春大豆种子田间劣变性和劣变抗性的差异蛋白质组学研究

【目的】南方春大豆种子在生理成熟（R6或R7期）过程中易受高温高湿胁迫影响常会发生种子田间劣变,已经严重制约了中国南方春大豆生产和应用的发展。应用比较蛋白质组学技术,在蛋白表达水平上揭示高温高湿下南方春大豆种子田间劣变性和劣变抗性的机制,为遗传育种改良和新品种选育奠定种质基础。【方法】利用抗种子田间劣变种质湘豆3号和不抗种质宁镇1号为材料,在种子发育到生理成熟期时模拟田间高温高湿胁迫处理,运用双向电泳（2-DE）和MALDI-TOF/TOF鉴定技术研究春大豆种子蛋白质表达谱的变化。【结果】高温高湿胁迫处理和对照条件下（1、5、10、16和24 h）,湘豆3号和宁镇1号大豆种子可溶性蛋白的每张2-DE重复胶上都可以检测到700多个可重复蛋白点,50个蛋白质点在处理与对照之间表达量上存在显著差异。其中有33个差异蛋白点经质谱分析成功鉴定;功能分类表明,这些成功鉴定的差异蛋白分别涉及细胞修复及防御（9%）、氧化还原平衡（12%）、蛋白合成（3%）、能量代谢（15%）、转运过程（15%）以及贮藏蛋白（31%）等代谢途径和细胞过程。此外,还有5个差异蛋白为未知功能蛋白。【结论】高温高湿胁迫下,抗性种质湘豆3号较不抗种质宁镇1号具有较强的抗氧化和细胞修复及防御能力,可能是其具有较强的抗种子田间劣变性的关键原因。     

收获期对南方春大豆产量、品质及抗劣变性的影响

通过田间试验,研究了收获期对湖南省主栽的4个春大豆品种产量、品质及抗劣变性的影响。结果表明:在完熟期收获的大豆百粒重和单株粒重均最高;过早收获时种子蛋白质含量、蛋脂总含量低,过迟收获时则脂肪含量低;在成熟期至完熟期收获能获得具有较高发芽势和发芽率的种子;收获期适当提前有利于增强大豆种子的抗劣变性。     

不同温度处理方式对芥菜型油菜种子萌发与活力的影响研究

【目的】芥菜型油菜是一种重要蔬菜,可以直接食用和加工,具有较高经济价值。芥菜型油菜种 子收获后可能具有休眠现象,不利于农业生产,研究芥菜型油菜种子的萌发特性和活力指标有利于掌握其种子 的生理规律并适时种植。【方法】以 2017 年和 2020 年两个年份收获的芥菜型油菜种子为试验材料,分析 25℃ （CK）、4℃和 -10℃不同处理时长下种子发芽率、成苗数、幼苗长度、平均发芽时间和幼苗活力指数等指标, 研究温度处理与种子活力与休眠的关系。【结果】2017 年收获种子不存在休眠,2020 年收获种子存在休眠,且 2017 年收获种子的各项活力指标均极显著低于 2020 年收获种子,其中 2017 年收获种子发芽率不足 20%、幼苗 活力指数不足 1.5,而 2020 年收获种子发芽率在 60% 以上、幼苗活力指数在 5 以上,而且 -10℃处理能将 2020 年收获种子的发芽率提高到 80% 以上。【结论】4℃ 24 h 短时间处理不利于芥菜型油菜种子萌发,-10℃冷冻干 燥条件下有利于打破种子休眠、提高种子活力,种子保存年限以 1 年内为佳。     

春大豆种子抗劣变性鉴定方法研究

采用高温高湿度条件及不同浓度的甲醇溶液处理春大豆种子,测定处理种子的发芽率,对春大豆种子的抗劣变性鉴定方法进行了研究。结果表明:高温高湿度老化法(45℃、RH 99%)以处理8 d左右为宜,采用半致死剂量确定甲醇老化法以15 mL20%甲醇溶液处理鉴定效果最好,而采用浓度为30%或40%的甲醇溶液处理能鉴定出特抗劣变的大豆品种。     

不同含水量野生稻种子库存24年后活力研究

【目的】探讨种子在种质库长期贮藏的最适含水量,评价种子长期保存后的活力,为种子长期安全保存提供科学依据。【方法】用35℃加温干燥,将初始含水量为14.80%的普通野生稻种子干燥至6种梯度的含水量10.56%、9.50%、8.70%、7.50%、6.60%和6.35%后,密封包装贮藏于种质库中进行长期保存试验,24年后测定其种子发芽力和田间生长能力,并进行方差分析。【结果】含水量为14.80%、10.56%、9.50%、8.70%、7.50%的种子发芽势、发芽率、发芽指数分别与贮藏前相比差异极显著,下降明显不宜长期保存;含水量为6.35%的种子发芽势、发芽率、发芽指数和成苗率与贮藏前相比差异不明显,发芽率仍保持在98.33%,成苗率为92.33%,活力水平最高。【结论】35℃加温干燥是种子入库前干燥的安全温度,野生稻种子在低温干燥种质库长期保存最适含水量为6.35%。     

不同含水量野生稻种子库存24年后活力研究

【目的】探讨种子在种质库长期贮藏的最适含水量,评价种子长期保存后的活力,为种子长期安全保存提供科学依据。【方法】用35℃加温干燥,将初始含水量为14.80%的普通野生稻种子干燥至6种梯度的含水量10.56%、9.50%、8.70%、7.50%、6.60%和6.35%后,密封包装贮藏于种质库中进行长期保存试验,24年后测定其种子发芽力和田间生长能力,并进行方差分析。【结果】含水量为14.80%、10.56%、9.50%、8.70%、7.50%的种子发芽势、发芽率、发芽指数分别与贮藏前相比差异极显著,下降明显不宜长期保存;含水量为6.35%的种子发芽势、发芽率、发芽指数和成苗率与贮藏前相比差异不明显,发芽率仍保持在98.33%,成苗率为92.33%,活力水平最高。【结论】35℃加温干燥是种子入库前干燥的安全温度,野生稻种子在低温干燥种质库长期保存最适含水量为6.35%。     

70份外引改良玉米种质对广西主要病害抗性鉴定

【目的】对70份外引改良玉米种质材料进行抗病性鉴定,筛选出抗病材料,为抗病玉米育种奠定基础。【方法】同时采用田间人工接种鉴定和自然发病两种方法,对70份外引改良玉米种质材料进行南方锈病、纹枯病、大斑病和小斑病抗性鉴定。【结果】通过人工接种抗病性鉴定,筛选出高抗南方玉米锈病材料5份、纹枯病材料11份、大斑病材料4份和小斑病材料6份,中抗4种病害材料1份,高抗大、小斑病和纹枯病材料2份以及兼抗3种病害材料22份。【结论】参试的种质材料对广西玉米主要病害的抗性较丰富,其中一些材料具有多抗性。这些多抗性种质材料的筛选对广西玉米抗病育种具有重要利用价值,可拓宽抗性基因遗传基础,是今后开展抗病育种的重要基础材料。     

华南地区推广应用大豆品种对疫霉根腐病的抗性评价

【目的】评价华南地区大豆 Glycine max (L.)Merrill品种（系）及其亲本对7个大豆疫霉菌 Phytophthora sojae 的抗性.【方法】采用下胚轴创伤接种法鉴定67个品种（系）及其亲本对7个不同毒力的大豆疫霉菌菌株的抗性.【结果和结论】67个品种对7个不同毒力菌株PGD1、Pm14、Pm28、PNJ1、PNJ3、PNJ4、P6497的侵染率不同,接种大豆疫霉菌PGD1的侵染率最高,PGD1是华南地区发现并分离的大豆疫霉菌新种,抗PGD1的品种有华夏6号、粤夏2011-4、桂春6号、桂春10号、桂夏1号、浙春3号,占鉴定品种的9%;其次是Pm28和Pm14,接种PNJ1和PNJ4的侵染率较低;另外,对7个大豆疫霉菌菌株都表现感病的品种有29个,占鉴定品种的43.3%.华南地区抗或多抗大豆疫霉根腐病的大豆品种较少,需要加强大豆品种抗病种质资源筛选和抗病育种研究.     

豇豆收获前后种子劣变的抗性研究

不同豇豆种质在种子形成过程中对不良自然环境的适应能力和贮藏抗性不同,严重制约着豇豆优质种子生产和推广。了解豇豆品种的田间抗劣变能力,对指导新品种选育、种子生产和品种推广具有十分重要的意义。本研究采用甲醇胁迫法和温箱蚀化法对5 份豇豆种质进行收获前和收获后种子劣变的鉴定。综合各项指标的检测结果发现：‘丰豇十号’种质适应性差,气候对其生长影响较大,不适宜大面积推广。‘大润发’和‘丰豇青优’综合表现最佳,对气候的适应较强,适合大面积推广。     

国家作物种质库长期贮藏的高粱种子生活力监测研究

【目的】了解国家作物种质库贮藏高粱种子的生活力状况，为国家作物种质库贮存高粱种子及其它作物种子生活力监测及更新方案的制定提供参考，达到长期安全保存种质资源的目的。【方法】对在国家作物种质库贮藏10年以上的3 300份高粱种子的生活力进行了监测，分析了不同起始发芽率和来自不同供种单位和年份种子的生活力变化，探讨了种子起始质量对贮存效果的影响。【结果】90%的种子在国家作物种质库贮存10年后的发芽率仍保持在入库最低标准85%以上，有33份（占被监测份数的1.00%）出现了明显下降，发芽率从85%以上下降至70%以下。从总体上看，低发芽率水平的种子份数增加，高发芽率水平的种子份数减少。来自不同供种单位和不同年份种子间的发芽率下降差异显著。【结论】在进行种子生活力监测时应首先监测生活力出现显著下降的送存单位提供的种子。另外，监测时应按顺序一份一份地检测，不能进行抽测，因即使是同一单位在同一年份送存的种子生活力变化范围非常大。种子在繁殖或更新时还应将其生长季节，特别是种子成熟和收获时候的气候条件进行记录。     

高温处理对4个大豆品种种子发芽及活力的影响

以晋豆19、晋大53、晋大74以及黑珍珠4个大豆品种种子为材料,通过高温[(54±1)℃]、高湿度(100%相对湿度)密闭人工加速老化的方法,研究了种子在老化过程中发芽指标、种子活力和电导率的变化,结果表明:4个品种种子的发芽指标,随着老化处理时间的延长均逐渐降低,短时间(36 h以内)老化处理种子的发芽指标变化不明显;随着老化处理时间的延长,4个品种种子活力变化均表现为先下降而后逐渐上升。种子电导率则逐渐上升,但并非等速率上升,在某处理时间段则下降。试验还表明,4个品种耐老化能力存在差异,晋大53号品种相对耐老化,而其他品种耐老化能力相对较弱。     

水分吸收预处理提高菜用大豆种子活力

用40％PEG溶液、饱和湿度空气及多层滤纸控制吸胀预处理,能显著提高菜用大豆(Glycine max L.Merr.)种子的发芽势、发芽率和活力指数,以及抗低温吸胀和浸泡伤害的能力.在PEG溶液和多层滤纸条件下吸胀,明显减缓种子吸胀速率,特别是吸胀初期的速率.而且两者控制吸胀的效果相似.这三种处理显著地减少了种子浸泡液的电导率和紫外吸收物质量以及可溶性糖和氨基酸外渗量.种皮对阻止细胞内含物外渗有重要作用,但PEG等的修复作用主要发生在种皮内活的细胞组织.预处理对膜的修复有良好的效果,可是当种子劣变已伤及修复系统时,这种处理就无效.     

玉米萌芽期水分胁迫的抗旱性分析

通过PEG渗透胁迫人工模拟干旱条件,对山西省新近育成和当前常见的18个玉米杂交种进行了萌芽期抗旱性研究。结果表明:萌发期水分胁迫降低了各玉米品种的发芽势和发芽率,阻碍了胚芽和胚根的生长,降低了种子中贮藏物质的运转率。但不同的玉米品种在抗旱性上存在极显著差异,抗旱性强的品种在水分胁迫下仍然保持较高的发芽势和发芽率。活力抗旱指数和萌发抗旱指数可以良好地反映品种间抗旱性的差别。通过对上述指标的测定,可以较好地反映出玉米品种萌芽期的抗旱性。     

不同浓度NaCl胁迫处理对番茄种子发芽的影响

研究了不同浓度NaCl胁迫处理对12个番茄品种种子发芽的影响。结果表明,低浓度NaCl胁迫,对番茄种子萌发有一定的促进作用;随着NaCl胁迫浓度的加大,发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数等降低,发芽时间推迟,种子发芽整齐度降低。同一胁迫条件下,不同番茄品种种子萌发有显著差异。     

不同浓度的硒对大豆种子发芽率及幼苗生长的影响

研究了不同硒处理浓度对大豆种子萌发率、种子活力指数、发芽指数和发芽势等的影响。试验结果表明,适宜的硒浓度处理提高了大豆种子的发芽率,增加了发芽势和发芽指数,提高了活力指数,也使大豆根的鲜重有所提高,其中硒的浓度在0.05 mg.-1时,对大豆种子萌发最有利。但是过高的浓度对大豆种子的发芽有明显的抑制作用。     

不同浸种时间对水稻种子发芽势和发芽率的影响

以11个水稻品种为试验材料,设置3个浸种时间,研究浸种时间对水稻种子发芽势和发芽率的影响.结果表明:不同水稻品种的发芽势和发芽率存在显著差异,浸种时间对发芽势的影响不明显,但对发芽率有显著影响;浸种时间过短或过长均不利于种子发芽,本试验中浸种5d发芽效果最好.     

中国大豆资源异黄酮含量及其组分的遗传变异和演化特征

【目的】中国拥有丰富的栽培大豆和野生大豆资源,研究不同生态区大豆种质异黄酮含量的遗传变异和演化特征为专用型品种的选育奠定基础。【方法】以来自中国各生态区的580份地方品种、106份育成品种、209份野生大豆组成的895份大豆种质为材料,88份国外品种为参照,采用快速高效液相色谱法测定12种大豆籽粒异黄酮,分析其遗传变异和演化特征。【结果】全国野生大豆、地方品种与育成品种大豆异黄酮总含量(TISF)及其组分均存在很大变异。TISF变幅分别为927.29—7932.94、259.38—7725.45和489.67—5968.90μg·g-1,平均分别为2994.51、3241.33和2704.83μg·g-1。从野生种到地方品种再到育成品种,长期人工育种使染料木苷类总含量(尤其是丙二酰基染料木苷)与黄豆苷类总含量(尤其是乙酰基黄豆苷和丙二酰基黄豆苷)增加,大豆苷类总含量(尤其是乙酰基大豆苷)却明显降低,从而导致育成品种平均TISF低于野生种。各生态区的野生和栽培种质的TISF及其组分均有大量变异。野生种TISF与种质来源地经、纬度无显著性相关,栽培种则由于各地人工进化的差异形成了与地理经、纬度均有极显著负相关(r=-0.264和-0.380)的特点。从983份材料中优选出ZYD3621(TISF7932.94μg·g-1)、N3188(TISF7725.45μg·g-1)、N20793(TGL5122.21μg·g-1)等一批高TISF与高组分特异种质可供异黄酮育种利用。【结论】中国从野生种到地方品种再到育成品种,异黄酮含量及其组分的演化特点为栽培大豆平均异黄酮总含量、染料木苷类与黄豆苷类总含量均高于野生种,大豆苷类总含量低于野生种。中国各生态区域内大豆异黄酮及其组分均有丰富变异,从中筛选出一批高含量、高组分种质可供异黄酮育种利用。     

玉米萌发期种子耐低温鉴定指标的筛选

16个玉米品种通过建立5、10℃低温下萌发的种子活力指标综合体系表明,玉米种子萌发对低温的敏感期在萌发后12 h,玉米耐低温萌发能力鉴定可在此期间进行。根据5℃和10℃低温对各品种种子萌发的发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数的综合变化,郑单958和吉单415为萌发期耐低温强的品种,铁单18和辽单632为耐低温性差的品种。10℃低温下4项指标可以构建综合活力指标,郑单958和吉单415能维持低温下细胞膜结构和功能的稳定性,铁单18和辽单632种子萌发的低温耐性弱,细胞膜受到损伤。低温耐性强的品种在萌发早期积累高水平的可溶性糖和脯氨酸,维持细胞膜的渗透压,以抵御低温伤害,低温耐性弱的品种在后期脯氨酸含量的大幅度升高可能是受到低温伤害所致。