉米植株氮素转运,提高氮肥利用效率。此外,F_v/F_m和F_v/F_o均与植株氮...     

外源丙三醇对干旱胁迫下玉米幼苗抗逆调控作用

以郑单958幼苗为试验材料,设置空白对照(CK)、正常水分条件下1 mmol/L丙三醇(Gly)处理玉米幼苗叶片、20%聚乙二醇(PEG-6000)模拟干旱胁迫(PEG)、20%聚乙二醇模拟干旱胁迫+1 mmol/L丙三醇(PEG+Gly)处理玉米幼苗叶片4个处理展开试验。结果表明,干旱胁迫下外源施用1 mmol/L丙三醇能显著提高叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性;丙二醛(MDA)和过氧化氢(H₂O₂)积累减少;最大光量子效率(F_v/F_m)和光系统Ⅱ潜在活性(F_v/F_o)显著提高,玉米幼苗叶片的净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)和蒸腾速率(T_r)、相对含水率及生长指标均显著提高,胞间CO₂浓度(C_i)降低。因此,外源施用丙三醇能通过降低叶片的氧化损伤和提高细胞保水能力来改善...     

低磷胁迫下玉米幼苗生理响应及相关基因表达研究

以玉米品种合344为试验材料,对低磷胁迫下玉米幼苗叶片生理表型指标与玉米叶片转录组差异基因表达数据联合分析,探究低磷胁迫下与玉米幼苗叶片生理表型变化相关的关键响应基因及其调控规律。结果表明,低磷胁迫下玉米叶片的叶绿素荧光参数(FV/FM)以及叶绿素含量均有不同程度的降低,并且叶绿素合成相关基因大部分为下调表达,叶绿素降解相关基因大部分为上调表达。玉米叶片光合特性相关基因大部分呈下调表达,同时光合效率显著降低。在低磷胁迫下,SOD与POD活性随处理时间增长逐渐上升,编码两种酶的基因大部分上调表达。同时检测到8条MDA合成关键基因LOX,磷胁迫下其中7条均有不同程度的上调表达,同时MDA含量也随处理时间逐渐上升。     

玉米自交系286-4的利用与改良

玉米自交系286-4聚合了欧洲寒带玉米种质、南北美洲玉米种质、CIMMYT热带综合种种质和国内温带地方种质的优良基因资源,是一个高配合力、高产、抗病的优良自交系,已成功培育出5个优良杂交种通过省(市)审定,并在生产上大面积推广应用。以286-4为基础材料之一经过群内重组和改良,并选育出了L-41、L-14和L-19等一批具有较好应用前景的改良系。     

我国西南玉米杂种优势群及其杂优模式研究与应用的回顾

四川农业大学于上世纪80年代,提出直接从热带种质选育自交系与温带种质自交系杂交,将温、热带种质的优点结合到杂交一代的西南玉米育种新思路,从Suwan-1群体中成功选育了自交系S37(苏37),构建了"温带种质自交系×热带种质自交系"的杂优模式。在此基础上,不断总结西南玉米育种的成功经验,经过研究和发展,又提出将西南玉米育种用种质划分为Reid(瑞德)、Non-Reid(非瑞德)和Tropical(热带)3个类群,其两两组配,可构成"Reid×Non-Reid(浅丘、河谷组配模式)、Reid×Tropical和Non-Reid×Tropical(深丘、山区组配模式)"三角形杂优组配模式。本文系统回顾了我国西南玉米育种中热带种质利用、杂种优势群划分及杂优模式研究与应用的发展历程,并对今后的发展趋势进行分析。     

干旱胁迫下外源ABA对甘蔗幼苗生理特性和基因表达的影响

甘蔗是世界上重要的糖料作物，但我国甘蔗主产区多数为丘陵旱坡地，季节性干旱频繁，已严重影响我国甘蔗糖业的可持续发展。植物激素脱落酸(ABA)不仅调节植物生长发育，在植物应对逆境胁迫的生理生化响应中更不可或缺。本研究选用甘蔗品种‘桂糖42号’为材料，桶栽土培方式，设置对照(CK)、CK+ABA、干旱、干旱+ABA等4个处理，探讨干旱胁迫下叶面喷施ABA对苗期甘蔗生理生化特性和相关基因表达的影响，为应用ABA提高甘蔗抗旱性提供理论基础。结果表明，正常淋水条件下甘蔗叶面喷施ABA处理(CK+ABA)的主要生理生化参数与基因表达量变化与CK差异不显著；甘蔗叶片相对含水量随着干旱胁迫程度加剧而逐渐下降，丙二醛(MDA)、过氧化氢(H₂O₂)含量显著上升，而干旱+ABA处理能提高甘蔗的保水能力，并减少MDA的积累，使其含量处于较低水平；干旱胁迫显著降低甘蔗叶绿素含量，而干旱+ABA处理能防止叶绿素降解并对干旱胁迫引起的光系统Ⅱ实际光化学效率(ΦPSⅡ)下降有明显的缓解作用；干旱胁迫下，甘蔗内源ABA合成限速酶9-顺式-环氧类胡萝卜素双加氧酶(NCED)编码...     

Large-scale screening for maize drought resistance using multiple selection criteria evaluated under water-stressed and well-watered environments

A total of 550 maize inbred lines collected from global breeding programs were evaluated for drought resistance under both well-watered and water-stressed environments. The evaluation was based on multiple measurements of biomass taken before and after the drought stress was applied using the normalized difference vegetation index (NDVI), along with other selection criteria including anthesis-silking interval, leaf senescence, chlorophyll content, root capacitance, final grain yield, and grain yield components. Kernel weight was the most stable trait under drought stress. Correlations between the primary trait (grain yield) and the secondary traits, except the root capacitance and ASI under water-stressed condition, were all significant. Root capacitance had relatively low heritability and low genetic correlation with other drought resistance criteria, and is not recommended as a drought resistance criterion. Significant reduction of NDVI values measured in the afternoon when the leaves became rolling, compared to those measured in the morning when the leaves were open, provides a reliable index for leaf rolling, which however was not significantly correlated with grain yield. NDVIs measured across different developmental stages were highly correlated with each other and with most of the secondary traits as well as, grain yield, indicating that NDVI can be used as a secondary trait for large-scale drought resistance screening. Regression models built based on non-yield drought criteria and yield components explained about 40% and 95% of the variation for the grain yield, respectively. Some maize lines developed in China for temperate regions showed strong drought resistance comparable to tropical maize lines when tested under tropical condition, indicating that temperate lines with a wide adaptability can be used in drought resistance breeding for both temperate and tropical environments.     

玉米自交系不同生育期的抗旱性鉴定及生理响应机制研究

以17份黄淮海常用骨干系及自选系为材料,不同生育期进行干旱胁迫,筛选抗旱性强的玉米种植资源,并探讨其抗旱的生理机制。方差分析表明,与正常水分相比,胁迫后的抽雄至散粉间隔未达显著水平,但ASI间隔达显著水平;不同生育期自交系的叶绿素含量、Fv/Fm和Fv/Fo均下降,SOD和POD活性均提高,但不同自交系下降或上升的幅度不同,且不同自交系间、胁迫与对照间指标差异及两因素交互作用均达极显著水平。灰色关联度表明,POD活性无论是拔节期还是抽雄期都与ASI关联度很高,可作为筛选抗旱型材料的一个重要指标。模糊隶属函数法鉴定出超4F、郑36、CIMBL12、郑63、HCL645、郑6611和PH6WC在两个生育期均属于抗旱型自交系,其中,超4F、郑36和郑63拔节期和抽雄期干旱胁迫后,ASI增大幅度较小,叶绿素含量、叶绿素荧光参数Fv/Fm和Fv/Fo抗旱指数均较高,说明这3个自交系遭受干旱胁迫时主要通过调节光合系统这种机制来提高抗旱性。     

热带、亚热带玉米种质的改良利用

阐述了国内外对热带、亚热带玉米种质研究利用现状。热带、亚热带种质引种到温带要进行种质鉴定,通过混合选择或与温带种质互导改良以及轮回选择等途径,可筛选出更多抗病虫、耐旱、耐瘠薄、优良农艺性状等有利基因。     

低温胁迫对诺丽幼苗叶片光合荧光特性的影响

为了解诺丽抗寒生理特性,比较其抗寒能力,以4个诺丽（Morinda citrifolia L.）种质幼苗为试材,研究不同低温（25、12、9、6、3、0 ℃）及不同时间（1、3、5 d）胁迫对各种质幼苗叶片光合及叶绿素荧光参数等指标的影响,利用隶属函数法对4个诺丽种质耐寒能力进行评价。结果表明：（1）相同时间下随着胁迫温度的降低,4个诺丽种质幼苗叶片的净光合速率（P_n）、气孔导度（G_s）、蒸腾速率（T_r）和电子传递速率（ETR）显著下降,而胞间二氧化碳浓度（C_i）、PSⅡ潜在活性（F_v/F_o）和PSⅡ最大光化学效率（F_v/F_m）则呈降-升-降趋势,不同处理间差异显著;（2）相同温度不同时间处理,除C_i外,各种质其余指标皆随胁迫时间的延长显著下降,6 ℃以下低温处理C_i含量随胁迫时间延长显著增加;（3）温度和时间产生交互作用,相同时间显示低温危害强度效应,相同低温显示低温危害累积效应,影响着各诺丽种质幼苗叶片的光合及荧光指标;（4）隶属函数综合评价结果表明,4个诺丽种质抗寒能力依次为‘NL004’>‘NL003’>‘NL001’>‘NL002’。综合分析表明,参试的4个诺丽种质中,‘NL004’的抗寒适应性最强,‘NL002’最弱,研究结果为诺丽抗寒栽培和育种提供参考。     

干旱胁迫对茶树幼苗生长及叶绿素荧光特性的影响

在全球变暖的气候背景下,干旱已成为限制作物生产发展的重要因素,但目前关于干旱胁迫下不同茶树的生理生化响应研究相对较少。以黄金茶1号（HJC-1）、壶瓶山8号（HPS-8）和壶瓶山15号（HPS-15）等10个茶树品种（系）的一年生幼苗为材料进行盆栽控水试验,对持续性干旱胁迫处理下茶树幼苗的表型、叶片结构、叶绿素含量、叶绿素荧光参数和可溶性糖含量进行研究。结果表明,干旱胁迫使其叶长、叶宽缩短,叶片数减少,侧根数增多,植株矮化;叶片厚度、上表皮厚度、栅栏组织厚度、海绵组织厚度、下表皮厚度、栅栏组织与海绵组织比值均呈现下降趋势。叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量与对照组相比均有所增加,且叶绿素a含量存在极显著性差异（P<0.000 1）。10个茶树品种（系）在干旱胁迫下均受到光抑制,与对照组相比,Fo、Fv/Fm和Fv/Fo值减少,而Fm值增大。叶片可溶性糖含量在干旱胁迫下与正常水分环境相比有所增加,除湘农1号（XN-1）外,其他品种（系）的增加量均有显著性差异。通过耐旱性隶属函数值法比较得出,茶树HPS-8、湘农18号（XN-18）、湘农9803号（XN-9803）、湘农9810号（XN-9810）和湘农9809号（XN-9809）的抗旱能力较弱,HJC-1、HPS-15、XN-1、湘农9802号（XN-9802）和壶瓶山20号（HPS-20）的抗旱能力相对较强。     

玉米地方品种耐旱种质的苗期筛选指标研究

以10个玉米地方品种为材料,通过盆栽试验设置干旱胁迫、正常供水2个处理,研究干旱胁迫下玉米地方品种的苗期形态和生理指标。结果表明,干旱胁迫对玉米地方品种幼苗植株形态和生理有不同程度的不利影响,不同玉米地方品种的耐旱性存在明显差异。不同地方品种的同一植株性状和同一地方品种的不同植株性状的耐旱胁迫指数存在差异。侧根数、叶面积、根体积和植株干重可作为玉米地方品种耐旱种质筛选的形态指标,硝酸还原酶活性和丙二醛含量可作为耐旱种质筛选的生理指标。     

油莎豆幼苗应对盐碱胁迫的光合生理响应机制

对油莎豆幼苗在不同浓度盐胁迫和碱胁迫下的光合生理响应进行研究,揭示其耐盐机制以及抗盐碱能力阈值,为油莎豆在新疆大面积种植及合理划分种植区域提供理论基础。试验选用2种中性盐（NaCl, Na₂SO₄）和2种碱性盐（NaHCO₃ , Na₂CO₃）,分别按2∶1的比例配成相应溶液进行胁迫处理,盐、碱胁迫处理低、中、高浓度分别为 80、160、320 mmol· L^-1和40、80、120 mmol· L^-1,培养于室内光温培养箱中,在出苗15 d后,测量叶绿素含量,光合参数,荧光参数等指标。结果表明：在盐、碱胁迫下随胁迫程度的增加叶绿素a含量（Chl a）、叶绿素b含量（Chl b）、总叶绿素含量（Chl T）、类胡萝卜素含量（Car）、光合速率（P_n）、气孔导度 （G_s）、蒸腾速率（T_r）呈下降趋势,最大荧光（F_m）、实际光化学效率（ΦPSⅡ）、最大光化学效率（F_v/F_m）、光化学猝灭系数（qP）被抑制,非调节性能量耗散（Y(NO)）升高。其中P_n与G_s、T_r、Chl a,呈极显著正相关（P<0.01）,与Car、Chl T、F_m、ΦPSⅡ、qP（P<0.05）成显著正相关,与Y(NO)表现为显著负相关。因此油莎豆在盐、碱胁迫下光合速率下降主要与G_s、T_r、Chl a的降低有关。且油莎豆在盐碱胁迫下可通过降低G_s、T_r、叶片含水量（WC）和提高水分利用效率（WUE）以及启动热耗散机制来维持水分的供给和光合系统的动态平衡。在不同盐成分处理中表现为同浓度下碱胁迫抑制程度均大于盐胁迫。     

温带高油玉米自交系与热带玉米自交系配合力分析

采用Griffing Ⅵ 对6个国内温带高油系和4个热带系进行组配,将组配的45个杂交组合在云南省昆明、德宏两种不同的生态环境下进行农艺性状配合力分析和遗传参数估算。结果表明：热带系YML146、CML166、CML161、CML171是综合性状配合力表现较优良的种质材料,在高油玉米生产及育种上具有较大的利用潜力,是拓宽温带高油玉米种质遗传基础较好的种质资源;产量特殊配合力(SCA)效应值为正值的组合多数为温带高油系×热带系和热带系×温带高油系,说明温带高油玉米种质与热带种质具有较大的遗传差异,该组合模式具有较大利用价值。主要农艺性状的加性方差均大于非加性方差,说明这些性状主要表现加性遗传效应,可在早期世代进行选择。