不同耐冷性杂草稻和栽培稻抗氧化系统对冷水胁迫的响应

【目的】从孕穗期到抽穗开花是水稻对温度最为敏感的阶段,这一阶段的低温冷害严重制约了东北地区水稻生长和种植面积的进一步扩大,探明水稻耐冷生理机制,将为东北水稻生产提供重要保障。探索耐冷性不同的杂草稻和栽培稻在冷水胁迫下开花期剑叶的活性氧代谢、抗氧化酶活性和抗氧化剂含量的变化规律,为耐冷性水稻品种的选育和栽培提供理论依据。【方法】以耐冷性强的杂草稻WR03-45、栽培稻丽江新团黑谷和冷敏感的杂草稻WR03-26、栽培稻秀子糯为试验材料,采用盆栽方法,根据剑叶叶枕距判断主穗进入孕穗期的时间,于孕穗期在冷水池中进行低温处理,未经冷水处理的参试材料作为对照。在开花期,剪取参试材料的剑叶保存于-85℃的超低温冰箱中,用于测定超氧阴离子自由基（）产生速率、过氧化氢（H₂O₂）含量、丙二醛（MDA）含量以及超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）、抗坏血酸过氧化物酶（APX）和谷胱甘肽还原酶（GR） 5种抗氧化酶活性和还原型抗坏血酸（AsA）、还原型谷胱甘肽（GSH）两种抗氧化剂含量,研究孕穗期低温冷害对剑叶的活性氧（ROS）积累、抗氧化酶活性和抗氧化剂含量的影响。【结果】冷水胁迫下,冷敏感的杂草稻WR03-26开花期剑叶仅有CAT和GR活性显著增加,冷敏感的栽培稻秀子糯开花期剑叶SOD、CAT和GR活性显著增加;WR03-26和秀子糯剑叶的AsA和GSH含量及AsA/DHA值和GSH/GSSG值与对照无显著差异;WR03-26和秀子糯剑叶产生速率显著增加,H₂O₂含量极显著增加,膜脂过氧化产物MDA含量显著增加。耐冷性强的杂草稻WR03-45开花期剑叶SOD活性显著升高,POD、APX、CAT和GR极显著升高,耐冷性强的栽培稻丽江新团黑谷开花期剑叶SOD、POD和APX活性显著升高,CAT和GR活性极显著升高;WR03-45和丽江新团黑谷剑叶的抗氧化剂（AsA和GSH）含量及AsA/DHA值和GSH/GSSG值在冷水胁迫下显著高于对照;WR03-45和丽江新团黑谷剑叶产生速率、H₂O₂含量和MDA含量与对照相比无显著差异。【结论】冷水胁迫下,耐冷性强的水稻通过提高抗氧化酶活性和抗氧化剂含量,减少ROS的积累以及膜脂过氧化,增强对冷水胁迫的耐性。水稻的耐冷性与胁迫下抗氧化系统清除ROS的能力有关,杂草稻WR03-45作为一种强耐冷性的种质资源可以用于栽培稻耐冷性的遗传改良。     

不同棉花基因型幼苗耐寒性分析及其鉴定指标筛选

【目的】研究不同基因型棉花幼苗耐寒特性,筛选耐低温鉴定指标,建立可靠的棉花耐寒性数学评价模型,为棉花耐寒新品种选育、推广及大规模品种耐寒性评价奠定基础。【方法】以15个棉花品种（系）为试验材料,对其在低温胁迫（5℃、12 h）及恢复处理（25℃、24 h）下幼苗叶片的光合气体交换参数、叶绿素荧光动力学参数、叶绿素含量、可溶性糖含量、丙二醛含量、游离脯氨酸含量和相对电导率等12个生理指标进行测定,以各单项指标的耐寒系数作为衡量耐寒性的依据,运用主成分分析、聚类分析和逐步回归等方法对其耐寒性进行综合评价。【结果】通过主成分分析将12个单项生理指标转换为7个相互独立的综合指标;通过隶属函数法和聚类分析将15个棉花品种（系）按耐寒性强弱划分为3类;通过逐步回归建立棉花幼苗耐寒性评价数学模型,D=0.275-0.244Fo1+0.206Fv/Fm1+0.326gs2-0.056SS+0.225MDA+0.038REC（R2=0.995）,估计精度大于94.25%,并筛选出6个耐寒性鉴定指标,分别是Fo1、Fv/Fm1、gs2、SS、MDA和REC。【结论】耐寒性强的棉花品种(系)幼苗叶片在低温胁迫下受到伤害较轻,能保持较高的光合电子传递能力,经常温恢复后叶片气孔导度较高,便于光合气体交换,有助于光合能力的恢复;在相同逆境下,通过测定Fo1、Fv/Fm1、gs2、SS、MDA和REC等6个鉴定指标,可进行棉花品种耐寒性强弱的快速鉴定和预测。     

土壤水分对越冬期间冬小麦叶绿素荧光参数的影响

采用两个抗寒性不同的冬小麦品种为试验材料,设置了土壤绝对含水量15%±2%、30%±2%、45%±2%和对照(35%～40%,CK)正常管理等4个水分处理,6个取样时期,对越冬期冬小麦叶片的叶绿素荧光参数,Fo(初始荧光)、Fm(最大荧光)、Fv/Fm(最大量子产量)、Yield(实际量子产量)进行了测定.结果表明.品...     

Application of brassinolide alleviates cold stress at the booting stage of rice

The objective of the study was to determine the physiological mechanisms of plants in response to brassinolide(BR) alleviating cold water stress on rice. In this study, physiological responses of rice to exogenous BR and cold water submergence were investigated using the chilling-tolerant cultivar Kongyu 131(KY131) and the chilling-sensitive cultivar Kenjiandao 6(KJD6). A total of 2 mg L~(–1) BR increased activities of superoxide dismutase(SOD) and peroxidase(POD) and the contents of soluble sugar, soluble protein, and chlorophyll, but decreased the malondialdehyde(MDA) content in KY131 and KJD6 under cold water stress. The observed decreases in SOD and POD activities and MDA content recovered quickly after plants were returned to irrigation with water at temperatures of about 23.0°C in 2014. Additionally, the contents of nitrogen(N), phosphorous(P), and potassium(K) were increased by BR treatment under cold water stress. Exposure to BR also raised the percentage of high effective leaf area and leaf area index at the heading stage. Furthermore, it promoted soluble sugar synthesis, increased the rate of dry matter accumulation, and enhanced the export and translocation rates of the stem-sheath. The yield in KJD6 was significantly(P≤0.01 and P≤0.05) higher than that of the control in 2013 and 2014, respectively. The effect of BR treatment on rice leaf SOD and POD activities, MDA, chlorophyll, P, and stem-sheath K contents were more significant in KJD6 than in KY131. In conclusion, exogenous BR effectively reduced the physiological and metabolic damage in rice due to cold stress at the booting stage, promoted functional recovery in plants that received irrigation with water at a normal temperature following cold stress, and mitigated the effects of cold water stress on yield.The two varieties exhibited differential responses to BR; the weaker cold-resistant variety was more sensitive to BR and displayed stronger responses to exogenous BR.     

转PEPC基因水稻的光保护效应的可逆动态变化

研究了转PEPC基因水稻及其原种粳稻Kitaake旗叶的叶绿素荧光参数和活性氧代谢有关指标的日变化进程。结果表明,玉米PEPC基因导入水稻后,在高光强下光合速率提高50%,光合作用的光抑制减轻。用PEPC的专一抑制剂证明光合增加确与PEPC基因的导入有关。不同基因型水稻在高光高温自然条件下中午均有光抑制现象,其中转PEPC基因水稻中午Fv/Fm降低较少,光抑制较轻,光能转化为化学能的效率较高,热耗散较低。这些结果为进一步研究转PEPC基因水稻耐光抑制机理和高光效育种提供了依据。     

磷对水稻镉的亚细胞分布及化学形态的影响

为了探讨磷对水稻耐镉性的影响,采用盆栽实验,以沈农315(耐性)和花粳1417(敏感性)水稻为研究对象,对分蘖末期水稻根系及茎叶中镉的亚细胞分布以及化学形态进行比较分析。结果表明:增施磷肥显著降低了两品种水稻的镉含量,沈农315根系镉含量明显高于花粳1417,茎叶镉含量低于花粳1417;两品种各部位细胞壁镉的分配比例随磷的增加而明显增加,细胞器镉的分配比例逐渐降低。镉的化学结合形态整体上呈现为氯化钠提取态醋酸提取态去离子水提取态乙醇提取态盐酸提取态,其中醋酸提取态所占比例随磷增加而增加,沈农315和花粳1417的增幅分别为19.70%~31.32%、10.05%~16.36%,氯化钠提取态显著降低,降幅分别为23.38%~40.11%、22.55%~39.56%。由此说明,增施磷肥能有效增加水稻对镉的耐受性,且不同品种表现不同。     

不同施磷方式对冷浸田磷素养分及水稻产量的影响

针对冷浸田水温泥温低,早稻生育前期土壤有效磷供给不足的问题,试验采取磷肥撒施、磷肥集中施、磷肥与活化剂配施、有机无机磷配施等不同施磷方式,研究其对土壤养分供应和水稻产量的影响,并探讨提高磷肥利用率的途径。结果表明：冷浸田早稻施磷肥能显著提高单产,有机无机磷肥配施、集中施磷肥和添加活化剂处理与NPK常规撒施处理相比较,有效提高了土壤磷酸铝盐和磷酸钙盐含量,土壤好气性细菌、真菌和放线菌数量明显增加,水稻磷肥利用率提高明显,是改良冷浸田、提高早稻产量的较适宜施磷方式。     

水稻耐低磷胁迫研究进展

土壤中有效磷缺乏是制约水稻生产的主要因素之一.利用磷效率不同的水稻基因型选育磷高效水稻品种,是解决水稻磷营养问题的一种更为经济、环保的途径.简要论述了水稻耐低磷胁迫的机理及磷高效基因型筛选体系,重点综述了近年来水稻磷效率相关性状的QTL定位分析结果,以期为水稻耐低磷研究及磷高效水稻品种的选育提供参考.     

冷锻炼诱导甜椒抗冷力的生化机理研究

以喜温植物甜椒抗冷品种1141和不抗冷品种0004为试验材料,研究了冷锻炼对两品种叶片膜质过氧化作用及活性氧清除系统的影响。结果表明:冷锻炼明显提高了甜椒幼苗叶片细胞膜的稳定性及膜保护系统功能。与未锻炼苗相比较,锻炼苗在低温胁迫过程中表现出更高的超氧化物歧化酶(SOD)活性和抗坏血酸(AsA)含量,以及较低的膜质过氧化水平。冷锻炼提高了两品种抵御低温破坏的能力,但对抗冷品种抗冷力的提高作用更大一些。     

冷浸田不同磷源及用量对水稻生长和产量的影响

[目的]为皖南山区冷浸田综合治理和水稻养分管理提供科学依据。[方法]以水稻D优202为材料,在皖南山区冷浸田中设置钙镁磷肥和过磷酸钙2个磷肥品种及3个磷素水平试验。[结果]在冷浸田开沟降渍的条件下,施磷能够在0.05水平显著提高水稻产量。施磷有利于水稻有效分蘖的形成。过量施磷易造成中后期无效分蘖增多,恶化群体结构和质量,每穗实粒数和千粒重降低,不利于产量的进一步提高。钙镁磷肥能够促进水稻前期分蘖,中后期的干物质积累明显增加,钙镁磷肥增产效果比过磷酸钙显著。[结论]冷浸田水稻施磷以75 kg/hm2为宜。     

Regulation of Foliar Application DCPTA on Growth and Development of Maize Seedling Leaves in Heilongjiang Province

DCPTA （2-diethylaminoethyl-3, 4-dichlorophenylether） is a new plant regulator which can be used to regulate growth and development for crops. Experiments on maize seedlings were conducted in the growth chamber to study the effects of foliar applied DCPTA. The plant pots were placed in a completely randomized design with three replicates. The maize seedlings were treated with 0 mg·L-1 （control）, 20 mg·L-1 and 40 mg·L-1 DCPTA solution. The effects of DCPTA on the photosynthetic characteristics （photosynthesis, stomata conductance, intercellular CO2, and transpiration rate）, related physiological characteristics （contents of soluble sugar and starch）, chlorophyll fluorescence parameters （Fo, Fro, Fv/Fm, Fv/Fo, qP, and qN） and the weight of dry matter in maize seedling were studied. The results showed that DCPTA enhanced photosynthesis of maize seedling. In general, photosynthetic rate in leaves was significantly promoted through spraying DCPTA solution, and 40 rag＂ L~ DCPTA was found to be the best concentration for maize. The relationship between stomata conductance and transpiration rate in maize leaves could be described as linear. With regard to the chlorophyll fluorescence parameters, our fmdings showed that 40 mg·L-1 DCPTA in maize seedling caused an increase in Fm, Fv/Fm, Fm/Fo, qP and a decrease in Fo and qN at some time points checked. It is suggested that DCPTA increased photosynthetic rate by raising both the content of chlorophyll and activities of PSII and the contents of sugar and starch. Compared with the control, the treated maize seedling caused an increase in plant height, root length, shoot dry mass, root dry mass, or the total （root plus shoot） dry mass.     

干旱胁迫下长豇豆叶绿素荧光参数与品种耐旱性的关系

研究了干旱胁迫对3个不同耐旱性长豇豆品种幼苗叶绿素荧光参数和光合作用的影响。结果表明：干旱胁迫降低豇豆的生长量和净光合速率,并增加叶片质膜的透性;干旱胁迫后叶片叶绿素荧光参数( Fv/Fm,φPSⅡ和qP)的变化与豇豆品种耐旱性相一致。认为叶绿素荧光参数测定方便,稳定性好,可作为长豇豆品种耐旱性鉴定的重要指标。     

不同水稻品种孕穗期冷抗的动态分析

在孕穗期对10个水稻品种进行阶段性低温处理,调查分析花药长度、花粉大小、可育花粉率的降低率与结实率降低率的关系,并采用R=F/S对这些指标进行冷抗动态分析.结果表明,不同品种在孕穗期受到冷胁迫时,花药长度、花粉大小、可育花粉率降低率与结实率降低率显著正相关;不同品种花药长度降低率、花粉大小降低率、可育花粉率降低率的冷抗R峰值出现时期不同,R峰值越高耐冷性越强;F-S曲线冷应力S的屈服应力点越高,品种耐冷性越强;由此鉴定出九02YC-11耐冷性最强,其次是水源381和优育8号.     

耐低磷新疆春玉米基因型筛选及其磷效率

【目的】筛选耐低磷及磷高效玉米品种是充分利用土壤磷素和减施磷肥的有效途径,挖掘玉米利用土壤磷素的生物学潜力,为培育磷高效利用玉米品种提供理论依据。【方法】采用盆栽试验,在低磷(P₂O₅:20 mg/kg)和正常磷(P₂O₅:100 mg/kg)条件下,以8个新疆自育的春玉米品种和1个对照品种(郑单958)为供试材料。【结果】筛选耐低磷基因型,划分不同磷效率类型,鉴定出对磷高效的玉米品种。施用磷肥对玉米生长有明显的影响,玉米地上部干物质重、单株产量及植株氮磷累积量在各品种之间差异显著。鉴定出4个耐低磷品种,分别为新玉29号、新玉47号、新玉54号 和新玉69号。依据磷效率综合值对玉米基因型磷效率类型进行了划分。【结论】新玉47号、新玉54号和新玉69号为耐低磷且低磷高效品种,郑单958为不耐低磷且正常磷高效品种,新玉110号为不耐低磷且磷低效品种,新玉24号、新玉29号、新玉80和新玉102号为磷低效品种。     

野生稻DNA导入后代的苗期耐冷性鉴定

[目的]对野生稻DNA导入后代进行苗期耐冷性鉴定。[方法]以普通野生稻的基因组DNA导入宁夏主栽品种宁粳16号和宁粳23号所产生的后代07DJ-4、07DJ-26、07DJ-27、07DJ-28、07DJ-39、05D4-92、05D4-160和05D4-161为试材,以宁粳16号和宁粳23号为对照,各材料幼苗经8℃低温处理后对其进行苗期(三叶期)耐冷性鉴定。[结果]各材料幼苗经低温处理后其株高、干重和叶绿素含量等均有所降低。在低温胁迫下,05D4-92、05D4-160和05D4-161的幼苗平均枯死率较其他参试品种低24.7%,且其株高、植株干重、叶绿素含量和叶绿素荧光参数等受低温影响较小,是耐冷性较强的材料。[结论]野生稻DNA导入后代05D4-92、05D4-160和05D4-161的耐冷性较好。     

孕穗期低温胁迫对寒地水稻产量和品质的影响

以黑龙江省25份主栽水稻品种及苗头品系为试材,在孕穗期平均16.1℃,处理5 d的试材为低温处理,以正常栽培管理的试材为对照,分析低温胁迫对不同水稻品种(系)品质性状及产量的影响。结果表明,低温处理导致所有试材每穴实粒数、结实率、千粒重和产量下降,根据相对结实率分为1、3和5级,其中以3级最多、5级最少,分别占总材料的56%和8%。低温处理导致材料糙米粒长、宽和厚下降,但是1和3级材料下降幅度更大;低温处理稻米整精米率、直链淀粉含量、蛋白质含量、起浆温度和消减值增加,稻米糙米率、精米率、最高黏度和崩解值下降,但是耐冷性中等的材料直链淀粉和蛋白质含量增加幅度更大。相关分析表明,相对结实率与每穴实粒数、每穴产量和冷胶黏度的冷水反映指数(CRI)呈极显著正相关,与崩解值和回复值的CRI值呈显著正相关。综上所述,孕穗期低温胁迫对水稻产量和品质的影响在品种间存在很大差异,在低温胁迫下耐冷性极强品种(系)每穴实粒数、结实率、千粒重、直链淀粉和蛋白质含量及最高黏度对低温反应迟钝,这是耐冷性极强品种(系)保持较高产量和优良品质的重要形态特征和生理原因。     

缺磷型稻田土壤施磷增产效应及土壤磷素肥力状况的研究

在不同缺磷土壤上进行定位试验,研究磷肥效应和土壤磷素的供应状况.试验在红黄泥和河沙泥两种土壤上进行,包括施(CK)、氮钾肥(NK)、氮磷钾肥(NPK)、氮磷钾肥加稻草还田(NPK+RS)4个处理.结果表明,施磷能够提高水稻的产量,平均增产率表现为严重缺磷土壤高于中度缺磷土壤、早稻高于晚稻、磷肥与稻草配合施用高于单施磷肥处理;中度缺磷和严重缺磷土壤上施用磷肥能够显著的提高作物产量,尤其在早稻上效果更明显;中度缺磷土壤上施用磷肥早稻平均增产6.3%,晚稻平均增产6.1%;在严重缺磷土壤上施用磷肥,早稻平均增产达到17.9%,晚稻平均增产达到10.5%;磷肥与稻草配合施用的水稻产量提高幅度略高于施用磷肥处理;土壤连续施用磷肥和磷肥与稻草配合施用能够提高土壤有效磷含量,且磷肥与稻草配合施用效果最佳.中度缺磷土壤磷肥与稻草配合施用处理连续两年试验后,土壤有效磷平均上升50.4%,严重缺磷土壤连续两年磷肥与稻草配合施用处理连续两年试验后,土壤有效磷平均上升91.4%.在中度和严重缺磷土壤上施用磷肥或磷肥与稻草配合施用有利于提高水稻产量、磷素吸收量和土壤的供磷能力.     

水稻开花期耐冷性综合评价及鉴定指标的筛选

利用5个不同类型的水稻品种,在开花期低温胁迫条件下,测定了剑叶叶绿素含量、光合速率、蒸腾速率、可溶性糖含量、脯氨酸含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性、丙二醛含量等10项与耐冷性有关的生理生化指标,进行了主成分分析和逐步回归分析。结果表明,水稻开花期剑叶光合速率和SOD酶活性对水稻的耐冷性有显著影响,可作为水稻开花期耐冷性鉴定指标。利用所建立的最优回归方程对供试品种进行了耐冷性预测,结果与它们的结实率表现基本一致,表明用这2个指标在开花期对水稻耐冷性进行鉴定是可行的,用该方法对水稻耐冷性进行综合评价也是可行的。     

低温胁迫下7种木麻黄变异类型抗寒性的比较

利用叶绿素荧光技术测定自然低温胁迫前后浙江大鹿岛7种木麻黄变异类型的叶绿素荧光参数的变化。结果表明,木麻黄各变异类型表现出不同的适应性,变异类型R5的PSⅡ实际光化学量子产量最大,光合作用效率最强,表现出最强的抗寒性;G7的PSⅡ光化学效率(Fv/Fm)降幅最大,光合作用效率相对较弱,抗寒性最弱;其他类型抗寒性适中。低温胁迫下,各变异类型的非光化学猝灭系数(qN)均有不同程度的增加,也反应了木麻黄各变异类型抵抗低温伤害光合机制的差异。     

鉴定水稻幼苗抗冷力的方法探讨

 抗冷力强的麻线谷比抗冷力弱的桂朝对低温胁迫具有较高的适应能力，表现在低温吸胀对种子电解质泄漏、根系生长、活力指数、平均发芽天数的影响均是麻线谷小于桂朝。幼苗经低温处理后，根系电导、幼苗转绿、叶片叶绿素荧光对低温的敏感性亦是麻线谷小于桂朝。这些生理特性变化与幼苗存活率相一致，由此认为上述各种变化可作为鉴定水稻品种抗冷力的指标。对3个杂优水稻组合（F#-1）及其亲本（三系）进行抗冷力分析，结果表明：根系电导、叶片叶绿素荧光、幼苗存活率在一定程度上能反映组合（F#-1）及其亲本（三系）之间的抗冷水平，并且杂优水稻的抗冷力倾向于母本。本文对鉴定水稻幼苗的抗冷力方法进行了讨论。