成恢448近等基因导入系的稻米延伸性分析

对列入全球水稻分子育种计划的38个水稻供体品种及其与轮回亲本成恢448（CH448）不同回交后代的稻米延伸性（CRE）进行了测试和分析。因子分析结果表明，在38个供体亲本与轮回亲本CH448的BC3F2群体中，不同回交组合内稻米延伸性的变异有所不同；该世代各群体之闻在CRE性状上的变异情况的不同之处，主要表现在主园子2（变异系数、最小值）和主因子3（平均值、最大值）上；这主要取决于亲本组合的不同；在这38个BC3F2群体中．CH4448分别与沈农365、冈46B和OM1706的亲本组合比较理想；选择适当的群体有利于CRE的QTLs聚合与遗传改良。在4个亲本（沈农365、x23、Palung2和x22）分别与轮回亲本CH448的BC3F2、BC3F3以及Basmati370与CH448的B（≥F3、BC2F4和13GFs群体中，随自交世代的增加，CRE的变异趋势和幅度也随供体亲本不同而有所差异，CRE．QTLs聚合程度与供体亲本有较大关系；自交有利于CRE的QTLs进一步聚合；通过育种对稻米CRE进行遗传改良．需要选择适当的亲本，用轮回亲本与之连续回交．并结合自交使该性状的QTLs进一步纯合。讨论了通过回交方法聚合CRE有关OTb和改良稻米CRE等蒸煮品质的育种策略。     

华南籼稻丰矮占1号回交导人系群体性状的研究

研究了以华南籼稻丰矮占1号为遗传背景的2套回交导入系群体在水种和旱种条件下农艺性状,方差分析结果表明:2套回交系群体的所有考察性状均存在显著差异,产量分布较分散,并有高于轮回亲本丰矮占1号和低于供体亲本的导人系,而且产量的变异系数最高,株高的变异系数最小.2套回交系群体的结实率均表现为常规水种显著低于旱种,其他性状则表现为常规水种显著高于旱种.相关分析结果表明,Khazar衍生导入系群体的旱种产量与水种产量显著相关,而IR58025B衍生导入系群体的旱种产量与水种产量相关不显著,说明IR58025B带有较多或效应较大的抗旱基因/QTLs.     

云南稻核心种质及其杂种后代形态性状的遗传多样性

以云南稻核心种质和云南主栽籼稻品种滇屯502、粳稻品种合系35配制的杂种BC1F3(448份)和亲本为材料,在昆明地区生态条件下,对供体亲本及其杂种BC1F3世代的形态性状遗传多样性进行分析.结果表明:1) 供体亲本的11个数量性状的平均值、标准差、变异系数等与回交后代差异明显.回交使其后代的性状逐渐趋于轮回亲本,变异系数呈下降趋势,籼粳基本一致.2) 供体亲本及其杂种BC1F3的11个形态性状Shannon-weaver遗传多样性指数的t测验表明,除剑叶宽和1～2节长外,亲本与后代其他性状差异不显著,并具有丰富的形态多样性,籼粳一致.3) 主成分分析表明,株高、剑叶长、穗颈长、穗下节长、1～1节长、穗长、实粒数、秕粒数和结实率等9个性状是解释云南地方稻种和杂种后代多样性的重要依据.     

水稻种质资源回交后代耐盐基因的鉴定与筛选研究

以超优一号为轮回亲本,以其与36个供体的不同回交后代(BC2F2、BC2F3)群体为材料,进行耐盐鉴定与筛选研究。结果表明,虽然这些亲本本身对盐碱不具备很好的耐性,但所有回交后代均出现耐盐的超亲分离,说明这些供体均带有耐盐基因,且这种有利"隐蔽基因"供体之间的差异很大。从总体上看,BC2F2耐盐性选择效率显著高于BC2F3,不同供体之间也存在着明显的差异。     

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。     

基于掖478导入系的玉米产量性状QTL鉴定

 目的】鉴定玉米产量相关性状基因位点及包含有利等位基因的导入系,为了解产量性状形成的遗传基础及针对玉米自交系产量性状的分子设计提供参考和依据。【方法】以QB80和Qi319为供体亲本,掖478为轮回亲本,采用回交结合定向选择,分别构建含有61和72个家系的基础导入系群体。通过2年4点田间试验,利用完备复合区间作图进行产量及其相关性状的QTL（quantitative trait locus,QTL）分析。【结果】4个环境下,在QB80为供体的导入系群体中,共检测到9个性状的49个QTL;在Qi319为供体的导入系群体中,检测到9个性状的42个QTL。在2个及以上环境中均检测到的QTL有16个。同一性状在不同环境下所检测的QTL定位在相同的染色体区域,不同性状的QTL也定位在相同或临近的染色体区域,形成多个QTL富集区。2个群体所检测的QTL位点具有较少的一致性,说明2个供体材料中含有不同的有利基因位点。同时,导入片段中含有利基因的导入系,其相关性状明显得以改良,这些导入系可用于QTL聚合以改良掖478的产量相关性状。【结论】QB80较Qi319与掖478间的遗传差异更大,能检测更多的产量性状QTL;2个导入系群体中含有优良等位基因的导入系可用于QTL聚合改良掖478;QTL富集区是为产量性状基因的克隆提供可供参考的重要染色体区域。     

不同基因型高直链淀粉玉米的遗传效应

将3个ae基因供体亲本和8个普通玉米自交系进行回交转育,测定了自交系本身及其回交转育的BC1F1和BC1F2代的千粒质量和直链淀粉含量.结果表明,BC1F2与BC1F1相比,大多数组合的直链淀粉含量有一定程度的提高,但千粒质量有降低的趋势.在回交的早代材料中,千粒质量和直链淀粉含量无明显的相关性;不同的ae基因供体亲本在遗传背景不同的轮回亲本中的表达效果有很大的差别.     

黄瓜-酸黄瓜染色体片段导入系群体的构建及果实相关数量性状基因的定位

【目的】以栽培黄瓜（Cucumis sativus L. , 2n = 14)‘北京截头’为受体亲本,以野生酸黄瓜( C. hystrix Chakr, 2n = 24）为供体亲本,采用SSR标记辅助选择法构建黄瓜-酸黄瓜染色体片段导入系群体。初步定位控制黄瓜果实外形的数量性状基因。【方法】首先通过种间杂交-回交-自交获得大量的染色体片段导入系株系。然后选择均匀分布在黄瓜染色体组上的298对SSR标记对亲本进行多态性检测,使用检测出的亲本间差异引物对染色体片段导入系株系进行检测,筛选含有野生酸黄瓜染色体片段的植株。对该群体果实外形进行初步调查,利用t测验与轮回亲本比较,鉴定QTL。【结果】本研究构建了由50个株系组成的染色体片段导入系群体。在该群体中共检测到149个染色体导入片段,包含61个不同的导入片段,不同导入片段的总长度为259.95 cM,基因组覆盖率为45.37%。导入片段的长度在1.65-15.4 cM,平均长度为5.41 cM,分布于黄瓜的7条染色体上。利用该导入系群体初步定位了控制黄瓜果型的13个QTL。【结论】构建了一套以栽培黄瓜为背景,野生酸黄瓜为前景的染色体片段导入系群体,并利用该导入系初步定位了控制黄瓜果型的QTL,为开发利用野生酸黄瓜的优良基因提供了新的种质资源,也为今后定位黄瓜的数量性状遗传位点奠定了材料基础。     

小麦Am3/莱州953近等基因导入系赤霉病抗性鉴定

以258份用四倍体小麦PS5与粗山羊草Ae38人工合成的六倍体小麦Am3为供体亲本,普通小麦品种莱州953为轮回亲本构建的BC4F3和BC4F5近等基因导入系群体为材料,对其小麦赤霉病抗性进行鉴定与评价,为普通小麦近缘野生种质资源在小麦抗赤霉病育种的应用提供参考.结果表明:在参试的146个BC4F3材料中,大部分表现为中感到感,共116份,37份材料抗性好于或接近Am3,参试材料的病穗率、感病指数与株高呈极显著负相关;112个BC4F5材料中,31份材料抗性好于或接近Am3,参试材料的病穗率、感病指数与小穗密度呈负相关,达极显著水平.BC4F3和BC4F5导入系对赤霉病的抗性平均表现好于莱州953,其平均感病指数分别比莱州953降低41.3％、38.7％,可能是由于供体亲本Am3中抗性基因的导入提高了导入系的抗性.     

模糊隶属函数值法研究云南籼稻核心种质BC3F2不同群体间耐低磷差异

用231份云南籼稻核心种质作供体亲本、滇屯502作轮回亲本配制回交后代BC3F2群体,设低磷(有效磷6.26mg/kg)胁迫和正常磷(有效磷40mg/kg)胁迫2种处理进行耐低磷鉴定,用模糊隶属函数值法分级并比较BC3F2和其籼稻亲本耐低磷差异.结果表明:①以模糊隶属函数值为指标进行耐低磷特性分级,籼稻素本和回交后代BC3F2之间及稻作区间均存在差异.②籼稻亲本和BC3F2回交后代的模糊隶属函数值方差分析有3个稻区差异不显著.说明BC3F2较好的保持了亲本的耐低磷特性.③BC3F2回交后代耐低磷特性发生了部分变异,耐低磷能力有趋于轮回亲本滇屯502的趋势.④筛选出10份超强耐低磷BC3F2组合和4份弱耐低磷9级敏感组合,可作为基因定位研究和磷高效新品种选育的重要亲本材科.⑤模糊隶属函数法进行耐低磷综合评价可对每个品种或回交后代群体做出精细分级,直观反映各个稻区耐低磷力大小,大大提高了表型鉴定的准确度.     

干旱对植物的伤害及植物的抗旱机制

论述了干旱对植物的伤害,并从气孔调节、渗透调节、活性氧的清除、膜蛋白的保护、植物激素的调节等方面综述了植物的抗旱机制．同时也对抗旱相关基因的应用进行了论述。     

干旱胁迫下3种结缕草的抗旱性分析

为探索在南亚热带地区进行葡萄一年三熟栽培生产的现实可行性,以早、中、晚熟葡萄为试验对象,分别于4月下旬和8月下旬进行打顶和修剪处理,调查各品种的成花挂果情况以及对3茬于不同时期成熟的果实主要性状进行比较鉴定。2011年试验结果显示,在南宁市维多利亚葡萄1年可结果3茬,成熟时间分别是7月1日(第一茬果或夏果)、8月22日(第二茬果或秋果)和12月25日(第三茬果或冬果),每667㎡产量分别为970.3、308.9、152.9 kg,成花枝率分别为96.7%、62.6%、67.3%,结果枝率分别为96.7%、48.8%、36.3%;金手指葡萄1年可产果2茬,成熟时间分别是7月8日、8月26日,每667㎡产量分别为738.1、190.7 kg,成花枝率分别为100%、64.5%,结果枝率分别为100%、54.3%,金手指葡萄的三次成花枝率为75.5%,但第三茬果未能于自然落叶前成熟;美人指葡萄一年可产果2茬,成熟时间分别是8月10日、9月12日,每667㎡产量分别为544.1 kg、258.5 kg,成花枝率分别为56.7%、58.4%,结果枝率分别为56.7%、54.2%;对同一品种三茬不同时期成熟的果实品质进行比较,结果表明秋果、冬果的糖度和风味明显优于夏果。试验结果表明,在南宁市选择早熟品种葡萄通过打顶修剪措施处理,可实现有经济价值的一年三熟栽培,中晚熟品种可进行一年二熟栽培(部分生育期重叠的连续结果),但第二茬果和第三茬果的促花时机、促花处理方法、保果措施及肥水配套管理等仍需进一步探索改进。     

干旱胁迫下3种结缕草的抗旱性分析

通过在塑料大棚内进行盆栽试验,比较兰引3号、新品系ZS-1和ZS-SJZ 3个结缕草品种的抗旱性强弱.分别测定叶片相对含水量(RWC)、叶片相对电导率(REC)、脯氨酸含量(Pro)和可溶性总糖含量(TSC)4个生理指标,观测了叶片的萎蔫情况和复水后的恢复情况.结果表明:在干旱胁迫下,3种结缕草的RWC逐步下降,REC、Pro含量和TSC逐渐上升,但不同草种的变化幅度不同.其中兰引3号的RWC下降幅度最小,REC和Pro含量上升幅度最慢,TSC上升幅度最大,且萎蔫时间晚,复水后恢复速度快.而ZS-1和ZS-SJZ的RWC、REC和TSC变化幅度差异不大,但ZS-1的Pro上升幅度较ZS-SJZ小,且萎蔫时间晚.综合评价,3种结缕草的抗旱性强弱顺序为:兰引3号＞ZS-1＞ZS-SJZ.     

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。     

干旱胁迫下小麦抗旱能力与其根系特征间的关系

【目的】研究不同基因型小麦抗旱能力的遗传差异与其根系特征间的关系。【方法】采用-1.0MPa PEG-6000模拟干旱胁迫,测定抗旱型小麦长武134和干旱敏感型品种郑引1号在干旱胁迫下根系的含水量、相对含水量、水分饱和亏、根体积、可溶性蛋白含量、膜透性等生理指标,比较2个品种的根系对干旱胁迫的生理学响应;并通过观察样品根系组织的石蜡切片,分析在受到胁迫后根系解剖结构的变化。【结果】与郑引1号相比,在受到干旱胁迫时,随着胁迫时间的延长,长武134根系的含水量、相对含水量、可溶性蛋白含量和根体积等指标下降更缓慢,水分饱和亏和膜透性上升缓慢,总体表现出更强的抗旱性。根系组织石蜡切片观察表明,长武134出现了根部导管直径减小以及根内皮层增厚等有利于植物适应干旱胁迫的现象,且这些变化较郑引1号更为明显。【结论】受干旱胁迫后,抗旱小麦根系的生理指标及形态结构的特征,是植物抗旱生理基础和形态基础的反映。     

不同桑树品种响应干旱胁迫的比较转录组学分析

【目的】发掘响应干旱胁迫的关键抗旱基因,从转录水平上揭示桑树的抗旱分子机制,为后续开展桑树分子抗旱性育种工作提供科学依据。【方法】以干旱敏感性品种德果1号和耐旱性品种湖桑32号为研究对象,通过盆栽种植方式开展干旱胁迫及复水处理试验,采集24个桑叶样本提取总RNA后构建cDNA文库,在Illumina HiSeqTM 4000测序平台上进行高通量测序,并结合生物信息学对相关基因进行注释分析。【结果】经转录组测序,各样本的Clean reads范围为45723096~67280168条,有效碱基数（Clean bases）集中在6.86~10.09 Gb,GC含量在44.84%~46.48%（平均为45.61%）,Q30在90.36%~93.07%。差异表达基因（DEGs）筛选结果显示,6个差异分组（A2 vs A1,B2 vs B₁,A3 vsA1,B3 vs B₁,A4 vs A1,B4 vs B₁）分别筛选出3510、3399、5677、5507、5124和2734个差异表达基因;经干旱胁迫处理后,桑叶功能组基因中呈下调表达的差异表达基因明显多于呈上调表达的差异表达基因,说明桑树在生长过程中存在不同的功能基因以控制桑叶生长发育。不同抗旱性桑叶转录组测序数据中以涉及生物学过程的差异表达基因最多,且主要集中在小分子代谢过程（Small molecule metabolic process）、跨膜运输（Transmembrane transport）及碳水化合物代谢过程（Carbohydrate metabolic process）等方面;与分子功能相关的差异表达基因次之,主要涉及转移酶活性（Transferase activity）和水解酶（Hydrolase activity）等。干旱胁迫下不同抗旱性桑叶差异表达基因主要富集到59条KEGG信号通路上,可划分为代谢、遗传信息处理、环境信息处理、细胞过程和生物系统五大信号通路;其中,抗旱性桑树品种通过提高能量代谢、碳水化合物代谢、增强光合作用及脂质代谢来更好地适应干旱胁迫。综合GO功能注释分析和KEGG信号通路富集分析,得到以下可能与干旱相关的基因: LOC21410404、LOC21404884、LOC21409623、LOC21401352、LOC21398977、LOC21388561、LOC21401447、LOC21398764、LOC21385254、LOC21384661、LOC-21410404及LOC21408971。【结论】不同桑树品种的耐旱性存在显著差异,其中抗旱性桑树品种是通过提高能量代谢、碳水化合物代谢、脂质代谢及光合作用共同应对干旱胁迫。     

干旱胁迫下4个苜蓿品种根系抗旱性的比较

为明确苜蓿根系生理特性的变化与抗旱性的关系,采用盆栽断水的方式模拟土壤干旱胁迫,测定苗期根系相对含水率(RWC)、脯氨酸(Pro)含量、可溶性糖(TSS)含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性和丙二醛(MDA)含量.结果表明:随着干旱胁迫程度增加,4个苜蓿品种根系RWC明显下降,Pro、TSS、MDA含量及SOD活性明显上升.经抗旱隶属度分析,‘野生黄花苜蓿’的综合评价值最高,为0.561 8,4种材料的抗旱性强弱顺序为:野生‘黄花苜蓿’>‘陇东苜蓿’>‘清水紫花苜蓿’>‘甘农2号’杂花苜蓿.     

干旱胁迫下不同绣球品种生理响应与抗旱性评价

探究不同干旱胁迫对绣球生长的影响,评价其抗旱性。以6个绣球品种为试材,利用盆栽控水法,分别设置常态(CK)、轻度干旱胁迫(T1)、中度干旱胁迫(T2)、重干旱胁迫(T3)和特重干旱胁迫(T4)处理模拟干旱胁迫,测定其生物量、根冠比、叶片相对含水量、细胞膜透性、叶绿素(Chl)和类胡萝卜素(Car)、丙二醛(MDA)、脯氨酸(Pro)、过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)、可溶性糖(SS)和可溶性蛋白(SP)等15个生理指标的动态变化,运用主成分分析法、隶属函数法和聚类分析法对其抗旱性进行综合评价。在干旱胁迫下,各绣球品种的生物量和相对含水量呈下降趋势,根冠比、相对电导率、MDA、Pro和SS呈上升趋势,但各品种上升幅度有所差异,SOD、POD和SP呈先上升后下降的趋势,绣球的光合色素变化规律不明显。6种绣球抗旱性由强到弱排序为:万华镜>爱你的吻>头花>白色天使>花手鞠>夏祭。     

Influence of drought hardening on the resistance physiology of potato seedlings under drought stress

In this paper, the influence of drought hardening on the growth, development, resistance physiology, leaf microstructure and stomatal behavior of potato seedlings under drought stress was studied, and the mechanism of drought hardening improvement of potato seedling drought resistance was elucidated. We found that drought stress had several adverse effects on potato seedlings, yet drought hardening alleviated the decrease in relative water content (RWC), net photosynthetic rate (P_n) and chlorophyll content and inhibited the increase in relative electric conductivity and malondialdehyde (MDA) content. Compared with contrast seedlings, drought-hardened seedlings also had enhanced root vigor, increased antioxidant enzyme activity and higher levels of abscisic acid (ABA), proline (Pro), soluble sugars and polyamines (PAs) under drought stress. In addition, the stomatal density of potato seedling leaves increased significantly, while the leaf area, stomatal size and stomatal aperture decreased with drought hardening treatment. These changes led to reduced leaf transpiration rate (T_r) and improved water utilization efficiency (WUE). The changes in leaf microstructure also had a positive effect on the drought resistance of the drought-hardened potato seedlings. So it can be concluded that through increasing the content of some endogenous hormones, osmotic regulatory substances and the activities of antioxidant enzymes, the resistance physiology of drought-hardened potato seedlings was enhanced.