水稻生理特性与抗旱性的相关分析及QTL定位

利用籼稻品种IR64和粳稻品种Azucena杂交产生的包含110个加倍单倍体株系的群体,在干旱胁迫和正常水分条件下,连续在2004年和2005年于抽穗期分别测定了叶片水势、相对含水量、叶绿素含量(SPAD值)、游离脯氨酸含量、气孔导度和蒸腾速率,并于成熟期取样,计算抗旱系数。与正常水分状况下相比,干旱胁迫条件下叶片的游离脯氨酸含量的增加达极显著水平,干旱胁迫条件下叶片的相对含水量、水势、叶绿素含量和气孔导度的降低均达显著或极显著水平。相关分析表明,在干旱胁迫条件下,叶片相对含水量、叶片水势与抗旱系数呈显著或极显著正相关。 利用175个RFLP标记构建的遗传连锁图谱分析了与抗旱性相关的叶片生理指标,共检测到与抗旱性相关的6个生理指标的7个加性QTL,31对上位性QTL,其中有2个主效QTL、9对上位性QTL存在环境互作效应。在两种水分条件下检测到的QTL结果有较大差异,说明干旱胁迫对控制与抗旱性相关的叶片生理性状基因的表达有显著的影响。在6个抗旱相关生理指标中,检测到的控制叶片气孔导度和水势的QTL较多,有3个加性QTL和8对上位性QTL控制气孔导度,有8对上位性QTL控制水势。     

水分胁迫对玉米品种灌浆期抗旱性及指标的影响

试验以辽宁省种植面积较大的5个玉米品种为材料,通过盆栽试验研究了水分胁迫对灌浆期玉米品种的产量性状和生理生化指标的影响,探讨了玉米品种间抗旱性指标的关系,并筛选出抗旱性强的品种,以便指导旱区玉米生产。试验结果：5个玉米品种在水分胁迫下穗部性状及产量均下降;抗旱指数由高到低顺序：郑单958、铁单15、丹玉39、沈玉21、辽单145,其中郑单958抗旱指数最高。在水分胁迫下,灌浆期玉米品种的光合速率、蒸腾速率、叶绿素含量、叶片相对含水量下降,水分利用效率、相对电导率,丙二醛含量、可溶性糖含量、SOD活性、POD活性上升;通过函数隶属值法进行综合分析,抗旱性强弱顺序为：郑单958、铁单15、丹玉39、沈玉21、辽单145,这与产量的抗旱指数顺序结果相一致。郑单958抗旱性强于其他品种,可认为是抗旱性较强品种;铁单15、丹玉39、沈玉21可认为抗旱性中等品种;辽单145可认为抗旱性较弱品种;郑单958可做为干旱地区首选种植品种。     

水分胁迫对玉米叶片可溶性糖和脯氨酸含量的影响

在盆栽人工控制水分的条件下,比较了不同水分胁迫强度对不同抗旱性玉米杂交种叶片可溶性糖和脯氨酸含量的影响。结果表明:随水分胁迫程度增强,不同玉米品种叶片可溶性糖含量增加,脯氨酸含量成倍升高,二者与品种抗旱性没有明显联系。     

水分胁迫对不同抗旱性燕麦品种生理特性的影响

为了解燕麦抗旱生理机制,以抗旱性不同的燕麦品种蒙燕1号和坝莜3号为试验材料,采用盆栽方法研究了拔节期和抽穗期水分胁迫对不同抗旱性燕麦品种生理特性的影响。结果表明,在拔节期,地上部各生理指标在水分处理间与品种间均无显著差异。在抽穗期,随着水分胁迫的加剧,燕麦叶片相对含水量升高,相对电导率、丙二醛含量下降,保护酶(POD、SOD)活性和可溶性蛋白先降低后升高。中度水分胁迫下,与蒙燕麦1号相比,坝莜3号的丙二醛含量、叶片相对含水量变化幅度较大,保护酶活性升幅较小;在其他水分处理下各生理指标在品种间差异不显著。适度控水下,蒙燕1号的可溶性蛋白含量降幅小于坝莜3号。在拔节期,重度水分胁迫下,坝莜3号的根系活力降幅大于蒙燕1号;两个品种分别在适度控水和中度水分胁迫下根系活力最大。在抽穗期,两个品种根系活力受水分胁迫影响较小。综合分析表明,抗旱性强的蒙燕1号在水分胁迫下能保持相对较优的生理状态,其代谢功能和保水能力较强。     

水分胁迫下甘薯的生理变化与抗旱性的关系

用不同浓度的ＰＥＧ对甘薯进行了根际水分胁迫处理,研究叶片相对含水量（ＲＷＣ）,丙二醛（ＭＤＡ）含量,超氧物歧化酶（ＳＯＤ）活性及游离脯氨酸（Ｐｒｏ）含量的变化与品种抗旱性的关系。结果表明,在一定范围内,随着水分胁迫的加剧,甘薯叶片ＲＷＣ逐渐降低,ＭＤＡ含量ＳＯＤ活性及Ｐｒｏ含量逐渐升高。水分胁迫下生理指标的变化与品种抗旱性间有较好的一致关系。     

不同玉米品种萌芽期及苗期抗旱性初步研究

对4个玉米杂交种辽单35、丹玉24、沈丹16、沈农87进行萌芽期和苗期的抗旱性研究.结果表明,不同杂交种在抗旱性上存在明显差异,在水分胁迫下,抗旱性强的杂交种仍然保持较高的发芽势和发芽率,苗期叶片气孔导度、蒸腾速率、光合速率下降的幅度较小。     

水分胁迫对玉米小花分化期叶片蛋白质的影响初探

选用抗旱性不同的玉米杂交种—丹玉１３ 号和掖单１３ 号,研究在不同水分胁迫条件下植物诱导蛋白的产生及其与植物抗旱性的关系。通过叶片蛋白质ＳＤＳ聚丙烯酰胺凝胶电泳分析表明,干旱能够引起诱导蛋白产生,并且抗旱性较弱的品种诱导蛋白产生早于抗旱较强的品种。在重度水分胁迫下抗旱性较强的品种似乎能诱导基因更强地表达以适应干旱环境     

水分胁迫对玉米小花分化期叶片蛋白进的影响初探

选用抗旱性用不同的玉米杂交种－－丹玉１３号和掖单１３号,研究在不同水分胁迫条件十植物诱导蛋白质的产生及其与植物抗旱性的。通过叶片蛋白质ＳＤＳ－聚丙烯酰胺凝胶电泳分析表明,干旱能够引起诱导蛋白产生,并且抗旱性较弱的品种诱导蛋产生早于抗旱较镪的品种。在重度水分胁迫下抗旱性较强的品种似乎能诱导基因更强地表达以适应干旱环境。     

玉米单叶水分利用效率的差异比较

对6个玉米品种的三个方面,即单叶水分利用效率方差分析、不同水分处理及不同品种玉米单叶水分利用效率的SSR检验和气孔导度、蒸腾速率、光合速率与单叶水分利用效率关系这三个方面对单叶产量水分利用效率角度作了差异比较。农大108光合速率高,蒸腾速率低,单叶水分利用效率最高;哲单39蒸腾速率虽不高,但光合速率很低,导致单叶水分利用效率最低;其余品种居中。在干旱地区可通过选育光合速率对水分胁迫不敏感的品种,增强光合能力,提高水分利用效率,提高产量。     

不同基因型玉米萌芽期的抗旱性研究

对4个玉米杂交种辽单24、丹413、沈丹16、沈农87进行了萌芽期的抗旱性研究。结果表明水分胁迫降低了杂交种的发芽势和发芽率,阻碍了胚根和胚芽的生长,也降低了叶片的蒸腾速率和光合速率。但不同杂交种在抗旱性上存在明显差异,在水分胁迫下,抗旱性强的杂交种仍然保持较高的发芽势和发芽率。水分胁迫下,玉米种子的吸水速率减小,但吸水速率与抗旱性间相关性不明显。各品种在20%PEG水分胁迫处理下的萌动吸水伤害率间差异明显,可以作为一个抗旱鉴定指标。研究表明,利用室内高渗溶液萌发法通过对玉米萌芽期抗旱性高度相关的性状的测定得出的萌芽期抗旱性鉴定结果与田间直接鉴定的结果基本相符,说明室内高渗溶液萌发法是鉴定玉米萌芽期抗旱性的一种快速、简便、准确的方法。     

Growth,stomatal resistance,and transpiration of Aloe vera under different soil water potentials

Aloe vera (Sábila) is used in folklore medicine and commercial cosmetology products in many countries. Little is known about the plant's physiological, growth, and yield responses under different irrigation regimes. The plant has a crassulacean acid metabolism (CAM) that allows water conservation within the tissue, and therefore, resistance to high water stress. A. vera plants were submitted to different irrigation regimes in a greenhouse experiment to evaluate the response of the physiologic processes such as stomatal resistance and transpiration as well as leaf growth and yield. The experiment consisted of three irrigation regimes under a completely randomized design. No initial effect on stomatal resistance or transpiration was exhibited, but as time elapsed changes in these variables were noted. We suggest that the high water content in the parenchyma maintains stomatal opening despite water stress. In a subsequent period, the leaves that were submitted to water stress at the beginning, showed stomatal opening reduction related to low soil water potential. The low soil water potential reduced leaf weight, plant growth rate, and leaf number, mainly in leaf growth during the experiment confirming the sensitivity of new leaves to water stress. The results suggest that the low leaf temperature increases stomatal resistance, decreases plant and leaf growth rates. This behavior is opposite to other CAM species in semiarid condition.     

旱后复水对不同玉米品种蒸腾效率的影响

试验设3个控水水平、2个时段进行水分控制,研究旱后复水对两个玉米品种气孔阻力、蒸腾速率、光合速率、蒸腾效率的影响。结果表明,干旱后复水玉米表现很强的水分和光合生理活性,干旱后复水玉米气孔阻力大幅下降、蒸腾速率大幅上升、光合速率迅速提高,有些处理优于一直正常供水的处理;玉米旱后复水对气孔阻力、蒸腾速率的影响表现出品种间差异,酒单2号比豫玉22在气孔阻力、蒸腾速率上更容易恢复至旱前水平,光合速率提高的幅度很大;玉米蒸腾效率表现出品种间与处理方式间的差异,旱后复水豫玉22的蒸腾效率得到提高,酒单2号没有显著提高,旱后对水分增加敏感的品种有更高的生理活性,以较快的干物质增长速率和较高的水分利用效率补偿前期干旱的损失。因此,选择对水分增加敏感的玉米品种可以提高旱地水分利用效率,增加玉米产量。     

添加蚯蚓粪对盐胁迫下玉米气孔特征和光合特性的影响

以玉米为试验材料,设置5个处理,盐胁迫下添加蚯蚓粪比例分别为0、10%、20%、40%,以不添加蚯蚓粪和NaCl溶液的处理为空白对照,分析盐胁迫下添加蚯蚓粪对玉米气孔特征和光合特性的影响。结果表明,添加蚯蚓粪能够显著增加盐胁迫下玉米叶片近轴面的气孔长度、气孔面积和气孔周长,远轴面气孔长度和气孔周长也随着蚯蚓粪的添加显著增加,玉米叶片近轴面和远轴面气孔空间分布在添加蚯蚓粪处理变得更加规则。添加蚯蚓粪处理后玉米幼苗的净光合速率、胞间二氧化碳浓度和气孔导度与盐胁迫处理相比显著升高,同时玉米幼苗的水分利用效率显著升高。添加蚯蚓粪能有效增大盐胁迫下玉米幼苗叶片的最大光化学转化效率,降低相对电导率,缓解盐胁迫对玉米的伤害。     

海藻精对玉米种子萌发及苗期水分胁迫的影响

盆栽条件下,以珠玉甜1号、珠玉糯1号为材料,研究重度干旱、中度干旱、轻度干旱、正常供水、轻度淹水和重度淹水等6个不同水分条件下,4个不同浓度的海藻精对两个鲜食玉米品种种子萌发和幼苗生长的影响。结果表明,在水分胁迫下,海藻精对两个鲜食玉米种子萌发无显著效果;在玉米苗期施用海藻精0.50 g/L可促进根长增长、根条数增加,提高保护酶活性。在重度干旱和重度淹水下,珠玉甜1号幼苗叶片丙二醛(MDA)含量较未施用分别减少8.6%、22.3%,可溶性糖分别增加33.2%、42.1%。表明施用海藻精可减轻水分胁迫对细胞膜的损害,并积累可溶性糖进而增强鲜食玉米苗期的抗逆性。在水分胁迫频繁发生的背景下,华南地区种植鲜食玉米时施用海藻精有利于其稳产和高产。     

马铃薯叶片水分利用效率及相关生理性状研究

试验于2011年在哈尔滨东北农业大学香坊试验实习基地进行,以4个马铃薯品种为材料,通过盆栽控水试验对马铃薯的叶片水分利用率（LWUE）及与其相关生理性状进行研究。结果表明,在水分胁迫下参试品种的叶片水分利用效率均表现为花期〉蕾期〉苗期〉收获期,且品种间叶片水分利用率差异显著。光合速率、蜡质、可溶性糖含量与LWUE呈极显著正相关。蒸腾速率、胞间二氧化碳浓度与LWUE呈显著负相关,气孔导度与LWUE呈极显著负相关。     

不同土壤肥力下旱后复水对冬小麦光合特性及水分利用效率的影响

为给冬小麦节水高产栽培提供理论依据,采用盆栽试验,研究了不同土壤肥力下返青后干旱及拔节期复水对冬小麦光合特性和水分利用效率的影响。结果表明,同一土壤水分条件下,光合速率、蒸腾速率、气孔导度、胞间CO2浓度均随土壤肥力的降低而降低;同一土壤肥力下,光合速率、蒸腾速率、气孔导度、胞间CO2浓度均随干旱程度的增加而降低。干旱胁迫复水24 h后,光合速率、蒸腾速率、气孔导度、胞间CO2浓度均出现了补偿或超补偿效应,但中度干旱恢复度大于重度干旱。光合速率以HA处理（高肥力、最大田间持水量的85%）最高,单叶水分利用效率在干旱胁迫下和复水24 h后均以HB处理（高肥力、最大田间持水量的55%）最高。以上结果说明,冬小麦返青期中度干旱条件下,高肥力土壤有利于复水后光合系统恢复和单叶水分利用效率提高,而重度干旱下贫瘠土壤应减少基肥的施入量。     

干旱胁迫对不同类型红花品种（系） 苗期生理生化特性的影响

为筛选抗旱品种提供依据,本试验从14份红花品种中筛选出2个抗旱品种（PI401470和PI401477 ）和2个干旱敏感型品种（系）（PI560169和川红1号）,并以此4份品种（系）为材料,研究干旱胁迫对红花幼苗光合、渗透调节物质和抗氧化物保护酶等生理生化特性的影响。结果表明,干旱胁迫下,4个红花品种（系）叶片净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、胞间CO2浓度（Ci）和蒸腾速率（Tr）均呈不同程度的下降趋势,且品种间差异显著（P﹤0.05）;抗旱红花品（系）的各光合特性指标降幅均低于敏感型红花品种（系）。干旱胁迫条件下,渗透调节物质可溶性糖、可溶性蛋白质、脯氨酸含量均上升,保护性酶SOD、POD和CAT活性也均呈升高趋势,且抗旱型红花品种（系）的增长率高于敏感型品种（系）;抗旱型品种（系）MDA含量增长率低于敏感型品种。对11项指标进行主成分分析,提取了2个主成分,以净光合速率、气孔导度、胞间CO2 浓度、蒸腾速率、SOD活性和CAT活性为第一主成分,以可溶性蛋白质和脯氨酸为第二主成分的抗旱性鉴定指标,累计贡献率达89.50％。     

Water relations of the potato (Solanum tuberosum L.) cultivars Raritan and Shepody

Physiological responses to drought stress were evaluated in the potato cultivars Raritan and Shepody. Under well-watered conditions, Raritan exhibited a higher transpiration rate than Shepody. This higher rate could be related to a lower calculated stomatal resistance on abaxial leaf surfaces. Under drought stress conditions, Raritan consistently demonstrated superior performance over Shepody in the following areas: leaf water retention, epicuticular wax levels, desiccation tolerance and root growth. The estimated relative water content at a leaf water potential of-1.0 MPa was higher for Raritan than Shepody regardless of leaf age and may indicate a greater drought resistance in the former cultivar.     

高光、水分和盐胁迫下小麦光合特性和抗氧化酶系统的比较

为了解植物光合机构及抗氧化酶系统对高光、水分及盐胁迫的适应机制,比较分析了光强1 800 μmol·m^-2·s^-1、20% 聚乙二醇（PEG-6000）和0.3 mol·L^-1 NaCl处理下小麦叶绿素荧光以及抗氧化酶活性的变化。结果表明,与对照相比,高光胁迫、水分胁迫和盐胁迫下小麦叶片相对含水量、总蛋白含量以及叶绿素含量均下降,以水分胁迫效应最显著,盐胁迫次之。三种胁迫均显著降低了小麦叶片的光合速率、气孔导度、蒸腾速率、PSII最大光化学效率（F_v/F_m）及电子传递率（ETR）,而显著增加胞间CO₂浓度、非光化学淬灭（NPQ）、脯氨酸及可溶性糖含量,也以水分胁迫效应最显著。三种胁迫下小麦叶片内的超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）及过氧化氢酶（CAT）活性随胁迫时间的延长呈现不同的变化趋势。其中,SOD活性在三种胁迫下均呈先升后降的趋势;POD活性在高光和水分胁迫下先升后降,而在盐胁迫下呈上升趋势;CAT活性在高光和盐胁迫下呈上升趋势,而在水分胁迫下呈下降趋势。以上结果表明,在三种环境胁迫中,水分胁迫给小麦带来的伤害最严重,盐胁迫次之,高光胁迫最轻。 此外,小麦抗氧化酶系统在高光胁迫、水分胁迫及盐胁迫下应答机制不同。