水稻地方品种苗期耐盐QTL的定位

水稻耐盐遗传位点的发掘可为耐盐遗传机制的研究提供理论基础,为耐盐品种培育提供基因资源。以云南地方籼稻品种扎西玛与江苏著名优质粳稻品种南粳46为亲本构建的水稻重组自交系群体为研究对象,鉴定了各株系的苗期耐盐性,结合该群体的分子连锁图谱对控制水稻苗期耐盐性QTL进行分析,共检测到4个QTLs:qSST-1、qSST-3、qSST-5和qSST-11,分别位于第1,3,5,11号染色体上。4个QTLs的增效等位基因均来自于亲本南粳46。经比较发现有3个QTLs与已克隆水稻耐盐基因不在同一染色体区间,说明为新的耐盐基因候选位点。结果对进一步发掘和利用新的水稻耐盐QTL具有重要意义。     

基于CSSL的水稻芽期耐盐性QTL定位

水稻耐盐遗传位点的发掘可为其耐盐遗传机制的研究提供理论基础,为耐盐品种培育提供基因资源。利用一套以9311为背景亲本导入了日本晴染色体片段的染色体片段置换系(CSSL)为试验材料,对芽期耐盐性进行快速鉴定,并分析了耐盐QTLs。结果表明,9个CSSLs表现出显著耐盐性,经过遗传背景的高密度分子标记检测,利用代换作图方法定位到4个芽期耐盐相关QTLs,分别位于水稻第1,2,4和11号染色体上,命名为q SAT1、q SAT2、q SAT4和q SAT11,其中q SAT1在含4个重叠片段的CSSLs中被检测到,其余3个QTLs均在含2个重叠置换片段的CSSLs中被检测到,经比较发现4个QTLs与已克隆水稻耐盐基因均不在同一染色体区间,说明为新的耐盐基因候选位点。结果对进一步发掘和利用新的水稻耐盐QTL具有重要意义。     

水稻全生育期耐盐资源初步筛选

为了筛选全生育期耐盐的水稻资源,本文对500份不同来源的国内外地方品种和旱稻资源用0.3%的NaCl盐溶液进行了苗期筛选,共获得34份苗期存活率和绿叶率大于50%的材料。对上述34份材料和前人报道的121份耐盐材料用0.3%和0.5%的NaCl进行了全生育期耐盐性筛选。0.3%的NaCl共筛选到7个品种的11个全生育期耐盐存活单株,而0.5%的NaCl仅筛选到1个品种中的1个存活单株。这些材料为耐盐机理研究和耐盐育种研究提供了材料基础。     

热激处理对棉花耐逆性的影响

 从不同生育期热激处理对棉花抗氧化酶活性和细胞膜伤害的影响及萌动期热激处理对棉花自然高温期的抗氧化酶活性和细胞膜伤害的影响这两个方面研究热激处理与棉花耐逆性的关系。结果表明：热激处理后棉花体内的SOD、POD、CAT的酶活性都增高,在自然高温期MDA的含量下降,蕾铃脱落率下降,热激处理能在一定程度上诱导棉花耐逆性的获得。     

苜蓿耐盐基因分子标记的筛选

以耐盐苜蓿×敏盐苜蓿组合的F2群体为试验材料,利用改良BSA法筛选与苜蓿耐盐基因紧密连锁的分子标记.在对26组520条RAPD随机引物筛选中,共有66条引物为DNA多态性引物,选出一个与苜蓿耐盐基因相连锁的分子遗传标记.通过F2代群体的遗传分析,观测到分子标记与耐盐性等位基因之间发生重组,但重组值较小,在A8×D2杂交组合中,重组率为2.27%;在A5×D1杂交组合中,重组率为4.03%.这些结果表明,这一显性标记与苜蓿的耐盐基因座位连锁程度较为紧密.用国外登记的耐盐苜蓿种质及相对敏盐种质单株对获得的耐盐标记进行验证,85%耐盐种质材料AZ-90NDC-ST的单株DNA都扩增出1个约1 400bp的DNA片段;75%敏盐种质材料AZ-88NDC的单株DNA未能扩增出此片段.     

农杆菌介导玉米遗传转化体系的研究

为了提高玉米自交系的遗传转化率,建立农杆菌介导玉米遗传转化体系。通过农杆菌菌株EHA105侵染玉米自交系7922的胚性愈伤组织,以β-葡萄糖苷酶基因(GUS)为报告基因研究几种因素对遗传转化体系的影响。结果表明：（1）当农杆菌浓度OD600=0.6时,GUS瞬时表达率最高为35.3%;（2）当侵染时间为15 min时,GUS瞬时表达率最高为37.3%;（3）当共培养时间为3天和恢复培养时间为4天时,GUS瞬时表达率最高为29.1%。因此选择农杆菌浓度OD600=0.6,侵染时间15 min,共培养3天和恢复培养4天,为最佳遗传转化条件。通过优化影响遗传转化体系的因素,初步建立了农杆菌介导的玉米遗传转化体系。     

农杆菌介导BADH耐盐基因转化马铃薯的研究

以马铃薯品种费乌瑞它微型薯为外植体,采用农杆菌介导法将BADH耐盐基因导入马铃薯中,优化了影响遗传转化的因素,包括激素浓度、脱菌抗生素浓度、共培养时间、筛选剂浓度等。共获得30株PPT抗性植株,PCR检测10株为阳性植株,Southern检测4株为阳性植株。生理检测表明植株在0.7%NaCl浓度下耐盐性相对较高。证明外源基因已经整合到植物的基因组上。     

吉林省主栽水稻品种孕穗期耐冷性比较

为了对吉林省水稻品种进行合理布局,降低低温冷害风险,对目前吉林省主要水稻栽培品种孕穗期的耐冷性进行研究。选用目前吉林省的7个主栽水稻品种（‘长白9’,‘长白16’,‘吉粳803’,‘吉粳105’,‘吉粳88’,‘吉粳83’,‘吉粳81’）进行孕穗期16℃低温处理,通过线性内插法确定了低温处理6~14天连续9天的水稻空壳率,进一步利用统计回归方法建立了16℃低温处理下不同水稻品种处理天数与空壳率的相互关系。结果表明;所有参试品种在处理10~13天时水稻空壳率达到最高,随后无明显变化。其中耐冷性弱的‘长白19’的空壳率最早达到最大值,并且冷水反应比较敏感。耐冷性最强的‘吉粳81’,冷水反应比较迟钝。其余的品种介于二者之间。因此,品种间耐低温能力存在显著差异,选育耐低温品种是提高水稻耐冷性的一种有效途径。     

水稻耐盐种质的鉴定评价

进一步鉴定现有水稻材料的耐盐性,为水稻耐盐育种提供种质资源和耐盐亲本。以通过花粉管通道技术获得的耐盐品系和当地水稻育成品种共21份为试验材料,评价各材料在盐胁迫下发芽期和苗期的耐盐性。结果表明：在150 mmol/L NaCl处理下,各材料发芽率及芽的生长均受到不同程度抑制,其中,材料D-1,D-3,D-4,D-7,D-13,‘长白10号’,‘节9’和D10在盐处理下的发芽率较高,相对盐害率较低,耐盐性均表现为极强,耐盐级别为1级,芽长盐处理(T)与非盐处理(CK)的比值较高,说明其受到盐的抑制较小,芽期耐盐能力较强;用100 mmol/L NaCl对各材料幼苗处理8天后,材料‘长白10号’、D-10、‘节10’、D-13、‘天井4号’、D-14、D-11、D-2、D10和D-8的相对死叶率较低,盐处理地上部和地下部含水量与未用盐处理的相比下降幅度较小,可溶性糖积累量较多,说明其渗透调节能力较强,属于苗期较耐盐的材料。     

水稻籼型不育系萌发期和幼苗期的耐盐性评价

为了鉴定水稻籼型不育系在不同生育阶段的耐盐性,筛选出适合耐盐杂交水稻新组合测配的强耐盐不育系,笔者分别在萌发期、幼苗期对8个水稻籼型不育系进行耐盐性鉴定,以耐盐品种FL478、盐敏感品种IR29为对照。结果显示：盐胁迫对水稻种子的萌发起到抑制作用,抑制效应随盐浓度的提高而增强,10 g/L NaCl浓度胁迫能较好反映水稻不育系萌发期耐盐性的差异。‘沪旱7A’、Y58S在萌发期的耐盐性最好,与FL478均属于1级,具极强的耐盐性;‘荃9311A’的盐害级别为3级,具强耐盐性。盐胁迫对水稻幼苗的生长也起到明显的抑制作用,8 g/L NaCl浓度胁迫下的枯叶率性状能较好反映水稻不育系幼苗期耐盐性的差异,‘沪旱11A’与耐盐对照FL478耐盐性相仿。     

转甜菜碱醛脱氢酶基因宁夏粳稻幼苗生理研究

为了提高植物耐盐性,充分利用盐碱地,通过采用农杆菌介导法将超旱生耐盐植物梭梭(Haloxylon ammodendron)的甜菜碱醛脱氢酶基因（HaBADH）转入宁夏粳稻,对其阳性植株幼苗进行耐盐性方面的相关生理研究。结果表明,在高浓度NaCl（5.0,7.0 g/L）胁迫下,与对照相比,转HaBADH基因粳稻幼苗的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)的活性显著提高;丙二醛(MDA)的含量显著降低。说明转入HaBADH基因提高了粳稻对盐胁迫的耐受性。     

盐胁迫及La3+对不同耐盐性水稻根中抗氧化酶及质膜H+-ATPase的影响

用盐敏感的武运粳8号和强耐盐的韭菜青两个粳稻品种,比较了盐胁迫条件下根中抗氧化酶类和质膜H＋-ATPase活性的变化以及La^3＋对其变化的影响。结果表明,两个品种根中SOD和APX活性无显著区别,但耐盐品种的CAT和POD活性强于盐敏感品种。盐胁迫不同程度地提高了两者抗氧化酶活性。La^3＋对其影响最显著的差异出现在高盐条件下（200-300mmolL^-1NaCl）,对耐盐品种添加La^3＋可以提高上述4种酶的活力,而对盐敏感品种,La^3＋的作用不明显。对盐敏感品种,盐胁迫导致其质膜H＋-ATPase活性持续下降,添加La^3＋明显提高其H＋-ATPase活性,而对耐盐品种,盐胁迫导致其质膜H＋-ATPase活性呈现先降后升的趋势,La^3＋对其活性影响不大。进一步分析表明,上述H＋-ATPase活性变化及La^3＋对其影响均发生在转录水平上。据此推测,以上2个品种可能具有完全不同的盐胁迫响应机制。     

Jasmonic Acid Differentially Affects Growth, Ion Uptake and Abscisic Acid Concentration in Salt-tolerant and Salt-sensitive Rice Cultivars

Phytohormones play critical roles in regulating plant responses to stress. Here, we investigated the effects of salt stress and stress recovery by applying jasmonate to the two different rice (Oryza sativa L.) cultivars Dongjinchalbyeo (DJC, salt-tolerant) and Dongjinbyeo (DJ, salt-sensitive). Salt stress remarkably decreased the root length of plants even at low NaCl concentration (20 mm ). Salt stress led to a sharp increase in the concentrations of abscisic acid (ABA) in 20 and 40 mm NaCl, when compared with the control values. The concentrations of ABA in the salt-tolerant cultivar DJC plants progressively increased with increasing NaCl levels, whereas in the salt-sensitive cultivar DJ, they sharply decreased in all three parts of rice plants at 80 mm NaCl treatment. The decrease of jasmonic acid (JA) concentrations in salt-tolerant cultivar DJC was lesser than in the salt-sensitive cultivar DJ plants in the shoot. Post-application in the stressed plants with 30 μm JA at 24 and 48 h after NaCl treatment, recovered salt inhibition on dry mass production more effectively than application of JA at 48 and 24 h before salt stress, and during salt stress simultaneously. The uptake of Na decreased especially in the salt-sensitive cultivar DJ plants, whereas there was an increase in Ca and Mg levels and slight increase of K by JA application. Leaf water potential, leaf photosynthetic rate, and maximum quantum yield of photosystem II (PSII) also remarkably recovered when 30 μm JA was applied 24 h after the salt stress compared with the 40 mm NaCl-treated plants. These results clearly indicate that post-application with exogenous JA can ameliorate salt-stressed rice seedlings, especially the salt-sensitive cultivar rather than the salt-tolerant cultivar. This may change the balance of other endogenous plant hormones.     

滨海盐碱地耐盐水稻种植效果研究

为筛选出适合滨海盐碱地种植的耐盐高产的耐盐水稻品种,选用5个品种(系),分别为盐稻10号、盐稻12号、南粳9108、11k93-1、11k93-2,在滨海盐碱地进行田间对比试验,观察不同耐盐水稻的耐盐性及其种植对滨海盐碱地改良效果。试验结果表明：不同品种耐盐水稻在产量、耐盐性、返青活棵快慢、抗病能力均有差异。整体理论单产在350.2~461.8Kg/亩；耐盐性依次为：盐稻10、11k93-1、11k93-2 > 盐稻12 > 南粳9108；其中盐稻10号耐盐性较强,返青活棵快,综合性状；11k93-1、11k93-2 耐盐性较强,有赤枯病斑,正常生长；盐稻12号耐盐性一般,返青慢；南粳9108耐盐性较差,返青慢,部分点片盐害枯死；结合土壤盐度数据分析,耐盐水稻种植能有效的降低土壤盐度；在整个水稻生长过程中土壤盐度控制在3‰以下,种植前后土壤脱盐率在65.41% ~ 74.22%。该研究可为滨海盐碱大面积种植耐盐水稻及其改良提供一定的参考。     

稻鱼共作对水稻叶绿素荧光特征及产量的影响

为探究稻鱼共作系统对水稻叶绿素含量（SPAD值）、荧光参数及产量的影响,设置9000（M1）、15 000（M2）和21 000尾/hm²（M3）稻田鱼放养密度,以水稻单作为对照（CK）,测定水稻不同生育期叶片SPAD值、叶绿素荧光参数和水稻产量及其构成要素。结果表明,与CK相比,在水稻分蘖期和成熟期,各处理叶片光合系统Ⅱ的最大光化学量子产量（F_v/F_m）和潜在光化学活性（F_v/F_o）均显著提高,且成熟期M1和M2处理的剑叶非光化学猝灭系数q_N和NPQ均显著降低;抽穗期各处理SPAD值均比CK显著提高。与CK相比,各处理结实率均显著提高,实际产量均增加,田鱼产量表现为M2>M3>M1,但无显著差异。相关性分析表明,水稻叶片SPAD值、F_v/F_o、F_v/F_m与有效穗数、结实率和产量呈显著正相关,q_N和NPQ与穗粒数呈显著负相关。综上,稻鱼共作系统提高了光能转化效率,减少了光能热耗散,改善了水稻的光合特性,有利于稳定及提高水稻产量。本试验中稻田鱼15000尾/hm²为适宜的放养密度。     

水稻萌发和幼苗生长对外源物质调节的响应

为了明确水稻萌发期种子简易活力指数、胚根及幼苗株高等形态指标及对外源NaCl、IAA、CaCl₂调节的响应,本试验以盐敏感品种和耐盐水稻品种为试材,用发芽皿试验法,单因素LSD多重比较分析数据。结果表明,在0.1 mol/L NaCl胁迫下,与对照相比,4份材料的简易活力指数、胚根数、胚根长、株高分别低于对照21.9%~76.5%、20.0%~40.9%、14.6%~55.9%、23.9%~36.2%,均呈现显著差异。盐胁迫条件下外源添加IAA使盐敏材料简易活力指数提高2.6%和13.3%。而添加CaCl₂能使简易活力指数提高9.6%~24.8%,胚根长和株高提高7.1%~49.0%和14.7%~20.9%。经CaCl₂+IAA复合处理,简易活力指数、胚根数和株高分别提高6.9%~94.6%、2.1%~21.2%和9.9%~20.3%。水稻萌发和幼苗生长对外源物质的响应与基因型和形态指标相关。盐胁迫条件下,3项指标对外源CaCl₂处理的响应程度高于IAA处理。且CaCl₂+IAA复合处理能更有效抵消盐害对水稻生长的抑制作用。     

水稻资源全生育期耐盐性鉴定筛选

对来自国内外不同地区的550份水稻资源进行全生育期耐盐性鉴定。设置淡水、0.3%和0.5%盐溶液浇灌3个处理,插秧10d后,通过浇灌不同体积的淡水与海水调至设计浓度对水稻进行不同浓度的盐胁迫处理。分别调查了淡水及0.3%盐处理下水稻株高、有效分蘖数、主穗长度、主穗结实率、单株产量、抽穗期6项农艺性状和0.5%盐处理下的水稻耐盐表型。与淡水浇灌相比,全生育期在0.3%盐溶液处理下,550份水稻(100%)株高显著降低;124份(22.55%)水稻有效分蘖数(90份增加, 34份减少)、414份(75.27%)水稻主穗长度(405份变短、9份增长)、145份(26.36%)水稻主穗结实率(84份减少, 61份增加)、375份(68.18%)水稻单株产量(343份减少, 32份增加)存在(极)显著差异;水稻资源的抽穗期无显著差异。主成分分析表明,主穗结实率、有效分蘖数及单株产量3项性状累计贡献77.25%的变异。根据产量耐盐系数筛选了121份耐盐水稻资源(产量耐盐系数≥0.8),在0.5%盐胁迫持续处理42 d后,筛选了78份耐盐水稻资源(耐盐表型为3级),其中25份水稻资源全生育期在0.3%盐处理下单株产量耐盐系数≥0.8,在0.5%盐胁迫持续处理42 d后的耐盐表型为3级。筛选的耐盐水稻资源为培育耐盐新品种及深入研究耐盐机制提供材料。