甘蓝型油菜对田间模拟湿害胁迫的生理响应

对18份甘蓝型油菜资源材料进行田间模拟湿害处理,10 d后取功能叶测定生理指标和形态指标,研究湿害胁迫下油菜生理和形态指标的变化。结果表明,湿害处理后,油菜生长受到严重抑制,主要表现为根鲜重、根长、地上部鲜重、株高、全株鲜重、地上部干重、根干重、根冠比下降。同时,湿害处理后,油菜生理指标可溶性糖、可溶性蛋白质、丙二醛(MDA)、脯氨酸含量和超氧化物歧化酶(SOD)活性都升高,不同材料上升的幅度有差异;植株叶绿素含量、相对含水量下降;生理指标耐湿系数存在广泛的遗传变异,变异系数介于2.50%～69.96%;湿害胁迫后,通过生理指标耐湿系数的隶属函数值对18份材料耐湿性进行了评价,筛选到3份耐湿性较好的材料。     

大麦耐湿性鉴定指标和评价方法研究

 【目的】湿害是大麦生产的主要问题之一,培育耐湿性品种是最经济有效的方法,筛选和鉴定大麦耐湿性资源非常必要。【方法】以大麦(Yerong × Franklin)加倍单倍体（DH）群体165个系为材料,考查湿害处理和对照的株高（PH）、穗长（SL）、穗下节长（TFIL）、单株穗数(SPP)、主穗粒数（GPS）、单株粒重（GWPP）、单株粒数（GPP）、单株干重(DWPP)、千粒重（WTG）、绿叶数（NGL）和叶绿素含量（Chl）。以各性状的耐湿系数作为衡量DH系耐湿性的指标,应用主成分分析法、动态聚类分析和隶属函数法，从样本相关矩阵出发，对大麦DH群体165个系的主要性状进行综合分析。【结果】提出了3个反映大麦主要耐湿性状的主成分及函数式，前两个为穗粒因子，第3个为绿叶数因子；对165个系的耐湿性能力进行基于3个主成分的三维空间下的动态聚类分析和综合评价，将其分成高度耐湿、中度耐湿和极不耐湿3类，数目各为42、93和30。【结论】本研究用新的耐湿性指标和综合评价方法对165个系的耐湿性能力进行了分类、筛选和评价，为进一步的耐湿性QTL研究和大麦耐湿性育种奠定了基础。     

室内水淹和田间模拟湿害对甘蓝型油菜耐湿性鉴定

对15份油菜资源材料分别进行室内发芽和田间模拟湿害鉴定,以研究湿害胁迫对产量的影响及耐湿性不同鉴定方法之间的一致性。结果表明,15份油菜资源耐湿性具有较大的遗传差异。室内缺氧发芽鉴定下,15份材料表现为活力指数、成苗率、相对苗长、相对根长和相对鲜重等耐湿性指标有较大差异;田间模拟湿害胁迫后,油菜生长受到严重抑制,主要表现为根鲜重、根长、地上部鲜重、株高、全株鲜重、地上部干重、根干重、根冠比下降。同时,油菜生理指标可溶性糖、可溶性蛋白质、丙二醛(MDA)、脯氨酸含量和超氧化物歧化酶(SOD)活性都升高;田间湿害后15份材料株高、有效分枝数、有效角果数、每果粒数和单株产量极显著降低,其中有效角果数下降为对照的31.81%~78.02%,多数材料千粒重提高,材料间耐湿性表现出较大的差异,耐湿性强的材料产量性状降低的程度显著低于其他材料。尽管15个材料田间模拟湿害后都出现了不同程度的生理、生化以及产量性状上的变化,且这些变化在不同材料间差异很大,但是数据间的相关性分析表明,室内耐湿指标、田间耐湿数据的隶属函数值综合指标,与产量性状各指数具有显著或极显著的相关关系,说明甘蓝型油菜不同耐湿性鉴定方法鉴定结果是一致的。鉴定方法的一致性,使得在实验室条件下,鉴别、筛选和预测甘蓝型油菜品种的耐湿性成为可能,为加快耐湿品种的选育过程提供了理论依据和操作方法。     

不同耐湿基因型甘蓝型油菜苗期对缺氧胁迫的生理差异响应

【目的】试图阐明不同耐湿基因型甘蓝型油菜苗期对缺氧胁迫的生理差异响应。【方法】试验采用不同耐湿基因型的甘蓝型油菜材料，对发芽种子和幼苗（3叶期）缺氧处理，测定种子发芽性状和幼苗可溶性糖、脯氨酸、相对电导率、丙二醛（MDA）、过氧化物酶（POD）活性、过氧化氢酶（CAT）活性、超氧化物歧化酶（SOD）活性等生理指标。【结果】表明耐湿与不耐湿基因型相比具有显著的差异。缺氧处理后耐湿材料发芽种子具有较高的相对发芽率、相对苗长、根长、苗重和活力指数，而相对电导率较低。3叶期幼苗缺氧处理后，耐湿材料可溶性糖和脯氨酸含量提高幅度显著高于不耐湿材料，MDA和相对电导率则显著较低；耐湿基因型POD活性显著提高，CAT活性显著降低，SOD酶活性有较大幅度提高并显著高于不耐湿材料；不耐湿基因型则相反，POD活性显著降低，CAT活性显著提高，SOD酶活性幅度提高较小。【结论】缺氧胁迫下，甘蓝型油菜耐湿基因型能显著增加渗透调节有机物含量，同时启动活性氧清除系统，减少膜脂化程度，提高抵御缺氧胁迫。     

芝麻耐湿性QTL定位及优异耐湿基因资源挖掘

【目的】芝麻是对湿害极其敏感的作物,湿害是影响中国芝麻生产发展和单产提高的主要障碍因素,然而,芝麻耐湿性分子生物学研究基础薄弱,迄今,国内外有关芝麻耐湿性基因定位的研究尚未见报道。利用重组自交系（RIL）群体进行芝麻耐湿性QTL定位,结合芝麻核心种质群体进行耐湿性相关分子标记研究,并挖掘优异耐湿基因资源。【方法】以高耐湿芝麻品种中芝13与极敏感种质宜阳白杂交后连续自交6代构建206个株系的RIL群体。利用113对多态性分子标记扫描RIL群体获得基因型数据,用MapMaker/EXP. 3.0软件构建遗传连锁图谱。2009年和2010年在武汉和鄂州2地点通过人工淹水胁迫获得RIL群体盛花期湿害后正常株率和存活株率的表型数据,用Microsoft Excel 2010软件进行表型数据方差分析,用QTLNetwork 2.0软件基于复合区间作图法进行QTL定位,利用主效QTL紧密连锁的分子标记扫描核心种质群体,并结合耐湿性表型数据分析得到相关有效分子标记。通过盛花期耐湿性表型重复鉴定筛选,结合分子标记辅助选择,获得优异耐湿基因资源。【结果】构建的遗传连锁图谱全长592.4 cM,共有70个标记位点进入15个连锁群,标记间的平均距离为8.46 cM。共检测到与盛花期耐湿性相关的6个QTL位点,定位在第7、9、13和15连锁群上,分别解释5.67%-17.19%的表型变异,加性效应值2.7190-9.7302,贡献率最大的QTL为qWH10CHL09,加性效应3.9394,其增效等位基因来源于母本中芝13,SSR标记ZM428与其紧密连锁（遗传距离为0.7 cM）。标记ZM428在186份芝麻核心种质中验证结果表明,该标记2种基因型的资源间在耐湿表型上存在显著差异（P=0.0163）,因此,标记ZM428可作为芝麻耐湿性分子辅助选择的有效标记。还挖掘出8份优异耐湿基因资源,湿害后其正常株率均＞70%,存活株率均＞80%。【结论】检测到6个芝麻耐湿性相关QTL,其中,贡献率最大的17.19%,获得1个有效分子标记,挖掘出8份优异耐湿基因资源。     

油菜苗期耐铝基因型筛选和鉴定指标的研究

【目的】油菜是中国重要的油料作物,主要种植于长江以南区域,该区域铝毒害较为严重,铝毒害已成为限制中国南方油菜产量的重要因素之一。探讨油菜苗期耐铝性评判方法,筛选耐铝基因型,以便减少和防止铝毒对油菜的危害。【方法】以浙油50、中油杂12号、南油杂1号等23个江西省生产上大面积应用的油菜品种为材料,通过盆栽试验,考查铝胁迫处理和对照的株高、根长、根茎粗、地下部干重、地上部干重、叶和根中可溶性糖含量、叶和根中脯氨酸含量、SPAD等性状,以各性状的耐铝系数作为衡量耐铝性的指标,利用主成分分析法、隶属函数法、聚类分析法和逐步回归分析法,对不同基因型油菜进行耐铝性综合评价。【结果】在铝胁迫下,不同基因型油菜形态指标和生理指标对铝胁迫的反应不同,基因型间差异显著。相关性分析表明,各性状的耐铝系数间均存在或大或小的相关性,使它们所提供的信息发生重叠,这些单项指标不能准确评价各油菜品种的耐铝性。利用主成分分析法将10个单项指标综合成为4个相互独立的综合指标,可代表油菜耐铝性86.36%的原始数据信息量。再根据4个综合指标值的贡献率求出其相应的隶属函数值,并依据各综合指标的相对重要性（权重）进行加权,得到不同基因型的耐铝性综合评价值（D值）。通过聚类分析将23个油菜品种划分为3类,浙油50、德油5号、湘杂油2号等3个品种为耐铝类型,中油杂12号、丰油730等13个品种为中度耐铝类型,南油杂1号、创杂油5号等7个品种为不耐铝类型。为了筛选油菜苗期的耐铝性鉴定指标,分析耐铝性鉴定指标与耐铝性之间的关系,建立了耐铝性评价的数学模型,以D值作为因变量、各指标耐铝系数为自变量进行逐步回归分析,得到最优回归方程,23个品种苗期的耐铝性预测值与D值极显著相关。并且筛选出株高、根长、叶中可溶性糖含量、叶中脯氨酸含量等4项对耐铝性有显著影响的指标,可作为油菜苗期耐铝性的鉴定指标。【结论】采用主成分分析、聚类分析和逐步回归分析的方法进行油菜苗期耐铝性的综合评价较为可靠,既避免了单一指标的片面性和不稳定性,又揭示了油菜耐铝相关性状与耐铝性的关系。     

淹水胁迫条件下甘蓝型油菜发芽期耐湿性的配合力分析

【目的】研究甘蓝型油菜发芽期耐湿抗性的遗传机制,为合理选配亲本和选育耐湿品种提供理论依据。【方法】选择6个耐湿性不同的甘蓝型油菜品种配制完全双列杂交组合,在水淹胁迫条件下萌发亲本及F1代种子,测定萌芽种子的相对根长、相对茎长、相对单株鲜重、相对芽苗率、相对电导率和相对活力指数,用GriffingⅠ方法对发芽性状的一般配合力和特殊配合力进行遗传分析。【结果】在30个组合间,各性状的一般配合力方差达到极显著水平,特殊配合力方差除了单位电导率外也达到极显著水平。遗传效应分析表明:相对于其它5个性状,作为最能代表甘蓝型油菜耐湿性的相对活力指数,其狭义遗传率最大,而广义遗传率相对较小。品种中双9号和P79相对活力指数的一般配合力效应最高,具有较大的利用潜力。【结论】分析发芽期相对活力指数的配合力和遗传效应,可以有效地鉴定甘蓝型油菜种子萌发期的耐湿性,为耐湿育种进行早期世代选择提供理论依据。     

甘蓝型油菜耐旱相关性状的主成分分析及综合评价

[目的]通过对花前和花后干旱胁迫下甘蓝型油菜形态及农艺性状多项指标的研究,筛选和鉴定甘蓝型油菜耐旱种质资源.[方法]以49份甘蓝型油菜为材料,考查花前和花后干旱胁迫及正常供水对照的侧根干重、总根干重、侧根体积、总根体积、根表面积、单株干重、茎杆干重、地上部鲜重、茎粗、绿叶数、叶面积、株高、一次分枝数、单株总角数、每角粒数、千粒重、单株籽粒产量等性状,以各性状的耐旱系数作为衡量耐旱性指标,利用主成分分析、回归分析及聚类分析对其进行耐旱性综合评价.[结果]将花前和花后干旱胁迫各15个单项指标综合成为各6个相互独立的综合指标,花前和花后耐旱性极显著正相关(r=0.593**).系统聚类将49个基因型划分为高度耐旱、中度耐早、不耐旱3类,在花前干旱胁迫中,不耐旱基因型有34个,中度耐旱12个,高度耐旱3个;在花后干旱胁迫中,不耐旱16个,中度耐旱29个,高度耐旱4个,其中,中油杂11、中双11选系在花前和花后2个时期干旱胁迫均表现高度耐旱.[结论]可利用主成分分析、隶属函数分析和聚类分析对甘蓝型油菜花前和花后耐旱性进行分类和综合评价,筛选甘蓝型油菜耐早种质.     

小麦孕穗期湿害的主要性状及形态指标

对３０份小麦品种（系）孕穗期有关性湿害指数间的相关及通径分析表明：过湿主要导致主穗粒数锐减，千粒重下降，其遗传效应与环境作用并存；以湿害指数为基础，以抽穗后１５ｄ的主茎绿叶数为初测指标，结合考察籽粒产量综合评价基因型间的耐湿性差异的方法切实可行的，品种耐湿性的遗传特性为筛选综合状较好且耐渍的新品种提供了理论依据。     

不同生育期桔梗对湿害胁迫的生长响应及耐湿性评价

[目的]研究不同生育期桔梗对湿害逆境的生长指标响应。[方法]分别在苗期、拔节期、花期、果期对桔梗进行湿害处理,测定株高、主茎粗度、最大叶长、最大叶宽、分枝数、地上干重、地下鲜重、地下干重、总皂苷含量,比较4个生育期中生长指标的耐湿性差异。[结果]湿害处理下,不同生育期桔梗生长指标响应有所差异,耐湿性不同,拔节期耐湿性最弱。[结论]该研究为指导桔梗大田栽培提供理论依据。     

小麦幼苗根系性状的QTL分析

 以小麦DH群体（旱选10号×鲁麦14）为材料，在水分胁迫及非胁迫两种条件下考察水培幼苗的单株根数、最大根长、根鲜重、根干重、根茎鲜重比及根茎干重比等根系性状。应用基于混合线性模型的复合区间作图法分析幼苗根系性状的QTL，以及基因与环境的互作。共检测到11个加性效应QTL和15对上位性互作QTL，分布在除5A、4B、2D、6D和7D以外的所有染色体上。其中3个加性效应QTL和2对上位性效应QTL控制根数；3个加性效应QTL和3对上位性效应QTL控制最大根长；2个加性效应QTL和2对上位性效应QTL控制根鲜重；2个加性效应QTL和3对上位性效应QTL影响根干重；2对上位性效应QTL控制根茎鲜重比；1个加性效应QTL和3对上位性效应QTL与根茎干重比有关。同时还分别检测到1个加性效应QTL、3对上位性效应QTL与水分环境的互作效应。对应用分子标记辅助选择幼苗抗旱优良根系性状的可能性进行了讨论。     

Combining Ability and Genetic Effects of Germination Traits of Brassica napus L.Under Waterlogging Stress Condition

Cross combinations from six rapeseed cultivars and lines were evaluated under waterlogging stress condition in order to understand the genetic mechanism of waterlogging tolerance of Brassica napus L.and provide reasonable improvement programs.There were six germination traits investigated on combining ability and heritability using complete diallel crossing method designed for 30 combinations from those six cultivars and lines.The traits included relative root length,stem length,fresh weight per plant,survival rate,electrical conductivity,and vigor index.After flooding treatment,the six traits of parents and F1 were analyzed.The general combining ability（GCA） and special combining ability（SCA） of germination traits were analyzed using Griffing I method.Among 30 cross combinations,the GCA was significantly different among six waterlogging resistance traits.The SCA of these traits was significantly different except the SCA of electrical conductivity.As a representative trait of waterlogging tolerance in rapeseed,relative vigor index had the highest narrow heritability and relatively low broad heritability.The cultivars Zhongshuang 9 and P79 had higher tolerance potential to waterlogging stress.It can be concluded that combining ability and genetic effects of relative vigor index during germination stage could be used to identify the waterlogging tolerance of rapeseed in breeding program.     

Screening Methods for Waterlogging Tolerance at Maize （Zea mays L.） Seedling Stage

Waterlogging strongly affects agronomic performance of maize （Zea mays L.）. In order to investigate the suitable selection criteria of waterflooding tolerant genotypes, and identify the most susceptible stage and the best continuous treatment time to waterlogging, 20 common maize inbred lines were subjected to successive artificial waterflooding at seedling stage, and waterlogging tolerance coefficient （WTC） was used to screen waterflooding tolerant genotypes. In addition, peroxidase （POD） activities and malondialdehyde （MDA） contents were measured for 6 of 20 lines. The results showed that the second leaf stage （V2） was the most susceptible stage, and 6 d after waterflooding was the best continuous treatment time. Dry weight （DW） of both shoots and roots of all lines were significantly reduced at 6 d time-point of waterlogging, compared to control. POD activities and MDA contents were negatively and significantly correlated, and the correlation coefficient was -0.9686 （P 〈 0.0001）. According to the results, WTC of shoot DW can be used for practical screening as a suitable index, which is significantly different from control and waterlogged plants happened 6 d earlier. Furthermore, leaf chlorosis, MDA content and POD activities could also be used as reference index for material screening. The implications of the results for waterlogging-tolerant material screening and waterlogging-tolerant breeding have been discussed in maize.     

基于SLAF-seq技术鉴定苹果砧木耐涝候选基因

【背景】苹果（Malus×domestica Borkh）是我国主要栽培果树树种之一,但部分苹果产区由于夏、秋季的大量集中降雨和排水不良等造成果园涝害频繁发生,导致苹果树叶片黄化、脱落,果实品质和产量下降。【目的】鉴定苹果耐涝相关基因,为苹果耐涝分子标记辅助育种和优质高产栽培提供依据。【方法】以耐涝苹果砧木G41和不耐涝苹果砧木新疆野苹果（M. sieverii (Ledeb) Roem.）及其构建的包含495个F₁杂交后代为材料,从F₁杂交群体中挑选出耐涝和不耐涝株系各50株,构建两个极端性状DNA混池,采用简化基因组测序（SLAF-seq）技术,开发SLAF标签和SNP标记,结合苹果基因组信息和遗传关联性分析,对苹果耐涝基因进行定位及候选基因预测,并对候选基因在耐涝差异的株系中进行淹水胁迫下的表达分析。【结果】以‘金冠’苹果为参考基因组,共开发119 072个SLAF标签,其中多态性SLAF有11 133个。通过序列分析和检测SNP位点,共获得6 237 071个SNP,其中高质量SNP有170 617个。通过ED和SNP-index方法关联分析,获得一个与耐涝性状紧密关联的候选区域,位于苹果第10号染色体1.94—3.25 Mb,关联区域大小为1.31 Mb,关联区域内包含120个基因。对该区域内基因进行功能注释,发现一个与呼吸代谢相关的基因—乙醇脱氢酶基因ADH1（MD10G1014500）,在淹水处理后1、2、4和6 d,该基因在耐涝植株中的表达量显著高于不耐涝植株。【结论】将苹果耐涝基因定位于第10号染色体1.94—3.25 Mb处,筛选到可能与苹果耐涝相关的候选基因MD10G1014500,可用于苹果耐涝基因的克隆和功能解析。     

Changes of Antioxidative Enzymes and Lipid Peroxidation in Leaves and Roots of Waterlogging-Tolerant and Waterlogging-Sensitive Maize Genotypes at Seedling Stage

To better understand the physiological and biochemical mechanisms of waterlogging tolerance, waterlogging effects on lipid peroxidation and the activity of antioxidative enzymes were investigated in leaves and roots of two maize genotypes, HZ32 （waterlogging-tolerant） and K12 （waterlogging-sensitive）. Potted maize plants were waterlogged at the second leaf stage under glasshouse conditions. Leaves and roots were harvested 1 d before and 2, 4, 6, 8 and 10 d after the start of waterlogging treatment. Through comparing the activities of superoxide dismutase （SOD）, ascorbate peroxidase （APX）, glutathione reductase （GR）, catalase （CAT） and guaiacol peroxidase （POD） between waterlogging-tolerant and waterloggingsensitive genotype, we deduced that CAT was the most important H2O2 scavenging enzyme in leaves, while APX seemed to play a key role in roots. POD, APX, GR and CAT activities in conjunction with SOD seem to play an essential protective role in the O2^- and H2O2 scavenging process. Lipid peroxidation was enhanced significantly only in K12 （P 〈 0.001） and there was no difference （P 〉 0.05） in HZ32 up to 6 d after waterlogging stress. These results indicated that oxidative stress may play an important role in waterlogging-stressed maize plants and that the greater protection of HZ32 leaves and roots from waterlogging-induced oxidative damage results, at least in part, through the maintenance of increased antioxidant enzyme activity.     

淹水胁迫下不同玉米品种根结构及呼吸代谢差异

【目的】研究不同玉米品种幼苗根显微结构及呼吸代谢对淹水胁迫的响应差异。【方法】以耐涝性不同的玉米品种浚单20（耐涝性强）和登海662（耐涝性弱）为试材,设CK、淹水2、4、6、8 d共5个处理,比较淹水胁迫下不同玉米品种苗期根结构及呼吸代谢差异。【结果】淹水后,两品种幼苗的根干重、根总长度、根系活力均明显下降,随着淹水天数增加,下降幅度增大,两品种间表现为登海662各指标下降幅度显著高于浚单20。其中淹水8 d时,登海662和浚单20根干重分别比对照降低29.7%和12.1%,根系活力分别比对照降低30.6%和8.7%。淹水增加了两品种玉米根气腔面积和根孔积率,平均比对照增加3.9倍和2.8倍,且随着淹水时间延长而增大。淹水使玉米根系的乙醇脱氢酶（ADH）、丙酮酸脱羧酶（PDC）和乳酸脱氢酶（LDH）活性比对照平均增加27.7%、55.0%和2.6倍,其中登海662的增加幅度大于浚单20,且差异显著。【结论】不同玉米品种根系对淹水胁迫的响应不同,耐涝品种具有完整根结构、较高的根系活力、大面积较发达的通气组织、适度的无氧呼吸代谢,因而能够更好地适应淹水胁迫,提高干物质生产能力。     

不同耐淹基因型水稻分蘖期对淹涝胁迫的生理差异

[目的]研究不同耐淹基因型水稻分蘖期对淹涝胁迫的生理差异。[方法]以不同基因型的水稻品种FR13A、9311、IR64和OM052为供试材料,进行2、4、5、7 d淹涝胁迫处理并分别恢复3和5 d,研究不同程度淹水对分蘖期水稻生长及生理指标的影响。[结果]随着淹水处理时间的延长,叶绿素含量及地上相对含水量下降;根冠比增加,根长变短;淹水处理诱导了超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)的酶活性及丙二醛(MDA)含量上升。在没顶淹水4 d时,OM052的SOD、POD和CAT的酶活性及MDA含量比对照增加分别增加了50.0%,25.8%,50.5%和17.9%。没顶淹水5 d后,仅OM052和耐淹品种FR13A存活。[结论]淹水5 d可能是分蘖期水稻淹水胁迫的转折点,OM052在一定程度上具有较好的耐淹性。