小麦代换系耐低磷生理性状的主成分分析及综合评价

【目的】通过对不同磷处理下小麦代换系多项生理指标研究,筛选和鉴定耐低磷基因型。【方法】以小麦CS-Synthetic 6x 整套染色体代换系及其亲本为材料,对其在不同磷处理条件下叶片可溶性糖含量、可溶性蛋白质含量、SOD、POD活性、丙二醛含量、叶绿素、类胡萝卜素含量、光合速率、蒸腾速率,气孔导度、胞间二氧化碳浓度、初始荧光、最大荧光,原初光能转化效率（Fv/Fm）等14个生理指标进行测定,以各项指标的耐低磷系数作为耐低磷指标,通过主成分分析、聚类分析对其耐低磷特性进行综合评价。【结果】将14个单项生理指标转换成为7个相互独立的综合指标;并通过聚类分析将23个基因型划分为3类：父本Synthetic 6x与2A代换系耐低磷特性较强,母本中国春与4A、7A、2B、1D、3D代换系耐低磷特性较弱,其余15个代换系（1A、3A、5A、6A、1B、3B、4B、5B、6B、7B、2D、4D、5D、6D、7D）耐低磷特性中等。【结论】Synthetic 6x 的2A染色体上具有耐低磷胁迫特性的有关基因,在小麦耐低磷育种中可以加以利用     

PEG胁迫对小麦代换系种子萌发特性的影响及染色体效应

[目的]明确干旱胁迫对中国春-Synthetic 6x代换系种子萌发特性的影响并对相关基因进行染色体定位,为选择抗旱高产品系提供理论依据.[方法]以小麦中国春-Synthetic 6x染色体代换系及其亲本为材料,设置对照(无离子水培养)和聚乙二醇(PEG)-6000模拟水分胁迫2个处理,通过测定种子的发芽率、发芽势、发芽指数研究干旱胁迫对种子萌发特性的影响及其染色体调控效应.[结果]干旱胁迫下,中国春-Synthetic 6x各代换系的发芽率、发芽势、发芽指数较对照普遍降低;5B、6B、4D、6D和7D代换系发芽率、发芽势、发芽指数均显著或极显著高于母本中国春.[结论] Synthetic 6x的5B、6B、4D、6D和7D染色体上可能存在干旱胁迫下提高种子活力、促进种子萌发的基因,可在抗旱育种中加以利用.     

染色体代换对低磷胁迫下小麦苗期磷素吸收能力的影响

以一整套"中国春"背景的单染色体代换系和受体"中国春"、供体"Synthetic 6x"为材料,研究了水培条件下磷胁迫对小麦苗期磷素吸收和利用能力的变化.结果表明,低磷条件下,"Synthetic 6x"比中国春在磷胁迫下有较高的磷吸收能力,较之供体"Synthetic 6x"和受体"中国春",各代换系的单株磷累积能力...     

小麦中国春-Synthetic 6x 代换系穗花分化与耐旱基因的染色体定位

 【目的】通过对不同水分处理条件下小麦代换系的穗花发育进程和产量性状研究，确定控制小麦穗花发育的主效应染色体,并对耐旱基因进行染色体定位。【方法】以小麦CS-Synthetic 6x 整套染色体代换系及其亲本为材料进行干旱胁迫处理，对穗花分化过程进行观察，并对其产量性状分析研究。【结果】各代换系的穗花发育过程与亲本较为一致，都能正常通过穗原基和花原基分化两个阶段。在正常灌水条件下，2B代换系与父本Synthetic 6x 发育同步,分化最慢，7D次之，其它代换系发育较快，与母本中国春基本同步；在干旱胁迫条件下,2D代换系穗花分化较为缓慢,远远落后于中国春和其它代换系。且2D代换系每穗粒数、单穗粒重、千粒重等产量性状的抗旱系数均显著或极显著高于中国春。【结论】延缓穗花分化进程的主效基因可能位于2B和7D染色体上；耐旱相关基因可能位于2D染色体上。     

粗厚山羊草细胞质普通小麦核代换系SOD，CAT活性研究

对 3个普通小麦 F94 - 111,772 ,785 9及其粗厚山羊草细胞质核代换系 ,在花药发育的不同时期倒二叶、花药的超氧化物歧化酶 (SOD)、过氧化氢酶 (CAT)活性进行了比较研究。结果表明 ,粗厚山羊草细胞质小麦核代换系 SOD,CAT活性均低于其核供体普通小麦 ,二者变化趋势一致 ;核代换系表现不同程度的雄性不育性 ,育性普遍低于其核供体普通小麦 ;核代换系的育性与其 SOD,CAT活性呈正相关关系。异质系核质关系不协调 ,酶代谢失调 ,SOD、CAT活性下降 ,活性氧积累导致膜系统损伤 ,可能是异质系花粉败育的根本原因之一。     

一种小麦蓝粒标记单体代换系4E(5A)的创制

【目的】利用长穗偃麦草4E染色体代换方法,快速创制具有蓝粒标记性状的小麦单体系统。【方法】以中国春5A单体和小麦-长穗偃麦草4E二体代换系为材料,分别以拟斯卑尔脱穗型和蓝粒性状作为小麦5A染色体和长穗偃麦草4E染色体的标记,通过杂交、回交并结合染色体鉴定等方法,培育一种具有蓝粒标记的小麦单体代换系4E(5A)。【结果】这种蓝粒标记的小麦单体代换系籽粒为浅蓝色,能够正常生长结实,其自交可分离出深蓝籽粒小麦4E(5A)二体代换系、浅蓝籽粒小麦4E(5A)单体代换系和白粒小麦5A缺体,3种类型所占比例分别为14.5%,75.6%和9.9%,其种子均能正常生长,植株均表现出拟斯卑尔脱穗型性状,且颖壳较硬,但白粒系植株的生活力明显低于前二者。【结论】长穗偃麦草4E染色体对小麦5A染色体的缺失,具有一定的补偿功能,对以染色体定向代换方式快速创制蓝粒标记小麦单体系统,具有一定的参考价值。     

苗期不同抗性大豆荧光参数及叶绿素含量对大豆花叶病毒胁迫的响应

[目的]研究苗期不同抗性大豆荧光参数和叶绿素含量对大豆花叶病毒(SMV)胁迫的响应。[方法]以感SMV品种合丰25和抗SMV品系牡304为材料,以东北地区SMVⅠ号株系为毒源,测定接种SMV后苗期不同抗性大豆荧光参数及叶绿素含量的变化。[结果]与对照相比,SMV胁迫下,除Fo和q N升高外,其他荧光参数均有所降低,抗SMV品种(系)的变化幅度较小。随着胁迫时间的推移,Fm、Fm’、ΦPSII和Fv/Fm逐渐降低,Fo和q N逐渐升高,q P先降低后升高,且抗SMV品系牡304和感SMV品种合丰25分别在6 d和12 d出现最低值。受SMV胁迫后,叶绿素a和叶绿素b含量的变化趋势相同,抗病品种(系)叶绿素含量的上升幅度大于感病品种(系),感病品种(系)叶绿素含量的降低率大于抗病品种(系)。[结论]苗期荧光参数以及叶绿素含量可作为鉴定大豆对SMV抗性的重要依据。     

小麦代换系抗旱生理指标的主成分分析及综合评价

 【目的】通过对干旱胁迫下小麦代换系多项生理指标的研究，鉴定其抗旱性基因型。【方法】以小麦CS-Synthetic 6x 整套染色体代换系及其亲本为材料，对其在不同水分处理条件下叶片相对电导率、K+相对渗透率、游离脯氨酸、蛋白质含量、相对含水量（RWC）、离体叶片失水速率（RWL）、SOD活性、POD活性、丙二醛含量、叶绿素、类胡萝卜素含量、光合速率、水分利用效率（WUE）、PSⅡ的原初光能转化效率（Fv/Fm）、PSⅡ潜在活性（Fv/Fo）等生理指标进行测定，以各项指标的抗旱系数作为衡量抗旱性的指标，利用主成分分析、聚类分析对其抗旱性进行综合评价。【结果】将15个单项生理指标综合成为6个相互独立的综合指标;并通过聚类分析将23个基因型划分为3类：1A、3A、2D、4D代换系及其父本Synthetic 6x属高度抗旱类型;2A、4A、4B、1D、3D代换系属于中度抗旱类型;其余12个代换系（5A、6A、7A、1B、2B、3B、5B、6B、7B、5D、6D、7D代换系）以及中国春属于不抗旱类型。【结论】本研究通过主成分分析和聚类分析，对21个代换系及其亲本的抗旱性进行了分类和评价，以期为小麦抗旱品种选育探索一条实用的鉴别途径。     

瓦维洛夫山羊草细胞质小麦核代换系超氧化物歧化酶和过氧化氢酶活性研究

对瓦维洛夫山羊草(Aegilops vavitovii)细胞质小麦核代换系花药不同时期的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性研究表明，瓦维洛夫山羊草细胞质小麦核代换系SOD、CAT的酶活性在二核期之前与其核供体普通小麦差异很小，呈下降趋势，二核期以后核代换系SOD、CAT的酶活性急剧下降，到三核期均显著低于其核供体普通小麦；核代换系表现不同程度的雄性不育性，其育性普遍低于其核供体普通小麦，核代换系的育性与其SOD、CAT的酶活性呈正相关关系；花粉败育的原因可能是酶代谢失调，导致SOD和CAT活性下降、活性氧积累、膜系统损伤。     

外源H_2O_2处理对两种小麦叶绿素荧光和叶绿素的影响

[目的]研究不同浓度H2O2处理对2种小麦幼苗叶绿素荧光和叶绿素的影响。[方法]以小麦品种宁春四号和西旱二号幼苗为材料,采用室内水培试验。[结果]对于宁春四号,200μmol/L H2O2处理使得初始荧光(F0)、最大荧光(Fm)、PSⅡ处调节性能量耗散的量子产量Y(NPQ)、光化学淬灭(qP)和非光化学淬灭(NPQ)明显低于对照;不同浓度的H2O2处理使得幼苗叶片叶绿素a(Chla)、叶绿素b(Chlb)和叶绿素总量均显著降低。50、100和200μmol/L H2O2处理下西旱二号幼苗叶片Chla含量和F0显著降低,PSⅡ的最大量子产量(Fv/Fm)、实际光化学反应效率(Y(Π))、电子传递速率(ETR)、qP和NPQ均增大,而Chlb和叶绿素总量无显著变化。[结论]与宁春4号相比,外源H2O2胁迫使西旱2号小麦幼苗叶片PSⅡ反应系统更开放,光合机构的损伤较严重。     

外源一氧化氮对干旱胁迫下玉米幼苗光合作用的影响

【目的】探明干旱胁迫下一氧化氮（NO）对玉米幼苗光合作用的调节作用。【方法】以驻玉309为试验材料,在光照培养箱内采用水培的方法,研究了外源NO供体SNP预处理3 d后,进行20% PEG-6000（-0.8 MPa）模拟干旱胁迫3 d后玉米幼苗的生长参数、叶绿体超微结构、叶片气体交换参数、叶绿素荧光参数和D1蛋白表达的变化。【结果】干旱胁迫条件下玉米幼苗的光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）及光系统II（PSII）最大光化学效率（Fv/Fm）、PSII潜在活性（Fv/Fo）分别比对照下降了68.4%、87.2%、15.8%、31.3%;而J点的相对可变荧光（Vj）和单位反中心耗散能量（DIo /RC）则分别上升了20.9%和21.2%;此外,叶片的叶绿体结构明显遭到破坏,D1蛋白的含量显著降低。但是,与干旱胁迫处理相比,经过SNP预处理后进行干旱胁迫处理的玉米幼苗Pn、Gs、Fv/Fm、Fv/Fo明显增加56.6%、202.5%、15.8%、30.7%,而Vj、DIo/RC下降了22.7%和25.4%;叶绿体的类囊体片层恢复整齐,基粒片层变清晰;D1蛋白的相对含量明显增加了94.7%;以上这些变化与干旱条件下SNP预处理后NO含量的增加有关。【结论】在干旱条件下,NO可能参与调节了PSII反应中心D1蛋白的表达并稳定PSII反应中心的结构和功能,以改善玉米幼苗的光合作用和生长发育,从而提高玉米幼苗对干旱胁迫的适应性。     

新疆11个杏品种叶绿素荧光特征比较

[目的]通过对11个新疆主要优良杏品种的叶绿素荧光参数及其日变化的观测,旨在了解其荧光特性和对塔里木盆地高光热环境的适应差异,以期为优良杏品种在环塔里木盆地的推广应用提供参考.[方法]采用调制式OS-30P荧光仪测定了供试品种的初始荧光(Fo)、最大荧光(Fm)、PSII最大光能转化效率(Fv/Fm)和PSII最大光能转化潜力(Fv/Fo)4个叶绿素荧光参数随太阳总辐射、空气温度和空气相对湿度变化的日变化以及不同作用光强下从初始荧光上升到最大荧光一半所需时间(T 1/2)的变化特征.[结果]11个测试杏品种的叶绿素荧光参数Fv/Fm和Fv/Fo品种间差异不显著(P>0.05),巴都玉吕克、大果胡安娜、阿克西米西全天具有相对较高的Fv/Fm 和Fv/Fo,粗黑叶杏、木牙格的Fv/Fm 和Fv/Fo日均值相对较低;Fo、Fm的品种间差异达到了极显著水平(P<0.01);在时间序列上Fv/Fm、Fv/Fo、Fo和Fm均表现为差异极显著(P<0.01);粗黑叶杏、木牙格的叶绿素荧光参数T1/2下午相比上午明显下降.[结论]测试品种耐光抑制能力的强弱为:巴都玉吕克、大果胡安娜、阿克西米西耐光抑制能力最强,雀斑杏、索格佳娜丽、库买提、细黑叶杏、黑叶杏、佳娜丽其次,粗黑叶杏、木牙格耐光抑制能力最弱.     

甘蔗苗期叶绿素荧光参数与抗旱性关系研究

 利用调制式叶绿素荧光仪研究甘蔗苗期水分胁迫下叶绿素荧光参数的动态变化与甘蔗抗旱性的关系。结果表明，水分胁迫下Fv/Fm、Fv/Fo、Yield、Rfd等荧光参数随水分胁迫强度增强而下降，变化幅度因品种抗旱性强弱而异。水分胁迫下上述荧光参数的动态变化可作为简便易行的抗旱性强弱诊断指标在甘蔗抗旱育种上应用。     

种植方式对冬小麦光合特性及理化性质的影响

[目的]通过盆栽实验,探讨不同种植方式下冬小麦在水分胁迫期间光合特性和理化性质的变化及它们之间的相关性,以期为旱地节水农业的持续发展提供理论及实践上的依据.[方法]在冬小麦花期水分胁迫自然加重条件下,选择5个时间点,每点按3次重复随机选取各处理小麦旗叶,测定其叶绿素荧光诱导动力学参数与叶片丙二醛和脯氨酸含量.[结果]水分胁迫下各处理冬小麦Fv/ Fm与Fv/F0值均降低,且两者呈显著正相关关系.单播时,耐旱性强的A品种Fv/ Fm、Fv/F0下降幅度与丙二醛、脯氨酸增加幅度均明显小于耐旱性弱的B品种;混播时,两品种间各指标变化幅度差异减小.同一品种不同种植方式相比较,单播时的A品种Fv/ Fm、Fv/F0下降幅度与丙二醛增加幅度小于混播状态,脯氨酸增加幅度大于混播状态;单播时的B品种Fv/Fm、Fv/F0下降幅度与丙二醛、脯氨酸增加幅度均大于混播状态.单播方式下叶片脯氨酸含量与Fv Fm之间的显著相关关系存在于耐旱性弱的B品种,而不存在于耐旱性强的A品种,混播方式下这种相关关系被打破.丙二醛含量与Fv/ Fm之间无论品种和种植方式的改变其相关均不显著.[结论]单一种植时耐旱性越强的品种对水分胁迫（干旱）的反应越不敏感,对干旱的防御机制也越健全,混合种植时耐旱性强的品种反而由于其个体水分竞争力较弱,使其受水分胁迫程度加剧,抑制了耐旱力的发挥.耐旱力较弱的品种则在这种竞争中由于其较强的水分竞争力而受益,减弱了水分胁迫对其生理的抑制,也使得品种间的耐旱性差别有所减小.另外,不能单独将脯氨酸含量作为植物抗旱性的评价指标.     

干旱胁迫下人工种植的甘草叶片叶绿素荧光动力学参数的日变化

以1年生、2年生人工种植甘草实生苗为试验材料,于花期至结果期人为控水模拟干旱胁迫处理1个月,利用OS1-FL便携式叶绿素荧光仪测定甘草叶片的叶绿素荧光动力学参数的日变化。结果表明:2年生甘草叶片荧光动力学参数Fv/Fm、Fv/Fo、Fm/Fo及Fv在干旱胁迫后均以测定当日的15:50为最低值,1年生甘草叶片荧光动力学参数则以测定当日的11:50为最低。1、2年生甘草叶绿素荧光参数Fo及Fm在测定当日均随时间增长呈下降趋势,初步说明干旱胁迫下1年生、2年生人工种植甘草都存在一定程度的光抑制现象。     

水分胁迫对皇竹草形态及叶片光合特性的影响

采用盆栽方式模拟田间试验,研究了水分胁迫对皇竹草形态和叶片光合特性的影响结果表明,在短期(6d)淹水条件下皇竹草形态没有明显变化,而长期(21d)淹水导致皇竹草茎长出大量须根,叶片出现失绿;淹水条件下皇竹草叶片的净光合速率、气孔导度、蒸腾速率均低于对照,叶绿素荧光Fv/Fm,Fo,Fm 下降明显,叶绿素含量减少;干旱条件下,皇竹草叶片逐渐出现枯黄,且随着干旱程度的加深,叶绿素荧光Fv/Fm,Fo,Fm降低,叶绿素含量减少。     

盐胁迫对高粱幼苗光合作用和荧光特性的影响

【目的】研究盐胁迫对不同高粱品种幼苗光合作用及叶绿素荧光参数的影响,为高粱栽培管理、耐盐品种的选育及耐盐胁迫人工调控提供理论依据。【方法】以高粱耐盐品种（辽杂15号）和盐敏感品种（龙杂11号）为材料,人工气候箱内营养液培养,湿度60%,光照/黑暗为12 h/12 h,光照强度为134 μmol•m-2•s-1,昼/夜温度为28℃/25℃。从3叶期开始进行NaCl处理（NaCl浓度为0、50、100、150、200 mmol•L-1）,研究盐胁迫下高粱幼苗光合作用和叶绿素荧光参数的变化。【结果】低浓度NaCl（50 mmol•L-1）胁迫可以增加叶绿素含量,但是高浓度NaCl（100-200 mmol•L-1）胁迫明显降低叶绿素含量;盐胁迫使净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、蒸腾速率（Tr）、最大荧光（Fm）、Fv/Fo、Fv/Fm、Fv′/Fm′、光化学猝灭系数（qP）下降,初始荧光（Fo）和非光化学猝灭系数（NPQ）提高,低浓度盐胁迫（50 mmol•L-1 NaCl）使胞间CO2浓度（Ci）降低,高浓度则相反。辽杂15号受盐胁迫的影响程度小于龙杂11号,表现出较好的耐盐性。【结论】50 mmol•L-1浓度的低盐胁迫对高粱幼苗的影响不明显,光合速率下降的主要原因是气孔限制;100-200 mmol•L-1浓度的高盐胁迫对高粱幼苗有很大影响,引起光合速率下降的主要原因是非气孔限制。盐胁迫下,耐盐品种能有效保护内部的光合机构,增强对盐胁迫的适应性。     

小麦粒重基因TaGW2-6A编码区等位变异与抗旱性的关系

【目的】小麦籽粒大小及其在水、旱两种生态环境下的稳定性直接影响小麦的产量,研究小麦粒重与抗旱性的关系对品种高产稳产具有重要意义。探究粒重相关基因不同等位变异的抗旱性,进而确定抗旱高产的优异等位变异基因型,为利用该基因型进行小麦抗旱高产品种分子标记辅助选择及性状的遗传改良提供理论依据。【方法】以小麦粒重基因TaGW2-6A编码区不同等位变异的中国春和兰考大粒（977 bp多一个“T”碱基插入）为亲本构建的含有325个株系的RIL群体为研究材料,依据序列“T”碱基插入设计引物,利用高分辨率熔解曲线分析技术（high resolution melting curve,HRM）鉴定RIL群体中TaGW2-6A编码区不同等位变异基因型,并对其PCR产物进行测序分析。在水、旱两种生态环境下,测定小麦开花期、灌浆中期和乳熟期的叶绿素荧光参数、茎秆可溶性糖含量、抗旱指数等与抗旱紧密相关的指标,考察粒长、粒宽、千粒重等粒重相关性状,并研究这些抗旱相关指标及粒重相关性状与小麦粒重基因TaGW2-6A编码区不同等位变异基因型之间的相关性。【结果】高分辨率熔解曲线分析技术可以准确地将小麦RIL群体按TaGW2-6A编码区不同等位变异分为兰考大粒基因型（TT）、中国春基因型（tt）以及杂合基因型（Tt）,且PCR产物测序结果显示高分辨率熔解曲线的差异是由“T”碱基插入引起的。水、旱两种生态环境下,RIL群体中TT、Tt基因型材料与tt基因型材料相比,粒长、粒宽、千粒重等粒重相关性状以及叶绿素荧光参数、茎秆可溶性糖相关性状、抗旱指数等抗旱相关指标的差异普遍达到显著或极显著水平。旱胁迫下,小麦RIL群体不同基因型材料的粒长、粒宽、千粒重等粒重相关性状、叶绿素荧光参数除初始荧光Fo外均有所降低,而茎秆可溶性糖含量则有所增加。但TT、Tt基因型材料的粒长、粒宽、千粒重及叶绿素荧光参数的下降幅度普遍比tt基因型材料小,而茎秆可溶性糖的增加幅度比tt基因型材料大。旱胁迫下,tt基因型的茎秆可溶性糖积累效率（accumulation efficiency of stem soluble sugar content,AESSC）和转运效率（remobilization efficiency of stem soluble sugar content,RESSC）有所降低,而TT、Tt基因型的茎秆可溶性糖积累效率和转运效率则有所提高。【结论】小麦粒重基因TaGW2-6A编码区“T”碱基插入等位变异是大粒的优异等位变异,与此同时,该等位变异也是抗旱的优异等位变异,且抗旱能力与晋麦47相近。     

半根及半根交替水分胁迫对苹果幼苗光合作用的影响

 【目的】模拟研究定位灌溉及分根区交替灌溉的‘嘎拉’苹果幼苗光合反应，探讨不同水分条件下叶片光合效率的气孔与非气孔限制作用。【方法】采用18% PEG 6000（w/v）模拟水分胁迫，研究了半根（HRS，模拟定位灌溉）、半根交替（AHRS，模拟分根区交替灌溉）及全根水分胁迫（WRS）下苹果光合参数、光合色素、超氧化物歧化酶（SOD）和丙二醛（MDA）含量的变化，及叶绿素荧光反应特点。【结果】水分胁迫条件下叶片光合速率、气孔导度与细胞间隙CO2浓度显著降低，叶温显著升高。HRS叶片MDA含量和SOD活性及叶绿素荧光反应与对照不存在显著差异；AHRS从交替后第2天起，叶片MDA含量显著高于对照，而Fv/Fo与Fv/Fm则显著低于对照；WRS在胁迫第5或6天后，叶绿素与类胡萝卜素含量、Fv/Fo和Fv/Fm、SOD酶活性显著降低，而MDA含量则显著增加。【结论】不同水分胁迫处理光合速率下降的原因存在差异：HRS主要由气孔限制所引起；AHRS既存在气孔限制，也存在非气孔因素限制；而WRS前期由气孔限制引起，随着胁迫时间延长，非气孔限制起着重要作用。