26份自交系田间抗旱性鉴定与评价

【目的】分析26份玉米自交系的主要农艺性状、籽粒产量、耐旱指数、耐旱系数等性状相关性,进行耐旱性综合性评价。【方法】采用玉米种质耐旱指数法。【结果】玉米开花期,遭遇大气高温和土壤缺水会导致玉米花粉活力下降,受精结实不良,减产严重。各主要性状与籽粒产量的相关系数大小为耐旱指数＞穗位＞穗长＞ASI＞行粒数＞秃尖长＞穗行数。其中耐旱指数、穗位、穗长、株高、ASI值、行粒数等籽粒产量正相关;秃尖长等与籽粒产量负相关。【结论】26份自交系中耐旱强的自交系共11份(42.31%),耐旱性中等的7份(26.92%);耐旱性较弱的材料8份(30.77%)。     

玉米自交系JH089种子萌发及幼苗生长的抗逆性

【目的】研究玉米优良自交系JH089在不同胁迫下种子萌发特性及幼苗生长情况,分析其对各种胁迫的耐受性,研究自交系JH089的抗逆性,为选育抗逆杂交种提供理论依据。【方法】以玉米自交系JH089为材料,在萌发期及2叶期进行不同浓度NaCl(100、200、250、300、400、500 mmol/L)、PEG 6000(10%、20%、30%)及4℃胁迫处理,测定萌发率、抗旱指数、株高、叶形等指标。【结果】玉米自交系JH089在萌发期随着NaCl或PEG处理浓度的增加,萌发所需时间延长,活力指数及抗旱耐盐指数下降。在幼苗期盐浓度高于200 mmol/L 或者PEG高于20%时株高、叶长和叶宽显著降低,出苗率大幅下降,植株生长显著减缓,叶片受胁迫程度明显,较长时间低温处理幼苗生长受到抑制。【结论】玉米自交系JH089能耐受低浓度的盐或旱胁迫,短时间低温对幼苗生长无显著影响,但较高强度或较长时间胁迫则造成明显伤害。     

干旱胁迫下新疆7份野生披碱草属种质材料萌发特性与抗旱性评价

【目的】研究干旱胁迫对野生披碱草种质萌发的影响,评价其抗旱性。【方法】以7份采自新疆不同地区的野生披碱草属(Elymus L.)种质资源为材料,以聚乙二醇溶液(PEG-6000)设置0、10%、15%、20%、25%和30%共6个浓度,进行萌发期抗旱试验,测定不同干旱胁迫下各种质材料发芽指标、胚根长、胚芽长变化。【结果】低浓度PEG对P03、P04、P06和P07种质材料的萌发及胚根长、胚芽长有一定促进作用;当PEG浓度达到20%以上时,7份种质材料的萌发均受到抑制,胚根长、胚芽长不断降低。【结论】7份野生披碱草属种质材料抗旱性由强至弱排序为P07>P04>P06>P01>P02> P03>P05。     

玉米自交系灌浆期耐热性评价

【目的】筛选出灌浆期耐热性强的玉米自交系。【方法】在花后7~17 d以自然生长为对照,分析玻璃温室高温处理下10份新疆骨干玉米自交系产量性状的变化,采用产量热稳定性分析与千粒重热感指数相结合的方法,评价供试材料的耐热性。【结果】LX9801、PH6WC、PHB1M、海014和武314在热胁迫下产量稳定性好,其中PH6WC丰产性突出。502、KW4M029、PH6WC、PHB1M和海014等5份自交系的千粒重热感指数小于1。综合产量热稳定性及千粒重热感指数,PH6WC和PHB1M的耐热性突出,海014耐热性较好。武314可作为耐热育种亲本材料。【结论】灌浆期热胁迫下千粒重的降低,是玉米自交系产量下降的主要原因,九禾6929可作为耐热育种种质资源。     

人工老化和低温胁迫对陆地棉种子活力的影响和评价

【目的】研究人工老化处理和低温胁迫对陆地棉种子萌发的影响,为陆地棉种子耐低温和耐贮藏性研究提供支持和种质资源。【方法】以12份陆地棉种子为材料,通过标准发芽条件、低温胁迫发芽和人工老化处理后发芽,统计并分析发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数、苗长、根长、苗鲜重和根鲜重等8个指标。【结果】各逆境对种子活力不同指标影响不同。发芽势为人工老化＞标准＞低温;苗长为标准＞低温＞人工老化;发芽率、根长和简化活力指数为标准＞人工老化＞低温;简化活力指数标准＞人工老化＞低温。标准发芽在相似系数为15分类2类,高活力和中活力。冷胁迫在相似系数为20分为3类,耐冷型、中间型和敏冷型。人工老化处理在相似系数为15分为3类,耐贮藏型,中间型和不耐贮藏型。综合3个环境在相似系数为20分为3类,不耐低温耐贮藏型,中间型和耐低温不耐贮藏型。【结论】低温胁迫与人工老化发芽处理下陆地棉种子发芽势、发芽率、苗长、根长、苗鲜重和根鲜重都有所降低。人工老化处理加快了出苗速度,但降低了最终发芽率,易形成粗壮苗。低温胁迫既降低了出苗速率也降低了发芽率,易形成小叶粗根短苗。发芽势高的不一定发芽率高,发芽势低的不一定发芽率低。标准状态下高活力的不一定在逆境下也高活力,逆境下高活力的标准状态下活力一定高。高度耐低温不耐贮藏的材料只有新陆早7号。中度耐低温耐贮藏的材料有塔什干、新陆早72号和10615,耐贮藏不耐低温的材料有XND1586、KK1543、中棉49号、新陆早42号和关农1号。     

高温处理对肉苁蓉寄主梭梭种子萌发相关性研究

【目的】研究萌发前高温处理对梭梭种子萌发的影响,分析高温对荒漠植物肉苁蓉寄主梭梭种子萌发的作用。【方法】以新疆荒漠植物肉苁蓉寄主梭梭种子为材料,萌发前以5个高温(46、49、52、55和58℃)和6个时间(6、9、12、15、18和21 min)处理。【结果】不同温度和时间处理对梭梭种子发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数均有显著影响,且两者交互作用达到显著性影响,随着处理温度和时间的增加种子发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数均先增加后降低,高温处理对种子萌发有一定的抑制。【结论】(1)温度为52℃,时间为9 min时,梭梭种子发芽率最高,达(55.00±0.30)%,温度为58℃,时间为9 min时发芽率为0.00%;(2)4℃储存6个月后的梭梭种子没有明显的热冲击效应;(3)梭梭种群的退化与梭梭种子的萌发率没有直接联系。     

中亚大麦品种萌发期抗旱性筛选与鉴定

【目的】研究不同基因型大麦萌发期抗旱特性,筛选萌发期抗旱性鉴定关键指标,建立萌发期抗旱性研究数学模型,为抗旱大麦品种培育提供理论指导。【方法】采用人工气候箱内发芽盒培养,用20%PEG8000溶液对吉33等12份中亚引进大麦品种进行萌发期抗旱试验,测定相应材料对照和胁迫下种子发芽势(GP)、发芽率(GR)、发芽指数(GI)、根数(RN)、根长(RL)、苗高(SH)和胚芽鞘长(CL)7个生长指标。以各指标相对值作为衡量萌发期抗旱性的依据,利用多元统计分析方法对不同大麦品种萌发期抗旱性进行综合评价。【结果】PEG胁迫下,参试材料各指标均较对照呈下降趋势,各指标彼此之间呈显著或极显著相关性,大麦萌发受到不同程度的抑制。利用隶属函数法综合评价发现不同大麦品种间表现出较大差异,吉33抗旱性最强,吉引2013-7-DM-088抗旱性最弱。依据主成分分析,将7个单项指标转换得到2个相互独立因子,它们代表了所测指标85.94%的信息。进行多元逐步回归线性分析建立大麦萌发期抗旱性评价数学模型,D=0.036+0.392GR+0.382SH+0.233GP(R²=0.992)。【结论】吉33抗旱性最强,发芽率、苗高和发芽势可作为快速评价大麦萌发期抗旱性的关键指标。     

引进大豆种质资源的适应性和遗传多样性分析

【目的】研究甘肃省引进大豆种质资源的遗传多样性,为大豆育种提供优异亲本。【方法】利用SPSS 17.0软件和R语言软件进行描述性统计、相关分析、主成分分析和聚类分析,对国内外引进的417份大豆种质资源进行适应性和遗传多样性分析。【结果】417份大豆种质资源中有363份在甘肃中部地区能够正常成熟,折合产量最高为3 901.65 kg/hm²,百粒重最高为 42.71 g。16个表型性状遗传多样性指数介于0.084 2~1.916 0,变异系数在18.17%~35.70%,除子叶色外,其余性状间均存在一定程度的相关性。将363份种质划分为8个类别,甘肃省大豆种质与我国华北和黄淮地区大豆种质相似系数比较接近。【结论】引进大豆种质资源遗传多样性丰富,筛选出26份特异种质资源。     

海岛棉种质资源抗旱性评价

【目的】综合评价海岛棉的抗旱性,挖掘抗旱性强的种质资源。【方法】以203份海岛棉资源为材料,在大田对棉花花铃期进行干旱胁迫,研究与抗旱性相关的农艺性状,以抗旱系数和主成分分析及聚类分析相结合,对海岛棉品种的抗旱水平进行综合性评价。【结果】在两个点上,203份材料在农艺性状上存在一定的差异。203份材料农艺性状指标的综合抗旱系数和抗旱性量度值(D 值) 的评价结果基本一致。D值聚类分析203份海岛棉资源材料分为5大类。【结论】通过主成分分析、综合抗旱系数评价分析,单株产量、单铃重和株高3个抗旱性评价指标,能直观、简单和可靠的评价棉花花铃期种质资源的抗旱性。     

117份小麦种质中5个矮秆基因的分子检测

【目的】研究我国小麦主产区部分小麦品种中矮秆基因的分布,为发掘具产量潜力且利用较少的矮秆基因提供种子依据。【方法】利用5个矮秆基因分子标记,对我国小麦主产区117份小麦种质进行检测。【结果】117份种质材料中,矮秆基因分布频率依次为Rht8(68份,58.1%)>Rht-B1b(56份,47.9%)>Rht-D1b(46份,39.3%)> Rht9(18份,15.4%)> Rht13(14份,12.0%)。部分种质中同时携带2个矮秆基因的组合占到37.8%;同时携带3个及以上基因的组合占到21.4%,其中以同时携带Rht-B1b、Rht-D1b和Rht8基因种质最多,占到12.8%。5种矮秆基因均不携带的种质有15份,占到12.8%。【结论】鉴定出14份携带Rht13矮秆基因的新种质。     

腐植酸浸种对玉米种子萌发及幼苗生长的影响

【目的】 研究低温(18℃)下不同品种和不同浓度的腐植酸对玉米种子萌发及幼苗生长的影响,筛选出低温下适宜玉米生长的腐植酸及浓度。【方法】 以新玉64号(Zea mays L.)品种为材料,研究不同浓度(50、200、500、1 500、3 000、5 000 μg/mL)下腐植酸钾(HA₁)、硝基腐植酸(HA₂)、黄腐酸钾(HA₃)浸种处理对种子萌发情况,幼苗相关生理指标变化的影响。【结果】 50 ~ 1 500 μg/mL腐植酸浸种在不同程度上有利于玉米种子萌发,有效的提高种子发芽势、发芽率,提高幼苗脯氨酸含量及根系活力,增强种子淀粉酶活性。综合各项指标,HA₁、HA₂和HA₃处理最佳的浸种浓度分别为200、500、50 μg/mL,其中又以HA₃处理表现最优。【结论】 在早春低温时使用50 μg/mL HA₃溶液处理种子的方法较优,可促进种子萌发,调节相关酶活性,提高植物的抗逆性。     

提高玉米抗旱鉴定准确性的水旱交替种植模式分析

【目的】研究玉米水旱交替种植模式鉴定法,为准确鉴定玉米抗旱性提供理论依据。【方法】以157份玉米自交系为材料,测定水旱交替种植模式法和常规水旱分区法的三重复的抗旱系数,利用三重复之间的相关系数对比研究两种方法的优劣。【结果】常规水旱分区鉴定的抗旱性,三重复间的相关系数为0.692~0.755(平均值 0.724),而水旱交替种植模式鉴定的抗旱性,三重复间的相关系数为0.835~0.887(平均 值0.861);水旱交替种植模式鉴定法重复间相关系数要高出常规水旱分区鉴定法18.9%。【结论】与常规的水旱分区鉴定法相比,水旱交替种植模式抗旱鉴定法具有更高的准确性和重复性,且便于材料观察的特点,可用于玉米抗旱性大规模鉴定。     

干旱胁迫下两个玉米自交系雄穗花器官分化期的转录组分析

【目的】 运用现代分子生物学及高通量测序技术,在全基因组水平鉴定耐旱相关的基因,研究玉米雄穗花器官分化期对干旱胁迫的响应机理, 为抗旱育种将提供新的理论基础。【方法】 以干旱胁迫15 d和正常浇水的耐旱自交系“PHBA6”和干旱敏感自交系“吉63” 花器官分化期的雄穗进行Illumina HiSeq 2000高通量测序分析,将测序得到的Unigene与玉米参考基因组进行比对,利用 RPKM 来衡量样本间的基因表达丰度, 以|log₂foldchange|≥1,P<0.05,FDR≤0.001筛选出样本间的差异表达基因, 并通过 Gene Onto 1ogy (GO ) 数据库、 KEGG pathway 数据库对筛选出的差异表达基因的功能和参与的调控路径进行分析。【结果】 与正常水分处理相比,耐旱自交“PHBA6”和干旱敏感自交系“吉63”在干旱胁迫下分别有1 394个和1 300个显著差异表达基因,其中共有差异表达基因831个,包括上下调表达趋势是一致的822个基因和9个具有相反的表达模式基因。除这些基因外,各自分别还有563个和469个基因型特异的干旱响应基因,这些特异的干旱响应基因的G0 富集分析的条目并不完全相同,除共同富集在刺激响应,细胞壁改变外,耐旱自交“PHBA6”还富集在激素合成调控,机氮化合物代谢、蛋白结合上,特异的干旱响应基因的KEGG 显著性富集分析在2个自交系中也不完全相同,耐旱自交“PHBA6”还有部分差异基因富集在生物素代谢通路上,另外,筛选出耐旱自交“PHBA6”中在干旱胁迫下差异表达的3个脱水素基因和3个特有差异表达的bZIP、MYB和ERF转录因子。【结论】 胁迫相关基因的特异性响应可能是材料间耐旱性存在差异的主要原因,耐旱自交“PHBA6”中的3个脱水素基因和3个特有差异表达的bZIP、MYB和ERF转录因子基因在玉米耐旱育种中可能有重要的利用价值。     

环境因子对无膜滴灌棉种萌发特性的影响

【目的】 研究水、盐、温及其交互作用等环境因子对无膜滴灌棉种中棉619萌发特性的影响。【方法】 基于正交试验、隶属函数法及聚类分析,以PEG模拟干旱胁迫、NaCl模拟土壤盐分胁迫及用生化培养箱控制环境温度,对比分析水、盐、温及其交互作用对无膜滴灌棉种中棉619(无膜棉)和膜下滴灌棉种新陆中37号2个棉种萌发特性的影响。【结果】 两者均对温度有较高的要求,而无膜滴灌棉种耐盐及抗旱性优于膜下滴灌棉种,其中温度对于种子萌发的影响达到极显著水平(P＜0.01),盐分达到显著水平(P＜0.05),而水分及交互作用未达到显著水平。【结论】 适宜无膜滴灌棉种中棉619环境因子范围是温度为25℃,盐分为0.1%~0.4%,水分为7.5%和15%,当水分含量为15%、盐分含量为0.2%及温度为25℃时,无膜滴灌棉种的萌发效果最好。     

盐胁迫对海岛棉种子活力的影响

【目的】 研究不同基因型海岛棉萌发期的耐盐特性,分析盐胁迫下海岛棉种子活力指标的变化规律,为培育耐盐海岛棉品种提供支持。【方法】 以35份海岛棉种子作为材料,以NaCl溶液(150 mmol/L)模拟盐胁迫条件,统计分析发芽势、发芽率、根长、下胚轴长、苗鲜重、苗干重6项指标。【结果】 (1)盐胁迫条件下,海岛棉种子各指标受影响程度不同,其中下胚轴受影响程度最大,苗干重受影响最小;(2)与对照样本比较,其中发芽势、发芽率、根长、下胚轴长、苗鲜重5项指标最大值、最小值、平均数均低于对照,苗干重的最大值、最小值、平均值则高于对照。【结论】 35份海岛棉种子分为3类:第Ⅰ类属于高耐盐品种,第Ⅱ类属于中等耐盐品种,第Ⅲ类属于低耐盐品种。     

Resistance Evaluation of Some Commonly Used Maize Germplasm Resources to Fusarium Diseases in China

【Objective】 Maize ear rot, stalk rot and sheath rot are the three common Fusarium diseases in maize producing areas in China, and there is a trend of serious mixing occurrence in recent years. The main pathogens of the three major diseases are F. verticillioides, F. graminearum and F. proliferatum. Planting resistant varieties is the most economical and effective method to control this kind of diseases. The objective of this study is to screen out the maize resistant germplasms to ear rot, stalk rot and sheath rot, and to provide references for scientific breeding and rational layout of maize varieties.【Method】 Sixteen common inbred lines of maize including B73, B37, Zheng 58, Chang 7-2, Qi 319 and so on were selected to inoculate F. verticillioides, F. graminearum, and F. proliferatum on maize ears, stalks and sheaths, respectively. The suspension spores of F. verticillioides were injected into healthy maize ears along the filament channel with a continuous syringe at silk stage. The stem of the first aboveground segment of healthy maize was pinned and then injected with the suspension spores of F. graminearum. The suspension spores of F. proliferatum were injected into the sheath of the aboveground 2-5 internodes along the base of healthy maize sheath. Sterile water was used as control. In 2016 and 2018, experiments were conducted in fields to evaluate the disease index of ear rot, sheath rot and the lesion areas of stalk rot, so as to evaluate the resistance level to the ear rot, stalk rot and sheath rot.【Result】 The tested inbred lines Ji 853, OH43 and X178 were moderate resistance to ear rot, 13 of the tested inbred lines such as B73, B37, PH6WC, Ye 478, Zheng 58, 9058, Chang 7-2, Xun 928, Mo17, A619, PH4CV, Qi 319 and 13-1077 were sensitivity or high sensitivity to ear rot; 8 of the tested inbred lines including Qi 319, PH4CV, Mo17, 9058, B37, B73, Chang 7-2 and 13-1077 were moderate resistance and high resistance to stalk rot, 7 of the tested inbred lines such as Zheng 58, Ye 478, PH6WC, Xun 928, Ji 853, A619 and OH43 were sensitivity or high sensitivity to stalk rot; 15 of the tested inbred lines such as B73, B37, Zheng 58, Ye 478, PH6WC, 9058, Chang 7-2, Ji 853, Xun 928, Mo17, A619, PH4CV, OH43, Qi 319 and 13-1077 were moderate resistance or resistance to sheath rot. According to the population of 16 inbred lines, Reid group was susceptible to ear rot. Lancaster group and Tangsipingtou group were resistant to sheath rot. The resistant levels of other groups to Fusarium diseases dispersed to a large extent, and there was no obvious regularity.【Conclusion】 The tested inbred lines Ji 853 and OH43 showed moderate resistance or resistance to sheath rot and ear rot, 8 of the tested inbred lines including Qi 319, PH4CV, Mo17, 9058, B37, B73, Chang 7-2 and 13-1077 showed moderate resistance, resistance or high resistance to sheath rot and stalk rot, but the materials with good resistance to all three diseases had not yet been screened, and other germplasm resources needed to be further screened.     

水稻耐淹成苗率相关性状全基因组的关联分析

背景 耐淹成苗率低是限制直播稻产量的重要因素,挖掘高种子活力、低氧萌发能力强的水稻材料是提高耐淹成苗率的关键,但控制耐淹成苗率的遗传位点的挖掘仍然比较有限。目的 利用来源广泛的自然种质,分析影响耐淹成苗率的关键表型性状,挖掘相关的遗传位点和候选基因,为直播稻耐淹成苗机理研究提供一定的理论和材料基础。方法 以200份来源广泛的水稻种质为材料,在有氧环境下进行发芽试验,测量种子发芽率、发芽指数和活力指数;在低氧条件下测量芽鞘长和芽鞘直径;进行耐淹成苗试验,水深10 cm,20 d后测量耐淹成苗率。分析各性状间的相关性,挖掘影响耐淹成苗率的关键性状;利用简化基因组测序对以上6个表型进行全基因组关联分析,鉴定与性状显著关联的SNP位点,并在关联区间内筛选候选基因;对02428和YZX 2份材料进行有氧、无氧以及氧气含量转换条件下的转录组检测,结合全基因组关联分析结果,分析候选基因的表达模式差异。结果 种子活力、芽鞘表型和耐淹成苗率在200份材料间存在广泛的遗传变异,其中,芽鞘长和活力指数的变异系数最大;相关分析结果表明,芽鞘长、活力指数与耐淹成苗率呈极显著正相关;通过全基因组关联分析,共鉴定出8个与活力指数显著关联的位点,15个与芽鞘长显著关联的位点;结合基因组注释,在关联区间筛选出6个与活力指数相关的候选基因,7个与芽鞘长度相关的候选基因;进一步比较13个基因在有氧、无氧及氧气转换条件下的表达模式以及表达量的变化,发现Os02g0657000、Os03g0592500、Os08g0380100表达量变化显著,表现出对氧气处理的敏感性。结论 种子活力、芽鞘长与耐淹成苗率密切相关,可作为筛选高耐淹成苗水稻材料的重要性状。全基因组关联分析、转录组分析与基因表达模式比较的联合应用可提高候选基因的筛选效率。水稻耐淹成苗过程可能受到与逆境胁迫、光合作用相关基因的调控。     

新疆制种区早熟玉米杂交种子收获期与活力的关系

【目的】 研究新疆制种基地早熟玉米杂交种种子收获期与种子活力的关系,确定高活力种子的最佳收获期,为制种企业生产高质量种子提供理论依据。【方法】 选择新疆早熟玉米品种新玉29号、新玉35号和新玉54号3个杂交种制种生产,授粉后每隔3 d收获果穗1次,并测定籽粒水分,种子晾干后,通过标准发芽、冷试验、田间出苗鉴定和种子相对电导率测定,评价玉米种子活力。【结果】 不同收获期玉米种子籽粒含水量、标准发芽率、冷发芽、田间出苗率和相对电导率存在差异,3个玉米杂交种籽粒生理脱水速率表现为新玉35号＞新玉29号＞新玉54号,籽粒灌浆速率表现为新玉29号＞新玉54号＞新玉35号,早熟玉米新玉29号在授粉后48～63 d收获的种子,标准发芽率都在93.3%以上,冷发芽率在92.0%以上,田间实际出苗率在89.0%以上。新玉35号在授粉后48～63 d收获的种子,标准发芽率都在93.3%以上,冷发芽率在90.0%以上,田间实际出苗率在89.0%以上。新玉54号在授粉后48～63 d收获的种子,标准发芽率都在94.7%以上,冷发芽率在90.0%以上,田间实际出苗率在89.3%以上。【结论】 在新疆早熟制种区可以用授粉后天数作为参考指标,指导杂交种子生产田收获,获得高活力的杂交种子,比常规收获时间提前7～12 d,有效避免早霜对玉米种子质量的影响。