干旱胁迫对不同苜蓿种质苗期抗旱性的影响

【目的】探明不同苜蓿种质的苗期抗旱性,为抗旱性较强的基因筛选及新疆和类似地区的牧草种植提供参考。【方法】采用室内盆栽,利用隶属函数法计算不同干旱胁迫[正常浇水量(土壤相对含水量70%)、轻度干旱胁迫(土壤相对含水量55%)、中度干旱胁迫(土壤相对含水量40%)和重度干旱胁迫(土壤相对含水量25%)]下室内盆栽5个苜蓿种质(新牧4号、中苜3号、歌纳、A-17和D-23)苗期的生长、生理和光合指标(抗旱性指标)的隶属函数值,并对各种质的抗旱性进行综合评价。【结果】新牧4号的生长、生理和光合指标隶属函数值为0.162～0.507,平均0.404,以生理指标的SPAD值最大,光合指标的水分利用效率最小;中苜3号各指标隶属函数值为0.230～0.733,平均0.419,以生长指标的根冠比最大,光合指标的水分利用效率最小;歌纳各指标隶属函数值为0.272～0.591,平均0.449,以生理指标的相对电导率最大,脯氨酸最小;A-17各指标隶属函数值为0.183～0.537,平均0.398,以生理指标的SPAD值最大,丙二醛最小;D-23各指标隶属函数值为0.145～0.557,平均0.414,以光合...     

18份绿豆品种资源苗期耐旱性鉴定

利用苗期反复干旱胁迫法,调查了18份绿豆品种资源在干旱胁迫下的表现,采用隶属函数值法综合评价其耐旱性,结果筛选出洮98502、冀绿2号、吉绿11号、吉绿9号为耐旱型(R)种质,耐旱中间型(MR)、耐旱敏感型(S)种质各7份。对干旱胁迫下性状与耐旱平均隶属函数值进行了相关分析,结果表明总根长、根干重、植株干重与平均隶属函数值呈极显著正相关。因此,在反复干旱胁迫下,总根长、根干重、植株干重可以作为绿豆苗期耐旱性鉴定的指标。     

展颖野生稻单片段代换系芽期耐Cd材料筛选及QTL鉴定

【目的】评价CdCl_2溶液对展颖野生稻Oryza glumaepatula单片段代换系(SSSLs)种子发芽及根芽生长的影响,筛选耐Cd SSSLs材料,初步鉴定与芽期耐Cd性状相关的QTLs。【方法】对6个栽培稻品种在0、30、50、100、500μmol·L-1 CdCl_2溶液条件下进行发芽试验,确定水稻种子芽期耐Cd性研究的处理浓度,筛选耐Cd SSSLs的性状指标。对SSSLs在CdCl_2溶液处理下发芽第7天的根长与芽长分析,筛选P=0.01水平耐Cd性较强的SSSLs,鉴定相应性状QTLs。【结果】在0、30、50和100μmol·L~(-1) CdCl_2浓度处理下,栽培稻品种的种子发芽率为91%～95%,差异不显著,但种子根和幼芽伸长生长受到抑制,品种间差异显著。在50和100μmol·L-1 CdCl_2溶液条件下,以发芽第7天的相对根长和相对芽长为指标,在P=0.01水平从8个SSSLs鉴定出5个相对根长QTLs,即qRRL1-1、qRRL2-1、qRRL3-1、qRRL3-2及qRRL6-1,其加性效应为0.19～0.60,表型贡献率为31.18%～100.59%;鉴定出5份SSSLs携带3个相对芽长QTLs,即qRSL1-1、qRSL1-2及qRSL2-1,其加性效应为0.08～0.18,表型贡献率为7.43%～18.95%。【结论】展颖野生稻SSSLs携带芽期耐Cd QTLs,可以作为水稻耐Cd基因发掘的重要材料。     

利用高代回交导入系定位水、旱条件下影响水稻根系及产量的QTL

 严重的水资源危机使得水稻耐旱性的遗传与育种研究成为当今的研究热点之一。【目的】鉴定与水稻耐旱性直接相关的根系性状QTL,为通过根系性状QTL的标记辅助选择培育耐旱水稻品种提供标记信息。【方法】以从供体Lemont（粳稻）导入到特青（籼稻）背景的254个高代回交导入系中筛选出覆盖供体全基因组的55个回交导入系为材料,采用PVC管栽培,定位了灌溉（对照）与干旱（胁迫）条件下影响根系及产量性状的QTL以及胁迫与对照间性状差值的QTL。【结果】共检测到25个影响根长（RL）、根数（RN）、根重（RW）和单株粒籽产量（GY）的主效QTL,根据在不同环境下的表达情况,将其分为3类,第1类4个,在两种环境下均被检测到;第2类12个,只在对照条件下检测到;第3类9个,受干旱胁迫诱导,只在胁迫条件下被检测到。此外还检测到11个影响胁迫与对照条件下性状差值的QTL。【结论】在水、旱两种条件下均检测到的相对稳定的3个QTL（QRl2b、QRl8b、和QRn12）及影响两种条件下性状差值（即性状稳定性）的11个QTL可能对耐旱性有直接贡献。     

大豆耐旱种质鉴定及其与根系的相关研究

从301份大豆品种中按根系类型选取黄淮海和长江中下游地区代表性材料59份,在苗期干旱胁迫和非胁迫条件下对地上部和地下部性状进行2年重复鉴定,发现材料间性状隶属函数值具有丰富遗传变异,以株高、叶龄、根干重和茎叶干重隶属函数的算术平均数为抗旱综合指标,从中筛选出汉中八月黄、晋豆14、科丰1号、圆黑豆等强耐旱型(1级)材料和临河大粉青、宁海晚黄豆等干旱敏感型(5级)材料。比根干重、比总根长、比根体积与耐旱隶属函数平均值均呈极显著正相关,可作为耐旱性的根系性状指标。     

豌豆种质资源苗期耐旱鉴定

以已87份豌豆种质(基于FIGS方法构建了耐旱和旱敏感两个候选资源组,耐旱资源52份,旱敏感资源35份)为材料,采用盆栽试验,应用苗期反复干旱法,测定叶片萎蔫指数、反复幼苗存活率、株高、植株鲜重、植株干重、根干重、叶片相对含水量的指标,采用隶属函数法综合评价豌豆种质资源耐旱等级,获得苗期高抗材料1份、抗旱材料15份,旱高感资源5份;干旱胁迫下各性状表现和平均隶属值间的相关结果表明叶片萎蔫指数、叶片相对含水量、反复干旱幼苗存活率、株高胁迫指数、植株干物质胁迫指数、根干物质胁迫指数6个指标与平均隶属值间的相关系数均达到极显著水平,所以确定了这6项指标为苗期耐旱鉴定指标。生育期耐旱资源共有16份,其中11份来自耐旱资源组,5份来自非耐旱资源组的春播区;说明豌豆种质的耐旱性与其来源地有一定的相关性。     

棉花抗旱性综合评价及其相关性分析

为综合评价棉花种质资源的抗旱性,筛选优异抗旱品种(品系),并建立成株期产量抗旱预测模型。对50份棉花种质资源在苗期进行干旱处理,调查其表型性状并测定其生理指标,根据各性状/指标差异的显著性筛选抗旱指标,并计算抗旱系数和抗旱指数,利用主成分分析法和隶属函数法计算综合抗旱系数、综合抗旱指数、综合抗旱隶属函数值、加权抗旱性系数和抗旱性综合度量值,对棉花抗旱性进行综合评价和分级。进一步将苗期评价分级结果与成株期干旱胁迫下产量和纤维品质性状进行比较,以分析苗期抗旱鉴定模型对成株期预测的精度。苗期生理性状在提高抗旱鉴定模型精度上具有重要作用,基于苗期生理指标建立的抗旱鉴定模型能够很好地预测成株期的抗旱性。     

烟草苗期抗旱性鉴定指标筛选与评价

【目的】比较不同烤烟品种苗期的抗旱性,选育抗旱品种。【方法】采用盆栽试验,于烟草苗期对17个材料进行干旱处理,测定相关形态指标和生理生化指标,进行烟草抗旱性鉴定指标筛选,并对供试材料的抗旱性进行评价。【结果】烟苗经干旱处理后,随着时间的推移,叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量呈上升趋势,叶片组织含水量呈下降趋势,MDA含量呈先下降后上升趋势,SOD含量呈先上升后下降趋势;叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素、SOD、MDA各指标平均隶属函数值与幼苗成活率呈显著或极显著相关。【结论】参试材料间的抗旱性存在差异,以NC82和红花大金元的抗旱性较好。     

绿豆萌发期耐旱种质资源筛选评价和遗传多样性分析

【目的】鉴定56份绿豆种质种子萌发期耐旱性,明确其遗传特性。【方法】采用10%甘露溶液模拟干旱胁迫,以相对发芽率、相对发芽势和相对根长等10个指标作为耐旱性评价指标,通过主成分分析、隶属函数分析和多元分析方法鉴定种质耐旱性。同时基于SSR扩增对56份绿豆种质资源进行分子聚类,明确其遗传基础。【结果】干旱胁迫对萌发期10个耐旱性评价指标具有不同程度影响。主成分分析显示前三个综合指标贡献率分别为57.87%、16.42%、和11.42%,累积贡献率达到85.71%,可以代表10个评价指标的变异信息。根据主成分分析计算得到的综合评价值D对56份种质耐旱性进行评价,鉴定出2份高耐、10份耐旱、30份中耐、13份敏感和1份高敏种质。基于SSR聚类将56份种质划分为3个主要类群,第1类群包含25份种质,表现为较耐旱。第2类群包含26份种质,遗传基础复杂,表现出不同程度的耐旱性。第三类群包含5份种质,表现为偏敏感。【结论】明确了56份绿豆种质萌发期的耐旱性及其遗传特性,为利用这些种质开展绿豆耐旱育种奠定了基础。     

广西野生稻耐冷性鉴定与遗传纯合研究

【目的】筛选耐冷性强的野生稻种质,研究野生稻耐冷性遗传的稳定性,为水稻耐冷性育种和研究提供抗源。【方法】利用人工气候箱对收集的广西野生稻资源进行苗期耐冷性鉴定,在桂北高寒山区自然低温条件下进行宿根期耐冷性评价;选择耐冷性较强的材料通过连续套袋自交或花药培养进行耐冷性遗传纯合研究。【结果】筛选出苗期1级耐冷材料广西普通野生稻20份,广西药用野生稻1份,普通野生稻花培株系92份;宿根期3级耐冷材料广西普通野生稻43份,药用野生稻2份,普通野生稻花培株系5份;耐冷性较强的直立或半直立型种质8份;广西普通野生稻苗期和宿根期耐冷性呈极显著正相关(r=0.26),广西药用野生稻苗期和宿根期耐冷性相关性不显著(r=-0.11);广西普通野生稻在苗期耐冷性与宿根期耐冷性上,平均耐冷等级均表现为匍匐型耐冷性最强,倾斜型次之,半直立型与直立型间无差异且最弱;来自桂北的野生稻苗期耐冷性最强;来自桂南的野生稻宿根期耐冷性表现最强。【结论】鉴定筛选出的材料可用于耐冷育种及抗逆机理研究。筛选出的材料可用于水稻耐冷性研究和育种,同时可以通过套袋自交与花药培养加快获得耐冷性更强的纯合株系。     

广西普通野生稻抗白背飞虱鉴定

【目的】从一批广西普通野生稻材料中筛选出新的抗白背飞虱材料,为水稻抗性品种培育和栽培稻遗传改良提供优异的抗性资源。【方法】通过成株期鉴定法对218份普通野生稻进行白背飞虱抗性株的初步筛选,以Ptb33为抗性对照、9311为感性对照;利用苗期集团法对初步筛选到的抗性材料进行抗白背飞虱鉴定,并对部分抗性较好的材料进行重复鉴定,确定试验结果的可靠性。【结果】利用成株期鉴定法从218份普通野生稻材料中初步筛选出60份对白背飞虱具有一定抗性的材料,占总鉴定材料的27.5%。利用苗期集团法从60份普通野生稻材料中鉴定出抗性材料22份,其中高抗材料1份,占鉴定材料数的1.7%,中抗材料21份,占鉴定材料的35.0%;对22份抗性材料中平均抗性水平较高的9份材料的重复鉴定结果与前期鉴定结果一致。【结论】通过对218份广西普通野生稻的抗性筛选,获得22份对白背飞虱具有中抗以上水平的抗性资源,这些抗性材料可应用于水稻抗性品种培育和栽培稻遗传改良。     

小麦RIL群体苗期抗旱性综合评价

以小麦RIL群体为材料,在水培条件下以PEG-6000模拟干旱胁迫,分析小麦幼苗抗旱相关性状的群体变异,利用主成分分析对抗旱指标进行综合筛选,利用隶属函数值法对供试材料抗旱性进行综合评价,以期为小麦苗期抗旱性状QTL定位及抗旱育种研究提供依据。15个抗旱相关指标主成分分析表明：前6项主成分累计贡献率达82.799%,所代表的6类指标可作为小麦苗期抗旱性鉴定指标,其相对重要性为生物量〉根冠比〉地下部失水率〉最大根长〉相对生长率〉地上部失水率。抗旱综合评价结果表明：父本山农483较母本川35050抗旱性强,群体综合抗旱性有较大的分离变异,111个系抗旱性高于双亲,14个系抗旱性介于双亲之间,5个系抗旱性较双亲低。该群体适于小麦苗期抗旱相关性状QTL定位研究。     

大豆苗期耐旱种质鉴定和相关根系性状QTL定位

从301份大豆品种中按根系类型选取黄淮海和长江中下游地区代表性材料59份,在苗期干旱胁迫和非胁迫条件下对地上部和地下部性状进行2年重复鉴定,发现材料间性状隶属函数值具有丰富遗传变异,以株高、叶龄、根干重和茎叶干重隶属函数的算术平均数为抗旱综合指标从中筛选出汉中八月黄、晋豆14、科丰1号、圆黑豆等强耐旱型(1级)和临河大粉青、宁海晚黄豆等干旱敏感型(5级)材料。比根干重、比根总长、比根体积与耐旱隶属函数平均值均呈极显著正相关,可作为耐旱性的根系性状指标。利用“科丰1号×南农1138-2”(1级×4级)衍生的R IL群体为材料,对耐旱相关根系性状进行QTL定位。检测到5、3、5个QTL s分别控制比根重、比根总长、比根体积,位于N 6-C 2、N 8-D 1b W、N 11-E、N 18-K连锁群上。3个性状各有1个贡献率大的QTL(Dw 1、R l1、R v1),而且均位在N 6-C 2的STA S8_3T-STA S8_6T相同距离的区段上,其他QTL s效应均较小。     

240 份小麦苗期抗旱性鉴定及抗旱指标与重要农艺性状的相关性分析

为了解240 份小麦材料苗期的抗旱性并筛选有效苗期抗旱指标,在干旱胁迫和对照环境下测定胚芽鞘长（CL）、第一叶长(FL)、地上部鲜质量（SFW）等8 个苗期指标。采用隶属函数法、聚类分析法、主成分分析等方法对各材料的抗旱性进行综合评价。结果表明,在干旱胁迫下各材料胚芽鞘长、根冠比高于对照组,其他指标低于对照组。对各性状抗旱系数的隶属函数值进行主成分分析,将8 个性状归纳为3 个成分,累计贡献率达80.5%。聚类分析将240 份材料分为高抗旱、抗旱、中等、干旱敏感、干旱高敏感5 个群体,其中高抗旱品种13 份。苗期指标抗旱系数与重要农艺性状的相关性分析表明,苗期的胚芽鞘长与株高、旗叶长、穗长呈极显著正相关,苗期活力高的品种具有较高的千粒质量,通过隶属函数法计算综合抗旱系数D值进行苗期抗旱性评价更准确。通过小麦苗期抗旱性鉴定,可提前对小麦进行抗旱性评价,为实际生产提供参考并加速小麦抗旱育种进程。     

基于远红外热成像的叶温变化与玉米苗期耐旱性的研究

 【目的】植物可以通过降低叶片气孔蒸腾来达到控制失水和增强抗旱的目的。蒸腾强度的变化会引起植物叶片温度的变化,利用远红外热成像仪研究遭受干旱胁迫时玉米自交系苗期叶温的变化与生物量耐旱系数间的关系,为筛选鉴定玉米耐旱自交系提供依据。【方法】以83个优良玉米自交系为材料,利用远红外热成像仪检测干旱胁迫条件下苗期叶片温度的变化,叶片的气孔导度、蒸腾强度采用气孔计Li-1600测定,同时测定植株的生物量。【结果】遭受干旱胁迫时,玉米苗期叶片的相对生物量变异幅度为0.271～0.997（生物鲜重）、0.338～0.969（生物干重）,叶温变异幅度为 -0.1～+0.5℃,均存在显著变异。耐旱玉米自交系的叶片温度显著上升,而敏感玉米自交系的叶片温度变化不明显。干旱胁迫与正常灌水条件下叶温的差值即叶温差与相对生物鲜重（0.283*,0.288**,n=83）及相对生物干重（0.239*,0.273**,n=83）间存在极显著的相关性。此外,叶温差与叶片气孔导度、蒸腾强度间也存在着显著的相关性。【结论】遭受干旱胁迫时,玉米苗期叶片温度变化可以显著反映玉米苗期的耐旱性,叶温差可以作为玉米苗期耐旱性初步筛选的一个指标,将远红外热成像技术运用于玉米耐旱育种存在可行性。     

玉米苗期抗旱性鉴定指标及综合评价

以52个春播玉米杂交种作为供试材料,利用旱棚内模拟干旱胁迫环境,测定了株高、叶面积、光合速率、叶绿素含量、叶片含氮量、叶温值、叶片离体脱水率、叶片含水量等10个抗旱相关指标,并分析各指标的相关性,根据隶属函数值对52个品种进行聚类分析。结果表明,各指标在干旱胁迫下均表现出不同程度的变化,其中,苗期相对株高与叶面积相关性最大,相关系数为0.883,说明其大小在一定程度上可以代表品种抗旱性的强弱,可作为鉴定玉米品种苗期抗旱能力的主要指标。根据隶属函数值,可将52个玉米品种分为高抗、中抗、低抗、敏感4个抗旱等级,筛选出6个表现优异的抗旱品种。其结果可为玉米苗期耐旱品种筛选提供理论指导和借鉴。     

25份西瓜种质苗期抗旱性鉴定及抗旱指标筛选

【目的】筛选西瓜抗旱种质并鉴定苗期的关键抗旱性指标，综合评价西瓜资源的抗旱性，为西瓜抗旱育种研究提供技术支持。【方法】以25份西瓜材料为试材，采用苗期盆栽试验，设置干旱胁迫和正常浇水2个处理，测定西瓜生长指标（株高、根长、地上部鲜质量、地下部鲜质量、地上部干质量、地下部干质量和根冠比）及生理指标（叶片的叶绿素、可溶性蛋白、脯氨酸和丙二醛含量及过氧化氢酶活性与相对电导率），运用隶属函数法、多元线性回归分析和聚类分析等方法，比较各西瓜种质对干旱胁迫响应的差异，评价种质苗期抗旱性，筛选关键抗旱指标。【结果】干旱胁迫抑制了西瓜幼苗的生长发育，同时显著抑制了西瓜幼苗的地上部鲜质量和地下部鲜质量，株高、根长、地上部干质量和地下部干质量普遍降低，但对根冠比存在正向和负向两种不同的影响结果；干旱处理后，西瓜叶片中的脯氨酸含量显著增加，过氧化氢酶活性普遍升高，可溶性蛋白含量和相对电导率普遍降低，叶绿素和丙二醛含量因种质不同而表现出不同差异。【结论】苗期抗旱性强的西瓜材料有M20、ZTC、M33、M24和M26，可作为后期西瓜抗旱育种的材料；地上部鲜质量、过氧化氢酶活性、可溶性蛋白含量、脯氨酸含量、地下部干质量和根长可作为西瓜苗期抗旱性鉴定的性状指标。     

筛选和转化药用野生稻TAC克隆获得耐旱水稻

【目的】利用分子生物学技术建立一种可有效转移药用野生稻有利基因的方法,为进一步大量开展利用药用野生稻有利基因提供技术基础。【方法】以植物抗性相关转录因子AP2/EREBP和bZIP家族基因保守序列为探针,采用同位素α-32P对探针进行标记,通过Southern 杂交对药用野生稻TAC文库进行第一轮筛选;所获得阳性克隆用地高辛标记的探针进行第二轮筛选;最后利用PCR方法对第二轮筛选所获得的阳性克隆进行验证。通过农杆菌介导法将阳性克隆转入栽培稻品种日本晴,利用TAC载体插入片段两端的抗性标记Hpt和SacB,通过PCR扩增检测和和Southern杂交对转化植株进行鉴定。采用PEG胁迫法和生理指标变化对转基因T2植株的芽期、苗期耐旱性进行鉴定。【结果】第一轮TAC文库筛选共获得1 073个阳性克隆,其中,以AP2/EREBP的保守序列为探针筛选出606个、bZIP为探针筛选出467个。对这些阳性克隆进行第二轮筛选,从中共获得147个阳性克隆,其中,AP2/EREBP为探针筛选出95个、bZIP为探针筛选出52个。PCR验证有103个阳性克隆能够扩增出目的片段,分别是利用AP2/EREBP设计的引物筛选出63个克隆和bZIP的40个克隆,阳性克隆得率分别为66.32%和76.92%。通过农杆菌转化,以编号为52D-M16和22D-P2（与AP2/EREBP相关）以及55R-A17、49R-O14和8-A24（与bZIP相关）的克隆转化水稻日本晴均获得转化植株,转化试验结果发现外源插入片段越大则克隆转化的成苗率越低。抗性鉴定、PCR和Southern杂交结果均证明外源片段已转入受体水稻品种日本晴中。芽期抗旱性鉴定表明R12-23、R15-41和R1-8 3份材料的耐旱性优于受体日本晴,苗期鉴定显示M63-9和R12-23的耐旱性较强。综合认为,R12-23具有较好的耐旱性。【结论】通过构建药用野生稻TAC文库并结合特异克隆筛选和遗传转化方法,可以进行有利基因的转移,结合进一步的育种,有望实现药用野生稻在育种上的利用。     

干旱胁迫对马铃薯不同生育时期生理生化指标的影响

【目的】探明干旱胁迫对马铃薯不同生育时期生理生化指标的影响。【方法】以云南省主栽的4个马铃薯品种(合作88、丽薯6号、宣薯2号及会-2)为试验材料,在干旱胁迫及对照条件下分别测定分析马铃薯各品种苗期、现蕾期和盛花期的生理生化指标,并对各生理生化指标变幅进行模糊隶属函数分析。【结果】不同生育时期干旱胁迫下,4个马铃薯品种的总叶绿素含量较对照处理(CK)不同差异显著性降低,各马铃薯品种的脯氨酸含量、可溶性蛋白含量、SOD活性、POD活性、CAT活性及MDA含量的值均较CK不同差异显著性增加;结合各生理生化指标变幅及指标变幅的模糊隶属函数结果分析认为:现蕾期干旱胁迫对合作88的影响最大,苗期干旱胁迫对丽薯6号、宣薯2号及会-2的生长发育影响相对较大,盛花期干旱胁迫对4个马铃薯品种的生长发育影响相对较小。【结论】干旱胁迫对马铃薯生理生化指标的影响因品种和干旱时期不同而异。     

水分胁迫下不同小麦品种抗性反应与产量表现的相关研究

本研究在聚乙二醇（ＰＥＧ－６０００）模拟的不同水分胁迫条件下，研究了８个小麦品种相对发芽率、叶片相对含水量、脯氨酸含量和电解质外渗率的变化，用隶属函数对各品种的苗期抗旱性进行了综合评价，同时依据干旱棚内外各品种产量表现及其干旱系数隶属函数将参试品种分成３类。结果表明：（１）室内模拟试验与田间干旱鉴定的结果一致，说明可以用室内模拟代替田间鉴定来对育种早期世代的大量材料进行筛选；（２）归入第一类的品种如百农３２１７，豫麦２号和冀麦５４１８可作为抗旱亲本利用；（３）在水分胁迫条件下抗旱品种在苗期积累较多的脯氨酸，这一性状可作为抗旱鉴定的生理指标之一，但使用多个生理性状隶属函数综合值评价参试品种的抗旱性更趋合理。本文还对干旱系数在抗旱鉴定中的使用价值进行了讨论。