白桦航天诱变育种研究初报

利用返回式卫星搭载白桦种子进行空间诱变处理,对航天搭载后4个家系白桦的种子活力及1年生白桦苗木分析表明,太空环境对苗高影响达到显著和极显著水平,处理后均表现矮化现象。对白桦种子活力、叶片叶绿素含量、净光合速率、MDA含量和相对电导率的影响未达到显著水平,4个家系的SOD活性均低于对照,其它测定指标由于家系不同而发生不同的变异,总体表现为:航天搭载后对白桦种子活力有促进作用;苗木叶片叶绿素含量有降低的趋势;净光合速率略有提高;3个家系白桦叶片MDA含量和相对电导率比地面对照低。     

外源水杨酸缓解低温胁迫对玉米种子萌发和早期幼苗生长伤害的生理机制

为探讨低温胁迫下外源水杨酸(SA)对植物种子萌发和早期幼苗生长影响的生理机制,本研究以先玉335玉米品种为试验材料,用0.05 mmol·L~(-1)的SA水溶液和去离子水(对照,记作CK)对种子进行浸种处理,研究外源SA对低温胁迫下种子发芽、种胚淀粉酶、氧化损伤水平、抗氧化酶、抗氧化物质和渗透调节物质等的影响。结果表明,与CK相比,SA处理玉米种子的发芽率、发芽指数、活力指数、幼苗干重和鲜重分别显著提高了5.57%、7.20%、23.76%、15.49%和28.52%。SA处理的玉米种胚淀粉酶活性显著提高,在种子萌发第2、第6、第8、第10天比CK提高了28.6%、15.1%、9.6%和16.9%;而超氧阴离子(O_2~)和丙二醛(MDA)含量经SA处理后显著下降。SA处理提高了种胚抗氧化酶的活性,在种子萌发第2、第4、第6和第8天时,超氧化物歧化酶(SOD)活性比CK分别提高了36.6%、25.9%、43.6%和46.3%;过氧化物酶(POD)活性在种子萌发12 d时比CK提高了9.0%;和过氧化氢酶(CAT)活性在第4、第6、第8天时比CK分别提高了13.0%、5.7%和17.0%。此外,SA处理还提高了种胚抗氧化物质还原型谷胱甘肽(GSH)和渗透调节物质脯氨酸、可溶性蛋白和可溶性糖的含量。综上所述,SA可以通过改善渗透调节能力和加速淀粉转化来缓解低温胁迫诱导的氧化损伤。本研究结果为探究SA调控低温胁迫下种子萌发和早期幼苗生长的机制开拓了新视野。     

外源NO对盐胁迫下甜高粱种子萌发和幼苗生长的影响

为探究外源NO对盐胁迫下甜高粱种子萌发和幼苗生长的影响,以国能4号甜高粱为试验材料,采用不同浓度(0.05、0.1和0.2 mmol·L^-1)硝普钠(SNP,NO供体)处理1.6%NaCl胁迫下的种子和幼苗,统计种子发芽数,测定幼苗叶片叶绿素、脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白、丙二醛(MDA)含量及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性等生理生化指标。结果表明,盐胁迫抑制了甜高粱种子的萌发,种子发芽指标(种子发芽率、发芽势和发芽指数)显著降低,1.6%NaCl是甜高粱种子萌发的敏感盐浓度;喷施不同浓度SNP可显著提高盐胁迫下甜高粱种子的发芽率及幼苗叶片叶绿素、可溶性糖、可溶性蛋白和脯氨酸含量,降低叶片MDA含量,增强抗氧化酶活性,其中0.1 mmol·L^-1SNP处理效果最佳。0.1 mmol·L^-1SNP处理下,与单独盐浓度处理相比,甜高粱种子发芽率、发芽势和发芽指数分别增加了29.51%、39.21%和38.91%;幼苗叶片叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素、可溶性糖、可溶性蛋白和脯氨酸含量分别提高了230.00%、184.38%、214.13%、17.00%、8.78%和40.63%;MDA含量降低了34.01%;SOD、POD、CAT和APX活性分别增强了33.38%、55.75%、23.17%和116.46%。综上,盐胁迫下适宜浓度的SNP处理,可提高甜高粱幼苗叶片渗透调节物质含量,增强抗氧化酶活性,清除体内活性氧,从而促进幼苗生长,增强植株抗盐性。本研究结果为提高甜高粱耐盐性及揭示其耐盐机制提供了理论依据。     

γ射线辐射对高羊茅种子发芽及酶活性的影响

用60Coγ射线辐射处理高羊茅的3个品种千年盛世、知音和猎狗5号的干种子,观测辐射对种子发芽的影响,测定种子萌发过程中的SOD、POD和PPO酶的活性。结果表明,50Gy的辐射对高羊茅种子的萌发具有促进作用,较高剂量的辐射对高羊茅种子的萌发有抑制作用,且随着辐射剂量的加大,抑制作用增强。萌发过程中3种酶的活性均随辐射剂量的增加先升高后降低。高羊茅的适宜辐射诱变剂量为150Gy。     

微囊藻毒素（MC-LR）在黑麦草幼苗体内的积累及对其生长的影响

采用室内发芽试验方法,研究了不同浓度微囊藻毒素MC-LR对黑麦草种子发芽率、幼苗生长及幼苗体内抗氧化酶SOD、POD和CAT活性的影响,同时用液相色谱/质谱法（L/MS法）检测MC-LR在黑麦草幼苗体内的积累。结果显示,随着MC-LR处理浓度升高,黑麦草种子发芽率逐渐降低;MC-LR对黑麦草幼苗株高和干重无显著影响;但4mg·L-1MC-LR处理对幼苗根长和鲜重具有显著抑制作用。MC-LR处理提高了黑麦草幼苗体内SOD和POD活性,但高浓度MC-LR对两种酶活性又具有一定抑制作用。随着MC-LR处理浓度升高,MC-LR在幼苗体内积累含量和生物富集系数逐渐增大。黑麦草幼苗体内可积累MC-LR,这有可能通过食物链途径对食品安全造成一定潜在风险。     

铀矿浸出液胁迫对绿豆种子萌发和幼苗生长及其抗氧化酶活性的影响

采用培养皿光照培养箱培养方法,研究了不同浓度铀矿浸出液胁迫对绿豆种子的萌发、幼苗及其根系的早期生长以及体内超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT）活性的影响。结果表明,铀矿浸出液的浓度≤10％时,胁迫对绿豆种子的萌发率没有影响,但加快了种子的萌发势,显著激发了绿豆幼苗及其根系的生长（P〈0．05）;浓度〈10％时,铀矿浸出液胁迫显著增加了绿豆幼苗及其根系SOD的活性（P〈0．05）,但它们的CAT活性接近对照;浓度=10％时,铀矿浸出液胁迫显著增加了幼苗及其根系CAT的活性（P〈0．05）;浓度=100％时,铀矿浸出液胁迫显著抑制了种子的萌发势（P〈0．05）,最终的萌发率只能达到60％,幼苗及其根系不能正常堆长．它们的SOD和CAT活怀远远低于对照。     

干旱条件下保水剂对丸化沙打旺种子萌发及幼苗生长的影响

采用不同含量保水剂对沙打旺种子进行丸化,研究了保水剂对丸化沙打旺种子萌发及幼苗的影响。结果表明,萌发及幼苗生长试验中,与对照相比,保水剂含量在7%和9%时,种子萌发速率分别加快了70%和63.19%;保水剂含量在7%时,幼苗根长、根表面积分别提高了19.36%和45.26%。抗旱试验中,沙打旺幼苗底部两片子叶首先出现枯黄萎蔫现象,随着旱情加剧,顶叶出现萎蔫;与对照相比,间苗后第13天,5%和7%处理幼苗枯黄数量分别减少了15.58%和22.07%,幼苗萎蔫速率变化不明显;沙打旺幼苗叶片内脯氨酸、可溶性糖含量随保水剂浓度的提高逐渐减小,7%和9%处理幼苗叶片脯氨酸含量分别降低了13.1%和13.6%;5%,7%和9%处理较对照幼苗叶片可溶性糖含量分别降低了20.33%,22.85%和19.08%。试验结果表明沙打旺丸化添加保水剂适宜含量为7%~9%。     

镉胁迫对芦竹抗氧化酶活性的影响

本文研究了在不同浓度Cd2+胁迫条件下,芦竹(Arundo donaxL.)体内抗氧化酶(超氧化物歧化酶SOD、过氧化氢酶CAT、过氧化物酶POD)活性随时间的变化情况。结果显示,芦竹遭受Cd2+胁迫前期3种酶活性较对照值有明显增高;随着污染浓度提高和时间延长,酶活性出现下降,降低程度与受污染浓度和时间有关。研究表明,Cd金属胁迫初期,芦竹幼苗体内的抗氧化能力增强,表现出对抗氧化酶的激活效应,但随着植物生长,金属向植物体内迁移,植物器官内抗氧化能力降低,表现出抑制效应。     

几种杀虫剂胁迫对黄瓜幼苗抗氧化酶活性和相关生理指标的影响

明确杀虫剂多次施用后对黄瓜幼苗抗氧化酶活性和相关生理指标的影响,对指导黄瓜(Cucumis sativus L.)合理用药具有重要作用。本研究以室内盆栽的黄瓜幼苗为试材,研究了几种常用化学杀虫剂吡虫啉、啶虫脒、溴氰菊酯及生物杀虫剂玫烟色棒束孢对黄瓜幼苗抗氧化酶活性(SOD、POD、CAT)及丙二醛MDA、脯氨酸和蛋白质含量的影响。结果表明:不同杀虫剂对黄瓜幼苗抗氧化酶活性及相关生理指标的影响不同。当供试3种化学杀虫剂胁迫黄瓜幼苗2 d时,其体内SOD、POD、CAT活性与对照无显著差异;当胁迫时间延长到4 d时,溴氰菊酯和啶虫脒处理的黄瓜幼苗体内3种抗氧化酶活均明显升高且与对照差异显著;当胁迫时间延长到6 d时,3种化学杀虫剂均造成黄瓜幼苗体内SOD、POD活性升高且与对照差异显著,其中溴氰菊酯影响较吡虫啉和啶虫咪严重;胁迫8~10 d后,各处理黄瓜幼苗体内3种抗氧化酶活性均开始下降或恢复正常。同时,3种化学杀虫剂胁迫黄瓜幼苗4~8 d时,MDA和脯氨酸含量升高并与对照差异显著;胁迫10 d时,啶虫咪和溴氰菊酯胁迫的黄瓜幼苗MDA含量仍显著高于对照,而脯氨酸含量开始下降并趋于正常。此外,3种化学杀虫剂胁迫黄瓜幼苗2~8 d时均造成其蛋白质含量的降低,而生物杀虫剂玫烟色棒束孢胁迫对黄瓜幼苗SOD、POD、CAT活性及MDA、脯氨酸和蛋白质含量均没有显著影响。可见生物杀虫剂玫烟色棒束孢较3种化学杀虫剂对黄瓜幼苗安全,黄瓜幼苗受化学杀虫剂胁迫后需要一个过程才能修复杀虫剂对其自身造成的伤害。     

壳聚糖对不同种源柠条种子发芽及其酶活性的影响

用不同浓度壳聚糖乙酸溶液分别对陕西省的吴起县和榆林市榆阳区两个产地的柠条种子浸种处理,以清水浸种处理为对照,调查种子发芽及幼苗生长特性,并测定了萌发过程中种子α-淀粉酶、脱氢酶、过氧化物酶、过氧化氢酶活性。结果表明,壳聚糖能促进柠条种子的萌发,缩短发芽时间;随着处理浓度的增大,各项发芽指标及各种酶活性先升高后降低,且不同种源柠条种子对壳聚糖浓度的反应不同。当壳聚糖浓度为0.5%时,榆阳柠条种子的发芽率是对照的1.2倍,平均发芽速率缩短0.9d,各种酶活性比对照显著提高,处理效果最佳。当壳聚糖浓度为1.0%时,吴起柠条种子发芽率比照提高13%,平均发芽速率缩短1.7d,各种酶活性比对照显著提高,处理效果最佳。当壳聚糖浓度达到1.5%时,对榆阳柠条种子的萌发有一定的抑制作用,而对吴起柠条种子萌发无抑制作用。壳聚糖对柠条幼苗的生长也有一定的影响,表现在幼苗的根长、苗高、干重、鲜重和叶绿素含量均显著高于对照,吴起柠条和榆阳柠条最佳的处理浓度分别为1.0%和0.5%。     

种子引发对NaCl胁迫下小麦幼苗生理特性的影响

以耐盐性强的晋农207和耐盐性弱的运麦218两个冬小麦品种种子为试材,用20%的PEG及100mmol/L的KNO3水溶液对种子进行引发处理.研究模拟NaCl胁迫环境下引发处理对小麦种子发芽、幼苗耐盐性及幼苗生理特性的影响.结果表明:两种引发处理不同程度地提高了2个品种小麦的发芽势、发芽率、发芽指数和活力指数;使2个小...     

聚乙二醇引发对盐胁迫下棉种萌发及生理特性的影响

为提高棉花在盐胁迫下的出苗率,争取全苗、壮苗,以棉花种子为试验材料,使用蒸馏水和5%、10%、15%聚乙二醇(PEG-6000)进行6、12、24 h引发,根据发芽势(GP)和发芽率(GR)筛选出最适引发条件。后续以未引发种子为对照,使用筛选出的最佳引发条件进行引发,分别于4个NaCl浓度(0、50、100、150 mmol·L^-1)下进行萌发,研究种子引发对盐胁迫下棉种萌发和生理特性的影响。结果表明,使用5% PEG-6000引发12 h为最佳引发条件,并且在后续的NaCl胁迫下同样表现突出。在不同浓度的NaCl胁迫下,引发后种子的GP、GR、发芽指数(GI)和活力指数(Ⅵ)均较未引发出现了显著提高。对萌发7 d棉种形态特征的研究发现,下胚轴长度和根长在不同浓度的NaCl胁迫下分别提高了17.95%~30.37%和12.93%~74.96%。种子生理指标的测定结果表明,经过引发的棉种萌发7 d其根系活力提高了6.84%~39.32%;萌发2、4、6 d,种子超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性与未引发种子相比同样出现了较大幅度的提升;而种子内部的H₂O₂、丙二醛(MDA)含量却降低,说明PEG引发可以通过增强种子内部抗氧化酶活性和缓解膜脂过氧化程度来提高棉种的耐盐能力。本研究为提高棉花在盐胁迫下的出苗率提供了简单、有效的方法。     

3种木本植物种子航天诱变研究初报

利用返回式卫星搭载文冠果（Xanthoceras sorbifolia）、五角枫（Acer mono）和刺槐（Robinia pseudoacacia）3种木本植物种子,返回地面后进行种子活力,以及当代生苗木叶片的色素、MDA含量和生长量的测定。结果表明：经航天诱变处理后,3种木本植物的种子活力、幼苗成苗率和成活率都明显高于对照组,其早期生长得到明显促进。和对照相比文冠果和五角枫的MDA含量呈下降趋势;而叶片色素的含量都低于对照组,刺槐和五角枫的差异在0.01水平上达到显著。3个树种诱变组第1年的生长量小于对照组,生长受到抑制作用,但从第2年开始,五角枫和文冠果的生长超过对照组,刺槐的生长速率也表现出提高的趋势,表明航天诱变处理对3种木本植物的种子活力和幼苗抗逆性有一定的促进作用。     

空间飞行对五角枫植株生理指标及抗氧化酶的影响

为探讨空间飞行对五角枫植株生理指标及抗氧化酶的影响,以"实践8号"育种卫星搭载种子培育所得5年生植株为研究对象,以未搭载种子的同龄实生植株为对照,对生长性状、光合生理指标、抗氧化酶及可溶性蛋白质含量进行了测定和分析。结果表明:(1)空间飞行显著提高了五角枫植株生长量、净光合速率、叶绿素含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性及可溶性蛋白含量。而对丙二醛(MDA)含量、过氧化物酶(POD)活性、蒸腾速率、胞间CO₂浓度及气孔导度等影响未达显著水平。(2)空间飞行提高了五角枫植株的净光合速率和植株生长量,而高净光合速率可能是导致搭载后五角枫植株具有高生长量的原因之一。     

种子引发对水分胁迫下大豆幼苗生理特性的影响

试验研究了种子引发处理对弱抗旱"晋豆19号"和强抗旱"晋大53号"两个大豆品种种子膜透性、可溶性蛋白含量、种子发芽指标的影响及在干旱胁迫下大豆幼苗生理特性的变化.结果表明:种子引发处理使两个大豆品种种子的膜透性显著降低,可溶性蛋白含量显著升高,且不同程度地提高了两个品种的发芽势、发芽率、发芽指数和活力指数;幼苗在水分胁迫加重时(6～9 h),与未引发处理比,引发处理下两个品种幼苗叶片膜透性减小,MDA含量降低,SOD、POD活性和脯氨酸、可溶性蛋白含量升高.表明对种子进行引发处理,通过提高幼苗保护酶活性、脯氨酸和可溶性蛋白含量,增强了大豆幼苗的耐旱性.试验还表明,引发处理对弱抗旱品种"晋豆19号"产生的耐早效应优于强抗旱品种"晋大53号".     

硝普钠、24-表油菜素内酯\水杨酸浸种对盐胁迫下玉米种子萌发及幼苗生长的影响

采用营养液水培,以玉米品种天泰16(TT16)、豫玉18(YY18)为材料,探讨外源硝普钠(NO的外源供体SNP)+2,4-表油菜素内酯(EBR)/水杨酸(SA)浸种对盐胁迫下玉米种子萌发及幼苗生长的影响。结果显示,2种外源物组合浸种后,促进了盐胁迫(150mmol/L NaCl溶液)下玉米种子的萌发,以500mg/L 24-表油菜素内酯+硝普钠复合浸种和200mg/L水杨酸+硝普钠复合浸种效果最佳,其发芽率TT16分别比对照增加15%和13%,YY18增加16%和13%;发芽势TT16分别比对照增加24%和22%,YY18增加43%和44%,主根长、芽长及生物量也较对照增加。经外源物质浸种后,盐胁迫下的玉米幼苗长势较好,SOD、POD酶活性相比对照增加显著,MDA含量较少,可溶性糖在200mg/L水杨酸+硝普钠浸种的幼苗中积累最多,分别为对照的4.35倍(TT16)和4.03倍(YY18)。与对照相比,500mg/L EBR+100mmol/L SNP复合浸种和200mg/L SA+100mmol/L SNP复合浸种,玉米种子及幼苗耐盐性增强。     

玉米种子发芽生理和抗氧化系统对砷胁迫响应的基因型差异及其机制研究

为探究不同基因型玉米品种对砷胁迫的响应差异性,本研究采用营养液培养试验,研究了砷胁迫下20个玉米品种的发芽势、发芽率、根长、株高、干重、地上部及根部砷含量、抗氧化酶活性、抗氧化非酶物质含量及基因表达等指标变化,评价了不同基因型品种的耐砷性。结果表明,与对照(CK)相比,砷处理条件下,玉米各测定指标表现出明显的差异性,其中发芽势、发芽率、根长、株高、干重的处理/CK比率范围分别是0.58~1.18、0.61~1.18、0.49~1.04、0.72~1.12、0.55~2.83,各品种玉米的砷转运系数为0.02~0.07。利用12个指标进行主成分分析和聚类分析,筛选出2个砷耐受型品种,5个砷敏感型品种,其中康农玉999为最耐受型品种,三北89为最敏感型品种。进一步对康农玉999和三北89进行抗氧化系统分析,发现砷处理下康农玉999的过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)活性均略低于CK,且超氧化物歧化酶(SOD)活性下降幅度较大,相比于CK降低79%,而丙二醛(MDA)、谷胱甘肽(GSH)、抗坏血酸(AsA)含量均高于CK;三北89的SOD、CAT、POD活性和GSH、AsA含量均高于CK,MDA含量相比于CK降低50%。对2个品种进行基因表达分析,结果显示,与康农玉999相比,检测出的5个与植物抗砷性相关转录本中,三北89有4个抗砷相关转录本表达量明显上升,只有1个ArsB相关转录本表达量略降低。综上可知,砷胁迫下不同基因型玉米种子的生长和生理参数以及相关基因表达均表现出明显的差异性。本研究结果为砷污染土壤进行玉米的农业生产种植提供了理论依据。     

The Positive Effects of Silicon on Rice Seedlings Under Saline-Alkali Mixed Stress

Saline-alkali mixed stress is a widespread environmental problem in agriculture. To examine the effects of silicon on rice under saline-alkali stress, the effects of silicon on germination, morphogenesis, chlorophyll content, soluble protein content, malondialdehyde (MDA) content, and antioxidases including peroxidase (POD), superoxide dismutase (SOD), and catalase (CAT) activities were investigated in rice seedlings. The results showed that germination percentage, germination rate, and germination index were increased significantly by the silicon compared with the nonsilicon treatment. Meanwhile, silicon application improved the growth of rice seedlings remarkably under saline-alkali stress, which was consistent with the elevation of chlorophyll contents. The MDA contents were decreased markedly with different silicon treatments. In contrast, the activities of SOD and POD were enhanced significantly with appropriate silicon treatment, which were in accordance with the increasing of soluble protein contents. All the analysis showed that 5 and 10 mmol/L silicon concentrations were more effective in alleviating the injury of rice seedlings under saline-alkali stress.