拿捕净胁迫对谷子愈伤组织AsA-GSH循环的影响

[目的]为了研究除草剂拿捕净对谷子愈伤组织细胞抗坏血酸-谷胱甘肽(AsA-GSH)循环的影响,探究不同感抗性谷子品种对拿捕净胁迫的生理响应,为谷子抗除草剂胁迫机制提供理论参考。[方法]以拿捕净敏感品种晋谷21和抗性品种豫谷35、冀谷42为试验材料,设置拿捕净浓度分别为0、0.5、1、2、3 mL·L~(-1)5个水平,观察拿捕净对3种谷子种子萌发、愈伤诱导和生长的影响,测定AsA-GSH循环中抗坏血酸过氧化物酶(APX)、谷胱甘肽还原酶(GR)活性,还原型抗坏血酸(AsA)、脱氢型抗坏血酸(DHA)、总抗坏血酸(AsA+DHA)、还原型谷胱甘肽(GSH)含量变化,分析其对拿扑净胁迫不同程度的响应。[结果]随着拿捕净浓度的升高,谷子的萌发、愈伤组织的诱导以及愈伤组织的生长受到抑制,与敏感品种晋谷21相比,抗性品种豫谷35和冀谷42APX、GR的活性及AsA、DHA、GSH含量均较高。[结论]提高拿捕净胁迫浓度明显抑制3个品种谷子的萌发、愈伤组织的诱导和生长,2个抗性品种豫谷35和冀谷42各抗性指标变化趋势不完全一致,但总体高于敏感品种晋谷21,表明其可通过提高保护酶活性和抗氧化剂含量来响应拿捕净胁迫。     

莠去津胁迫对不同抗性谷子生理生化指标的影响

为进一步验证萌芽期筛选的抗/感莠去津谷子品种公矮2号和龙谷31的抗耐性,本试验观察了莠去津胁迫下谷子幼苗生长情况,并测定了莠去津胁迫下谷子幼苗叶片和根的抗氧化保护酶活性(POD、SOD)、可溶性蛋白、脯氨酸、丙二醛(MDA)含量的变化.结果表明:莠去津胁迫下,敏感品种(龙谷31)和抗性品种(公矮2号)幼苗生长均受到抑制...     

谷子品种资源抗黑穗病的鉴定研究

1987年～1990年,采用人工接菌的方法,对山西省4070份谷子品种资源进行了抗粒黑穗病鉴定,从中筛选出无病品种5份,高抗品种16份,中抗品种14份。研究结果表明,谷子品种资源对粒黑穗病的抗性存在着明显的差异。谷子品种的抗病性与品种原产地的生态条件有一定关系。不同粒色的谷子品种其抗病性是不同的。谷子品种对粒黑穗病的抗性能力比较稳定。     

不同谷子品种萌发期抗旱鉴定及生理变化

【目的】研究出谷子萌发期抗旱性相关指标,分析不同谷子品种萌发期内在抗氧化酶对干旱胁迫的响应机理,为筛选和培育适宜新疆地区种植的谷子品种提供参考。【方法】用20%的聚乙二醇(PEG-6000)模拟萌发期干旱胁迫对15个谷子品种进行抗旱性鉴定,测定15个品种在干旱胁迫条件下SOD、POD、CAT和GR的活性。【结果】(1)干旱胁迫下,受试品种谷子的发芽势、发芽率、胚根长、胚芽长、芽鲜重、芽干重均受到不同程度的抑制,对发芽率的影响相对较小,但蒙丰谷7号等几个品种的根芽具有促进作用。(2)用隶属函数法进行抗旱性综合评价,将15个谷子品种的抗旱性划分等级,其中强抗旱型品种5个、中度抗旱型品种4个、干旱敏感型品种5个、干旱极敏感型1个。(3)干旱胁迫下不同品种谷子幼苗抗氧化酶SOD、POD、CAT、GR活性均有所上升,且耐旱性品种本身抗氧化酶活性就比较高且在干旱胁迫下维持较高水平。【结论】蒙丰谷7号的抗旱性最好。     

不同品种谷子愈伤组织对拿捕净胁迫的生理响应

【目的】研究除草剂拿捕净胁迫对不同抗性谷子品种愈伤组织生理特性的影响,分析不同品种谷子对拿扑净胁迫的生理响应差异,从细胞水平探讨谷子抗除草剂的生理机理,为深入了解谷子除草剂抗性机制和品种改良提供理论参考。【方法】采用植物组织培养法,以敏感品种晋谷21和抗拿捕净品种豫谷35、冀谷42愈伤组织为试验材料,以不同浓度拿捕净附加入培养基中进行胁迫处理后,分别测定3种谷子愈伤组织丙二醛（malondialdehyde,MDA）、膜透性（membrane permeability,MP）、超氧阴离子（superoxide anion,O₂ ^-）、脯氨酸（proline,Pro）、可溶性蛋白（soluble protein,SP）、可溶性糖（soluble sugar,SS）含量,超氧化歧化酶（superoxide dismutase,SOD）、过氧化物酶（peroxidase,POD）和过氧化氢酶（catalase,CAT）活性,分析比较拿捕净胁迫下3个谷子品种间生理响应机理的差异。【结果】提高拿捕净胁迫浓度对3个品种谷子愈伤组织的生长影响不同,且对晋谷21的影响要明显大于豫谷35和冀谷42。不同浓度拿捕净胁迫对3个品种谷子愈伤组织各项生理生化指标均有显著影响,但影响趋势和程度也不同。随拿捕净处理浓度提高,尤其在较高浓度时,豫谷35和冀谷42愈伤组织MDA含量、细胞膜相对透性和O₂ ^-含量显著低于晋谷21号,而SOD、POD活性则显著高于晋谷21。SP、SS、Pro含量则在不断变化。相关分析结果显示,不同品种拿捕净抗性与膜脂过氧化伤害物质（MDA和O₂ ^-）含量呈负相关,与部分渗透调节物质和保护酶活性呈正相关。【结论】在拿捕净胁迫下,3个品种谷子愈伤组织所测定的相关生理生化指标变化趋势不尽相同,响应差异较大。细胞保护酶系及渗透调节物质参与了除草剂抗性的调节,且其变化趋势在2个抗性品种之间也不完全相同,因此,谷子除草剂抗性是多方面综合防御的结果。     

不同品种谷子愈伤组织对拿捕净胁迫的生理响应

【目的】研究除草剂拿捕净胁迫对不同抗性谷子品种愈伤组织生理特性的影响,分析不同品种谷子对拿扑净胁迫的生理响应差异,从细胞水平探讨谷子抗除草剂的生理机理,为深入了解谷子除草剂抗性机制和品种改良提供理论参考。【方法】采用植物组织培养法,以敏感品种晋谷21和抗拿捕净品种豫谷35、冀谷42愈伤组织为试验材料,以不同浓度拿捕净附加入培养基中进行胁迫处理后,分别测定3种谷子愈伤组织丙二醛(malondialdehyde,MDA)、膜透性(membrane permeability,MP)、超氧阴离子(superoxide anion,O2-)、脯氨酸(proline,Pro)、可溶性蛋白(soluble protein,SP)、可溶性糖(soluble sugar,SS)含量,超氧化歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、过氧化物酶(peroxidase,POD)和过氧化氢酶(catalase,CAT)活性,分析比较拿捕净胁迫下3个谷子品种间生理响应机理的差异。【结果】提高拿捕净胁迫浓度对3个品种谷子愈伤组织的生长影响不同,且对晋谷21的影响要明显大于豫谷35和冀谷42。不同浓度拿捕净胁迫对3个品种谷子愈伤组织各项生理生化指标均有显著影响,但影响趋势和程度也不同。随拿捕净处理浓度提高,尤其在较高浓度时,豫谷35和冀谷42愈伤组织MDA含量、细胞膜相对透性和O_2~-含量显著低于晋谷21号,而SOD、POD活性则显著高于晋谷21。SP、SS、Pro含量则在不断变化。相关分析结果显示,不同品种拿捕净抗性与膜脂过氧化伤害物质(MDA和O_2~-)含量呈负相关,与部分渗透调节物质和保护酶活性呈正相关。【结论】在拿捕净胁迫下,3个品种谷子愈伤组织所测定的相关生理生化指标变化趋势不尽相同,响应差异较大。细胞保护酶系及渗透调节物质参与了除草剂抗性的调节,且其变化趋势在2个抗性品种之间也不完全相同,因此,谷子除草剂抗性是多方面综合防御的结果。     

谷瘟病菌生理小种鉴别及谷子标准品种体系的构建

【目的】谷瘟病是谷子生产中的重要病害,确定谷瘟病菌不同生理小种对谷子抗病资源鉴定、抗病品种培育和生产上不同抗病品种的合理配置有重要意义。构建谷瘟病小种鉴别的谷子品种体系,为鉴别不同谷瘟病生理小种奠定基础。【方法】用采集自不同谷子产区的10份谷瘟病菌对苗期谷子核心种质资源的60份代表品种进行接种鉴定,分别对不同菌株进行致病性和谷子品种抗、感敏感性判定,按照谷子谷瘟病0—9级法划分标准进行划分,将不同的抗性结果分别记录为高抗、抗病、中抗、感病和高感5个抗病水平,其中,高抗、抗病和中抗记作0,感病和高感记作1,将抗感性结果转化为0/1数据,用NTSYS软件构建进化树,根据品种的抗感性分类,选择最少的品种数量构建谷瘟病小种鉴定的标准品种体系。【结果】根据谷子资源对接种病菌的抗感反应差异,用NTSYS软件开展谷瘟病菌致病性聚类分析,以相似系数0.70为界,将10个谷瘟病菌株分为3类,将供试品种对10个谷瘟病菌株的抗感反应数据同样用NTSYS软件进行聚类分析,以相似系数0.65为界,将谷子品种资源划分为5类,并筛选出单皮粘、金屏谷子、锦谷5号、大毛毛谷、龙爪谷、假金苗和牛头谷等7个品种作为谷瘟病小种鉴别品种体系。同时筛选出黄棒头、齐头黄、单皮粘、白谷、维子那谷和郑谷4号等6个抗广谱菌株的品种,可以作为谷子抗病育种的抗性基因来源。【结论】建立了一套谷瘟病生理小种鉴别的品种体系,并为谷子抗谷瘟病育种筛选出多份广谱抗性基础材料。     

家蚕的抗氟性及其与数量性状的相关研究

测定家蚕幼虫抗氟中毒的抵抗能力,4龄>3龄>2龄。强抗原种杂变组成的杂种一代,抗性介于两亲之间,弱抗原种杂交组成的杂种一代,其抗性表现出超亲的遗传现象,不同浓度的氟素对品种间的生长发育影响有着显著的差异,说明了品种间的抗氟能力存在着差别;抗氟性与DNV抗性有着显著的相关性;与茧质性状表现为不显著的正相关,抗氟性与蚕血中Ca~(2+)、Mg~(2+)含量无明显的相关关系。     

低磷胁迫下谷子的磷吸收利用效率

探索不同品种谷子对磷吸收利用情况,以筛选耐低磷或具有磷高效利用潜力的谷子品种。采集18个品种谷子,通过盆栽试验方法,研究低磷胁迫下不同品种谷子在营养生长期的生物量、磷吸收转运及利用效率等差异,并利用聚类分析方法对供试谷子品种进行分类。结果表明,在营养生长期,不同谷子品种对低磷胁迫的应对机制和能力存在差异,4,6,11,15,18号根系较其他品种发达;1,4,6,7,15,18号地上部干物质量较其他品种高;6,15,18号磷吸收效率较其他品种高;1,2,8,15,18号磷转运率较其他品种高;4,5,10,17号磷利用效率较其他品种高,各品种因其自身应对低磷胁迫机制不同,导致谷子生物量不同。综合植株地上部干物质量、磷转运率、磷吸收效率、磷利用效率4个指标,对供试谷子品种进行聚类分析,当阈值为30时,供试18个品种谷子可分为7类,其中,1,7,18号为综合磷高效型谷子品种;4号为磷利用效率高效型谷子品种;6,15号为磷吸收效率和磷转运率高效型谷子品种;而2,9号为低磷敏感型品种。试验筛选出的磷高效谷子品种为冀谷20、鲁谷6号、济谷13号。     

榆林市不同谷子品种谷瘟病抗性鉴定

为了明确不同谷子品种抗瘟性,促进产业健康发展,在陕西省榆林市榆阳区、米脂县、绥德县开展了不同谷子品种谷瘟病抗病性鉴定及谷瘟病发病规律调查研究。结果表明,供试7个谷子品种的谷瘟病抗性表现不同,其中主栽品种晋谷21为轻感,大部分品种为中抗,未发现高抗或免疫品种。建议加强品种合理布局,大力引进抗病品种,结合发病规律开展综合防治。     

杂交稻恢复系白叶枯病(Xathonas campestris pv.oryzae)抗性改良研究

利用携有白叶枯病抗性基因 Xa-5,Xa-7的抗源 DV_(85)衍生而来、但经济性状明显改善的 TD-1、TD-2为抗病供体亲本,与对白叶枯病感染的杂交稻优良恢复系明恢63杂交,在对目标性状——抗白叶枯病持性的强烈选择压下,与轮回亲本回交2次。然后自交,以便于其它有利基因重组,通过按产量与抗性进行鉴定与选择,目前所选育的抗18、抗21、抗25用白叶枯病强菌株浙173接种为高抗(HR),且抗病性状在与感病不育系配组的杂种 F_1中呈完全显性表达。这此抗系与珍汕97A 杂交的 F_1杂种农艺性状都近似于汕优63——珍汕97A/明恢63,在江、皖、豫、鄂等白叶枯病病区的杂交稻生产上有应用前景。再继续回交1～2次,可望获得进行白叶枯病抗性研究的近等基因系遗材料。     

人工盐胁迫法鉴定谷子及狗尾草物种耐盐基因型

研究分析了发芽生理法和盐床法在鉴定谷子和狗尾草属其它物种耐盐性基因中的应用。结果表明 :发芽生理法可对谷子的耐盐性基因型进行有效筛选鉴定 ,适宜NaCl浓度为1 0 0 %～ 1 5 0 % ;但狗尾草属的青狗尾草、法式狗尾草和金色狗尾草等野生种 ,由于受种子休眠性的影响 ,发芽生理法受到一定限制 ,0 2 5 %盐床法较为适用 ;并鉴定出了数个耐盐基因型 ,为谷子耐盐生理和基因研究提供了基础。     

NaCl处理谷子萌发期种子的转录组学分析

【目的】谷子具有抗旱、耐贫瘠的特性,逐渐成为研究禾本科作物的模式作物。本研究以前期筛选并获得的谷子耐盐品种和敏感品种为材料,通过RNA-Seq测序筛选鉴定谷子的盐胁迫响应基因,揭示其响应盐害机制,为培育谷子抗盐新种质提供理论依据。【方法】 对14个谷子品种进行了萌发期抗盐筛选。谷子不同品种的种子经150 mmol·L ^-1NaCl处理萌发培养7 d后,分别统计各品种种子的萌发率、根长和芽长,综合各项指标鉴定到豫谷2为耐盐品种、安04为盐敏感品种。以这两个品种盐胁迫前、后萌发期种子为材料,应用RNA-Seq进行转录组测定,分析鉴定盐害下差异表达基因（differentially expression gene,DEG）,并对DEG进行GO和KEGG功能富集分析。同时应用qRT-PCR对随机挑选的15个DEG表达模式进行验证,并与RNA-Seq结果进行相关性分析。 【结果】 耐盐品种豫谷2、盐敏感品种安04种子经盐胁迫处理后,分别鉴定出2 786个和4 413个DEG;其中,每个品种在NaCl处理前及处理后分别鉴定出1 470和3 826个DEG。GO和KEGG聚类分析显示,NaCl处理下参与信号转导、抗氧化、有机酸的合成及转运以及次生代谢等相关的DEG在谷子萌发期种子应对盐胁迫响应过程中具有关键性的作用,DEG主要集中在胁迫响应、离子的跨膜转运、氧化还原、次生代谢及有机酸、多胺、苯丙烷的合成等过程。qRT-PCR对15个DEG表达模式的检测结果与RNA-seq结果相关系数为0.8817。其中编码离子通道的基因（HKT）、过氧化物酶基因（POD）、黄烷酮-3-羟化酶基因（FL3H）、MYB转录因子基因等在豫谷2中表达量较高,显示其在谷子萌发期种子响应盐胁迫中可能发挥一定作用。【结论】 谷子耐盐品种及盐敏感品种的种子对盐胁迫的响应程度具有一定的差异性,且品种对盐害的耐受能力主要与基因对胁迫的响应程度相关,而与DEG的数量相关性不大。     

小麦地方品种"宜章赤面小麦"抗条锈性状的遗传分析

小麦地方品种“宜章赤面小麦”成株期对中国条锈病新小种条中30,31和32为免疫-高抗。为分析“宜章赤面小麦”的抗性遗传规律,组配了“宜章赤面小麦”×感病品种台长29的杂交组合,通过杂种F1、F2对条锈菌小种CYR32抗性表型分析,F2群体抗感分离比例为1∶15,结果表明“宜章赤面小麦”的抗性受2对隐性基因控制。     

马铃薯栽培种四倍体与二倍体杂种配合力的研究

利用四倍体栽培种与能产生2n 配子的二倍体杂种杂交(4X—2X),综合近缘种 S.tuberosum,S.andigena,S.phureja 的种质,选育休眠期短,早熟、杂种优势强适宜春秋二季作地区需要的育种材料,探讨双单体在我国的利用价值。用 Power 相对杂种优势测定法测定结果表明,4X—2X 杂种,小区产量、单株薯重、结薯个数具有明显的杂种优势,单薯重量、淀粉含量有不明显的部分杂种优势。用 Griffing 同亲回归分析法(C.P.R.)测定了以上主要产量性状的配合力。结果表明,小区产量,单株薯重和淀粉含量以加性效应为主。单薯重量加性和非加性效并重,结薯个数以非加性效应为主。总的趋势,4X—2X 杂种非加性效应占有重要的比重。结果表明,在春秋二季作地区,以产生2n 配子的双单倍体杂种充作育种材料,不但可以解决休眠期短的要求,并具有较高的一般配合力和特殊配合力。特别是以其与早熟的普通栽培种品种、自交系杂交,在当前具有实际应用价值。     

7个谷子杂交种及其亲本的抗旱性分析

培育抗旱品种是降低干旱导致减产的最重要途径。为评价7个谷子杂交种及其亲本的抗旱性，调查并检测谷子植株在拔节期、抽穗前期、盛花期3个时期离土12 h的相对含水量（relative water content, RWC)、根冠比（root top ratio, R/T）、产量的抗旱指数（desiccation index, DI）等指标。结果表明：干旱胁迫条件下，长杂谷466、长杂谷333和17-400在植株离土12 h后不同时期的RWC均值都较高，分别为5690%、5452%和5427%。在干旱胁迫下，17-400、长杂谷333和长杂谷281的R/T平均值较大，分别为0223、0218和0217。杂交种在3个生育时期根冠比（R/T）在干旱胁迫处理与对照处理的差值(D)幅度最小的为长杂谷466，D值平均为0015，其次是长杂谷281和17-400，D值平均为0031和0032；父本的D值幅度基本与其杂交种的D值幅度一致（相关系数为0818 5）。小区产量抗旱指数最高的杂交种为长杂谷466，DI值为1019，抗旱级别为强，抗旱性级别中等的杂交种有17-400、长杂谷281、长杂谷333。杂交种的抗旱性与父本的抗旱性有一定相关关系。研究结果为抗旱谷子杂交种选育提供一定的理论依据。     

我国谷子育种与生产现状及发展方向

综述了我国谷子育种与生产现状,分析了存在的主要问题,提出了今后我国谷子育种的发展方向。     

用不规则非整倍体作基因的染色体定位

使用小麦纯系尤比拉和黑麦自交系 L155杂交,F_1用0.1%的秋水仙精溶液处理,再用小麦亲本同交,得到 B_2F_1及其自交后代 B_2F_2群体。用单株植物C-带核型鉴定技术,从 B_2F_1和 B_2F_2群体筛选适合的不规则非整倍体植株,即含有一套完整的小麦染包体和一至数条黑麦染色体,或者黑麦的端着丝粒染色体或易位的染色体的植株。比较这些植株的染色体组成和特定基因的表达,可以把特定基因定位于特定的染色体和染色体臂上。使用这种方法,把黑麦的5个抗小麦白粉病基因定位于6RS 上;引起小麦籽粒皱缩的基因和叶耳色素基因定位于4RS 上;株高基因和叶宽抑制基因定位于2RL 上;而6RL,5RS 上含有叶宽促进基因。本研究证明,使用不规则非整倍体作基因的染色体定位是一个简单而有效的方法。     

甜瓜几种性状在杂交一代中的表现与分析

通过对3个甜瓜杂交组合 F_1代和亲本的茎节长度,叶宽,果实含糖量和瓜形指数的观查与比较,结果显示在茎节长度和叶宽中 F_1代与大亲本比较,1个达显著差异为中亲值,2个差异不显著,大亲本不完全显性,优势强度在-0.08至0.87之间;果实含糖量 F_1代与大亲本比较均差异不显著,为大亲本不完全显性或完全显性,优势强度分别为0.43,0.71和0.94.以上3个性状 F_1代的表现均明显超过小亲本,达显著差异.瓜形指数比较,结果显示圆形果实与椭圆形果实杂交,F 代果实将变成椭圆形或长椭圆形.     

发芽粟谷中谷氨酸脱羧酶的主要酶学性质初探

[目的]探讨发芽粟谷[Setaria italica（L.）Beauv.]中谷氨酸脱羧酶（GAD）的主要酶学性质。[方法]以发芽粟谷为试材,研究发芽粟谷GAD的活性及其主要酶学性质。[结果]发芽粟谷GAD最适温度为40℃,其耐热性较差,32℃保温1 h后其酶活保持率为86.3%;发芽粟谷GAD最适pH值为5.5,在pH值5.0～5.5范围内酶活保持率在80.0%以上;发芽粟GAD对Glu的Km为22.36mmol/L,Vmax为2.28μmol/min;Ca2＋、Mg2＋、Li＋、PLP和VB6对发芽粟谷GAD活力具有促进作用,而Zn2＋、La3＋、Cu2＋起抑制作用,Mn2＋、Na＋、Fe2＋和EGTA则无显著影响。[结论]该研究可为利用发芽粟谷内源GAD富集GABA提供理论依据。