湿涝对幼苗期花生根系ADH活性与生长发育的影响及相互关系

在花生幼苗期进行浅水水淹处理，运用生理生化和形态发育指标测定不同花生品种幼苗的耐涝性。结果表明，涝渍时各花生品种的根系乙醇脱氢酶（ADtt）活性即乙醇发酵均有大幅增加，这在短期内表现为一定的适应性（厌氧呼吸供能）。但也是根系乙醇积累伤害的原因之一，尤其高速率的乙醇发酵与花生品种的长期淹涝敏感性有关。涝渍时花生根系发育受限。品种间根系发育情况差异很大。ADH酶活性与根鲜重呈显著负相关。凭借花生根系生长发育指标如颜色、鲜重，以及ADH酶活性高低与变化等生化机制．可判别花生耐涝性强弱。综合采看．幼苗期耐淹涝性以中花5号、花3n较强，其次是花119、豫花15号，而花269、花55弱。     

烯效唑对淹水胁迫下大豆农艺性状及生理生化指标的影响

为研究烯效唑对大豆淹水胁迫的缓解作用,以亚有限结荚习性大豆品种垦丰14(耐涝品种)和垦丰16(涝渍敏感品种)为试验材料,在大豆始花期叶面喷施烯效唑,喷药5d后进行淹水胁迫,5d后恢复正常水分管理,调查各处理大豆农艺性状和生理生化指标。结果表明:淹水胁迫抑制大豆生长,降低大豆株高,增加茎基部茎粗,减少植株叶片、叶柄、茎、根等各部位干物质重的积累;涝渍导致大豆体内抗氧化酶活性降低。喷施烯效唑处理能有效缓解淹水胁迫下植物干物质的降低;显著提高大豆体内抗氧化系统酶活性,降低MDA含量,诱导叶片中脯氨酸增加,提高根系中脯氨酸含量,增加根系中可溶性糖与淀粉的积累,为提高大豆耐涝性和恢复正常水分后产量积累提供保障。     

湿涝对花生干物质积累与分配的影响

为确定花生耐涝品种的干物质积累与分配特征及洪涝灾害的防控对策,选用18个耐涝性差异稳定的花生品种,在适合水旱轮作(土壤渗水性强)的大田条件下于营养生长末期进行短期湿涝10d(W10)、长期湿涝88d(W88)和正常灌溉(NI)处理,研究湿涝对不同花生品种各器官干物质积累和分配的影响。结果表明,短期湿涝对整个花生品种生物量的影响,以叶片最甚,其他依次是茎秆、荚果,而根系略增重;长期湿涝会降低叶片生物量,而促进根系、茎秆、荚果的增加,说明光合器官叶片对湿涝最敏感,其次是茎秆,荚果受短期湿涝影响小且因长期湿涝而增产,而根系具有稳定耐性。短、长涝期时实际产量较高的品种一般表现出矮秆、叶多、根系发达、根冠比较高,而耐性系数多偏低,短、长涝时叶片与根系增重可实现耐渍涝与高产的统一,根系、叶片生物量比重高是维持长涝耐性的基础。筛选出豫花15、花119、彩珠、桂红花、金花1012等耐渍涝品种。     

植物抗涝性研究进展

综述了涝渍胁迫对植物的生长形态、生理生化变化等方面的影响,论述了植物抗涝的机制,总结了植物涝渍胁迫研究的方法,阐述了植物涝渍胁迫研究方面存在的问题,提出了利用生物技术克隆耐涝基因,通过转基因技术培育抗涝性植物新品种,同时加强植物的田间管理等提高植物抗涝性的途径.     

基于产量的花生基因型耐湿涝性综合评价

在大田条件下,利用塑料膜遮挡雨水,从花生营养生长末期开始分别进行短期湿涝(10d)和长期湿涝(88d)以及正常灌溉处理,以测定18个花生基因型的籽仁产量,再计算相对产量、耐湿涝系数和耐湿涝指数,进而分类评价花生基因型对湿涝反应的差异.结果表明:(1)花生对湿涝的反应,因湿涝长短和基因型而异.短、长期湿涝导致一些基因型减产(2.5%～48.6%),另一些基因型增产(5.5%～56.7%).其中7个品种均减产,5个均增产,5个只适应长期湿涝,1个只适应短期湿涝.(2)根据长、短期耐湿涝系数差异可将基因型划分为7类;采用聚类分析并结合湿涝产量和耐湿涝系数,则划分为6类.结果认为,以耐湿涝指数作为综合评价指标有失偏颇.(3)已获得多个优异耐性基因型,可用于深入研究目标基因和选育耐湿涝性品种.     

大豆涝渍响应NAC基因的鉴定及GmNAC038的克隆和激素应答分析

NAC是植物特有的转录因子,参与多种非生物胁迫的响应.为了研究NAC转录因子在大豆涝渍胁迫中的响应和调控作用,利用前期获得的耐涝品种齐黄34在涝渍胁迫下的转录组数据,通过分析大豆全基因组内180个NAC基因的表达情况,鉴定出45个持续响应涝渍胁迫的大豆NAC基因.利用PlantCARE在线软件分析发现这些基因的启动子中均至少含有1种逆境或激素应答元件,推测它们可能与大豆的非生物胁迫应答相关.同时,对涝渍胁迫响应程度最大的大豆NAC基因GmNAC038进行克隆和分析.利用在线分析软件CDD分析发现该基因编码的蛋白质含有保守的NAM结构域.qRT-PCR表明GmNAC038不仅受到涝渍胁迫的强烈诱导,还受到脱落酸、乙烯和茉莉酸甲酯的正向调控.研究结果可为今后探索NAC基因在大豆涝渍胁迫响应中的功能提供分子基础,为培育耐涝大豆品种提供基因资源.     

基于主成分分析和隶属函数的棉花种子萌发期耐涝性鉴定评价

参照棉花耐渍涝性鉴定技术标准，在棉花种子萌发期模拟淹水胁迫，采用主成分分析、隶属函数法及聚类分析方法，分析了涝渍胁迫处理对6份陆地棉材料出苗率、株高、主根长、子叶叶绿素含量（SPAD值）、幼苗鲜物质质量、幼苗干物质质量的影响。结果表明：幼苗鲜物质质量、株高、主根长、出苗率、幼苗干物质质量和SPAD值可以作为棉花萌发期耐涝性鉴定的指标；6份参试材料的耐涝性强弱顺序依次为402、晋棉36、冀丰908、宛棉3号、苏棉9号、TM-1，其中402和晋棉36为耐涝性较强的材料。相关研究方法可为批量鉴定和评价棉花种质资源的耐涝性提供依据。     

A及LA型百合耐涝表型性状综合评价

观赏百合耐涝性鉴定对引种驯化和抗性育种具有重要指导意义。本研究以16份亚洲百合和16份亚洲百合与麝香百合杂交系观赏百合品种为试材,采用“双套盆”法模拟淹水胁迫,确定观赏百合耐涝性鉴定的最佳时间及根、鳞茎、茎、叶表型涝害症状指标量化评价标准,并通过积分评价法和聚类分析法鉴定不同种系百合品种的耐涝性差异。结果,本文根据预实验确定耐涝性评价时间为淹水胁迫处理13 d;聚类分析将32份百合根据抗性强弱划分为耐涝型、中间型和敏感型,积分评价法从32份供试百合中鉴定出极端耐涝型品种为‘Nashville’‘Brindisi’,极端敏感型品种为‘Levi’‘Fata Morgana’;供试亚洲百合品种间耐涝性差异较大,亚洲百合与麝香百合杂交系普遍具有较强的耐涝性。分析耐涝型、中间型和敏感型百合涝害症状特征,初步建立百合耐涝性评价体系,为进一步鉴定其他品种百合耐涝性奠定基础。     

茄子种质资源苗期耐涝性鉴定

本实验旨在找到鉴定茄子耐涝性强弱的方法,并筛选出耐涝性较强的种质资源,为今后进行茄子耐涝机理的研究以及耐涝新品种的选育奠定基础。在涝害胁迫后利用综合恢复指数评价了263份种植资源的耐涝性。恢复指数结果表明,供试品种圆茄子、许昌紫茄、观赏茄、紫长茄、墨茄王、荷包茄、雎县紫茄等94个材料耐涝性较强;而野茄子-3、墨玉长茄、引茄1号、早白茄、汉宝3号、茄26、安阳紫冠等34个材料耐涝性较差。茄子种质资源苗期耐涝性强弱的鉴定对茄子生产具有重要的参考意义。     

云南间作大豆耐荫性综合评价及鉴定指标筛选

      本文旨在探讨不同基因型大豆品种的耐荫特性，筛选出耐荫性鉴定指标，建立可用于耐荫性评价的数学模型。以44个大豆品种（系）为试验材料，在玉米-大豆间作下创设的自然荫蔽条件开展耐荫性鉴定，净种大豆作为对照。在各参试材料植株成熟期调查10个主要形态性状和产量性状，以各指标的耐荫系数为基础，采用多元统计方法对大豆的耐荫性进行综合评价。结果表明：与对照相比，受荫蔽胁迫后，参试材料的各性状变化趋势及幅度不同，各指标间都有不同程度的相关性，部分性状间相关性达到显著或极显著水平。通过主成分分析，将10个单项指标转换为4个相互独立的综合指标，代表了全部数据79.77%信息量。利用隶属函数法计算综合耐荫评价值（D），并对其进行系统聚类，将44个大豆品种（系）按照耐荫性强弱分为了强耐荫、中等耐荫和弱耐荫3大类。通过逐步回归建立了大豆耐荫性评价数学模型，并筛选出株高、主茎节数、有效分枝数、单株荚数、单株粒数、单株产量、每荚粒数和倒伏8个性状可作为云南省间作大豆耐荫性鉴定指标     

辣椒属叶绿体基因组特征及进化

辣椒(Capsicum L.)属于重要的蔬菜和香料作物,在世界范围广泛栽培.种质资源是育种和生产的基础,开展辣椒属叶绿体基因组特征研究对阐明辣椒种质资源遗传多样性、培育和改良栽培品种具有重要的理论和实践价值.本研究从NCBI数据库下载13个辣椒属物种叶绿体基因组序列,利用REPuter、MISA和mVISTA等软件,对...     

基于加权关联网络分析的辣椒（Capsicum annuum L.）果实颜色转变相关基因的鉴定

辣椒属于茄科（Solanaceae）辣椒属（Capsicum L.）一年生或多年生植物,其播种面积和产值在中国均居蔬菜首位。果色是辣椒众多经济性状中最直观的性状之一,直接影响人们的购买选择。辣椒果色受多种因素调控,相关色素生物合成的分子调控还需进一步解析。本研究以果实发育过程中呈现5种颜色的辣椒种质HNCA0076为实验材料,进行了生理检测、转录组测序以及WGCNA分析。在果实5个不同颜色时期,叶绿素含量变化较大,类胡萝卜素含量整体呈现递增趋势,类黄酮含量无明显变化,花色苷含量在紫色果期后逐渐降低,橙色果期后又逐渐升高。RNA测序数据质量满足进一步分析要求。4个转色期的上调（下调）表达基因数分别为826（276）、390（588）、1248（1800）和1528（2485）,随着果实的逐步发育,相邻比较组合中的差异基因的数量逐渐增加。差异表达基因经GO富集分析,主要集中在分子功能中的四吡咯结合、血红素结合、转移酶活性、氧化还原酶活性、铁离子结合和水解酶活性等过程;KEGG富集分析主要富集在类胡萝卜素生物合成、类黄酮生物合成和淀粉、蔗糖代谢等信号通路,其中类胡萝卜素代谢途径的3个基因在紫色时期向黄色时期的转变过程中表达上调,类黄酮代谢途径的11个基因在黄色时期向红色时期的转变过程中表达下调。4个对比组合差异基因分别注释到8877、8736、8689、8573个转录因子,共同注释到8049个转录因子,包括AP2、F-box、MYB和UDPGT等类型。利用非冗余的差异表达基因进行了加权关联网络分析,关联到4个与叶绿素、类胡萝卜素、花色苷、类黄酮含量相关的模块,进一步分析表明p450（LOC107859314）、Pkinase（LOC107839192、LOC107875415）、F-box（LOC107863894）和zf-MYND（LOC107852593）等29个转录因子可能参与辣椒果实转色的调控。本研究为进一步探索辣椒果实色素形成过程中的关键调控因子以及分析相关色素生物合成的调控提供了重要数据。     

基于潜在渍害日指数的小麦渍害预报模型研究

针对目前作物渍害大范围预报不足的问题,在前人研究基础上,对作物可能渍害预报指标前期累积降雨指数进行改进,提出了考虑气象条件、地形条件、土壤类型等成灾因子影响的小麦潜在渍害日指数概念,并给出了小麦潜在渍害日指数的计算模型;运用监利县12个观测点2014-2016年渍害监测数据计算出公式中的参数,同时对小麦潜在渍害日指数特征进行了分析。结果表明,小麦潜在渍害日指数既是影响渍害成因的综合因子,也是反映土壤水分空间差异的特征量,它和土壤吸力与土壤水分关系相似,有明显的吸湿过程和脱湿过程,即当土壤水分减少时,潜在渍害日指数比较低,而当土壤水分增加到相同的值时,潜在渍害日指数普遍偏高。监利县夏收作物受渍指标：当农田地下水位埋深小于60 cm、小麦潜在渍害日指数5 d滑动均值高于65mm的持续期大于5 d时,夏收作物受到轻度渍害;当持续期大于12 d时受到中度渍害;持续期20 d以上时受到重度渍害;渍害发生后,当小麦潜在渍害日指数小于40mm时,渍害结束。利用这一预报预警指标对在2017-2019年监利县进行预测验证,22次渍害过程中,有17次准确,3次漏报,2次误报,表明用小麦潜在渍害日指数进行渍...     

Phenotypic variation in root development of 162 soybean accessions under hypoxia condition at the seedling stage

Soybean is often damaged by hypoxia caused by waterlogging at the seedling stage. Hypoxia severely inhibits root development and retards plant growth. We aimed to clarify phenotypic variation in root development under hypoxia condition at the seedling stage using diverse soybean accessions. Root development in 162 accessions was evaluated in hydroponic culture. Substantial changes under hypoxia were investigated by means of WinRHIZO analysis before and after the treatment. We found significant phenotypic variation in hypoxia tolerance in root among the 162 accessions. A principal components analysis indicated an association between hypoxia tolerance and the country of origin. We found three new accessions which have a high ability to develop roots under hypoxia (Kokubu 7, Maetsue zairai 90B, and Yahagi). Root development in selected accessions was also evaluated in soil culture. Root development levels in hydroponic and soil culture were significantly correlated. These results will provide important information on waterlogging damage in regions where waterlogging occurs. The three accessions with hypoxia-tolerant roots might be useful for genetic improvement of waterlogging tolerance of modern soybean varieties.     

不同淹水方式对花叶假连翘生长和生理的影响

为探究不同淹水方式对中生植物花叶假连翘形态、生长和生理特征的影响,了解花叶假连翘对淹水的响应机制,为拓展其应用范围,更好地发挥其景观、经济和生态价值提供科学的理论依据。采用盆栽淹水法,设置低水位间歇淹水（A）、低水位连续淹水（B）、高水位连续淹水（C）3种处理,同时设置对照（CK）,连续试验70 d,观察各处理组植物的形态变化、测定其生长和生理指标。结果显示：处理A、B的花叶假连翘植株存活率均为100%,茎基形成肥大皮孔和不定根,叶片形态与CK无显著差异。处理A的植株地上部分生长受到明显促进,株高和生物量均显著高于CK,地上部分生物量与CK无显著差异,可溶性蛋白（SP）含量无明显变化。超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）等抗氧化酶活性和丙二醛（MDA）含量、游离脯氨酸（Pro）含量呈先上升后下降的变化趋势,并逐渐趋于CK。处理B的花叶假连翘植株地上部分生长受到显著抑制,株高和地上部分生物量均显著低于CK和处理A,地下部分生物量显著增加。SP含量呈下降趋势,70 d时显著低于CK。MDA含量呈波动变化,抗氧化酶活性和Pro含量呈先上升后下降的变化趋势,70 d时MDA含量和Pro含量显著高于CK,抗氧化酶活性逐渐趋于CK的水平。处理C的植株淹水期间无不定根生成,生长受到严重抑制,各生理指标失去调节能力,32 d时全部死亡。因此,花叶假连翘对淹水较敏感,耐淹能力较强,可耐受14 d以内的高水位淹水,超出这个时长则无法存活;可长期适应低水位淹水。低水位淹水可以诱导花叶假连翘形成不定根,低水位间歇淹水对其生长有促进作用,低水位连续淹水则会抑制其生长。综上所述,花叶假连翘可应用于低影响开发城市雨洪管理建设中,在海绵城市、雨水花园、人工湿地中发挥其景观生态价值。     

大麦耐湿性的鉴定

在2001～2002年度对500份大麦种质资源耐湿性大田鉴定的基础上,2002年对其中12份耐湿性较好品种及10份耐湿性较差品种的耐湿性进行了水池鉴定。鉴定结果认为:大麦品种受湿害的程度与鉴定的条件(土壤保水性能、肥力)有关。在鉴定不同品种的耐湿性的差异时,应同时考虑各性状的绝对受湿值和相对受湿率,并以相对受湿率作为主要评价指标。22个品种在两年不同条件下的耐湿性鉴定结果基本一致,以浙农大3号和苏农16的耐湿性最好,耐湿性最差的品种为Araphes、Kapator、Lara等品种,7204(英)、余姚向天二棱的耐湿性需进一步进行鉴定。     

渍涝对不同耐性花生品种根系形态特征及解剖结构的影响

为解析渍涝对花生根系形态特征的影响，以耐性品种湘花2008与敏感品种中花4号根系为研究材料，在自制根架系统内进行盆栽培养，于幼苗期分别进行0、3、6、9、12 d渍涝胁迫处理，通过根系的鲜（干）重以及显微和超微结构研究不同耐性花生品种根系形态特征的差异。结果表明，渍涝胁迫下中花4号根系受影响较大，随着淹水天数延长，根系颜色加深，臭味加重，而湘花2008仅根系中、上部根色变黄，臭味较轻，湘花2008根系鲜重耐渍系数高于中花4号。湘花2008出现了通气组织，且随着淹水时间增加，通气组织数量增加、横截面积加大；主根中段木质部基本保持正常，导管大体呈射线状分布。而中花4号未形成明显的通气组织，木质部和导管呈不规则分布。湘花2008主根细胞内的细胞核、线粒体虽受到影响，但仍能维持细胞活动，保持根系生长状态。中花4号细胞器受渍涝胁迫较敏感，加速衰老死亡。综上认为，渍涝胁迫下湘花2008根色和根味受影响较小，主根出现了通气组织，主根中段木质部与细胞中的细胞核、线粒体基本正常。而中花4号根色和根味受影响较重，未形成明显的通气组织，主根中段木质部和导管呈不规则分布，主根中段细胞中的细胞质溶解，线粒体异常。本研究可为解析花生耐渍涝机理提供依据。     

淹水胁迫对4种暖季型草坪草光合特性的影响

为了筛选耐淹护坡植物,本研究以双穗雀稗（Paspalum paspaloides）、伪针茅（Pseudoraphis spinescens）、海滨雀稗（P. vaginatum）和假俭草（Eremochloa ophiuroides）4种暖季型草坪草为材料,研究不同淹水时间（0、6、12、18、24、30 d）处理对上述材料生长、叶绿素含量和叶片光合参数的影响。结果表明：淹水胁迫对双穗雀稗和伪针茅地上与根系生长未产生显著影响,但显著抑制了海滨雀稗和假俭草地上和根系生长;假俭草和海滨雀稗的光合色素含量呈明显的下降趋势,而双穗雀稗和伪针茅的光合色素含量保持相对稳定,到淹水后期其含量反而有所升高。此外,海滨雀稗和假俭草的净光合速率（P_n）随淹水时间的延长显著下降,而双穗雀稗和伪针茅的光合作用保持相对稳定,在淹水胁迫30 d时反而有所提高;淹水胁迫对伪针茅和双穗雀稗的气孔导度（G_s）、蒸腾速率（T_r）没有显著影响,而在淹水胁迫30 d时,海滨雀稗和假俭草的G_s分别较对照降低了25.7%和37.7%。结果表明,双穗雀稗和伪针茅在淹水胁迫下能够保持稳定的光合作用,生长未受到明显的影响,具有很强的耐淹性,是河湖库区优良的固土护坡植物。     

Improved waterlogging tolerance of barley (Hordeum vulgare) by pretreatment with ethephon

ABSTRACT

Root growth into hypoxic or anoxic waterlogged soil relies on internal aeration in plants. The plant hormone ethylene helps adapt to waterlogging by inducing the formation of aerenchyma, which provides a low-resistance pathway for the transport of oxygen from the shoot to the root apex. Waterlogging-susceptible crops including barley start to form aerenchyma after suffering waterlogging stress. But waterlogging can be fatal if aerenchyma formation is not fast enough. Here, we investigated whether pre-treating barley with ethephon, an ethylene-releasing agrochemical, could improve its tolerance to mimicked waterlogging conditions (using stagnant deoxygenated agar nutrient solution). In barley growing in aerated nutrient solution, ethephon treatment enhanced aerenchyma formation at the root tips and induced the development of shorter and shallower roots. Pre-treating barley leaves also delayed waterlogging-caused whiting and increased the percentages of viable root-tips under waterlogging conditions. However, the pretreatment did not noticeably increase fresh weight or shoot length. Further studies are needed to optimize ethephon treatment conditions to improve barley production under waterlogged conditions.