基于主成分与聚类分析的云南甘蔗细茎野生种F_2代的抗旱性综合评价

以云南甘蔗细茎野生种F_2代26个材料为研究对象,采用桶栽法进行抗旱处理,测定绿叶率、质膜渗透性、叶绿素相对含量、脯氨酸含量、丙二醛含量、束缚水相对含量等6个指标,采用主成分分析、模糊隶属函数法进行分析,综合评价参试材料的抗旱性。结果表明,3个主成分因子方差累计贡献率已达83. 153 0%; 26个参试材料可分为4类,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ类种质材料分别有6、16、3、1份,抗旱性强弱表现为Ⅰ类Ⅱ类Ⅲ类Ⅳ类;筛选出生长期抗旱性较强的甘蔗细茎野生种种质有云割F_211-159、云割F_211-23、云割F_211-78、云割F_211-160、云割F_211-260、云割F_211-156等。     

干旱胁迫对持绿型割手密叶片生理特性的影响及抗旱性评价

【目的】研究持绿型割手密叶片对干旱胁迫的生理响应,进一步探明持绿型割手密的抗旱性及遗传规律。【方法】以25个持绿型割手密血缘创新种质及其亲本为材料,通过桶栽控水方式,测定叶片的丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和质膜透性等生理指标。【结果】在干旱胁迫下,参试材料叶片的脯氨酸、丙二醛、可溶性蛋白和可溶性糖含量、质膜透性、SOD和POD活性均有不同程度的提高;利用综合抗旱能力D值大小进行聚类分析将参试材料分为3类,其中第1类为D值超过双亲的材料,有9个,占参试材料的36%。【结论】云割F211-208、云割F211-182、云割F211-52等材料都表现出超亲的抗旱性,可在育种实践中优先利用。     

水分胁迫对云割F_2代材料叶片持绿性的影响（英文）

[目的]研究水分胁迫对云割F_2代材料叶片持绿性的影响。[方法]以26份甘蔗创新种质材料云割F_2代及其母本为研究材料,以轻度、中度水分胁迫与正常供水的叶片持绿性状等6个生理生化指标的抗旱系数为依据,采用隶属函数法、灰色关联分析、聚类分析,对参试材料的抗旱性进行综合评价。[结果]1隶属函数法、灰色关联分析两方法,对参试材料的排序位次不完全相同,但是利用等距极差法进行分类结果,只有云割F_211-68、云割F111-254两材料不一致,其余材料分类完全相同;2利用类平均法,对参试材料进行系统聚类分析,在欧氏距离2.00处,参试材料可分为四类,第Ⅰ类8个材料抗旱性强,第Ⅲ类6个材料抗旱性中等,第Ⅳ类3个材料抗旱性差,第Ⅱ类包含了抗旱性强、中等两类材料;3绿叶数/总叶数、+1~+4叶叶绿素含量的抗旱系数与抗旱性综合评价值成显著正相关,可作为甘蔗抗旱性鉴定的评价指标。[结论]抗旱性强、叶片持绿性表现优良的云割F_211-159等材料可作为抗旱育种亲本、品种培育的基础种质材料重点利用。     

甘蔗割手密无性系抗旱性鉴定

以割手密不同无性系为参试材料,研究水分胁迫对割手密伸长期的抗旱性影响,测定苗期植株的叶面积,正常水分和水分胁迫下植株叶片的脯氨酸、可溶性糖、丙二醛含量,质膜透性、含水量、束缚水含量、失水速率、根系活力、根 /冠比,计算各生理生化指标的耐旱系数。结果表明,不同无性系间各指标的耐旱系数不同,利用模糊隶属函数对割手密抗旱性进行评价表明割手密不同无性系间的抗旱性不同。相关分析表明割手密不同无性系间的抗旱性与植株叶面积呈显著负相关 (r=-0. 474,P<0.05)。     

云南割手密血缘F2代抗旱性隶属函数法综合评价

在人工水分胁迫条件下,通过对12份云南西双版纳割手密82-114(简称云割82-114)血缘F2代丙二醛含量(MDA)、相对电导率(PMP)、株高伤害率及+2叶相对重量测定,并采用隶属函数法进行综合分析.结果表明,①09-P58、09-P88、08-821、09-P54、08-719共5份材料抗旱性较强,08-721、09 -P42、09-P68共3份材料抗旱性中等,09-P75、09-P78、09-P109、09-P60共4份材料抗旱性较弱.②12份材料的抗寒性均超过对照新台糖ROC22.可为甘蔗抗旱品种选育提供亲本材料和依据.     

甘蔗与斑茅割手密复合体的回交后代真实性鉴定及染色体遗传分析

【目的】掌握斑茅割手密复合体(简称斑割复合体)在杂交利用过程中的染色体遗传规律,为斑割复合体适宜回交利用代数提供参考依据。【方法】选用4对引物对甘蔗与斑茅割手密复合体的回交后代进行SSR标记鉴定,并利用甘蔗根尖细胞酶解去壁低渗法对真实杂种进行染色体数目观察。【结果】供试的28个杂交后代材料(15个GT05-164与GXASF108-2-28杂交BC1代,13个GT42与GXASBC112-A6-25杂交BC2代)均为真实杂种。选择在2对SSR引物中均扩增出父本特征带的后代(5个BC1代和7个BC2代)进行染色体观察,结果发现,5个BC1代的染色体数目介于95~98条,其染色体按“n+n”方式传递;7个BC2代的染色体数目介于94~101条,其染色体也按“n+n”方式传递。【结论】甘蔗与斑割复合体杂交BC1和BC2代中染色体传递方式均为“n+n”,母本甘蔗的染色体未加倍,高贵化育种进程减慢,可能需要更高的杂交代数才能获得聚集斑茅和割手密血缘的优良品种(系)。     

适度水分胁迫下基因型与土壤水分互作对甘蔗生物量的影响

【目的】研究甘蔗基因型与土壤水分条件对甘蔗生物量的影响与互作效应,为甘蔗抗旱育种等相关研究提供依据。【方法】在适度水分胁迫条件下,对9份不同基因型甘蔗种质开展水分梯度胁迫桶栽试验,测定并分析生物量、水分利用效率(WUE)、叶片叶绿素相对含量(SPAD)、叶面积、根冠比等指标。【结果】甘蔗生物量与用水量呈极显著正相关,相关系数达0.947,不同基因型甘蔗种质间的生物量及WUE均达到极显著水平(P0.001);友巴受旱后生物量降幅最大,达59.8%;2份割手密种质表现出较高的WUE,分别达6.97和6.84 g/L;水分胁迫下的根冠比显著高于灌溉(P=0.042);SPAD值与生物量呈极显著正相关,相关系数为0.476,随着水分胁迫程度的逐渐加剧,其均值由46.4显著降至33.9。从S2阶段开始,灌溉和水分胁迫(土壤体积含水量≤80%)下,SPAD值广义遗传率均大于0.5。【结论】甘蔗在水分胁迫下其生物量分配发生改变,光合产物的积累由地上部分向地下部分转移,通过改变根冠比以适应水分胁迫;基因型与水分处理对甘蔗生物量和水分利用效率的互作效应均不显著(P值分别为0.088和0.410),生物量和WUE的变异主要来源于基因型差异;不同基因型对水分胁迫的响应趋于一致,受到水分胁迫后,生物量普遍降低,WUE则无显著差异;SPAD可作为耐旱评价指标应用于早期选择育种实践及种质资源筛选。     

干旱胁迫下割手密基因cDNA-SCoT差异表达分析（英文）

【目的】通过分析割手密叶片在干旱胁迫下的基因表达谱,筛选获得抗旱相关基因,为开展甘蔗抗旱性遗传改良研究提供候选基因。【方法】以割手密GX83-10为材料,构建正常浇灌(对照)及两个干旱处理叶片总RNA混合池,使用cDNA-SCoT构建割手密GX83-10伸长期应答干旱胁迫的基因表达谱,筛选、分离转录衍生片段(TDFs)并进行测序,根据NCBI数据库BLAST同源性检索结果推测基因功能,并使用qRT-PCR对抗旱相关TDFs进行表达验证分析。【结果】成功获得120个上调表达TDFs序列,其中53个TDFs序列与NCBI数据库中已录入的基因具有较高相似性,根据同源基因功能可分为10个类群:结合功能蛋白相关基因(20.75%)、新陈代谢相关基因(13.21%)、通信及信号转导相关基因(13.21%)、转录调控因子相关基因(13.21%)、运输途径相关基因(11.32%)、环境互作相关基因(9.43%)、能量代谢相关基因(7.55%)、蛋白质合成相关基因(3.77%)、防御相关基因(3.77%)及细胞成分生物合成相关基因(3.77%)。通过对运输因子家族蛋白、RING/U-box超家族蛋白、22 kD干旱诱导蛋白、微管蛋白alpha-3链和质膜H+-ATPase进行qRT-PCR分析,结果表明,这些基因在干旱胁迫下均呈不同程度的上调表达。【结论】干旱胁迫下,应用cDNA-SCoT构建割手密叶片基因表达谱筛选抗旱相关基因具有可行性。从割手密叶片中挖掘获得的抗旱及水分有效利用相关基因,可为利用野生种质资源开展甘蔗育种研究提供候选基因,改良甘蔗抗旱性,拓宽甘蔗育种基因库。     

甘蔗活性氧代谢对水分胁迫的响应

中度水分胁迫下蔗叶过氧化物歧化酶 ( SOD)活性、过氧化氢酶 ( CAT)活性、类胡萝卜素 ( car)含量均明显下降 ,膜脂过氧化产物丙二醛 ( MDA)含量随水分胁迫强度加剧而迅速提高 ;同时水分胁迫加速细胞膜系统的损伤 ,质膜相对透性 ( PMP)加大 .耐旱品种如 FA81- 74 5、GT89- 5、YZ89- 151、YT86- 368的 MDA含量和PMP增幅较小 ,而 FI83- 13、MT70 - 611的 MDA含量和 PMP增幅较大 ,耐旱性较弱 .     

不同甘蔗品系对养分胁迫响应的差异研究

为了评价割手密、斑茅与甘蔗杂交后的后代材料在养分缺乏情况下的养分利用特性,在砂培条件下,以斑茅、割手密和甘蔗杂交后代品系及甘蔗栽培种为材料,研究了低氮、低磷和低钾胁迫对甘蔗各品系的植株生长及甘蔗养分含量、积累量的影响.结果表明:低氮、低磷和低钾胁迫均显著影响甘蔗植株生长,表现出植株株高、茎粗、地上部分干重及根系干重下降,以YC 10-29在低钾胁迫下、YC06-92在低磷胁迫下降幅较小;在养分胁迫下,甘蔗植株的根冠比增加,低磷和低钾胁迫降低了根茎粗,而总根长增加,以YC06-92在低钾胁迫下总根长增加最多,约为对照的2.67倍;3种养分胁迫均影响植株对其他两种养分的吸收利用,表现出低钾胁迫下植株的磷含量增加,而低氮胁迫下植株钾含量和磷含量增加、且低氮胁迫下磷和钾的累积量分别高于在低磷和低钾胁迫下的磷和钾的积累量,其中以ROC22最为明显.含有割手密和斑茅血缘的品系YC10-29和YC06-92具有较高的耐低钾和低磷胁迫特性,而ROC22具有较高的耐低氮胁迫特性.     

甘蔗新品系对干旱胁迫的生理响应及抗旱性评价

【目的】探究甘蔗10个优良新品系的抗旱性能,为抗旱品种选育及推广应用提供科学依据。【方法】在人工干旱胁迫和正常供水处理下测定甘蔗伸长初期的根系活力,叶片脯氨酸、可溶性蛋白、可溶性糖、丙二醛(MDA)含量,叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性8项生理指标的变化;采用主成分分析与聚类分析方法综合评价甘蔗伸长初期的抗旱性。【结果】受干旱胁迫后,甘蔗根系活力降低,叶片可溶性蛋白、可溶性糖、脯氨酸、MDA含量升高,叶片SOD、POD、CAT活性增强。聚类分析将包括对照品种ROC22在内的11个甘蔗品系分成抗旱性强、中度抗旱和抗旱性弱3类。抗旱性强的新品系为A6-13115和A3-1320,中度抗旱的新品系为A13-1396和A6-13122,抗旱性弱的新品系为A6-13111、A11-1390、A1-1305、A7-13120、A7-13104和A4-1316。【结论】采用主成分和聚类分析方法对多个指标综合评价能提高甘蔗抗旱评价的可靠性、准确性。甘蔗新品系A6-13115和A3-13120抗旱性强。     

利用甘蔗叶绿体荧光参数及活性氧代谢等指标评价甘蔗品种的耐旱性

利用ＯＳ５－ＦＬ叶绿素荧光仪研究干旱胁迫下蔗叶叶绿体荧光参数的变化及其与甘蔗耐旱性关系。应用干旱胁迫下蔗叶活性氧代谢变化等耐旱鉴定指标鉴定参试品种的相对耐旱性。结果表明,干旱胁迫下甘蔗生长受抑制,蔗叶叶绿素含量、相对含水量、叶绿体ＤＣＩＰ光还原活性下降,ＭＤＡ含量和质膜相对透性提高;叶绿体荧光参数Ｆｖ／Ｆｍ、Ｆｖ／Ｆｏ、Ｔ１／２均明显降低,表明干旱胁迫使蔗叶光系统Ⅱ（ＰＳⅡ）原初光能转换效率、ＰＳⅡ潜在活性受到抑制;研究还表明干旱胁迫下蔗叶叶绿体光合量子产额（Ｙｉｅｌｄ）及其潜在活性（Ｆｄｓ／Ｆｓ）降低,说明干旱胁迫直接影响了光合作用的电子传递和二氧化碳同化过程。上述荧光参数的受抑程度因品种抗逆性能而异,不抗旱品种降幅明显高于抗旱品种。最后讨论了叶绿素荧光动力学在甘蔗抗旱育种及抗旱鉴定上应用的可能性。     

不同甘蔗品种对干旱和复水的生态生理响应

[目的]研究干旱胁迫及复水对6个甘蔗品种的生态生理效应,为甘蔗抗旱育种和栽培提供参考依据.[方法]采用温室人工控水的方法,调查并比较干旱胁迫及复水期间6个甘蔗品种的农艺性状及生理生态指标的变化,以探讨不同甘蔗品种的耐旱性及复水后恢复能力.[结果]在干旱和复水条件下,不同品种的各个指标在不同时期的变化各不相同,且均在复水后得到恢复.6个甘蔗品种抗旱性由强到弱为:GT28> ROC22 >GF98-296> GT21 >B8 >ROC 16;旱后恢复能力由强到弱排序为:GT28>ROC22 >B8 >GF98-296>GT21 >ROC16.[结论]绿叶数、细胞质膜透性以及可溶性糖、叶绿素、MDA含量可作为不同甘蔗品种抗旱性鉴定的重要指标.GT28、ROC22、GF98-296的抗旱性表现较好;新品种B8抗旱性表现一般,但是旱后丰产性能较好;ROC16抗旱能力及恢复能力最弱.     

干旱胁迫对油菜蕾薹期生理特性及农艺性状的影响

【目的】针对长江流域特别是长江上游近几年春季降水偏少易导致干旱的特点,研究水分胁迫对油菜蕾薹期生理特性及农艺性状的影响,为揭示油菜蕾薹期抗旱机制及抗旱品种选育提供理论依据。【方法】采用盆栽的方式,在遮雨网室对两种抗旱性不同的油菜品种中双10号（抗旱性弱）和94005（抗旱性强）蕾薹期进行干旱胁迫,以各性状的抗旱系数研究油菜相关生理指标及农艺性状的变化,在此基础上筛选出适用于该区域油菜蕾薹期抗旱性鉴定的指标。【结果】随着干旱时间的延长,两种油菜的叶片净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、胞间二氧化碳浓度、RWC、叶绿素含量、RuBP羧化酶活性、株高、茎粗、一次分枝数以及单株产量抗旱系数均呈下降趋势,下降幅度与胁迫时间成正相关。其中,气孔导度、蒸腾速率抗旱系数下降幅度与材料抗旱性成正相关,其余指标则与材料抗旱性成负相关。抗旱性弱的材料气孔限制值、水分利用率抗旱系数分别呈现出上升-下降与一直下降的趋势,抗旱性强的材料则均为上升趋势。POD、SOD、CAT活性、可溶性糖以及可溶性蛋白相对值随着干旱胁迫时间的延长先升高后下降,抗旱性强的材料增加幅度高于抗旱性弱的材料;细胞膜透性、丙二醛（MDA）含量和脯氨酸相对值随干旱胁迫时间的延长呈上升趋势。对干旱胁迫下的油菜蕾薹期和复水后的成熟期相关指标之间的关系进行分析表明,干旱胁迫下,产量与净光合速率、RWC、叶绿素含量和一次分枝数抗旱系数呈极显著正相关,与细胞膜透性、MDA含量抗旱系数呈显著负相关。主成分分析将单株产量、净光合速率、胞间二氧化碳浓度、气孔限制值、水分利用率、RWC、叶绿素、RuBP羧化酶、SOD、POD、CAT、细胞膜透性、MDA、可溶性糖、株高、茎粗及一次分枝数划分为第一主成分;将叶片气孔导度、蒸腾速率、脯氨酸、可溶性蛋白划分为第二主成分。【结论】第一主成分的各指标（单株产量、净光合速率、胞间二氧化碳浓度、气孔限制值、水分利用率、RWC、叶绿素、RuBP羧化酶、SOD、POD、CAT、细胞膜透性、MDA、可溶性糖、株高、茎粗及一次分枝数）变化与品种抗旱性密切相关,在油菜抗旱品种选育时可作为油菜蕾薹期抗旱性鉴定的主要指标,第二主成分的各指标（叶片气孔导度、蒸腾速率、脯氨酸、可溶性蛋白）则是次要鉴选指标。     

干旱胁迫对甘蔗近缘材料抗氧化系统酶活性的影响

本文报道了在干旱胁迫条件下甘蔗栽培种ROC22和ROC16与近缘种果蔗、大茎野生种、斑茅、割手密抗氧化系统相关酶活性的变化情况。结果表明:斑茅的POD、CAT活性和可溶性蛋白含量均最高,推测其是抗旱性强的材料。另外,甘蔗野生的近缘种斑茅、割手密、果蔗、大野的SOD、POD、CAT酶活性和可溶性蛋白含量均明显高于栽培种ROC22和ROC16,可以认为野生的甘蔗近缘种材料抗旱性高于栽培种。不同胁迫时间与SOD、POD、CAT酶活性存在一定的相关性,与可溶性蛋白含量存在负相关性。     

干旱胁迫对甘蔗生长生理的影响及品种抗旱性评价

[目的]综合分析甘蔗不同时期及品种的抗旱性差别,为甘蔗抗旱性评价和品种选育提供依据.[方法]以GT28、GT21及ROC22 3个甘蔗品种为材料,在桶栽自然干旱胁迫条件下,测定株高和其他7个生理生化指标,并采用模糊数学隶属函数法综合评价供试品种的抗旱性.[结果]在反复干旱胁迫处理下,不同甘蔗品种的生长势、叶片水势及叶绿素含量均有不同程度降低,叶片脯氨酸和丙二醛含量升高,叶片细胞质膜透性增大;生长势、叶片水势、脯氨酸含量以及POD活性在苗期变化幅度较大,而丙二醛含量、叶片细胞质膜透性、可溶性蛋白和叶绿素含量在伸长期变化较明显.不同品种中,以GT21叶片水势、丙二醛和可溶性蛋白含量、叶绿素含量相对较高,细胞质膜透性、游离脯氨酸和POD活性相对较低,而ROC22株高、细胞质膜透性、脯氨酸含量、POD活性较高,丙二醛和可溶性蛋白稍低于GT21,叶片水势较低.供试3个甘蔗品种的整体抗旱性强弱的排序为GT21>ROC22>GT28.[结论]干旱胁迫下不同甘蔗品种间的农艺性状及生理指标变化差异明显,苗期与伸长期反复两次干旱胁迫处理没有表现出一致明显的累积影响效应,应用隶属函数法能更加准确全面评价甘蔗品种的抗旱特性.     

土壤自然干旱胁迫对甘蔗幼苗根系保护酶系统的影响

[目的]研究干旱胁迫对甘蔗苗期根系保护酶系统及相关指标的影响,探讨甘蔗苗期根系对干旱胁迫的应答机制.[方法]以新台糖22号为材料,在甘蔗苗期进行土壤自然干旱胁迫,测定甘蔗根系保护酶系统及质膜过氧化产物相关指标的变化,并进行相关性分析.[结果]随着干旱胁迫程度的加强,根系中可溶性蛋白质、丙二醛(MDA)、过氧化氢(H2O2)含量逐渐增加,细胞膜脂过氧化保护酶系统的酶活性均呈先升后降的趋势,干旱胁迫处理15 d后SOD和POD活性达到峰值然后降低,CAT活性于11d到达峰值后下降.甘蔗苗期根系保护酶活性与膜脂过氧化作用呈显著或极显著正相关.[结论]甘蔗根系保护酶系统的干旱胁迫响应机制为:轻度干旱与中度干旱时表现为积极应对,重度干旱时则为被动忍耐.根系保护酶系统与甘蔗抗旱性的关系密切.     

外源Ca2+对水分胁迫下酿酒葡萄黑比诺主要抗旱生理指标的影响

为了探讨外源Ca2+对葡萄抗旱生理指标的影响,为Ca2+在葡萄耐旱生产中的应用提供参考依据,以盆栽酿酒葡萄黑比诺幼苗为试材,在水分胁迫条件下,用0.5,1.0和1.5 mmol/L CaCl2喷施黑比诺葡萄幼苗,以喷清水作为对照,研究水分胁迫下外源Ca2+对葡萄幼苗主要抗旱生理指标的影响。结果表明,与对照相比,CaCl2处理能够提高葡萄叶片可溶性糖含量、过氧化物酶(POD)及超氧化物歧化酶(SOD)活性,减缓叶绿素的分解,降低MDA含量。在整个水分胁迫期间,可溶性糖含量平均比对照提高46.4%~60.1%,SOD活性提高18.4%~66.6%,POD活性提高1.5%~2.5%,叶绿素a含量提高3.1%~9.4%,MDA含量降低8.1%~23.4%,CaCl2处理对叶绿素a的保护效果显著,对叶绿素b则无明显影响。以1.0 mmol/L CaCl2处理对提高黑比诺幼苗的抗旱性效果最佳。     

甘蔗抗旱性与叶片某些生理、生化性状的关系

在水分胁迫条件下测定了抗旱性不同的 3个甘蔗品种的叶片脯氨酸含量、叶细胞质膜透性和叶片丙二醛含量。结果表明,不同抗旱性品种间脯氨酸含量和质膜透性存在极显著差异,都表现出品种的抗旱性越强脯氨酸含量和质膜透性越低的趋势,而丙二醛含量没有表现出品种间的差异和一致的变化趋势。因此,可以认为叶片脯氨酸含量和质膜透性可作为甘蔗抗旱性育种的选择指标。