水稻白化突变体根部离子动态吸收规律的研究

利用植物微观动态离子流检测技术研究水稻正常幼苗和白化突变体根部对K＋、Ca2＋、NH4＋、H＋离子的吸收规律,探讨叶色突变对离子吸收的直接影响。结果表明,水稻白化突变体光合作用丧失,导致质子梯度降低（H＋外排减弱）,次级主动运输受阻,根系吸收离子（K＋、Ca2＋、NH4＋）的能力降低、造成细胞代谢功能紊乱,生长发育停滞。     

刺槐生长及盐离子吸收分配对干旱和旱盐胁迫的响应

通过盆栽控制土壤水分和氯化钠质量分数,研究了2个刺槐Robinia pseudoacacia无性系（W1和L78）的生长及体内盐离子分布、选择性吸收（运输）离子对干旱和旱盐胁迫的响应,探讨了W1和L78对2种胁迫响应机制的异同及抗旱与耐盐间的相互关系。研究表明：①2种胁迫均抑制了2个无性系的生长。干旱胁迫对W1生长的抑制作用强,而旱盐胁迫对L78生长的抑制作用强。②2种胁迫下,L78根的RK,Na,RCa,Na和RMg,Na比W1的小,而叶的RK,Na,RCa,Na和RMg,Na大,造成根中K^＋,Ca^2＋和Mg^2＋的匮乏,是2种胁迫抑制L78生长的共同原因。L78根控制Na＋吸收和向地上部运输的能力差,是旱盐胁迫进一步抑制L78生长（与干旱胁迫相比）的原因之一。③在旱盐胁迫下,W1能维持相对稳定的矿质营养水平,尤其是K＋和Ca^2＋,同时根系对Na＋的吸收和向地上部的运输有较强的控制能力,表现出较强的抗旱耐盐能力。④干旱胁迫下,W1根中离子总量降低幅度较L78大,表明无机离子在渗透调节中所占的比重较L78小,表明有机渗调作用加强,加大了自身物质和能量的消耗,造成干旱胁迫抑制W1生长的作用较L78大。表5参15     

水旱稻不同回交世代渗入系抗旱性鉴定

为探索培育抗旱高产稻作品种新途径,以受体亲本超级稻沈农265和供体亲本传统旱稻毫格劳构建的回交渗入系BC3、BC4为材料,采用水田、轻度干旱、重度干旱3个处理,考察渗入系材料在水旱处理下产量和地上部形态的表现。结果表明:水田条件下回交渗入系群体BC3、BC4产量和目前生产上使用的旱稻品种(旱稻297、旱稻502等)无显著差异、与水稻品种沈农265无显著差异,20世纪80年代末和90年代初期培育的旱稻品种(旱稻175、旱稻268、旱稻306)产量显著低于沈农265。干旱胁迫条件下,BC4群体与目前生产上使用的旱稻品种平均产量显著高于水稻品种沈农265;BC3群体平均产量与水稻品种沈农265无显著差异。水田与干旱处理下各材料间农艺性状均存在极显著差异,干旱胁迫下各性状表型变异系数较水田大,遗传变异系数略有升高,广义遗传力普遍降低。通过旱稻遗传物质渗入高产水稻培育的回交渗入系,可以有效结合旱稻的抗旱性和水稻的高产性。     

孕穗期水稻叶片生理性状与抗旱性相关分析

研究以不同类型的水稻与旱稻品种为试验材料,比较了干旱胁迫下孕穗期各稻作类型与典型水稻叶片水势(压力势)、中脉粗、叶肉厚和叶片相对含水量差异。对水旱处理条件下各观测性状指标与产量抗旱指数、孕穗期生物量抗旱指数和收获期生物量抗旱指数进行相关分析,结果表明:1)干旱胁迫条件下叶片水势(压力势)、中脉粗、叶肉厚和叶片相对含水量差异在耐旱稻作品种与典型水稻间存在显著差异,可以作为鉴定稻作品种抗旱性指标,但是少数抗旱材料易被遗漏;2)叶片水势、叶肉厚在干旱胁迫下与干物质合成与积累有关,且叶片水势与最终产量形成有一定关联;3)育种工作中叶片水势和叶肉厚可作为主要筛选指标,其他试验指标可用于辅助筛选鉴定,综合判断材料的抗旱性和生产应用价值。     

叶片细胞膜透性与宁夏水稻抗旱能力关系研究

利用20份宁夏水稻材料,分析比较叶片细胞膜透性在常规水田、田间干旱胁迫和干旱棚极度胁迫环境下的表现,研究其透性与伤害度的关系,进而通过伤害度来评价参试材料的抗旱能力。结果表明,不同水稻材料叶片细胞膜透性存在差异,极度干旱胁迫时其透性明显增大;干旱胁迫时的细胞膜透性与其伤害度呈极显著正相关;20份参试材料中有5份的抗旱能力较强,2份的抗旱能力较弱。     

氮营养对干旱逆境下水稻体内可溶性渗透调节物质的影响

采用聚乙二醇(PEG6000)模拟水稻短期干旱胁迫研究表明,适度氮素营养有利于旱稻品种"巴西陆稻"叶片中游离脯氨酸(Pro)和游离氨基酸总量(TFA)的积累,对常规水稻品种"中香1号"效应不明显,但是施氮均使两品种水稻叶片中可溶性糖(SS)含量下降.干旱逆境下水稻无机渗透调节物质以K+ 为主,且氮营养可促进水稻茎叶K+ 的积累.     

水、旱稻差异表达抗旱候选基因的序列分析

为研究在水、旱稻差异表达的抗旱候选基因、解释旱稻抗旱的分子机理,本研究选取已获得的水、旱稻干旱胁迫处理基因表达谱中在旱稻中高表达的候选基因,对其编码区和启动子区进行测序分析,以期比较可能的抗旱相关基因在水、旱稻基因组水平上的异同.根据水、旱稻差异表达结果,筛选出8个旱稻高表达基因.通过测序分析发现7个基因在水、旱稻间没有差异,只有一个候选基因OsMIP在典型水稻(日本晴、越富)和典型旱稻(IRAT109、毫格劳)启动子区之间存在18个SNP和1个Deletion的序列差异,说明在干旱胁迫下,旱稻高表达基因中只有少数存在序列上的差异.为进一步验证OsMIP的启动子区在水、旱稻问的序列差异,利用国内、外86份水、旱稻材料对该基因的启动子区进行测序分析,所得到的所有启动子序列可分为4种单倍型H1、H2、H3和H4,在单倍型H2中获得与抗旱相关的8个SNP和1个Indel,推测该基因的启动子区域的一个或多个序列差异可能是引起水、旱稻OsMIP基因差异表达的原因.     

烟草响应干旱胁迫与抗旱遗传育种研究进展

烟草是我国重要的经济作物之一，在烟草生长发育过程中，干旱胁迫是导致其产量减少和品质降低的主要非生物胁迫。为了提高干旱胁迫下烟草的产量和品质，本研究将烟草对干旱胁迫的响应，包括烟草外部形态特征(叶片、株高、根系)、生理生化特性(体内水分代谢、主要酶活性、内源激素、无机离子、蛋白表达与调控、光合作用);干旱胁迫对烟草产量和品质的影响；烟草抗旱性的遗传研究(烟草抗旱性遗传研究现状、抗旱相关基因在烟草中的应用研究、烟草抗旱基因的克隆);烟草抗干旱胁迫种质资源研究(烟草种质资源的收集和保存、烟草抗旱性种质资源、烟草抗旱性种质资源品种选育);烟草抗干旱胁迫的育种研究(烟草抗干旱胁迫遗传育种策略、分子生物技术在烟草抗旱遗传改良中的运用、烟草抗干旱胁迫品种选育的研究)等方面进行综述，以期为今后在干旱胁迫下培育优质、高产烟草提供理论依据。     

水稻抗旱生理及抗旱相关基因的研究进展

干旱缺水是影响水稻生长发育的重要逆境因子。干旱胁迫会诱导水稻特定基因表达,这些基因的表达和调控能使水稻抵御干旱胁迫的伤害。筛选和培育抗旱的水稻品种不但可在很大程度上节约用水,而且有利于增产稳产和减少环境污染。在此,简要概述了水稻抗旱生理、抗旱机制和抗旱相关基因一些进展,为提高水稻抗旱性和抗旱育种提供相关参考。     

干旱胁迫对不同水稻品种抗逆性和抗瘟性相关酶的影响

采用聚乙二醇6000模拟干旱胁迫的方法,对水稻品种空育131和龙粳31幼苗进行不同程度的水分胁迫处理,接种稻瘟病菌后,通过分析比较叶片中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、多酚氧化酶(PPO)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)的活性变化,探讨干旱胁迫对不同水稻品种抗逆和抗瘟能力的影响。结果表明,低强度干旱胁迫可增强水稻抗稻瘟病能力,而高强度干旱会降低其抗病能力;空育131抗旱能力较强,但抗病能力较弱,而龙粳31则相反;在干旱胁迫条件下,PPO和PAL在抗病上发挥作用更明显,而SOD和CAT则在抗旱上发挥作用更明显。     

PEG胁迫下水、陆稻幼苗生长势比较研究

选用2个陆稻品种作为抗旱类型，2个水稻品种作为敏旱类型，以PEG作为水分胁迫剂，通过对幼芽，幼根和幼苗等不同时期或状态的PEG胁迫比较水，陆稻的生长势，。研究结果表明：水，陆稻幼芽粗度，幼根粗度差异相对较小；／陆稻幼芽长度，幼根长度，发芽率及3周后苗高等明显比水稻表现有较强的生长势，因此可用这些性状与抗旱品种的相对生长势鉴定水，陆稻的抗旱性，未浸种处理的种子可用15％的PEG溶液胁迫，浸种处理过的种子可用20％的PEG溶液胁迫，低浓度的PEG溶液（＜15％）胁迫抗旱类型与敏旱类型差异不明显，高浓度的PEG溶液（＞20％）胁迫对所有试验材料损伤严重，达不到鉴定抗旱类型与敏旱类型的目的，因此，可以在15％（未浸种）或20％（浸种）浓度的PEG处理下，以抗旱的陆稻品种作对照比较幼芽长度，幼根长度，发芽率及幼苗高度等性状的相对值Xu/Xp,%,称胁迫系数）来判别供试品种的抗旱性，以达到简单，快速鉴定抗旱品种的目的。     

水稻湘1和陆稻763612的抗旱性研究

以水稻品种湘1和早稻品种763612为材料,对它们苗期的抗早性进行了研究。实验表明,抗旱性较强的水稻品种湘1有较快的发根速度,较多的根条数。在渗透胁迫下能维持较高的相对含水量(RWC)和较高的保护酶(SOD)活性,质膜相对透性较小,膜伤害较轻。因而,在严重水分胁迫下有较高的存活率,并能维持一定的生物量。抗旱性较弱的旱稻品种763612正相反。这些结果意味着水、陆稻的抗旱体系似乎可以分为抗旱相、中间相、敏感相。     

干旱胁迫对分蘖期转基因水稻抗旱性生理生化指标的影响

[目的]通过比较野生型日本晴株系水稻WT和OsCAS基因过表达株系水稻777在分蘖期的抗旱性生理生化指标,分析OsCAS基因高表达株系水稻的抗旱能力。[方法]用10%和15%的PEG模拟干旱胁迫,测定2种株系水稻的CAT、POD和SOD活性及MDA和Pro含量。[结果]在10%PEG处理下,WT和777的3种保护酶活性均有增加;在15%PEG处理下,WT的3种保护酶活性明显降低,777的3种保护酶却能够保持相对较高的活性;此外,WT和777的MDA和Pro含量都随干旱胁迫程度的加深而增加,在同一胁迫条件下WT的MDA和Pro含量要明显高于777的。[结论]OsCAS基因高表达株系777在分蘖期较WT对干旱有较强的抗性,特别是在严重干旱胁迫(15%PEG)时优势尤为明显。     

水陆稻在水田和旱地栽培的性状比较

以有代表性的陆稻(TANGARA，IAPAR9)为试材，水稻新香优80为杂交组合，R80为常规稻，采用裂区设计，通过水田和旱地栽培比较试验，探明在不同栽培条件下主要是干旱对水、陆稻农艺性状、产量构成因素和稻米品质的影响．结果表明：两种栽培条件下各品种产量之间存在显著差异，旱地栽培时，产量明显降低；从产量构成因素来看，旱栽产量低的原因陆稻主要是有效穗数不足、结实率下降，水稻表现为有效穗数增多，每穗总粒数和结实率下降，且下降幅度大于陆稻；有效穗数对产量的贡献最大，直接通径系数为1．4530．干旱对生育期、株高、茎蘖数、叶面积和米质有一定影响．旱种时生育期较短，株高中等，叶面积较小的品种有利于抗旱，各品种米质水田栽培优于旱地的，但旱地栽培能明显提高水、陆稻品种的粗蛋白含量．     

干旱胁迫下山栏稻与栽培水稻品种苗期表型性状及生理差异

测定了在干旱胁迫条件下,山栏稻苗期的株高、叶面积等农艺性状以及叶片脯氨酸含量、MDA含量等生理指标,采用隶属函数法评估山栏稻抗旱能力。结果表明,在干旱胁迫下,山栏稻降低了地上部分的生物量并增加了地下部分的生物量,同时,山栏稻叶绿素含量、MDA含量以及脯氨酸含量均有不同程度的提高;所选山栏稻品种的隶属函数值为0.521和0.673。综合实验数据和田间观察,初步判断山栏稻苗期具有较强的抗旱特性。     

生育中后期干旱胁迫对栽培稻产量和米质的影响

以7个栽培稻品种(包括旱稻和水稻)在正常灌溉条件和干旱条件下进行产量比较试验,并分别对供试品种的产量和稻米品质构成因素进行了考察分析.结果表明,在水稻生育中后期持续干旱导致水稻品种严重减产,每穗颖花数减少是干旱导致栽培稻减产的主要原因;旱稻比水稻时干旱有更强的适应性.其在干旱胁迫下的结实率较高.灌浆结实期的适度干旱具有提高整精米率和减小垩白度的效果.     

优质节水抗旱雄性不育系"沪旱1A"的选育与利用

通过广泛引进和测配筛选旱稻资源,获得对野败不育系具有保持能力的外引旱稻品种“EAIC139-55-1-23”,该品种抗旱性强,品质好,系统选育获得一个稳定的选系,与野败型不育系杂交并进行多代回交,于2003年选育出性状优良,抗旱性强的优质节水抗旱稻雄性不育系“沪旱1A”。以“沪旱1A”为母本选配的“旱优2号”、“旱优3号”等杂交旱稻组合在节约水资源50%的栽培条件下仍表现出较强的增产潜力。     

水稻肌醇加氧酶基因的表达分析及植物表达载体的构建

为研究水稻肌醇加氧酶基因在植物水分胁迫分子应答中的作用,采用RT-PCR技术克隆了水稻肌醇加氧酶基因的cDNA编码区,命名为OsMIOX。该基因由927个碱基组成,编码308个氨基酸,与拟南芥肌醇加氧酶的氨基酸序列相比,同源性为78%。将克隆的OsMIOX基因连接pCAMBIA-1301载体,成功构建了35 s启动子驱动的植物超表达载体。实时定量PCR分析结果表明,水分胁迫下OsMIOX基因在旱稻IRAT109中上调表达,在旱稻(IRAT109和毫格劳)中的表达量显著高于水稻(越富和日本晴)。这说明水稻和旱稻的水分胁迫分子反应机制的确存在差异,而这种差异很可能就是水、旱稻抗旱性不同的原因之一。