水稻抗旱生理生化及其相关基因研究进展

干旱胁迫是影响水稻生长发育的重要环境因素之一。水稻在干旱胁迫条件下,产生相应的生理变化并诱导特定相关基因的表达,这些生理变化与相关基因的表达减少了水稻在干旱胁迫条件下带来的伤害。选育抗旱新品种不但可以节约水资源,而且有利于提高水稻产量。该文对水稻抗旱生理生化机制和抗旱基因的最新研究进行阐述,为提高水稻抗旱性和抗旱育种提供理论依据。     

水稻抗旱生理及抗旱相关基因的研究进展

干旱缺水是影响水稻生长发育的重要逆境因子。干旱胁迫会诱导水稻特定基因表达，这些基因的表达和调控能使水稻抵御干旱胁迫的伤害。筛选和培育抗旱的水稻品种不但可在很大程度上节约用水，而且有利于增产稳产和减少环境污染。在此，简要概述了水稻抗旱生理、抗旱机制和抗旱相关基因一些进展，为提高水稻抗旱性和抗旱育种提供相关参考。     

干旱对水稻生长发育的影响及其抗旱研究进展

水稻(Orazy sativa L.)是主要的粮食作物之一,又是耗水量最多的农作物,水资源短缺严重制约着水稻生产。本文综述了干旱对水稻生长发育的影响,以及水稻抗旱品种鉴定、抗旱育种和节水栽培等抗旱减灾措施的研究进展,以期为今后水稻抗旱性的深入研究提供参考。     

水稻生长对干旱胁迫的响应及抗旱性研究进展

水稻是我国主要粮食作物,也是用水量最多的作物.研究水稻抗旱性,培育抗旱水稻品种,实现水资源不足背景下水稻的高产和稳产,有助于缓和粮食生产与水资源短缺之间的矛盾.国内外学者对水稻抗旱机理、抗旱鉴定指标以及抗旱相关基因的分析等做了大量研究并取得了突破性进展.本文从形态特征、生理生化特性以及分子水平等方面综述了干旱胁迫对水稻生长的影响,全面了解水稻在干旱胁迫下的形态变化及其生理生化抗旱机制,以期为鉴定筛选抗旱种质、选育抗旱品种提供参考.     

水稻抗旱性研究现状与展望

综述了水分胁迫对水稻的伤害以及水稻植株在气孔调节、渗透调节、激素调节、膜抗氧化保护酶类和干旱诱导蛋白等方面抗旱性生理生化机制的研究进展。介绍了水稻抗旱性状的基因定位和抗旱性基因工程方面的研究现状,并指出,稻属抗旱基因资源的发掘以及在育种上的遗传利用和水稻抗旱节水综合栽培技术的研究是当前研究的热点。     

水稻抗旱性遗传育种与节水抗旱栽培

水稻抗旱性研究是当前水稻研究的热点问题,培育抗旱性水稻品种并实现品种的节水抗旱栽培对于节约水资源、实现水稻的稳产高产都具有重要意义。有关水稻抗旱性的研究,国内外科研工作者分别就抗旱性指标、抗旱性生理生化机制、抗旱性及相关性状基因定位及克隆等方面做了大量的研究工作,并取得了积极的研究成果。综述了水稻抗旱性的遗传定位、基因克隆,品种的选育方法及国内外在抗旱性品种选育上取得的成绩,概述了节水抗旱栽培技术,并对当前水稻抗旱性研究进行了总结,这将为今后水稻抗旱性的进一步研究提供参考。     

抗旱转基因小麦的研究进展

受气候复杂多变的影响，小麦生长期间干旱胁迫成为影响其产量的主要因素之一，利用基因工程技术提高小麦抗旱性非常必要。目前，已鉴定出一部分与小麦抗旱性相关并可以提高产量的基因，但与水稻、玉米和其他粮食作物相比，对抗旱转基因小麦的开发研究较少。文章重点关注小麦耐旱性的评价标准以及转基因小麦品种在提高抗旱性方面的进展，讨论了当前在转基因小麦方面取得的一些成就和发展中存在的问题，以期为小麦抗旱性基因工程育种提供理论依据。     

转入抗旱主效基因水稻苗期抗旱特性鉴定

发掘和利用抗旱基因资源是水稻抗旱育种的基础。本研究利用PVC管鉴定法,对24份转入抗旱主效基因的材料进行苗期抗旱特性鉴定,设干旱胁迫(DD)和非干旱胁迫(WW)两处理,研究中采用了最大根长、根干物质重、叶干物质重、根叶长比、分蘖数、叶面积、水份消耗量、水份利用率作为鉴定指标。研究结果显示,对于导入抗旱主效基因的材料,经苗期抗旱性鉴定都具有一定的抗旱性,但抗旱的程度有差异。胁迫下,所有材料的最大根长值超过正常生长下的值,处理间差异显著;在根叶长比、分蘖数、水份消耗量、水份利用率上部分材料表现为正增长;在根干物质重、叶干物质重、叶面积上均表现为负增长,处理间差异显著,只是个别材料的值与WW下的生长量差异不显著。鉴定出5份抗旱性表现较好的材料,5份中除IR83376-B-B-71-1外,都转入了两个以上的抗旱基因,说明聚合抗旱基因对提高抗旱性是有效的。鉴定指标间存在较好的相关性并考虑指标值测定的方便准确,最大根长、根叶长比、分蘖数、水份消耗量可作为苗期较好的抗旱性鉴定指标。     

玉米抗旱机理及抗旱性鉴定指标研究进展

玉米抗旱性是一个复杂的综合特性,研究内容主要是抗旱机理研究和抗旱性鉴定与评价,其中适应干旱的形态结构特征是玉米长期进化的结果,生理代谢调节也是玉米适应抗旱的有效手段之一。通过总结前人有关对玉米抗旱性的大量研究,从形态结构、生理生化及遗传等角度阐述了玉米抗旱机理与抗旱性鉴定的各项指标。指出玉米抗旱性由多基因控制,呈现典型的数量遗传。抗旱性鉴定需要在特定环境和试验条件下运用生理生化指标变化结合遗传分析进行综合评价。同时发现玉米抗旱性研究的方向从一般的生理生化分析转移到分子遗传学的QTLs定位与分析。总结分析玉米抗旱性研究现状与方向,为玉米抗旱性鉴定、玉米抗旱育种和农业生产提供可靠的理论依据。     

甘蔗抗旱性遗传育种的研究进展

本综述结合目前对植物生物膜结构、渗透调节及干旱诱导蛋白等方面的研究,概括了干旱胁迫对甘蔗的伤害及甘蔗抗旱性的生物学机理。通过对甘蔗形态结构特征、生理生化特性等的分析及对抗旱性指标进行的综合分析可以较好地评价甘蔗的抗旱性。进一步扩大对甘蔗野生近缘种的研究和利用,挖掘更多的抗旱基因。继续加强甘蔗抗旱性在生理生化功能方面和分子水平的研究,并进一步利用基因工程技术培育出甘蔗抗旱新品种。     

基于土壤水分梯度鉴定法的栽培稻抗旱标识品种筛选

利用土壤水分梯度鉴定法,对20份在田间表现不同抗旱性的栽培稻进行了抗旱性研究。结果表明,干旱处理24 d后,正常和干旱处理的土壤含水量分别为42.0%和7.9%,在同一田块实现正常供水和干旱处理,可鉴定栽培稻的抗旱性。以抗旱指数为指标,把20份栽培稻划分为高抗、抗、中抗、中感、感5个抗旱级别。根据抗旱指数和综合农艺性状,筛选出了IR55459-05(高抗)、MARAVILHA(抗)、MONOLAYA(中抗)、IR30358-084-1-1(中感)和IR7790-18-1-2(感)5个抗旱级别的标识品种。这一套栽培稻抗旱鉴定流程和标识品种,为水稻节水抗旱研究提供了参考。     

抗旱节水小麦分子遗传育种研究进展

干旱缺水等自然灾害会导致小麦产量年度间变幅较大,尤其在小麦主产区黄淮地区更为严重。小麦抗旱节水育种是应对干旱的重大措施。本综述对小麦抗旱节水常规育种、抗旱节水分子遗传育种相关性状QTL定位、抗旱相关功能基因克隆鉴定、转基因等方面的研究进展进行了综述。水旱亲本杂交与异地交叉选择是卓有成效的常规育种方法,通过分子标记鉴定了关于根重、根长、胚芽鞘、高水分利用效率等相关性状的大量QTL;42个抗旱相关基因被克隆并进行基因功能分析和验证,均从不同代谢通路上影响着小麦抗旱性;14个来自不同供体的抗旱相关基因被研究者导入小麦品种后,转基因小麦植株的抗旱能力均得到不同程度的提高,部分植株在产量和其它抗逆性方面也得到提高。以上研究进展为抗旱节水小麦分子设计育种提供了理论依据和发展方向。     

基于非线性主成分分析的绿色超级稻品种综合评价

应用绿色超级稻被认为是推动水稻生产可持续发展的重要途径之一,已成为全球水稻育种的主要目标。目前关于绿色超级稻品种综合评价的研究鲜有报道。本文围绕"少打农药、少施化肥、节水抗旱、优质高产"的理念,从技术性、经济性、生态性和社会性4个维度构建了绿色超级稻品种综合评价指标体系,为水稻及其他作物品种的综合评价、品种选育及推广应用提供了有益的研究思路。在此基础上引入一种非线性主成分分析法——对数主成分分析,利用大田试验数据及不同评价方法的对比分析表明,对数主成分分析法符合绿色超级稻的育种理念,具有较强的合理性,可作为一种有效的水稻品种综合评价方法。     

栽培稻叶结构、水分生理与抗旱性关系研究

摘 要：增强栽培稻品种的抗旱性是稻作节水生产的重要途径。稻作种质资源抗旱相关指标的研究是改良稻作品种抗旱性的重要依据。选择抗旱性差异明显的四种类型稻作种质,采用三种干旱胁迫方式,对孕穗期植株叶片的叶肉厚、中脉粗、叶片相对含水量及叶片保水率进行了考察,分析稻作种质在三种处理下各性状相互之间的内在关联及其与品种抗旱性的关系;结果表明叶肉厚、中脉粗、叶片相对含水量及叶片保水率在干旱胁迫下均表现为旱稻类型高于水稻类型。轻度干旱下的叶肉厚与成熟期生物量抗旱指数DRIm2-B极显著相关,与孕穗期生物量抗旱指数DRIm2-H显著性相关。重度干旱下的中脉粗与DRIm2-B极显著相关,重度干旱下的叶片保水率与重度干旱产量抗旱指数DRIm2-Y显著相关,中脉粗和叶片相对含水量在四种种质类型中差异不明显;孕穗期叶肉厚和叶片保水率可分别作为稻作种质抗旱性研究和评价的两个指标。     

水稻旱害及抗旱育种综述

由于雨量不均,目前全球多数地方正面临着严峻的干旱问题。水稻作为三大作物之一,而且需水量特别大,因此摆在水稻面前的干旱问题尤为突出。简要分析了广西的水稻旱害情况,除了保证水利灌溉,提倡节水农业之外,进行抗旱的水稻育种是一个非常有效的办法。水稻抗旱性的有关机理及其现阶段水稻的抗旱育种工作做了一个简要的论述。     

北方粳稻分子育种研究进展

本文介绍了北方粳稻分子育种课题的研究情况和所取得的研究成果。目前主要进行两方面的研究，一方面为特异基因型的鉴定：主要有筛选鉴定出抗旱性材料86份，苗期抗寒性材料40份，后期抗寒性材料629份，抗稻瘟病材料28份，对筛选出的抗旱性材料进行了第二轮聚合杂交，共配组合171个。另一方面是关于遗传与生理基础研究，对穗部性状、粒形、产量和品质以及它们之间的关系进行了深入的研究。另外本文对北方粳稻分子育种材料构建过程中存在的问题进行了综合讨论，并讨论北方粳稻分子育种今后的发展方向。     

甘蓝型油菜抗旱性鉴定研究进展

甘蓝型油菜抗旱育种的最终目的是培育干旱条件下节水、高产的新品种。笔者通过形态及生长发育指标、生理生化指标(光合作用、渗透调节、抗氧化酶活性、内源激素、水分利用率等)、产量和品质指标、综合评价指标等对油菜抗旱性鉴定研究进行了回顾式分析,认为水分胁迫对油菜不同时期形态及生长发育具有重要影响。通过回顾式研究,对甘蓝型油菜抗旱性鉴定研究的现存问题进行分析,并对相关指标与技术展开讨论,以期为油菜抗旱性研究和生产提供参考。同时甘蓝型油菜抗旱性分子机制的阐明必然将油菜抗旱育种研究带入一个崭新的阶段。     

干旱胁迫对云南陆稻幼苗生理特性的影响

为揭示干旱胁迫对陆稻幼苗生理生化特性的影响,此研究以‘白花山’、‘旱谷’和‘小红米’3 个具有不同抗旱能力的陆稻品种为试验材料,采用PEG模拟水分胁迫法,对其5 个理化指标在水分胁迫下的变化规律进行研究。结果表明,SOD、POD与CAT等保护酶在轻度的PEG渗透胁迫下,3 个供试陆稻品种的抗氧化酶活性均表现为先升高后下降的趋势;而在严重胁迫下,大部分品种表现为先少量上升后剧烈下降或直接下降的趋势,严重胁迫T3、中度胁迫T2、轻度胁迫T1 对保护酶活力的影响表现为T3＞T1＞T2,且在各浓度的PEG模拟干旱胁迫下其保护酶的活性均表现为高抗品种‘白花山’＞中抗品种‘旱谷’＞低抗品种‘小红米’。MDA含量随着胁迫程度的加深以及胁迫时间延长不断上升的趋势,且上升的速度表现为低抗品种‘小红米’＞中抗品种‘旱谷’＞高抗品种‘白花山’。可溶性糖的总体趋势表现为高抗品种‘白花山’＞中抗品种‘旱谷’＞低抗品种‘小红米’、T3＞T2＞T1＞T0(CK)。由此可以看出,陆稻在干旱胁迫下通过增加渗透调解物质含量,降低水势来提高其抗旱能力;并通过增强抗氧化酶活性,提高抗氧化能力,来减轻干旱胁迫所带来的伤害。