半野生棉与亚洲棉对草甘膦抗性评价及比较分析

采用叶片棉球定位鉴定法,初步鉴定并评价了半野生棉和亚洲棉对草甘膦的自然抗性,结果表明:参试材料抗性水平从高抗至高感分6级,极端抗性水平相差33.3倍(0.2%对0.006%)。其中,半野生棉对草甘膦的自然抗性分级丰富,抗性水平分布自高抗至高感;但大部分半野生棉不耐草甘膦,近86%(346份)的材料抗性水平处于低耐级别以下。而亚洲棉抗性水平都处于高抗至低耐的4个级别,抗性多样性较差,但整体抗性水平较高,70.3%(71份)表现为耐或以上级别。从半野生棉和亚洲棉中分别筛选到2份和5份高抗材料,半野生棉中有1份高感材料,亚洲棉中无对草甘膦敏感材料。本研究报道的极端材料为棉花草甘膦抗性遗传机制研究、新品种的培育、内源抗性基因的挖掘和感抗机理研究,奠定了良好的材料基础。     

福建武夷山地区茶树种质的茶橙瘿螨抗性变异 及高抗优质资源的发掘

【研究目的】茶橙瘿螨（Acaphylla theae Watt）是茶树上的一种重要害虫,培育抗螨品种是茶树育种的重要目标。研究的开展是为了从现有茶树种质中鉴定发掘出高抗茶橙瘿螨的基因资源,以提供育种利用。【方法】试验以福建武夷山地区的56份地方茶树品种为材料,连续3a通过田间调查鉴定了不同材料的茶橙瘿螨抗性,并系统鉴定了高抗种质的形态、生物学和品质特征。【结果】试验结果表明不同茶树种质间存在较显著的茶橙瘿螨抗性差异,供试种质的虫口密度平均为27.6头/cm²,变异范围为0.2~75.9头/cm²,变异系数为68.1%;为害状指数平均为26.6,变异范围在2.6~59之间,变异系数为54.1%。通过鉴定,筛选出了4份高抗茶橙瘿螨的资源“巡山猴”、“武夷82号”、“金锁匙”和“满地红”,其中前3份种质烘青绿茶的感官审评总分分别为91.3、91.0和91.6,品质优异,为高抗优质资源。【结论】试验筛选出的3份高抗茶橙瘿螨且品质优异的种质是今后开展茶树抗螨育种的良好亲本材料。     

复合盐碱胁迫下半野生棉苗期耐盐性综合评价及其关键生理指标的变化

【目的】半野生棉遗传多样性丰富,具有较多优异的抗性基因源。本研究旨在初步了解半野生棉对新疆棉田复合盐碱胁迫的调控机理,探索室内鉴定评价半野生棉复合盐碱抗性的方法。【方法】本文选用陆地棉6份材料,水培鉴定复合盐碱胁迫下的表型,同时测定生物量和一些相关的生理生化指标。采用主成分赋权灰色模型分析、聚类分析和方差分析等方法综合评价苗期的耐盐性;采用相关性分析、灰色关联度分析等方法研究苗期生理生化响应机理。【结果】表型观测发现棉花新生叶片损伤程度较高,阔叶棉130叶片损伤程度高于其他棉种。主成分赋权灰色模型综合评价表明6份棉花材料的复合盐碱抗性顺序为:玛利加朗特85阔叶棉32中棉所16中棉所12阔叶棉40阔叶棉130。生理生化分析表明活性氧清除是盐碱胁迫下重要的响应系统。研究也发现胁迫48 h内,盐敏感与耐盐两类材料的响应程度不同,包括根中的抗坏血酸过氧化物酶、过氧化氢酶、叶中的过氧化物酶活性具有不同的变化趋势。【结论】研究证明了室内鉴定评价半野生棉复合盐碱抗性的方法准确可信,揭示了活性氧平衡系统是棉花调控复合盐碱胁迫响应的重要系统。同时本研究为棉花盐碱抗性机理的研究、耐盐碱材料的选育、内源抗性基因的挖掘提供了材料和理论依据。     

转G10eve基因棉花的获得及草甘膦抗性初探

【目的】为培育高抗草甘膦棉花新品种提供种质材料。【方法】对草甘膦抗性基因G10eve进行生物信息学分析,利用农杆菌介导的方式将G10eve导入到珂字棉312中。利用PCR(Polymerase chain reaction)、qRT-PCR(Quantitative real-time PCR)方法分析G10eve的表达情况。对受体及转基因植株进行草甘膦喷施实验,测定其莽草酸含量,分析其抗性水平。【结果】最终获得28个独立的转基因阳性系,转化率及幼苗分化率分别高达49.3%、40.6%。PCR及qRT-PCR检测证明外源G10eve基因已经整合到棉花基因组中,且在不同转基因株系间表达量差异显著。在子叶期,转基因植株可耐受8 mL·L~(-1)浓度的草甘膦,而非转基因对照在2 mL·L~(-1)浓度草甘膦处理下已出现药害。草甘膦处理前后,转基因植株叶片莽草酸含量未出现明显积累,进一步说明其具有草甘膦抗性。【结论】过量表达G10eve基因能够提高受体材料对草甘膦的抗性,获得了高抗草甘膦的棉花株系。     

不同棉花品种及施钾量对黄萎病抗性生理机制的影响

【目的】研究黄萎病菌胁迫下钾素对棉花黄萎病抗性生理机制的影响,对棉花黄萎病综合防治技术的提出具有理论指导意义。【方法】在人工黄萎病病圃中,利用3个对黄萎病有不同抗性的品种冀棉11号(JM-11,感病品种)、中植棉2号(ZZM-2,抗病对照)、农大601(ND-601,抗病品种),研究5种施钾量(0、75、150、225、300 kg·hm-2)对棉花黄萎病发生、棉株抗病性相关物质含量及酶活性的影响。【结果】(1)感病品种JM-11抗黄萎病相关物质(木质素、总酚)含量和苯丙氨酸解氨酶、过氧化物酶活性受病情的影响较抗病品种ZZM-2和ND-601大;根和叶木质素、总酚含量多少及棉叶苯丙氨酸解氨酶活性高低影响感病品种JM-11抗黄萎病性,根和叶中总酚是影响抗病品种黄萎病发生程度的关键物质。(2)JM-11根对钾含量的敏感性强于ND-601,弱于ZZM-2,对叶中钾含量的敏感性强于ZZM-2、ND-601。(3)JM-11、ZZM-2、ND-601黄萎病最大缓解效果分别为32.5%、26.4%、16.5%,对应施钾量分别为290.5、253.5、229.5 kg·hm-2。【结论】抗黄萎病性弱的品种通过适量施钾可增强其对黄萎病抗性,减轻黄萎病的发生。     

棉花幼苗对低温胁迫的响应及抗冷机制初步研究

【目的】探讨棉花不同组织对低温胁迫的响应,初步探讨研究抗冷的生理生化和分子机制。【方法】测定了4个抗冷性差异显著的材料在低温处理后的生物量、抗氧化酶活力和可溶性蛋白含量,同时分析了抗冷相关基因在豫2067根、茎、叶的表达情况。【结果】4℃低温处理24 h对冷敏感材料生长抑制最大,对根系生长的抑制大于地上部分;细胞膜透性测定结果表明,受低温胁迫后4个材料根系细胞膜能保持相对稳定的结构,而叶片细胞膜对低温胁迫敏感,抗冷材料叶片细胞膜稳定性大于冷敏感材料,低温胁迫后叶片细胞膜透性与棉花的抗冷性呈负相关,可以作为棉花抗冷性的鉴定指标;棉花在受到低温胁迫24 h后,抗冷材料根中SOD的活力基本不变,冷敏感材料根中SOD的活力却极显著下降,2个材料的根系中POD、CAT的活力均下降,但抗冷材料豫2067下降的幅度小于冷敏感材料,可溶性蛋白含量在抗冷材料叶茎中基本不变,在冷敏材料的叶片和茎中均下降。低温胁迫后5个与抗冷相关的基因在豫2067叶片中上调表达的多于下调表达的,上调表达的基因分别是脂肪酸脱氢酶基因、胁迫诱导蛋白基因、假定R2R3-MYB转录因子基因、b HLH1转录因子基因;在根中下调表达的多于上调表达的,下调的基因分别为b HLH1转录因子基因、胁迫诱导蛋白基因、伸展蛋白基因2,这与根系的生长受抑制的结果是一致的。【结论】推测这些抗冷相关基因在叶片中的上调表达与叶片生长受低温抑制程度低有一定的关系。     

棉花叶片营养价值差异与抗螨性

本文评价了棉花叶内营养物质和次生物质如：全氮，可溶氮，棉酚和单宁含量与抗螨性的关系。棉叶螨在苗期叶片上比在花铃期叶片上有更高的增殖力，这与花铃期叶片内含有更高的增殖力，这与花铃期叶片内含有更高的单宁含量和更低的氮素含量有关。抗螨品系川９８－１９在苗期有很强的生长势和低的可溶氮含量。在中棉所１２苗期叶片匀浆液稀释８倍的人工膜系统内加０．５％单宁对叶螨有强烈的排拒性。     

马铃薯种质资源室内接种晚疫病的抗性鉴定

为了获得具有抗马铃薯晚疫病的品种,本研究以100份马铃薯种质资源为试材,采用室内离体叶片接种法和室内成株接种法进行晚疫病抗性评价,用高感品种Favorita接种后的症状为对照。室内离体接种鉴定结果为:‘CIP09-2’、‘CIP09-13’、‘DR-6’、‘DR-9’、‘花云’、‘R1R3’、‘云薯501’、‘R2’、‘BE13-3’等9份材料表现为高抗,占供试材料的9%;其它的15份表现中抗、44份表现抗病、23份表现感病和9份表现高感。欧氏距离类平均法聚类分析表明,聚为抗性品种的种质最多,其来源与马铃薯晚疫病的抗性没有太大关系。本研究对其中4份材料进行室内成株接种,结果表明:‘青薯10号’的抗病性高于离体叶片接种的抗性,为高抗品种;‘青薯9号’、‘2017ch-6’和‘费乌瑞它’抗性表现与离体叶片接种抗性鉴定结果一致。本研究发现所有供试马铃薯种质资源的抗性材料较丰富,可为抗病育种提供优质的亲本材料。     

棉花抗黄萎病新抗源种质川737、川2802的抗性研究

采用不同棉黄萎病菌系及枯萎病菌系，对新种质川７３７、川２８０２进行病圃抗性鉴定及不同区域的抗性测定研究。结果表明，川７３７、川２８０２对我国棉黄萎病三大生理型１１个不同菌系的抗性均好，又抗落叶型棉黄萎病，并高抗棉与枯萎病，是我国抗棉黄萎病多菌系，且高抗枯萎病的新抗源种质，在棉花抗病育种中，具有广泛的利用价值和重大的学术意义。     

荞麦轮纹病抗性鉴定方法的建立及荞麦抗病种质资源的筛选

为建立荞麦轮纹病的抗性鉴定方法和筛选可利用的抗轮纹病的荞麦种质资源,本研究以TP2和KP14为供试材料,在健康荞麦叶片正面针刺处理,然后用荞麦轮纹病的病原菌菌饼进行接种;利用建立的抗性鉴定方法,对50份荞麦种质资源进行抗病性评价。结果显示:针刺5针接种叶片病斑出现较快,且比针刺1针、针刺3针的叶片病斑大,针刺5针的病情指数最高。50份荞麦种质资源的病情指数有差异,其中YZ-18的病情指数为29.63,为高抗种质资源,YZ-2、YZ-5、YZ-13和YZ-9的病情指数均低于40,为中抗种质资源,其余为感病种质资源。因此,接种前叶片正面针刺5针的方法为最佳的抗性鉴定方法。50份抗性评价的荞麦种质资源中,筛选出5份抗病种质资源。     

烟草种质资源及烤烟杂交组合对青枯病的抗性评价

在对85份烟草种质及46份烤烟F1组合进行的青枯病抗性鉴定中,未发现免疫或高抗材料,但不同材料对青枯病的抗性表现不同,感病材料发病早,病情指数上升速度快;抗病材料发病迟,病情指数上升速度慢.85份种质中筛选出了OX2028、RG17、K358等10份抗病种质及岩烟97、RG11、OX940等24份中抗青枯病种质.杂交组合的抗病性总体上优于烟草种质,以抗或中抗为主,但没有明显优势,其抗性多偏向于抗病性弱的亲本.     

Bt棉对棉叶螨发生的影响及与次生代谢物质的关系

 为明确Bt棉对棉叶螨发生的影响及其与棉株次生代谢物质的关系,以4个Bt棉品种为材料,以不携带Bt基因的常规棉为对照,在大田和温室中调查了棉叶螨的发生趋势,室内观察了棉叶螨的发育历期,测定了不同品种棉花叶片的棉酚和单宁含量,以及取食不同棉花品种的棉叶螨羧酸酯酶的比活力。结果表明,棉叶螨在4个Bt棉品种上的发生显著重于非Bt棉中棉所12,取食4个Bt棉品种的棉叶螨发育历期均明显短于取食中棉所12的棉叶螨的发育历期。4个抗虫棉品种间棉酚和单宁含量虽有差异,但均显著低于中棉所12,而取食中棉所12的棉叶螨的羧酸酯酶比活力也显著低于4个Bt棉品种。Bt棉本身次生代谢物质含量的改变可能影响了棉叶螨的发生。     

棉花远缘杂交创制抗黄萎病新种质

本研究通过陆地棉与异常棉、辣根棉、旱地棉、雷蒙德氏棉、黄褐棉等野生棉的远缘杂交和回交等,育成65份陆地棉背景的远缘种质系。农艺性状鉴定结果 ,这些种质系的株高平均值与陆地棉品种处于相同水平,单株果枝数、单株果节数、单株结铃数、铃重、衣分平均值均低于陆地棉品种,纤维长度、断裂比强度均高于陆地棉品种,马克隆值均低于陆地棉品种。落叶型黄萎病菌系V991人工病圃抗性鉴定结果,从65份陆地棉背景的远缘种质系中获得5份抗黄萎病的棉花新种质系,其中苏远040、苏远045、苏远061病情指数分别为8.33、4.35、7.79,高抗黄萎病;苏远030、苏远034病情指数分别为12.35、13.70,抗黄萎病。追踪陆地棉抗黄萎病新种质系的亲缘关系发现,苏远040和苏远045为陆地棉与雷蒙德氏棉杂交后代,苏远061为陆地棉与黄褐棉杂交后代,苏远030和苏远034为陆地棉与旱地棉杂交后代。这些优质、抗黄萎病新种质的育成,拓宽了陆地棉的遗传基础,为我国棉花抗病新品种选育提供种质材料。     

黄瓜棒孢叶斑病种质筛选及抗性分布频率分析

为培育抗棒孢叶斑病的黄瓜种质,引进国内外黄瓜种质68份,通过成株期自然感染黄瓜棒孢叶斑病的方法,调查黄瓜种质的生长势、性型、叶色、瓜皮色及棒孢叶斑病病情指数,研究分析不同黄瓜种质对棒孢叶斑病的抗性及抗性分布频率。结果表明：68份黄瓜种质中,高抗种质10份,占14.71%;抗病种质占10.29%;中抗种质占11.76%;感病种质占29.41%;高感种质占33.82%。进一步分析黄瓜种质的抗性分布频率,欧洲温室型黄瓜较华南型和华北型黄瓜抗病,生长势越弱,越抗棒孢叶斑病,强雌黄瓜较雌雄同株黄瓜抗棒孢叶斑病,叶片深绿和绿的黄瓜较叶片黄绿的黄瓜抗棒孢叶斑病,瓜皮白绿的黄瓜较绿和浅绿的黄瓜更抗棒孢叶斑病。     

玉米种质资源对大斑病的抗病性鉴定

“七五”期间,在南京、昆明、太原和丹东等地对我国2028份玉米材料进行大斑病抗性鉴定的结果,高抗材料3份,抗病55份,中抗169份,感病1801份。自交系的中抗以上种质占的比例高于农家品种中的比例。     

新疆棉花主栽品种的抗蚜性及其机制研究

 对新疆棉区主栽的9个棉花品种进行了叶片形态特性、生化物质含量测定,结果表明,品种间抗蚜程度存在显著差异,新海21号抗蚜性最强,中棉所35和81-3感蚜。品种叶片的蜡质含量越高,对棉蚜的抗性越强,茸毛密度大,影响棉蚜的取食;游离棉酚和可溶性糖含量与抗蚜程度呈显著正相关;单宁含量与蚜害指数呈显著正相关;氨基酸中的谷氨酸含量越高,抗蚜性越强。逐步回归和相关分析发现,氮含量和氨基酸总量与抗蚜程度无明显相关性。品种的抗蚜性是多种特性综合作用的结果。     

番茄野生种L.pennellii核心种质抗虫性初步评价

以番茄属中近源野生种L.pennellii的16份核心种质为试材,开展对红蜘蛛和蚜虫抗虫特性的鉴定和评估。结果表明,16份核心种质中除LA1920高感红蜘蛛外,其余15份均对红蜘蛛表现出明显的抗性。15份抗红蜘蛛的材料中,1份表现免疫,12份表现高抗。试验还表明,16份材料对蚜虫均表现出很高的抗性,野生材料单株上的蚜虫数均明显少于栽培番茄,其中9份材料对蚜虫表现免疫,7份表现高抗。     

转基因棉生长前期不同叶位叶片对甜菜夜蛾种群增长的影响

【目的】近年来,棉花成为甜菜夜蛾(Spodoptera exigua Hübner)的主要寄主之一,主要受害部位为叶片。随着转基因棉的推广种植,明确其不同叶位叶片对甜菜夜蛾种群增长的影响对有效防治甜菜夜蛾具有重要意义。【方法】以转cry1A基因棉国抗12(GK12)、转cry1Ac基因棉新棉33B和转cry1A+Cp TI基因棉SGK321,以及它们的亲本对照泗棉3号、DP5415和石远321为材料,研究3种不同类型转基因棉生长前期不同叶位叶片对甜菜夜蛾种群增长的影响,并以实验种群生命表形式加以描述。【结果】(1)转基因棉GK12和SGK321对甜菜夜蛾种群增长有一定的抑制作用,尽管随着取食叶位的不同,抑制作用存在一定的差异,但其种群趋势指数均远大于1。(2)取食同一转基因棉花品种不同叶位叶片后,对甜菜夜蛾幼虫至蛹期的死亡率、蛹质量及产卵量虽有一定的影响,但叶位间不存在明显的变化趋势。(3)取食新棉33B和SGK321的甜菜夜蛾种群趋势指数明显低于对应的常规对照棉,而取食国抗12的甜菜夜蛾种群趋势指数与对照品种泗棉3号差异不显。【结论】取食所研究的3类转基因抗虫棉不同叶位叶片后,甜菜夜蛾的种群仍呈增长趋势,应加强转基因棉田甜菜夜蛾的防控。     

甜瓜种质资源对疫病的抗性鉴定研究

旨在通过苗期人工接种鉴定,筛选高抗疫病的甜瓜材料,为甜瓜抗病育种以及抗疫病遗传学研究奠定基础。本研究采用灌根接种法,向植株根茎部土壤注入浓度为1×106个/mL的游动孢子悬浮液,对收集到的166份甜瓜材料进行了抗性鉴定,这些材料中有薄皮类型甜瓜41份,厚皮类型甜瓜104份,野生材料15份,近缘种6份。最终筛选到4份免疫材料,25份高抗材料。在供试的厚皮类型甜瓜中有66%的材料抗性水平在中抗及以上,而薄皮类型中有98%的抗性水平是感病或高感。通过相关性分析,发现厚皮类型甜瓜对疫病的抗性要显著高于薄皮类型甜瓜。通过对不同材料的果实性状进行调查,发现在免疫和高抗材料中有14份单瓜重达到1 kg以上,有8份果实可溶性固形物含量在10%以上。这些兼具高抗、高产和高可溶性固形物的材料,可用于抗病基因的定位、克隆等遗传学研究,也可作为育种亲本将抗病基因转移到农艺性状优良但抗性差的甜瓜品种中。     

棉花抗虫性研究与利用

培育和种植抗虫棉是控制棉花害虫最为经济、有效益的途径。“六五”科技攻关以来，我国在棉花抗虫性研究与利用方面取得了重大进展。在已收集到的６１９１份棉花资源材料中，对１０４４份、１０２０份、１０１０份和４９０份分别进行了抗棉蚜、棉铃虫、棉红铃虫和棉叶螨性的多点鉴定，对９８９份进行了抗棉蚜、棉铃虫及棉红铃虫性的多点、同步鉴定，对４７５份进行了抗棉蚜、棉铃虫、棉红铃虫及棉叶螨的多点、同步鉴定；建立了抗棉蚜、棉铃虫、棉红铃虫和棉叶螨性的统一生物学鉴定方法及分级标准，探讨了抗这４种害虫的生理生化鉴定技术与方法。系统研究了棉花抗虫性的形态及生化机制，初步揭示了棉花抗虫性的遗传规律。培育了３０多个常规抗虫棉新品系和３个抗虫棉新品种及６个转Ｂｔ基因抗虫棉新品系；成功地将Ｂｔ基因和胰蛋白酶抑制剂基因同时导入棉株并得到了表达。累计推广常规抗虫棉新品种及试种转Ｂｔ基因棉新品系３５万ｈｍ２，直接经济效益１，１～１．６亿元人民币．社会及生态效正亦十分显著。