高粱种子耐冷材料筛选鉴定与利用评价

对167份高粱种质资源进行了高粱种子耐冷性鉴定与评价,从中筛选出耐冷种质12份.研究表明,高粱地方品种、育成种和国外品种的耐冷性存在一定差异,在我国地方品种中有较高比例的耐冷资源,说明在我国地方品种中获得耐冷种质的可能性较大.     

水稻核心种质资源的苗期耐冷性鉴定与评价

苗期冷害是一种影响水稻群体建成和生长发育的延迟性冷害,最终导致水稻减产。筛选苗期耐冷性强的种质资源可以为水稻耐冷育种提供亲本资源。本研究采用3000份全球水稻核心种质资源中的1542份在人工气候箱进行苗期耐冷鉴定及评价,以存活率为评价指标。发现种质资源苗期耐冷性变异非常丰富,筛选出存活率80%以上的苗期耐冷资源材料73份,其中籼稻9份,温带粳稻47份,热带粳稻4份,粳稻混合型8份,籼粳中间型和香稻类型各1份,籼粳混合型3份,XI-B、XI-2和亚热带粳稻中未筛选到苗期耐冷材料。耐冷材料主要集中在温带粳稻中,但亦有部分籼稻材料表现出较强的耐冷性。多数苗期耐冷资源材料的综合农艺性状较差,结合株高、生育期性状等筛选出14份半矮秆和生育期适中的强耐冷性材料,可作为水稻苗期耐冷育种亲本应用。对利用种质资源开展苗期耐冷基因挖掘和选育全生育期耐冷品种进行了讨论。本研究初步阐明了水稻耐冷种质资源的分布,为水稻耐冷育种提供了优异的供体亲本材料。     

多样性国际稻种四个生长发育时期的耐冷性及其与籼粳性的关系

水稻整个生长时期都可能有低温冷害的发生。低温冷害是水稻获得稳产、高产的主要限制因素之一。鉴定耐冷资源、开展耐冷性育种是减少水稻冷害损失最有效的途径。为了找到优良的水稻耐冷资源,并分析水稻不同发育时期耐冷性之间的关系,以及耐冷性与籼粳性的关系,本研究以来自11个国家、多样性丰富的34份水稻品种为材料,分别在发芽期、芽期、苗期和开花期进行耐冷性鉴定,并应用对籼粳性有专一鉴别性的分子标记对测试品种的籼粳性进行量化,考察水稻籼粳性分化与不同生长发育期耐冷性的关系。研究结果表明,在发芽期有3个品种的低温相对发芽率在85.0%以上,芽期有4个品种冷处理后的存活率超过90.0%,苗期有3个品种冷处理后的存活率超过75.0%,穗期有4个品种耐冷指数高于0.55,没有品种在4个时期均有强的耐冷性。对这些材料4个时期耐冷性的相关分析显示,芽期和苗期的耐冷性呈显著正相关,决定系数为0.28;其它生长时期的耐冷性相互之间的相关性不显著。在测试品种中,籼粳性专一的分子标记所决定的籼性度与芽期和苗期的耐冷性呈显著负相关。研究结果揭示了水稻不同生长发育时期有不同的耐冷遗传基础,并为水稻耐冷种质的筛选以及耐冷性育种策略的制定提供了科学的依据。     

甜菜耐低温种质筛选和苗期耐冷性鉴定

利用人工气候箱,采取耐低温发芽筛选方法,对50份二倍体甜菜种质进行低温胁迫处理,筛选出耐低温的种质12份,芽期耐冷指数≥0.76。通过苗期耐寒性鉴定发现,这12份种质的苗期耐冷能力与芽期基本一致,但个体间对低温的反应速度及持久性表现存在差异,其中,6份资源具有更强的苗期耐冷能力。试验证明,甜菜种质苗期冷害的生理临界温度为3～6℃,在该低温阈值下,耐冷性强的种质对温度变化不太敏感,而耐冷性弱的资源对温度变化较为敏感。1～2℃是甜菜冷害的发生温度,耐冷性强的资源表现为停滞生长,子叶皱缩卷曲,真叶和下胚轴出现似烫伤表现,逐渐死亡;耐冷性弱的资源受冷害症状较早出现,很快发生畸变和死亡。     

中国高粱地方种质芽期苗期耐盐性筛选及鉴定

日益严重的土壤盐渍化对现代农业生产造成了巨大的危害。高粱既是世界五大粮食作物之一,又是耐盐性很强的抗逆作物。开展高粱耐盐性研究、筛选出一批综合耐盐能力优良的高粱品种对开发利用盐渍化土地、增加粮食产量和维持农业可持续发展具有重要意义。本研究对110份中国高粱地方品种分别进行了芽期200 mmol L~(-1)和苗期100 mmol L~(-1)的NaCl胁迫试验,测定芽期发芽势、发芽率以及苗期的相对叶绿素含量(SPAD)、苗长、根长、苗鲜重、根鲜重、苗干重、根干重等指标。计算芽期、苗期盐胁迫下性状值占对照性状值的百分比表明,参试品种芽期相对发芽势、相对发芽率范围分别为0～98.89%、23.65%～101.79%,盐胁迫下相对发芽势变化差异显著。苗期相对叶绿素含量、相对苗长、相对根长、相对苗鲜重、相对苗干重、相对根鲜重、相对根干重变化范围分别为59.53%～99.91%、52.47%～95.23%、47.87%～100.14%、27.43%～95.28%、30.48%～98.26%、21.62%～100.34%、31.46%～102.13%。采用隶属函数值分析和主成分分析2种方法结合聚类分析对参试高粱芽期和苗期的耐盐能力综合评定,鉴定出芽期高度耐盐材料22份,耐盐材料32份;苗期高度耐盐材料37份,耐盐材料41份;其中,来自内蒙古的朝阳棒槌(00003011)和来自北京的白鞑子帽(00001081)等10个品种在芽期和苗期均表现高度耐盐,可作为后续全生育期耐盐鉴定和耐盐育种的优异资源。对芽期隶属函数值排名以及苗期F值排名结果进行相关性分析表明,芽期与苗期耐盐性没有显著相关性;主成分分析结果表明,反映生物量的指标如苗干重、根鲜重可作为苗期大量材料耐盐鉴定的评价指标。     

稻种资源芽期和苗期的耐冷性评价

在控温条件下对６９０份中日双方提供的稻种资源进行发芽期和苗期的耐冷性评价。结果为：（１）筛选出芽期极强耐冷资源２５份，强耐冷资源８９份；筛选出苗期极强和强耐冷资源分别为１４份和８份。其中，２９份资源的芽期和苗期的耐冷性均较强。（２）强级以上耐冷资源在类型上以日本平原粳稻和云南粳稻为主。     

国际抗冷圃（IRCTN）材料在寒地稻区试验初报

为了进一步提高寒地稻区水稻品种的抗冷性，拓宽寒地稻区水稻品种的遗传基础，为育种者提供优异的抗冷亲本材料，获取新的有益基因，充实寒地水稻种质库，同时为INGER提供寒地稻区的试验数据。采用分期鉴定的方法，首次对国际水稻遗传评价协作网（INGER）提供的108份国际抗冷圃（IRCTN）材料进行抗冷性鉴定，鉴定出苗期抗冷材料20份，分蘖期抗冷材料49份，孕穗期抗冷材料20份，全生育期抗冷材料14份，为育种者提供丰富的抗冷种质资源，拓宽寒地水稻品种抗冷性遗传基础。     

直播早籼稻品种芽期耐冷性鉴定研究

低温胁迫是水稻生产面临的重要非生物胁迫之一,鉴定水稻种质资源芽期耐冷性,筛选耐冷品种对水稻生产具有重要意义。以江西地区主推的33份早籼杂交稻品种和8份常规稻为试验材料,设置12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。同时在8℃低温处理10d,恢复生长后调查其成苗率、苗高、根长、根数、地上部生物量、根系生物量和根冠比。运用主成分分析、模糊隶属函数法和聚类分析法来探讨直播早稻芽期的耐冷性评价方法及筛选耐冷品种。结果表明,8℃低温处理10d,直播早籼稻品种死苗率的方差和变异幅度大,能较好地鉴别品种间耐冷性差异,是直播早籼稻芽期耐冷性鉴定的最合理方式;杂交稻品种的耐冷性强于常规稻;低温胁迫后成苗率、苗高、根长、根数、地上部生物量、根系生物量和根冠比基本低于25℃对照处理;利用主成分分析将7个单项指标转化为3个独立的综合指标（CI₁、CI₂、CI₃）,主成分分析表明,根系生物量和地上部生物量最能代表直播早籼稻对低温胁迫后的响应情况,可作为芽期耐冷性鉴定的评价指标。通过聚类分析,将41份早籼稻品种划分为3类,筛选出陵两优7108、两优287、锦两优816等9份强耐冷品种,株两优1号、潭两优83、株两优22等15份中度耐冷品种,温229、中早33、五丰优157等17份冷敏感品种。这些品种可以进一步为耐冷育种和生产服务。     

早籼稻直播适应性种质的筛选研究

为了筛选芽期耐冷性好、成熟期抗倒伏的直播适应性早籼稻种质。研究了不同遗传背景的237份早籼稻稳定品系的芽期耐冷性,直播条件下生育期、产量和抗倒伏茎秆特性,苗期叶瘟抗性。结果表明,从这些材料中筛选出11份生育期不迟于102天,叶瘟抗性、耐冷性、直播产量和抗倒伏指数优于对照‘嘉育293’的新种质。因此,在直播种植时,这些种质在品种适应性和操作性上将明显优于移栽稻品种,有效减少基本苗不足和后期倒伏引起产量和品质的损害。     

粒用高粱耐盐种质资源的鉴选与综合评价

旨在为高粱耐盐种质资源的开发利用及耐盐新种质的创新提供一定的理论依据。选用20 份高粱种质作为试验材料，采用150 mmol/L NaCl 溶液进行处理，置于人工气候培养室，测定发芽率、发芽势等相关指标；将20 份材料置于25℃恒温培养箱中进行催芽，用150 mmol/L NaCl 溶液浇灌，以等量的浇水为对照，调查并比较幼苗成活率、生长速率及枯萎指数。采用隶属函数进行相关性分析，并进行聚类分析。结果表明，在150 mmol/L盐胁迫下，‘3438’、‘航天育种SP42’、‘09305R’、‘3560R’品种的发芽率高于对照，其他指标均小于对照。20 份材料中，在芽期鉴选出耐盐材料4 份，苗期筛选出3 份；相关性大小顺序为相对芽长＞相对根长＞相对植株鲜重＞发芽势；20 份材料分成高度耐盐型、耐盐型、中等耐盐型、盐敏感型和高度盐敏感型品种5 类。确定150 mmol/L NaCl选定为高粱品种萌发期耐盐性鉴定的标准盐浓度，确定发芽率、发芽势、根长、叶长、植株鲜重可用于高粱耐盐性的鉴定指标。     

山西花生地方品种芽期耐寒性鉴定及SSR遗传多样性

低温寒害是引起花生产量和品质下降的主要因素之一,培育和种植高产稳产耐寒性强的品种是降低低温寒害的理想途径。然而高耐寒性种质的缺乏和耐寒性鉴定的困难,是限制耐寒性育种取得突破的主要原因。本研究对72份山西花生地方品种进行芽期耐寒性鉴定,以其相对发芽率和相对发芽指数作为耐寒性评价指标,初步将其分为高耐寒、耐寒、中感、敏感、高感5级。为了解山西花生地方品种耐寒性遗传多样性,合理、高效利用耐寒型花生资源,用多态性好的90对SSR引物评价了不同耐寒性花生品种,结果显示,参试品种遗传多样性存在较大差异,在遗传距离为0.4时,被聚类为三大类群。3份高耐寒品种和7份耐寒品种分别聚类到不同的3个类群中,说明耐寒性花生遗传多样性丰富。     

导入普通野生稻DNA的水稻变异种质的耐盐性鉴定

旨在研究导入普通野生稻DNA的水稻后代的耐盐性，从中筛选出耐盐性较强的材料，为水稻耐盐育种提供种质资源。以普通野生稻DNA导入到宁夏栽培水稻‘宁粳23号’中获得的10份变异后代为材料，研究各材料在盐胁迫下的发芽特性和幼苗生长情况。结果表明在170 mmol/L NaCl处理下，材料D42、D5-54、D5-27、D-10、D102、DJ18和D68的发芽势和发芽率均较高，相对盐害率较低，在盐浓度为120 mmol/L时，材料D5-27、DJ18、D5-54和D-10的耐盐性为强，地上和地下鲜、干重的盐处理与非盐处理的比值较高，材料D5-27、DJ18、D5-54和D-10的可溶性糖积累量高于其受体。材料D42、D5-54、D5-27、D-10、D102、DJ18和D68的芽期耐盐性较强，材料D5-27、DJ18、D5-54和D-10属于苗期较耐盐的材料。     

河南省高粱种质生物学特性的研究

１９８６～１９９０年对河南省高粱品种资源（１０４６份）生物学特性的研究结果表明，苗期抗冷１级品种２９个；苗期抗旱１级品种１６个；苗期和芽期均耐盐的品种８个；发病率在１２％以下抗丝黑穗病品种８个；抗螟１级品种９个；耐瘠１级品种８０个。品质分析结果：蛋白蛋含量１４％以上的品种７个；赖氨酸占蛋白含量２．６％以上品种１４个，赖氨酸占样品含量０．３％以上品种２２个，其中赖氨酸占蛋白、占样品均高的品种５个；单宁含量低于０．１％的品种１９个；具２个和２个以上优异性状的种质１２个，其中具３个以上优异性状的高粱种质２个，这些高粱品种资源是最宝贵的种质材料。实践证明，利用生物措施是稳定提高农业生产的有效措施。目前河南省推广面积较大的高粱品种多是抗性中上等，丰产性、品质较好的品种。     

超级杂交稻‘Y两优2号’耐冷性QTL定位与杂种优势分析

挖掘耐冷基因并提高耐冷性对于保证水稻在气候变化条件下的高产稳产具有至关重要的意义。本研究利用‘远恢2号’和‘Y58S’杂交而成的超级杂交稻‘Y两优2号’的高世代重组自交系(RIL F14)276个家系作为作图群体,以SNP为分子标记构建了高密度遗传图谱,对水稻的芽期耐冷性(cold tolerance at the bud bursting period,CTBP)性状进行数量性状位点(quantitative trait locus,QTL)定位分析;同时对全世界范围内收集的水稻自然变异微核心(Minicore)种质群体进行芽期耐冷性全基因组关联分析(genome-wide association study,GWAS)。结果表明,水稻芽期耐冷性在水稻群体内呈连续分布,是由多基因控制的数量性状。同时,在RIL群体的第9号染色体上定位到1个与耐冷性性状相关的QTL,位于区间Block73479和Block72824之间,对表型变异的解释率为9.65%。进一步分析表明该QTL对水稻芽期耐冷性为负显性。结果还显示‘Y两优2号’耐冷性显著强于亲本,具有杂种优势。     

Identification of quantitative trait loci for seedling cold tolerance using RILs derived from a cross between japonica and tropical japonica rice cultivars

Cold tolerance at the seedling stage of rice is an important phenotypic trait that causes normal plant growth and stable rice production in temperate regions as well as tropical high-lands in Asia and Africa. In order to find quantitative trait loci (QTLs)/genes associated with cold tolerance, we constructed a linkage map using 153 recombinant inbred lines (RILs) derived from a cross between a cold-tolerant temperate japonica cultivar, Geumobyeo, and a cold-sensitive tropical japonica breeding line, IR66160-121-4-4-2. The RILs were phenotyped for cold tolerance or sensitivity based on the degrees of cold tolerance as cold tolerance indices at the seedling stage. The seedlings for cold-tolerance/-sensitive traits were scored on the 7th day of the recovery period at 25°C after cold treatment at 10°C. Two QTLs (qCTS4a and qCTS4b) associated with cold tolerance at the seedling stage were identified on the long and short arms of chromosome 4 with an LOD score of 2.89 and 2.75, respectively, using composite interval mapping. The QTLs were flanked by simple sequence repeat (SSR) markers RM3648-RM2799 and RM3375a-RM558 that explained 8.3 and 7.8% of the total phenotypic variation, respectively. Seven of the selected RILs expressed cold tolerance at both the seedling and reproductive stages. The SSR markers associated with the QTLs will be useful for tracking favorable QTLs/genes into cold-sensitive elite cultivars and may have potential for pyramiding different QTLs for the improvement of cold tolerance in rice.     

Analysis of decision-making coefficients of the lint yield of upland cotton (Gossypium hirsutum L.)

Cold water irrigation and growth in low temperature phytotron are two commonly used methods to evaluate cold tolerance of rice at the seedling stage and the cold sensitive seedlings exhibit different injury symptoms, respectively. However, so far no one has systematically dissected the differences of cold tolerance at seedling stage in rice under the two cold environments. We used a recombinant inbred line (RIL) population derived from a cross of a cold-tolerant japonica cultivar, Lijiangxintuanheigu and a cold sensitive indica cultivar, Sanhuangzhan-2 for this study. The cold sensitive seedlings exhibited leaf yellowing after cold water irrigation and leaf rolling during growth in the low temperature phytotron. Leaf yellowing and leaf rolling in RILs was significantly correlated, but the correlation coefficient was low. A total of four quantitative trait locus (QTLs) on chromosomes 1, 6, 9 and 12 were detected using leaf yellowing and percent seedling survival as indicators of cold tolerance after cold water irrigation, while five QTLs on chromosomes 7, 8, 9, 11 and 12 were detected using leaf rolling and percent seedling survival as indicators of cold tolerance during growth in the low temperature phytotron. The two QTLs, qCTS-9 and qCTS-12 were detected using different evaluation indicators under the two cold environments. Our results suggest that rice cold tolerance mechanisms at the seedling stage differ between the two environments, but the detection of common QTL implies the existence of overlap in the metabolic pathways for cold tolerance. The two common QTLs have potential value in rice breeding.     

56个小麦品种（系）的苗期和成株抗叶锈鉴定

为了研究中国小麦品种中所携带的抗叶锈基因，对56个小麦品种（系）进行苗期接种推导其中所含有的抗叶锈基因，同时连续2年对供试材料进行田间成株抗叶锈鉴定。通过苗期基因推导结合分子标记辅助检测，结果表明，在36个小麦品种中共鉴定出Lr26、Lr34、Lr1、Lr2a、Lr11、Lr20、Lr30、Lr33和Lr44等9个抗叶锈基因，其中28个品种含有Lr26，Lr1和Lr20分别存在于6个品种中，4个品种含有Lr30，Lr11和Lr44各存在于2个品种中，Lr2a、Lr33和Lr34各自在1个品种中出现。经过2年的田间抗叶锈鉴定共筛选出46个慢锈品种。筛选到的这些苗期和成株抗病品种均可用于小麦持久抗叶锈品种的培育。     

水稻新质型不育系幼苗期耐冷性及其生理生化特性的质核效应

为了探明水稻新质型不育系幼苗期耐冷性特点，以一套同质异核不育系（G软香A，G华香1A，G华香2A）和一套同核异质不育系（G软香A，Y软香A，WA软香A）为材料，采用光照培养箱培养的方法，鉴定和评价了3~4叶期幼苗的耐冷性，并分析了低温胁迫后不育系幼苗丙二醛(MDA)含量、过氧化物酶(POD)活性以及幼苗生物量的变化。结果表明：供试不育系的耐冷性分级可分为4级，其中G华香2A的耐冷性最强（1级），Y软香A的耐冷性最差（9级）。就同质异核不育系而言，G华香2A耐冷性最强，G华香1A次之，G软香A中等，表现出细胞核对耐冷性的效应。就同核异质不育系而言，WA软香A耐冷性强，G软香A耐冷性中等，Y软香A耐冷性极弱，表现出细胞质对耐冷性的效应。因此，水稻不育系的耐冷性受到细胞质和细胞核基因的共同影响。幼苗MDA含量、POD的活性以及幼苗期水稻苗高、根数、鲜重等生物量等性状都与耐冷性有关。耐冷性越强的不育系，经低温处理后其幼苗MDA相对含量越低，POD相对活性越低，生物量相对鲜重越大，即说明耐冷性越强的不育系，经低温处理后较之对照幼苗的MDA含量增加量较小，POD活性增强程度小，生物量下降较少。