野生稻回交导入群体的耐盐种质资源筛选

2010年在沿海滩涂采用0.6%～0.8%盐浓度的海水进行灌溉胁迫的方法,对11个不同背景的野生稻回交导入群体（BC4F2）进行了耐盐性鉴定筛选。结果表明,在大田盐胁迫的条件下每个回交群体均出现耐盐性优于轮回亲本的单株,表明这些野生稻供体中均带有控制耐盐性状的有利基因;各个组合间的耐盐单株的选择效率存在较大差异,表明回交后代的耐盐性表现不仅取决于供体品种,同样取决于受体品种以及受体品种与供体品种的不同组合。     

玉米黄改种质群的耐旱性鉴定

对自组的黄改种质群的后代材料进行耐旱性鉴定,测定其ASI,单穗平均产量,出籽率等指标,筛选出其中11个自交系进行进一步鉴定分析其抗旱指数。结果表明:群体内各穗行间耐旱性差异明显,可以选育出自身产量高、耐旱性好的玉米自交系。     

新疆干旱条件下不同基因型玉米自交系耐旱性评价

干旱一直是制约我国粮食生产的一个重要因素。新疆是开展玉米耐旱鉴定最理想的地区之一。筛选具有强耐旱能力的玉米种质,培育耐旱玉米新品种已成为今后玉米育种的重要方向。研究采用玉米开花期干旱胁迫法,以经济产量为主要性状,结合株高、穗位高、雄穗长、雌穗长、秃尖长、穗行数、行粒数、穗粒数、千粒重、ASI等形态生育性状,用抗旱性指数(DRI)作为玉米种质资源耐旱性鉴定与评价的主要指标,对24份玉米自交系的耐旱性做了鉴定与评价。鉴定出502、早314L、早17、海014、新自349、新自523、428J、L02等自交系,耐旱等级在3级以上,具有较强耐旱性。     

新疆玉米苗期耐旱性状全基因组关联分析

干旱是制约新疆玉米生产的首要因素,[目的]本研究以利用96 个自交系为母本,4个骨干自交系为父本,依据不完全双列杂交(NCII)设计构建了包含384 个F1 的群体。选定开花－吐丝间隔时间(ASI)、结实率(ESP)、产量(GY)和相对产量(RGY)等指标,开展玉米杂交种(F1)群体田间耐旱性鉴定,从F1群体中选择耐旱优异的材料,用各自骨干亲本进行回交,结合田间耐旱表型,[方法]采用 FarmCPU (fixed and random model circulating probability unification)进行全基因组关联分析,[结果]鉴定到16个REC关联的位点。整合四个指标关联区域,初步获得138 个与花期干旱相关的整合区域,[结论]能够解释34-49%的性状表型变异。聚合控制玉米耐旱性优良的等位基因,创制耐旱性优异的玉米新种质、新材料,服务新疆及全国玉米耐旱育种。     

新疆玉米新自交系耐旱性鉴定与评价

采用玉米开花期干旱胁迫法,以籽粒产量为主要性状,结合株高、穗位高、穗长、秃尖长、穗行数、行粒数、穗粒数、ASI值等性状,用种质耐旱性指数(DTIg)作为玉米自交系资源耐旱性鉴定与评价的主要指标,对49份玉米自交系耐旱性做了鉴定与评价。筛选出新自672、新自641、新自636、新自534、新自521、新自635、A14-2、运642等8份干旱胁迫条件下花期协调,耐旱性极强的新玉米自交系。     

28个玉米自交系主要农艺性状耐旱性研究

【目的】对28份主要玉米自交系农艺性状进行耐旱性研究。【方法】在正常灌溉和干旱胁迫处理下,采用α-lattice设计,调查出苗期、散粉期、吐丝期、株高、穗位高、雄穗长、穗长、穗粗、单穗粒数和单株产量等,对各项指标进行评定与筛选,确定耐旱指标,计算耐旱系数,并换算成综合耐旱系数。【结果】可用ASI、株高、穗位高、雄穗长、穗长、穗粗、单穗粒数和单株产量作为耐旱指标对玉米自交系的耐旱性进行评价;株高、穗长和穗粗3个性状的耐旱性与单株产量的耐旱性关系极为密切。【结论】自交系齐319、长3、吉465、英64、888-9和2002F17的综合耐旱性较强,耐旱系数分别为0.89、0.88、0.86、0.86、0.86和0.85;"ASI+综合耐旱系数"法是较为实用的耐旱性评价方法,可在育种实践中加以应用;ASI、株高、穗位高、雄穗长、穗长、穗粗、单穗粒数和单株产量等可作为玉米自交系综合耐旱性评价的主要性状,其中株高、穗长和穗粗3个性状的耐旱性与单株产量的耐旱性关系极为密切,在耐旱育种中具有一定的应用价值。     

opaque-2 基因导入甜糯玉米表型分析及导入系群体初步创制

[目的]甜糯玉米是华南地区重要的经济作物,但籽粒中赖氨酸含量低,探索研究opaque2(o2)导入对甜糯玉米籽粒表型及赖氨酸积累的影响.[方法]通过常规杂交方法在甜糯玉米中引入o2基因,利用o2基因内紧密连锁的SSR共显性标记检测供体和甜糯玉米受体自交系的多态性,利用其特异性和共显性检测回交自交后代.[结果]投射光下供体亲本HP3籽粒表现不透光,受体材料透光性良好;杂交穗当代表现不同基因型籽粒分离,出现硬质、皱缩等表型,回交子代籽粒透光性明显降低,可能与o2基因存在有关.对o2基因的3对SSR标记umc1066、phi112和phi057筛选,只有标记phi057在供体和受体自交系中呈现良好的多态性,进一步研究发现,在回交和自交后代中能够检测到供体的o2突变基因成功导入甜糯玉米受体自交系.[结论]通过子代籽粒表型及SSR标记phi057筛选鉴定,初步创制了Opaque-2甜/糯玉米早代群体系;SSR标记phi057筛选出F1与BC1代o2基因植株,说明phi057标记可有效区分含o2基因植株.     

玉米自交系苗期耐旱性鉴定

[目的]对玉米自交系苗期耐旱性进行鉴定。[方法]利用浓度为15%的聚乙二醇高渗溶液浇灌模拟干旱胁迫环境。以43份玉米骨干自交系为试验材料,测定了9个与根系有关的形态学指标,通过差异显著性分析,进行了不同玉米自交系苗期耐旱性的鉴定。[结果]以鲜重根冠比、根系鲜重和根系干重这3项作为玉米苗期耐旱性鉴定指标,并利用耐旱系数将参试材料分成不同的耐旱等级,在3种鉴定指标下抗旱级别完全一致的材料有8份,其中丹599为极强抗旱类型,陕89为强抗旱类型,B97、DF32、A679和丹9046为中度抗旱类型,D20和苏75为极弱抗旱类型。[结论]该试验为苗期玉米耐旱种质筛选和改良提供了有效指导和借鉴。     

80份玉米材料耐旱研究初报

通过把国内外搜集的80份玉米材料,种植在防雨大棚中,在喇叭口期开始自然干旱处理,使玉米材料在花期遭受极端干旱胁迫,调查植株在正常供水和干旱胁迫下的散粉吐丝习性、植株叶色、结实性等,筛选鉴定这80份玉米材料的耐旱性,为玉米耐旱品种选育及种质材料创新提供参考。     

玉米自交系响应高温、干旱胁迫的关键基因及通路

以4个不同的玉米自交系为材料,对高温、干旱处理后的苗期植株进行转录组测序.玉米自交系响应高温和干旱胁迫的差异表达基因(DEGs)分别为6966和6272个,在高温和干旱胁迫下4个玉米自交系相同的DEGs分别是705和871个.同时响应高温和干旱的DEGs有100个.在耐旱、耐热性强的玉米自交系中鉴定出18个特异的DEGs,其中锌指转录因子、WRKY转录因子、GT转录因子和B2热激转录因子在胁迫响应中发挥关键的调控作用.KEGG通路分析结果表明,耐旱、耐热性强玉米自交响应高温干旱胁迫的DEGs富集在生物学过程、分子功能、代谢过程、遍在蛋白代谢和氮代谢途径5条通路.热带、亚热带玉米种质的耐旱、耐热性强于温带玉米种质,可在热带、亚热带玉米种质中有效筛选耐旱、耐热基因.     

景天属植物需水特性及节水灌溉研究

[目的]研究景天属植物的耗水规律及需水特征,为景天属植物在北方干旱地区进行抗旱节水生态建设提供理论依据。[方法]以草地早熟禾为对照,研究了德景天、八宝景天、三七景天、卧茎景天4种景天属植物的耗水规律和需水特性。[结果]浇水后进行控水,4种景天属植物及草地早熟禾的土壤水分在控水约10 d内大量蒸发,土壤相对含水量下降了60%左右,土壤已达重度干旱;4种景天属植物及草地早熟禾的日蒸散量随土壤水分的减少而减少,在控水约10 d内大量蒸散,之后日蒸散量极小。4种景天植物的年蒸散量为177.09~247.22 kg/m2,草地早熟禾年蒸散量为811.05 kg/m2,当地年降雨量为474.50 kg/m2,理论上4种景天植物均无需灌溉,草地早熟禾需年补充水分336.55 kg/m2、年浇水10次;园林绿化实践中4种景天属植物的浇水应为2次/年,草地早熟禾的浇水应为12次/年。[结论]景天属植物抗旱性极强,能够耐受极端干旱环境而保持正常生长和景观,从而实现节水灌溉。     

植物耐旱性及其机理

本文综合评述了植物的各种耐旱机理。依据植物对干旱胁迫的反应行为,把植物的耐旱机理分为3个基本类型:(1)逃避干旱;(2)高水势延迟脱水耐旱;(3)低水势忍耐脱水耐旱。逃避干旱的植物(如沙漠短生植物)具有在严重的干旱胁迫发生之前就完成其生命周期的能力,但它们的特点本文未加以讨论。而着重讨论了忍耐干旱的植物的耐旱特点。高水势延迟脱水的植物是以保持水分吸收和减少水分丧失为其主要的耐旱特征。而低水势忍耐脱水的植物则是以保持膨压和原生质忍耐脱水为其主要特征。     

用隶属函数值法评价10个蓖麻品种抗旱性

以10个蓖麻盆栽幼苗为试材,采用自然干旱胁迫方法,研究了自然干旱胁迫对其幼苗生长7个生理生化指标的影响,并用模糊隶属函数值法对其抗干旱能力进行综合评价。结果表明,10个蓖麻品种的抗旱性排序为:Z5>F7>ZhB7>JX2>T202>Zh3>HZT>A007>T5>JB2,同时表明,抗旱性是一个综合指标,不应由单一指标决定。     

抗旱番茄种质资源筛选及抗旱性评价

以200份番茄为试验材料,通过调查植株生长类型、成熟果色和单果重等主要田间农艺性状,筛选出100份优良番茄材料,20%PEG-6000溶液对100份材料植株干旱胁迫处理,初步筛选出6份高耐旱番茄材料,测定6份材料叶片相对含水量、相对叶绿素含量、叶面积、PⅡ最大光转化效率Fv/Fm等生理指标,同时采用DAB和NBT组织染色方法观察H2O2、O2-积累情况,利用隶属函数法、主成分分析及聚类分析方法综合评价6份番茄材料抗旱性。结果表明,随干旱胁迫程度加深,叶片相对含水量、PⅡ最大光转化效率Fv/Fm、叶面积均呈下降趋势;H2O2、O2-产生量呈逐渐增加趋势;处理植株叶绿素相对含量大于对照植株。6份番茄材料抗旱性依次为:‘897’‘895897’‘955982’‘982’‘895’‘955’,其中‘897’为强抗旱性番茄材料,‘982’‘895’‘955982’‘895897’为中等抗旱番茄材料,‘955’为弱抗旱性番茄材料。该研究为番茄抗逆杂交育种提供优良亲本材料。     

不同菌根类型植物生物量分配对干旱的响应

基于干旱对全球植物生物量分配影响的数据库,选择丛枝菌根(AM)、外生菌根(ECM)和二者兼生型菌根(AM+ECM)3种最常见的菌根类型,研究3种菌根类型植物应对干旱时各器官生物量分配的变化,采用一般线性模型模拟分析器官间的相对生长速率,探索不同菌根类型植物生物量分配对干旱的响应。结果表明：在干旱条件下,AM和AM+ECM植物根系生物量(M_R)的分配率分别增加了8.2%和7.6%,而ECM植物对M_R的分配则无显著变化;干旱导致AM植物茎生物量(M_S)分配率降低了7.7%,ECM和AM+ECM植物对M_S的分配则无显著变化;干旱使得AM+ECM植物和ECM植物叶生物量(M_L)的分配率分别下降了9.4%和6.5%,AM植物M_L则无显著变化;不同菌根类型植物遭受干旱时,AM和AM+ECM植物根、茎、叶的生物量积累速率依次降低,ECM植物茎、叶、根的生物量积累速率依次降低;不同菌根类型植物对干旱响应的策略不同,AM植物通过降低茎和生殖器官的生物量分配来提高对根的生物量...     

翦股颖AsEXP1基因的抗旱性分析

分析了不同匍匐翦股颖草坪草品种在干旱环境下AsEXP1基因的表达状况,发现AsEXP1基因的表达与草坪草品种的抗旱性呈显著正相关关系,亦即在耐旱草坪草品种中表达,而在不耐旱草坪草品种中不表达。对耐热但不耐旱草坪草品种‘PennA-4’的进一步检测分析发现,AsEXP1基因经高温诱导表达后,显著增强了‘PennA-4’品种的耐旱性。     

花色苷强化植物耐旱性的生理机制

综述了花色苷提高植物耐旱性的可能生理机制。干旱胁迫可诱导植物细胞合成和积累花色苷。花色苷的光化学性质、亚细胞积累位点及其在植物器官、组织中的空间分布决定了花色苷能强化植物的耐旱性,其生理机制可能涉及3个方面,即：花色苷本身及其螯合的金属离子可直接通过充当植物细胞的渗透调节物质而优化细胞的渗透调节能力;恰当空间定位的花色苷能减轻植物在干旱胁迫下的光抑制、花色苷可有效维持并强化植物细胞在干旱条件下的活性氧清除能力。其中,花色苷提高植物细胞在干旱胁迫下的抗氧化能力可能是花色苷强化植物耐旱性的主要原因。该研究可为具花色苷合成和积累能力植物的抗旱机理探究和抗旱品种的培育提供参考。     

四种沙漠植物的抗旱研究

通过研究库布齐沙漠东段四种植物在干旱胁迫下的生理变化，结果显示，在干旱胁迫下，3种岩黄芪均分泌可溶性糖和游离脯氨酸以降低水势，增强吸水能力，同时提高SOD活性以清除O2^-，表明三者对干旱具有主动适应性；油蒿水势呈一直下降的趋势，可溶性糖也呈一直下降的趋势，游离脯氨酸和SOD活性变化不明显，处于一种“休眠”状态。根据干旱对四种植物造成的伤害程度划分抗旱性强弱顺序为：油蒿〉细枝岩黄芪〉塔落岩黄芪〉山竹岩黄芪。