马铃薯抗寒研究进展

马铃薯富含淀粉、蛋白质和维生素等，是我国第四大粮食作物，对于保障国家粮食安全、改善国人膳食营养和促进区域经济发展发挥重要作用。我国马铃薯种植区域主要分为北方一季作区、西南一二季混作区、中原二季作区和南方冬作区，几乎所有生产区域种植都面临低温胁迫的影响，导致减产甚至绝收。低温胁迫分为冷害胁迫和冻害胁迫，冷害胁迫影响马铃薯的光合作用、根的活性和块茎形成；冻害胁迫导致马铃薯叶茎萎蔫甚至死亡，主茎分枝丛生，长势不齐，易感病菌，严重影响产量。目前关于马铃薯抗寒的研究主要集中在抗寒性评价体系的建立、资源抗寒性评价、抗寒基因的初步挖掘以及抗寒栽培技术等方面，在马铃薯抗寒机制的解析和育种等方面研究进展较为缓慢。从马铃薯抗寒种质资源、生理机制、分子机制以及栽培技术等方面对马铃薯的抗寒性研究进行综述，以期为马铃薯抗寒新品种的选育和产业的高质量发展提供理论依据。     

茉莉酸对马铃薯苗期低温胁迫耐性的影响

[目的]研究不同茉莉酸(JA)施用浓度对马铃薯叶片活性氧(ROS)含量及其清除酶活性以及抗寒关键基因CBF表达的影响,初步确定提升马铃薯抗寒性的最适施用浓度,为马铃薯产业的发展提供一定的理论基础.[方法]以马铃薯品种费乌瑞它为研究对象,采用叶面喷施JA的方法,探究正常和低温胁迫条件下,植株叶片的活性氧含量,活性氧清除酶过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶SOD活性,以及抗寒关键基因CBF的表达.[结果]随着JA浓度的增加,马铃薯苗期叶片的活性氧含量逐渐降低,低温胁迫后活性氧含量能维持在较低水平,适宜浓度范围为100～400μmol/L,以200μmol/L JA处理效果最好,ROS含量降低47.6％.JA能够提升活性氧清除酶CAT和POD活性,且随着JA浓度增加效果越显著,低温胁迫后200μmol/L JA处理分别显著提升1.30、2.53倍.正常条件下,JA处理抑制SOD活性最低达70.7％;低温胁迫条件下,JA又可能通过其他途径提升SOD活性,最高达2.11倍.外源JA能诱导CBF1-3基因的表达,而低温胁迫能促进内源JA的合成,诱导CBF1-3基因的表达,提升马铃薯的抗寒性.[结论]马铃薯苗期的抗寒性与外源施加JA的浓度具有明显的相关性,适宜的JA浓度能够促进抗寒关键基因CBF1-3的表达,显著提升CAT、POD、SOD的活性,抑制低温胁胁迫诱导的活性氧生成,提高马铃薯抗寒性.适宜施用JA浓度为100～400μmol/L,以200μmol/L效果最佳.     

CBF转录因子及其在植物抗寒性中的作用

CBF转录因子在抗寒性方面起重要作用,低温可诱导CBF转录因子的表达。CBF转录因子能够特异结合启动子中的CRT/DRE元件,激活COR等基因的表达,从而增强植株抗寒能力。目前已有许多成功将CBF基因导入植株的报道,为植物抗寒育种提供了一条新途径。     

葡萄抗寒性研究进展

温度是影响植物生存和生长发育的基本环境因子之一，是严重限制植物分布区域及影响生物产量的重要因素。低温导致水果产量下降、品质变劣，严重时甚至导致植株死亡，损失严重。因此，提高葡萄的抗寒性有利于葡萄产业的发展，同样研究葡萄的抗寒方法也极具重要意义，本文从葡萄的组织结构，生理代谢，膜系统，激素等方面对葡萄的抗寒性方法进行了综述。     

应用隶属函数法筛选贵州玉米苗期抗寒种质

本文以25种贵州本地玉米种质为材料,在低温胁迫条件下,测定了植株鲜重、植株干重、根冠比、可溶性糖含量和叶绿素等生理指标,运用灰色关联度分析法对玉米苗期抗寒性鉴定指标进行筛选。发现根干重、植株干重、根鲜重和可溶性糖含量等指标与玉米抗寒性关系较为密切,根上部鲜重和叶绿素含量与抗寒的关联度最小。同时利用隶属函数法对玉米抗寒性进行综合评价,结果表明:金玉818、QB1013和黄C等种质抗寒性较强。     

拟南芥CBF3和COR15a基因对转基因烟草抗寒性的影响

为了分析CBF3和COR15a双价基因的抗寒价值,通过模式植物烟草抗寒性的改良,为其他经济作物的抗寒改良提供理论和实践依据.将低温诱导启动子AtRD29a分别控制的拟南养CBF3低温应答转录激活因子基因和COR15a冷诱导基因一起转入烟草,通过低温处理实验、生理生化指标测定分析转基因烟草的抗寒性.结果表明:外源基因已经整合到烟草基因组中,转基因植株在1℃48 h未出现蒌蔫,而非转基因植株1℃12 h印出现萎蔫状态;转基因植株LT50为-1.01℃左右,非转基因植株LT50为0.86℃,转基因植株的细胞膜伤害率比非转基因植株低20％,半致死温度低约1.87℃;转基因植株的POD活性、可溶性糖含量和Pro含量分别是非转基因植株的3.42、2.57、1.23倍.     

氮离子注入变异杏抗寒性的初步研究

以三个杏树品种凯特、美特和金太阳的氮离子注入变异植株为试材,采用人工低温冷冻处理,通过对不同温度处理后枝条的半致死温度LT50,膜保护性酶SOD、POD和CAT活性,可溶性蛋白质、游离脯氨酸和丙二醛(MDA)的含量等指标的具体变化进行系统分析,探讨了它们对低温胁迫的适应机理,并进一步对比分析了变异植株和野生型植株(对照)的抗寒性差异。结果表明,与对照相比,低温处理可能启动了相关抗寒基因的表达,有效地减弱了变异植株细胞膜脂过氧化作用,增加了膜稳定性,进而引起了抗寒性的提高。     

植物抗寒性研究进展

低温不仅影响植物的生长和分布,严重时还会导致植物死亡。因此,研究植物抗寒性具有非常重要的意义。根据国内外植物抗寒性研究现状对低温胁迫对植物显微结构和超微结构的影响、生理生化指标的变化、抗寒相关基因的研究、外源生长调节剂对植物抗寒性的调控作用以及植物抗寒性鉴定方法进行综述,并提出植物抗寒性的研究重点及应重视的研究对象,旨在为植物抗寒性研究提供理论参考。     

低温胁迫下哈密瓜幼苗生理的变化研究

[目的]减轻春季寒流对植株的伤害,研究低温胁迫对哈密瓜幼苗的影响及其抗寒性.[方法]以5个哈密瓜品种(西州密17号、西州密25号、新密45号、8501、86-1)为试验材料,采取人工低温胁迫的方法,研究哈密瓜幼苗在20、15、10、5和0℃低温处理下根系活力、细胞伤害率、游离脯氨酸、可溶性蛋白含量.[结果]幼苗在低温胁迫下,根系活力受到抑制,随温度的下降,细胞伤害率、脯氨酸含量、可溶性蛋白含量增加.10℃植株大部分无冷害现象,5和0℃新密45号的冷害指数显著高于其它品种.[结论]细胞伤害率、脯氨酸、可溶性蛋白含量在植物抗寒能力中占据了重要地位,能较好地反应材料的抗寒能力.在参试品种中,西州密25号的抗寒能力较强,新密45号的抗寒能力较弱.生产上,可以在5 ～ 10℃进行短时间的低温锻炼来提高植株的抗寒能力.     

不同砧穗组合嫁接对马铃薯抗寒性的影响

为促进广西冬种马铃薯抗寒性品种选育，以陇薯3号(L3)、陇薯9号(L9)、桂农薯1号(G1)为试验材料进行砧穗互接，得到4个嫁接组合L3G1、G1L3、L9G1和G1L9(接穗+砧木),对砧木、接穗及嫁接组合进行抗寒性指标测定，通过主成分分析提取代表性指标，并利用隶属函数分析法综合评价砧木、接穗及嫁接组合的抗寒性。结果表明，G1为抗寒品种，L3、L9为不抗寒品种，L3G1、L9G1为中抗寒品种，G1L3、G1L9为低抗寒品种，抗寒性排序为G1>L3G1>G1L3>L3,G1>L9G1>G1L9>L9。抗寒性评价的结果与田间观测的植株叶片寒害表现基本一致。综合分析认为，抗寒性强的品种无论是作砧木还是接穗，均可提高嫁接组合的抗寒性，且作砧木时对嫁接组合抗寒性的影响较大。     

马铃薯品种耐弱光性评价及其指标的筛选

【目的】近年来,弱光胁迫逐渐成为冬作、保护地和间套作栽培马铃薯生产的重要限制因素。通过筛选马铃薯耐弱光性鉴定指标,评价不同品种的弱光耐受性,为马铃薯耐弱光品种选育和冬作马铃薯产业发展及马铃薯间套作栽培提供科学依据。【方法】采用大田试验,以10个马铃薯品种为供试材料,齐苗后用遮阳率为70%的遮阴网进行全生育期遮阴处理,以自然光照为对照。初花期测定株高、节间长、叶面积等形态指标,叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素等色素含量指标和净光合速率、气孔导度、蒸腾速率等光合生理指标,收获后测产并计算单株块茎重。通过计算马铃薯各品种耐弱光系数、耐弱光指数和各指标胁迫指数,使各指标间具有可比性。以耐弱光系数和耐弱光指数闭区间扩展值对各马铃薯品种耐弱光性进行评价,将各指标胁迫指数分别与耐弱光系数和耐弱光指数进行相关性分析,筛选出具有显著相关的指标。【结果】与对照相比,遮阴处理后马铃薯在形态、生理和产量等方面均发生改变:株高增加,节间伸长,叶面积增大;叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量增加,叶绿素a/b值减小,类胡萝卜素含量总体呈增加趋势;净光合速率、瞬时水分利用效率、气孔导度显著下降,蒸腾速率显著增加,胞间CO2浓度呈增加趋势;单株块茎重显著减少,减产幅度达62.14%—90.74%。根据耐弱光系数和耐弱光指数评价马铃薯耐弱光性结果基本一致,但耐弱光指数不仅反映了马铃薯产量对遮阴胁迫的敏感性,同时也反映了不同基因型差异对产量的影响,较耐弱光系数评价方法严格。叶面积、单株块茎重、叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素和类胡萝卜素胁迫指数6个指标与耐弱光系数或耐弱光指数呈显著或极显著相关,可以作为马铃薯耐弱光性有效鉴定指标。【结论】中薯20高度耐弱光,woff中度耐弱光,费乌瑞它和会-2低度耐弱光,其余品种均不耐弱光。以耐弱光系数和耐弱光指数为主要鉴定指标,并结合与之显著相关的形态、生理和产量等指标对马铃薯耐弱光性进行综合评价较为客观、可靠,而且方便易行。     

马铃薯遗传育种研究:现状与展望

马铃薯是世界第三大粮食作物,马铃薯产业的可持续发展对保障世界和中国的粮食安全具有重要意义。优良品种是支撑马铃薯产业发展的基础。马铃薯经常遭受病虫害的侵袭和非生物胁迫,加工业的迅速发展和人们对食物营养的重视,迫切需要选育出更抗病、更耐逆、更高产、更优质和专用的马铃薯新品种。培育一个优良马铃薯品种,种质资源是基础,重要性状的遗传学是理论指导,先进的育种技术是保障,完善的推广和栽培模式是支撑。世界范围内,保存了大约65 000份马铃薯种质资源,通过对种质资源抗病、抗逆和品质方面的系统评价,并应用多种资源利用技术,将三大类约17个野生种的种质导入到普通栽培种中,应用于育种和遗传学研究。利用纯合双单倍体材料作为测序对象,马铃薯基因组序列已经被揭示,预测出了39 031个蛋白编码基因,目前更多的种质资源正在被重测序以揭示更多的等位变异。马铃薯普通栽培品种是无性繁殖四倍体作物,具有四体遗传特性,尽管如此,许多植株发育和形态、块茎品质和抗病抗逆等重要性状的遗传特性基本明确,并定位和克隆了大量重要性状相关基因。目前,马铃薯育种技术主要涵盖传统育种技术、倍性育种技术、标记辅助选择育种技术、基因工程育种技术和新兴的基因组选择育种技术。中国马铃薯遗传育种研究队伍不断壮大,品种选育取得了重大进展。荷兰马铃薯遗传育种水平居于世界前列,合作育种模式推动了商业化育种。不断完善马铃薯综合育种技术,创新育种模式和机制,充分利用现有种质资源培育突破性、专用型品种将是未来马铃薯遗传育种发展的主要方向。     

冻害胁迫对小麦叶片抗寒生理生化指标的影响

研究了大田冬季冻害条件下,幼穗发育不同阶段的小麦叶片内可溶性蛋白质、可溶性糖、脯氨酸(Pro)、抗坏血酸(ASA)和谷胱甘肽(GSH)等抗寒物质含量的变化。结果表明,冻害胁迫期间,植株幼穗发育进程快(播期较早)、且受冻害较重的豫麦34号和郑麦9023叶片中可溶性糖、可溶性蛋白质和抗坏血酸含量均显著低于幼穗发育进程慢(播期较晚)、受冻害较轻的品种豫农949和偃展4110,表明其适宜作为胁迫过程中小麦抗冻性的鉴定指标。冻害胁迫期间,4个小麦品种不同幼穗发育植株的叶片内脯氨酸和谷胱甘肽含量均比寒流来临之前增幅大,幼穗发育进程快且受冻害较重的豫麦34号和郑麦9023品种,这2种物质含量显著高于幼穗发育进程慢、受冻较轻的豫农949和偃展4110,推测这2种物质不宜作为小麦抗冻性的鉴定指标。     

南方冬作区马铃薯增产潜力与适度规模

南方冬作区马铃薯进一步增产存在3方面有利因素：①冬闲田面积达7.4×106 hm2,广东、广西、云南、湖南4省区冬闲田面积均超过1.0×106 hm2;②最重要的3个技术瓶颈都与脱毒种薯培育和检测相关,相关科研正在加强;③马铃薯的种植收益远高于油菜,部分油菜耕地将改为种植马铃薯。南方冬作区马铃薯产量的适度规模为1 517.8万t,在高增长方案中,南方冬作区2028年达到适度规模,所需播种面积约为2.5×106 hm2,而在低增长方案中,南方冬作区2048年达到适度规模。达到适度规模时南方冬作区产量约占全国总产量的50%。     

高寒地区超强抗寒新品种“东农冬麦1号”的选育

为选育出能在黑龙江省高寒地区安全越冬的冬小麦品种,从1994年开始进行了冬小麦抗寒育种工作和保护越冬的栽培技术研究。由于冬麦抗寒性属于数量遗传性状,因此选用抗寒较强的品种间杂交和多亲本杂交,以利于抗寒基因累加和超亲遗传。几年来共杂交471个组合,于2002年从Norstar×(牡引88-13×Alabaskaja)组合中,选育出一个抗寒高产的新品系(东农024)。后经四年区域试验和生产试验,并结合保护越冬栽培措施,不论雪大或雪小年份都能安全越冬。2007年1月通过黑龙江省农作物品种审定委员会审定,正式命名"东农冬麦1号"开始推广,成为有史以来第一个能在黑龙江省高寒地区越冬的冬小麦新品种。     

电导率法及Logistic方程鉴定马铃薯材料的耐寒性

为评价马铃薯的抗寒能力,以18份马铃薯资源和47份马铃薯后代品系为材料,采用低温胁迫处理马铃薯离体叶片,测定其相应电导率,经Logistic方程拟合得出其半致死温度(LT_(50))。结果表明,供试材料LT_(50)介于-3.8~-1.0℃,材料间差异显著,随着处理温度的降低,供试材料相对电导率逐渐升高,均呈"S"曲线变化。根据LT_(50)聚类分析结果表明,供试材料分为低温敏感型、中间型、耐寒性较强3类,筛选出耐寒性强的2份资源及4份后代品系可作为耐寒育种材料。     

甘薯在西部农业经济中的重要作用

深入介绍了甘薯的营养化学成分和防病保健功能，分析了甘薯多用途综合利用的价值，结合甘薯高产高效、适应性强的特性，论述了西北地区发展甘薯产业的有利条件和采取的措施。     

NPK对马铃薯生长发育·产量和品质的影响及营养动态

马铃薯生长发育受到很多因素的影响,其中养分的影响最重要。养分的供应及马铃薯对养分的吸收、利用都对块茎的形成、膨大与淀粉积累有显著的影响。马铃薯的生长周期中,需要量最多的是N、P和K,它们在土壤中常缺乏,必须加以补充,才能满足其正常生长需求。生产上不合理地施肥,造成马铃薯产量不高,品质较差,增加了生产成本。综述了N、P、K对马铃薯生长发育及产量和品质的影响,马铃薯不同生育阶段、不同器官吸收养分的特征和分配规律,对于丰富马铃薯栽培生理理论和指导生产中N、P、K合理配施具有重要的指导意义和应用价值。     

青薯9号在西吉标准化种植示范初报

通过总结新引进的青薯9号马铃薯新品种在当地标准化种植示范中的适应性、抗逆性、丰产性和块茎品质等综合性状,客观地评价该品种的特征特性与生产利用价值,为我县马铃薯品种更新换代及标准化种植技术推广提供科学依据。示范结果表明,青薯9号在当地种植的所有品种中增产明显,产量位次排列第一,在抗病虫害、抗逆性等方面表现特别突出,适宜在本地区推广种植。青薯9号的大面积推广种植将是当地提高马铃薯产量和品质的关键。