26份割手密种质材料的抗旱性差异评价

以26份割手密为试验材料,在正常供水和干旱胁迫处理下,测定伸长初期的13项形态指标、生理指标及光合参数,利用相关分析、聚类分析和模糊隶属函数分析法对其抗旱性差异进行综合评价。结果表明:干旱胁迫后,不同材料之间的抗旱指标存在明显差异,其抗旱性不同。相关分析表明,不同基因型割手密的染色体数与抗旱性呈极显著负相关,叶面积与抗旱性呈显著负相关。模糊隶属函数和聚类分析可将26份不同基因型割手密分为3类,其中高抗旱类型1份(2013-13),中抗旱类型14份,不抗旱类型11份,为割手密抗旱材料筛选及甘蔗抗旱基因发掘奠定基础。     

割手密光合特性及其与原生长地海拔关系

测定了144份不同原生长地甘蔗割手密无性系的净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、叶绿素a含量、叶绿素b含量等生理指标。结果表明：不同割手密无性系光合特性差异较大;原生长地海拔与蒸腾速率呈显著线性关系与其它光合特性无相关性;原生长地海拔与割手密无性系叶绿素a含量、叶绿素b含量和叶绿素a＋b含量呈反抛物的线性关系,与叶绿素a／b值呈显著正相关;在割手密无性系各光合特性间,气孔导度与蒸腾速率、净光合速率、细胞间隙CO2浓度呈显著的直线关系,其余各光合特性之间无显著关系。由此认为：原生长地不同的割手密无性系间在光合特性方面存在丰富的多样性特征;其光合特性与海拔密切相关;海拔一方面影响叶绿素的含量,另一方面调节气孔和蒸腾速率,进而影响光合速率。     

硝酸镧处理对短穗鱼尾葵幼苗耐寒性的影响

为探明硝酸镧对短穗鱼尾葵(Caryotamitis)耐寒生理指标的影响,用4个不同浓度的硝酸镧溶液(0、100、350、500mg/L)喷施盆栽短穗鱼尾葵叶片,经变温处理后检测各项耐寒指标。结果表明,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、丙二醛(MDA)、脯氨酸、可溶性蛋白和叶绿素的含量表现出明显的浓度效应,而且25℃恢复后幼苗叶片的各项耐寒指标的模糊隶属函数值分别为0.41、0.46、0.70、0.50,其中350mg/L硝酸镧溶液处理对提高短穗鱼尾葵幼苗的耐寒性具有显著的效应。     

割手密种质资源遗传多样性的ISSR分析

为探讨国内割手密种质资源的遗传多样性,本研究采用ISSR分子标记对采自8省的52份割手密种质资源进行了分析。结果表明,22条ISSR引物共扩增出127条条带,其中多态性条带121条,多态率达95.3%。材料间遗传相似系数GS在0.60~0.91之间。UPGMA聚类分析结果表明:在遗传相似系数0.72时52份材料可分为4大类;ISSR分析结果显示,割手密遗传多样性丰富,可以用ISSR对割手密进行分子水平的鉴定和遗传多样性研究。     

云南野生甘蔗抗旱性遗传表现分析

对云南西双版纳割手密、云南蛮耗割手密、云南富宁斑茅组合后代在人工水分胁迫下测定相关抗旱生理指标,采用模糊隶属函数平均值综合评价抗旱表现,结果表明:①云南富宁斑茅组合后代抗旱性最强,其次是云南蛮耗割手密、云南西双版纳割手密组合后代;②随着代数增加抗旱性不断得到改良,云南富宁斑茅种质表现较强的抗旱性遗传优势.     

低温胁迫对木薯组培苗叶片若干代谢生理指标的影响

以木薯SC8和MS5供试材料,研究5℃低温处理0、7、10、12和15 d对木薯组培苗叶片若干生理代谢指标的影响。结果表明:木薯种质SC8和MS5在5℃低温胁迫下,随着胁迫时间的延长,叶片的相对电导率、可溶性糖、丙二醛含量呈不断上升趋势,而可溶性蛋白、脯氨酸含量、超氧化物歧化酶活性、过氧化物酶活性呈先上升后下降的变化趋势;低温胁迫下,叶片的相对电导率与丙二醛含量和可溶性糖含量呈极显著正相关,与超氧化物歧化酶活性和可溶性蛋白含量呈极显著负相关;可溶性蛋白含量与丙二醛含量呈显著负相关,与游离脯氨酸含量、超氧化物歧化酶活性、过氧化物酶活性呈极显著正相关;超氧化物歧化酶活性与可溶性糖含量呈极显著负相关,与过氧化物酶活性呈极显著正相关;主成分分析显示超氧化物歧化酶活性、可溶性蛋白、可溶性糖和相对电导率在第1主成分中占有最大的信息量,与木薯耐寒性关系密切,可作为评价木薯耐寒性强弱的主要生理指标,其次是可溶性蛋白、丙二醛含量和过氧化物酶活性。综合分析生理数据认为木薯MS5的耐寒性高于SC8,这为下一步从离体保存库中直接采用组培苗方式进行大规模筛选耐寒种质提供参考方法。     

低温胁迫下10份菠萝种质幼苗的耐寒性评价

以10份菠萝种质幼苗为试材,在低温胁迫下,测定了叶绿素含量、相对电导率、SOD活性、MDA、Pro、可溶性蛋白、可溶性糖含量7个生理生化指标,应用主成分及聚类分析法对其耐寒性进行综合评价。结果表明:用于评价的指标之间存在相关性,3个主成分解释了原变量73.30%的变异信息。聚类分析将其分为三类,其中,耐寒类型种质2份,包括巴厘突变体、MD-2;中等耐寒类型种质5份,包括巴厘、无刺卡因、台农16号、台农17号、台农19号;不耐寒类型种质3份,包括珍珠、台农6号、台农13号。     

大豆种质资源芽期耐旱鉴定及综合评价

为筛选出大豆芽期耐旱种质资源,本研究采用20%的聚乙二醇(PEG-6000)模拟干旱胁迫对来自国内外的258份大豆资源开展芽期耐旱鉴定,以发芽势、发芽率、发芽指数、相对发芽势、相对发芽率、相对发芽指数和干旱伤害率为鉴定指标,最后通过隶属函数值对大豆资源芽期耐旱性进行评价及聚类分析。结果表明：胁迫条件下,各指标在品种间均差异显著;相关性分析表明隶属函数与各指标显著正相关,干旱伤害率与其他各指标呈显著负相关。根据隶属函数值将258份种质资源分成4类：耐旱型品种(系)9个;次耐旱型品种(系)55个;次敏感型品种(系)186个;敏感型品种(系)8个。通过隶属函数聚类分析将258份材料分成了3类：耐性材料17份,如吉林小粒豆7号、东大2号等,占总体材料的6.59%;中间型99份,如垦丰13、垦农18等,占总体材料的38.37%;敏感材料142份,如黑河38、龙豆2号等,占总体材料的55.04%。研究结果将为大豆耐旱育种及芽期耐旱遗传机制研究提供适宜种质资源。     

秋石斛‘三亚阳光’中苗低温胁迫生理响应研究及耐寒指标筛选

对秋石斛‘三亚阳光’中苗进行15、10和5 ℃胁迫处理,测定各处理样品的电导率、可溶性蛋白、可溶性糖、游离脯氨酸、丙二醛、叶绿素含量、恢复生长之后的落叶率等耐寒生理指标,分析这些耐寒指标在胁迫下的变化规律,筛选出有效的耐寒评价生理指标。结果表明,电导率及可溶性蛋白、可溶性糖、游离脯氨酸、丙二醛含量和落叶率均随着处理温度的降低和处理时间的延长呈现上升趋势,而叶绿素含量则呈现逐渐下降的趋势。相关性分析发现,可溶性糖、游离脯氨酸、丙二醛、叶绿素含量和落叶率都与半致死温度有极显著的相关性,表明可溶性糖、游离脯氨酸、丙二醛、叶绿素含量和落叶率可作为秋石斛‘三亚阳光’耐寒性综合评价的有效评价指标。研究结果可以为秋石斛种质资源的耐寒性评价提供了理论依据和技术方法。     

木薯耐寒性种质资源及其鉴定指标的筛选与综合评价

先利用田间自然低温对18个木薯种质资源进行冷害分级,从中选择强耐寒品种(F200)、中耐寒品种(20-4、52-3)、弱耐寒品种(16P、SC8)做4℃低温胁迫处理,测定其幼苗叶片相对电导率、丙二醛、可溶性糖、可溶性蛋白、保护酶活性等7个生理指标,运用主成分分析、隶属函数、相关性分析和逐步回归等方法综合评价木薯种质的耐寒性及筛选耐寒鉴定指标。结果将7个单项生理指标转化为3个相互独立的综合指标,认为测定相对电导率、可溶性糖、丙二醛和过氧化氢酶共4个生理指标可作为准确快速鉴定木薯耐寒性强弱的指标;初步建立起了木薯耐寒性评价体系,发现田间与生理试验结果一致性较高:即参试木薯种质中,最耐寒品种均是F200,最不耐寒品种是SC8。     

甘蔗野生种割手密杂交F1代SSR鉴定和遗传分析

割手密具有宿根性好、抗逆性强和适应性广等特性,是甘蔗育种中利用最多,育种成效最显著的野生种。进一步发掘和利用割手密优良抗逆基因资源对现代甘蔗品种改良具有重要意义。为获得更多优良割手密的真实杂交后代,本研究以2个地方种为母本、3个野生割手密为父本进行杂交,获得3个F₁群体,共359份杂交后代。并从21对SSR标记中筛选出在双亲中具有多态性且扩增条带清晰的6对SSR标记,基于高通量的荧光毛细管电泳检测平台进行杂交后代真实性鉴定、亲本指纹图谱分析、遗传相似性分析和特异性条带的遗传分析。结果表明：共筛选出的6对SSR标记对5个亲本材料的分辨率较高,扩增多态性好,每个亲本都具有其特异的SSR指纹,可有效鉴定其杂交后代血缘的真实性;其中,359份F₁个体中共鉴定出真杂种262份,3个组合的真杂种率分别为67.77%、75.51%、75.66%,平均值为72.98%。遗传相似性分析表明2个地方种的遗传相似性系数为0.70,3个割手密两两间的遗传相似性系数分别为0.53、0.60和0.70,地方种和割手密间为0.38~0.53,种间遗传相似性系数小于种内。亲本特异性SSR位点的遗传分析结果表明,3个组合的母本特异性条带遗传率分别为68.47%、80.96%、73.39%,平均值为74.27%,而父本特异性条带遗传率分别为58.90%、76.60%、61.45%,平均值为65.65%,杂交后代具有偏母本遗传倾向,因此,在甘蔗杂交育种中应选择综合农艺性状较好的材料作为母本。本研究结果为今后割手密杂交后代的鉴定提供了高效、可靠的SSR标记选择,同时鉴定出的真实割手密后代群体可为开展割手密优异性状的遗传研究提供种质材料,为选育超亲遗传株系提供科学依据。     

大茎野生种57NG208与南涧果蔗正反交F1代材料的耐旱性评价

选用大茎野生种57NG208与南涧果蔗正反交所得的12个后代为试验材料,采用桶栽试验的方法,在甘蔗拔节初期设正常供水（CK）、轻度胁迫和重度胁迫3处理进行人工水分胁迫,分别测定3处理的形态指标及生理生化指标,利用隶属函数分析﹑灰色关联度分析和聚类分析,综合评价12份参试材料在不同水分胁迫下耐旱性的强弱。结果表明：不同水分胁迫处理对供试甘蔗主要测定指标均有显著影响;在不同水分胁迫下甘蔗叶片中的PMP、MDA含量、Pro含量、SOD和POD酶活性数值升高,CHL含量和Hight数值降低,变化幅度因水分胁迫程度及参试材料的差异而不同;隶属函数分析结果表明,在不同水分胁迫下,大茎野生种57NG208与南涧果蔗正交材料排在前5位的数量比其反交多;聚类分析表明,所有参试材料在轻度、重度水分胁迫下,均可分为4大类别,云瑞2012-9-11和云瑞2012-38-81的耐旱性较好,无论轻度、重度水分胁迫处理均聚为一类;灰色关联度分析表明,在不同程度的水分胁迫下,各项测定指标与耐旱性间的关联度不同,CHL、Pro和POD等3项生理生化指标与甘蔗耐旱性关联度较高,是甘蔗耐旱性评价的优良指标。     

基于甘蔗AP85-441和R570基因组参考序列的微卫星位点鉴定和SSR标记开发

分子标记缺乏是制约甘蔗分子标记技术发展的重要因素。本研究利用甘蔗AP85-441和R570基因组参考序列,使用MISA软件分别鉴定出512 835和97 839个微卫星位点,分别占割手密基因组（AP85-441）和甘蔗基因组（R570）高质量参考序列的0.32%和0.35%。在2个基因组序列中,优势重复单元均为单核苷酸、二核苷酸和三核苷酸,各重复单元均以AT富集的基元为主。割手密和甘蔗基因组序列中分别有472 117和89 748个位点可以开发SSR标记。对割手密、甘蔗与高粱基因进行同源性分析,分别鉴定出16 691个和13 271个对应到高粱1~10号染色体上的同源基因,利用基因序列中的SSR位点,开发出13 224和7624对SSR引物。对开发的引物分别以割手密和甘蔗基因组为模板进行e-PCR检测,这些引物在割手密基因组中以多位点扩增为主,在2个基因组中的有效标记比例分别为79.35%和36.13%、79.01%和93.36%。部分SSR引物在基因组中表现出特异性扩增,有1368对仅在AP85-441中单扩增,有1420对仅在R570序列中单扩增,共有752对SSR引物可在2个基因组中单扩增,且这些SSR的扩增位点和来源基因均分布于所在基因组的全部染色体上。在禾本科作物基因组中e-PCR检测表明,开发的单扩增SSR标记具有较好的特异性。本研究鉴定的SSR位点,有助于进一步丰富甘蔗的分子标记;开发的3540对SSR引物对于栽培种甘蔗遗传图谱构建中遗传来源区分和同源连锁群确定具有重要的参考意义。     

斑茅光合特性与原生长地海拔的关系

测定了原生长地不同的71份斑茅无性系净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、细胞间隙CO2浓度及其叶绿素含量。结果表明:不同原生长地斑茅无性系间的净光合速率存在丰富的变异;原生长地海拔与斑茅无性系净光合速率、气孔导度、细胞间隙CO2浓度呈抛物线的变化关系,与蒸腾速率无显著性相关关系;净光合速率与气孔导度、蒸腾速率无显著相关关系,与叶绿素含量呈显著正相关,与细胞间隙CO2浓度呈显著负相关。原生长地海拔的变化引起斑茅光合特性的变化,叶绿素含量、胞间CO2浓度是影响净光合速率的直接因子。     

不同甘蔗品种对低温胁迫的生理响应及耐寒性综合评价

本研究以甘蔗的3个杂交品种（ROC22、Co281、KQ01-1390）和3个原种（28NG16、57NG155、96NG16）为供试材料,研究低温胁迫对成熟期蔗株的形态、叶片的质膜相对透性、蔗茎的渗透调节物质含量及抗氧化酶活性等指标的影响,并对6个品种甘蔗耐寒性进行评价。结果表明：经-3 ℃夜间低温处理3 d后,甘蔗植株均出现叶片干枯、卷曲,生长点损伤或坏死变黑,蔗茎侧芽发黑、变软等症状,纵剖蔗茎可明显看到茎内组织呈水煮状,蔗叶相对电导率上升,蔗茎丙二醛（MDA）、脯氨酸（Pro）含量和过氧化氢酶（CAT）活性均上升,蔗茎超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化物酶（POD）活性下降。通过隶属函数法综合评价,6个甘蔗品种耐寒能力依次为：KQ01-1390>Co281>ROC22> 28NG16>57NG155>96NG16,可见供试材料中的甘蔗原种对低温胁迫反应敏感,耐寒性比杂交品种弱。     

转α-微管蛋白基因SoTUA甘蔗T2代的生理生化特性分析

本研究对已获得的转α-微管蛋白基因SoTUA的T₂代甘蔗株系进行PCR扩增及测序,从检测阳性的转基因甘蔗中选6个转基因株系（T1、T2、T3、T4、T5、T6）与非转基因野生型甘蔗对照（WT）进行了低温胁迫（4 ℃）处理,在处理0、5、10 d测定甘蔗叶片丙二醛（MDA）和渗透调节物（可溶性糖、可溶性蛋白）含量以及过氧化物酶（POD）和超氧化物歧化酶（SOD）活性,并采用RT-qPCR法分析了低温处理下甘蔗叶片α-微管蛋白基因的表达情况。结果表明：在4 ℃低温处理下,6个转SoTUA基因甘蔗与WT中α-微管蛋白的转录因子表达量随着胁迫时间的延长上调表达。胁迫后5、10 d转基因株系的相对表达量始终高于WT甘蔗,低温处理10 d时转基因T1显著高于其他株系（P<0.05）。在低温胁迫下,甘蔗的MDA含量逐渐增高,而转基因甘蔗增幅显著低于WT甘蔗,10 d时转基因株系MDA的含量比WT低41.77%（P<0.05）;POD活性在不同株系之间变化趋势不同,但转基因甘蔗POD活性显著高于WT甘蔗（P< 0.05）;转基因T1、T2、T4、T6株系的SOD活性随着胁迫天数增加呈现先增加后减少的趋势,而WT与转基因T3、T5的SOD活性逐渐升高;甘蔗的可溶性糖含量逐渐上升,转基因甘蔗的可溶性蛋白含量在0 d显著高于野生型甘蔗,胁迫后变化趋势在株系之间有所差异;转基因甘蔗SoTUA相对表达量与可溶性糖含量呈极显著的正相关。利用隶属函数综合分析评价,抗寒性排序结果为：T3>T2>T1>T5>T6>T4>WT。在低温胁迫下,转基因甘蔗SoTUA基因的上调表达能提高甘蔗的抗寒性,且具有遗传稳定性。     

Variation of Salinity Tolerance in zoysia Clones Collected from Different Habitats in Taiwan

Abstract

One hundred and fifteen clones of zoysia spp. collected around the coast of Taiwan were examined for the variation of salinity tolerance. zoysia spp., native of Taiwan, showed a wide range of salinity tolerance among the clones collected from various regions. The clones from the regions with higher annual rainfall and limestone showed lower NaCl tolerance, and some of them showed 100% shoot mortality under 3% NaCl within 3 weeks. On the contrary, some clones from the regions with lower rainfall retained a few green leaves even at 7.5% NaCl for 3 weeks. A positive correlation was observed between the percentages of 100% shoot mortality in clones treated with 6% NaCl and the rainfall of the regions where the clones were collected. However, based on the same level of rainfall, the clones collected from the limestone region showed higher percentages of shoot mortality than those collected from the other regions. Using four clones including NaCl-tolerant and NaCl-sensitive, the effect of Ca on the salinity stress was further examined. Addition of CaCl2 to the nutrient solution could alleviate the leaf firing and electrolyte leakage from the leaf of Zoysia clones caused by NaCl. The geographical variation of salinity tolerance in zoysia might be caused by the differences in the salt and calcium concentrations in soil, which were affected by rainfall and geology of their habitats.     

甘蔗黑穗病的防治药剂筛选及产量评价

由甘蔗鞭黑粉菌引起的甘蔗黑穗病是我国甘蔗生产中危害最大的病害,给甘蔗产业造成严重的产量和经济损失。化学防治是作物病害综合防治的重要措施之一,开展甘蔗黑穗病高效、低毒、低残留防治药剂的筛选,进行田间防治试验,对甘蔗黑穗病的有效防治和提高甘蔗产量具有重要意义。为筛选适合大田防治甘蔗黑穗病的推荐化学药剂,通过测定11种杀菌剂对甘蔗鞭黑粉菌的抑菌试验,采用扫描电镜解析有效杀菌剂的抑菌机理,通过新植蔗和宿根蔗的甘蔗黑穗病大田防治试验,评价杀菌剂的防治效果和对产量、株高、茎径、公顷有效茎数、锤度、单茎重等甘蔗主要农艺性状的影响。结果表明,经室内生物活性测定,获得4种杀菌剂对甘蔗鞭黑粉菌单倍体生长、有性配合、冬孢子萌发有抑制作用,分别是42.4%唑醚·氟酰胺悬浮剂、75%肟菌·戊唑醇水分散粒剂、250 g/L吡唑醚菌酯乳油和325 g/L苯甲·嘧菌酯悬浮剂。扫描电镜显示,这4种杀菌剂均对甘蔗鞭黑粉菌冬孢子和单倍体孢子细胞组织造成不同程度的破坏,使甘蔗鞭黑粉菌失活。在大田新植蔗的甘蔗黑穗病防治试验中,42.4%唑醚·氟酰胺悬浮剂、75%肟菌·戊唑醇水分散粒剂、250 g/L吡唑醚菌酯乳油和325 g/L苯甲·嘧菌酯悬浮剂的防治效果分别为91.81%、82.84%、81.76%、70.92%,各药剂防治区产量分别比对照增产20.84%、17.13%、15.92%、13.35%。在宿根蔗的甘蔗黑穗病防治试验中,以上杀菌剂防治效果分别为89.35%、82.21%、81.51%、70.18%,其产量分别比对照增产30.15%、24.05%、20.33%、16.58%。新植蔗和宿根蔗药剂防治区的甘蔗其他农艺性状均优于对照区。这4种杀菌剂对甘蔗黑穗病均有良好的防治效果和增产作用,可作为大田防治甘蔗黑穗病的推荐杀菌剂。     

桂糖03系列新品种(系)抗旱性综合分析

探讨甘蔗主要抗旱性指标变化,以期为选育优良甘蔗品种(系)提供科学依据。在2015/2016榨季,于桶栽条件下对广西农业科学院甘蔗研究所选育的15个桂糖优良新品系和广西主栽品种ROC22号进行水分胁迫,检测甘蔗叶片叶绿素(Chlorophyll,Chl)、赤霉素(Gibberellin,GA)、过氧化氢酶(Catalase,CAT)、可溶性蛋白(Soluble protein,SP)、丙二醛(Malondialdehyde,MDA)、相对质膜透性(Relative permeability of plasma membrane,RPPM)、超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase,SOD)以及过氧化物酶(Peroxidase,POD)共8个抗旱性相关生理指标在正常供水及水分胁迫下的变化。结果显示:水分胁迫下,Chl、GA和CAT含量有不同程度地降低,而SP含量、MDA含量、RPPM、SOD和POD有不同程度地升高,变化幅度因基因型而异;Chl含量与RPPM、MDA含量呈负相关,而与SP含量、GA及CAT呈极显著正相关,与SOD及POD呈显著正相关,RPPM、MDA含量与SOD、POD及GA呈负相关,GA和CAT呈极显著正相关;通过主成分分析选出了4个主成分,方差累积贡献率达到86.17%;在聚类分析基础上用判别分析选出Chl含量、SP含量、SOD、POD、RPPM及MDA含量等6个对品种抗旱性分类有显著影响的生理指标,并把16个不同基因型品种抗旱性划分为高抗、中抗、不抗3种类型。利用主成分分析法、聚类分析法和判别分析法与生产表现结合在一起来评价甘蔗品种(系)抗性更客观和准确。     

基于主要表型性状的不同采集地斑茅种质资源遗传多样性分析

为提高斑茅种质资源利用效率,本研究对来自不同地区的76份斑茅种质资源的株高、茎径、节间长、叶长、叶宽、锤度6个表型性状进行遗传多样性分析。结果表明,来自不同地区的斑茅,6个表型性状平均变异系数在14.6%~53.4%之间,其中株高和节间长的变异系数相对较高,分别为53.4%和37.7%;锤度和叶长的变异系数相对较低,分别为19.1%和14.6%。株高、茎径、叶宽、叶长、节间长之间表现为极显著正相关,其中株高与节间长的相关系数最大,为0.818;锤度与株高、节间长呈负相关,相关系数分别为-0.232和-0.263。主成分分析表明,前2个主成分方差累计贡献率高达72.58%,其中第1主成分方差贡献率达到51.21%,第2主成分贡献率为21.37%。采用聚类分析方法,不同的种质资源被分为8大类群,第Ⅴ和Ⅵ类群的种质综合性状表现最好,这2个类群是优良的斑茅种质资源,可在甘蔗育种中加以挖掘利用。