干旱胁迫对大麦叶片表皮蜡质含量及主要生理指标的影响

为了探究大麦对干旱胁迫的反应机制,采用裂区设计研究了干旱胁迫对不同大麦品种灌浆期旗叶和旗叶鞘表皮蜡质含量及主要生理指标的影响。结果表明,与正常水分处理相比,干旱胁迫可促进大麦表皮蜡质的合成;大麦不同品种间蜡质含量差异显著,抗旱品种的蜡质含量显著高于干旱敏感品种。在干旱胁迫下,大麦叶片相对含水量、叶绿素含量及气孔导度显著降低,且抗旱品种降低幅度较干旱敏感品种缓慢;蒸腾速率和胞间CO2浓度显著增加,且抗旱品种的增加幅度低于干旱敏感品种。品种因素对大麦叶片蜡质含量、净光合速率、气孔导度的影响较水分处理的影响大。大麦表皮蜡质含量与水分利用效率呈显著正相关,表明表皮蜡质对提高大麦抗旱性有一定积极意义。     

大麦表皮蜡质的组分及晶体结构分析

为了解大麦不同生长发育时期各器官蜡质的组成及其晶体结构,以大麦品种Morex 为材料,利用气相色谱（GC）技术对其叶片、穗下茎和叶鞘三个器官的表皮蜡质成分进行了分析,并对其蜡质晶体结构进行扫描电镜观察。结果表明,从大麦品种Morex 表皮蜡质中鉴定出烷烃、初级醇、醛、脂肪酸和二酮等20种主要化合物成分,且蜡质碳链长度的分布范围主要为C₂₂~C₃₃。大麦叶片中初级醇含量最高,以C₂₆ 醇为主,其次是烷烃、醛和二酮,脂肪酸最少。大麦孕穗和扬花期,不同器官间蜡质总含量有显著差异,叶鞘最高,穗下茎最少。二酮在不同器官中都存在,其中,叶鞘和穗下茎中β-二酮的含量最高。扫描电镜观察表明,叶片表皮蜡质晶体结构均为片状,而叶鞘和穗下茎表皮晶体蜡质结构均为棒状。     

大麦表皮蜡质组分及晶体结构的差异性分析

为了解不同大麦品种(系)表皮蜡质组分及结构的差异,以7个大麦品种(系)开花期的倒二叶、穗下节及穗为材料,利用GC-MS和S-4800场发射扫描电子显微镜测定不同器官表皮蜡质组分,观察其晶体结构。结果表明,大麦不同器官表皮蜡质均是由烷烃、初级醇、醛、脂肪酸、二酮等20种物质组成,不同品种及不同器官表皮蜡质组分种类无明显差异,但组分含量差异显著;同一品种(系),表面有白霜覆盖器官蜡质总量明显高于无白霜覆盖器官。穗下节表皮蜡质及穗部白霜型品种(系)表皮蜡质的二酮含量最高,穗部无白霜品种(系)(QS、FR、SYR01)表皮蜡质以烷烃和初级醇为主,二酮含量显著低于白霜型品种;叶片表皮蜡质则以初级醇为主,含量明显高于其他组分,且品种(系)间差异显著。电镜观察结果表明,参试品种(系)倒二叶近轴面和远轴面表皮蜡质晶体均呈片状结构;穗下节表皮蜡质晶体结构均呈棒状,SYR01穗下节蜡质晶体附着密度远小于其余6个穗下节有白霜覆盖品种(系)。白霜型大麦品种(系)穗部表皮蜡质完全为棒状,非白霜型品种(系)穗部表面仅有少量片状蜡质晶体或无蜡质晶体附着。     

干旱胁迫对大麦幼苗根系的影响

为了解干旱胁迫对大麦幼苗根系生长的影响,采用盆栽称重控制土壤含水量的方法,测定了土壤含水量为田间持水量的85%、55%、45%和35%等4个处理下, 4个抗旱性不同的大麦品种的幼苗根系形态和根系吸收能力等相关指标。结果表明,随着土壤含水量的减少,大麦幼苗的最长种子根、根尖数、根组织含水量均呈下降趋势;根分支数和根冠比总体呈上升趋势;根鞘大小和根毛密度整体上呈先上升后下降的趋势;根系活力与根总吸收面积和根活性吸收面积之间存在一定的互补效应。抗旱性较强的大麦品种较抗旱性较弱的品种,在干旱胁迫下能够保持更庞大的根系、更大的根-土交互面和更高的根系吸收能力。幼苗根系形态可以作为大麦耐旱性的筛选指标。     

干旱胁迫下冠菌素(COR)对花生幼苗叶片抗氧化酶活性及细胞膜透性的影响

在玻璃日光温室条件下,以花生品种鲁花11号为供试材料,系统研究了PEG-6000模拟干旱胁迫条件下COR对花生幼苗叶片抗氧化酶活性及细胞膜透性的影响。结果表明,正常水分条件下,0.01μmol·L~(-1) COR浸种对花生幼苗叶片相对含水量(RWC)、游离氨基酸含量、保护酶活性和细胞膜相对透性无明显影响;PEG-6000模拟干旱胁迫条件下,COR浸种可显著提高SOD、POD、CAT活性,增加游离氨基酸含量,降低细胞膜相对透性,提高幼苗叶片RWC,从而降低干旱胁迫对花生幼苗造成的伤害。     

玉米幼苗叶表面蜡质含量及成分对干旱胁迫的响应

选用抗旱性不同的两个玉米自交系Mo17和B73为试验材料,采用盆栽控水试验,设置干旱和正常浇水两个处理,研究干旱胁迫对两个玉米品种3叶期幼苗叶面蜡质含量及成分变化的影响。结果表明,在干旱处理条件下,Mo17和B73的叶片失水率和叶绿素的抽提率均低于正常条件;两个品种叶面的蜡质含量均明显高于正常条件下的蜡质含量,且Mo17在正常和干旱条件下蜡质含量均高于B73。此外,在干旱条件下,蜡质合成相关的基因KCS、CER1、CER2、GL1、GL2和GL15的表达也明显增高。玉米叶片表面蜡质合成是应答干旱胁迫的一种重要方式,抗旱品种Mo17的抗旱性比B73要强,其表面蜡质合成较强是其中一个重要原因。     

大麦幼苗抗氧化酶系统对低高温胁迫的差异响应

为探究低高温胁迫下大麦(Hordeum vulgare L.)幼苗抗氧化酶系统的差异响应,以鄂啤2号为试验材料,采用人工模拟低温[14℃(昼)/10℃(夜)]与高温[38℃(昼)/34℃(夜)],以最适温度[22℃(昼)/18℃(夜)]为对照处理大麦幼苗。测定大麦幼苗叶片的活性氧分子[ROS：超氧阴离子(O₂~÷)、过氧化氢(H₂O₂)]、丙二醛(MDA)含量和超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽还原酶(GR)的活性及相关基因表达量。结果表明,低温与高温胁迫降低了H₂O₂含量,诱导了O₂~÷、MDA含量的显著上升,抗氧化酶(SOD、POD、CAT等)的活性及相关基因(Hv SOD、Hv POD、Hv CAT2等)的表达量也均显著上升(P <0.05)且高温下上升幅度更大。随着处理时间的延长,低温处理下MDA含量及SOD、POD、CAT活性与对照差异逐渐减小,而高温处理下始终处于较...     

干旱胁迫下外源激素对大豆叶片表皮透性及蜡质微形态影响

利用外源激素ABA、ETH处理大豆幼苗,通过人工控水研究外源激素喷施对大豆生理及叶片表皮蜡质微形态的影响。结果表明:当ABA、ETH处理14 d时,各处理之间叶片的相对含水量、叶绿素含量无明显差异,叶片失水率则表现为当离体叶片失水80 min后ABA、ETH处理低于CK。当ABA、ETH处理28 d时,各处理相对含水量明显高于14d,ABA处理与ETH、CK处理之间叶片相对含水量差异显著,ETH与CK处理之间叶片相对含水量差异不显著;各处理的叶绿素含量低于14 d的含量,ABA处理的叶片叶绿素含量与ETH处理差异显著,与CK处理差异不显著;各处理叶片的失水率不断增加,当离体叶片失水60 min时ABA、ETH处理的叶片失水率趋于相同,显著的高于CK处理。ABA、ETH、CK处理28 d,扫描电镜观察大豆叶片表皮蜡质呈棒条状,处理之间数量无明显差异,而ETH处理的茎秆表皮的蜡质数量明显少于ABA、CK处理,呈片状结构。     

盐胁迫对燕麦种子萌发、幼苗生长及叶片质膜透性的影响

为给燕麦抗盐育种和栽培提供理论依据,用不同梯度的NaCl和Na2SO4复盐溶液胁迫处理7个燕麦品种,研究了盐胁迫对燕麦种子萌发、幼苗生长和叶片质膜透性的影响.结果表明,盐胁迫对燕麦种子萌发和幼苗的生长有抑制效应,而且随着盐浓度的增加,相对发芽率、发芽指教、简易活力指教、幼苗根长和株高逐渐降低,叶片质膜透性逐渐增加.主成分分析表明,相对发芽率、发芽指数、简易活力指数是主要的耐盐性鉴定指标.在7个燕麦品种中,白燕2号和苏维埃339耐盐性强.大燕麦和内农大莜1号中度耐盐,而Sibsiae、加2和原294耐盐性较差,属不耐盐类型.     

Cd胁迫对枇杷叶片酶活性及膜透性的影响

采用塑料袋营养土栽培试验方法,研究了Cd胁迫对枇杷苗叶片酶活性及膜透性的影响.结果表明:SOD,POD的活性及MDA含量随着Cd浓度的增大而上升,在浓度达300mg/L时达到最大值,而后下降;CAT与PP0的活性亦随着浓度的增大而上升,但其峰值出现在浓度100mg/L时:随着Cd浓度的增大,叶片细胞电解质渗出率增加,膜透性明显提高,说明Cd胁迫会造成枇杷叶片细胞膜透性的破坏,使细胞膜脂过氧化加剧.     

干旱胁迫对中亚大麦农艺性状的影响及其相关基因定位

干旱是影响大麦产量的主要非生物胁迫之一。挖掘大麦干旱响应基因,有利于大麦耐旱品种的改良。本研究以167份中亚大麦品种为材料,测定正常灌水(出苗期、拔节期、孕穗期、抽穗期、灌浆期各灌水1次)、灌水2次(出苗期、孕穗期各灌水1次)以及灌水1次(出苗期灌水1次)处理下大麦的株高、穗长、单株穗数和主穗小穗数,结合群体分子信息,对这4个性状进行全基因组关联分析(genome-wide association study,GWAS)。结果表明,167份中亚大麦没有明显的地理亚群。全基因组关联分析共鉴定到8个与性状关联的位点,筛选到17个与大麦抗旱性相关的潜在候选基因,其中,调控大麦株高、穗长、主穗小穗数和单株穗数的候选基因分别有7、4、4和2个。同时,对耐旱系数(drought tolerance index,DI)进行GWAS关联分析,鉴定到7个与大麦耐旱相关的QTL,分布在1H、4H、5H和7H染色体上,存在96个潜在候选基因。该研究为后期大麦分子育种和抗旱功能基因克隆提供了基础数据。     

NaCl胁迫对大麦幼苗生长及光合特性的影响

以耐盐品系12pj-118和盐敏感品系12pj-045为试验材料,研究不同Na Cl浓度胁迫下,大麦苗期生物量、盐害指数、光合特性等变化。结果表明,随着Na Cl浓度的增加,2个品系鲜重、干重、相对鲜重和相对干重均呈下降趋势。在各盐浓度胁迫下,耐盐品系12pj-118的鲜重和干重的降幅小于盐敏感品系12pj-045,相对鲜重和相对干重均大于12pj-045,盐害指数均显著低于12pj-045,说明12pj-118的耐盐性较12pj-045好。在给定模拟光1 000μmol/(m2·s)辐射强度下,两个品系的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)和叶绿素含量均随Na Cl浓度的升高呈总体下降趋势,2个品系胞间二氧化碳浓度(Ci)变化不一致。耐盐品系12pj-118在较高盐浓度胁迫下,Pn、Gs、Ci、Tr和叶绿素含量的降幅均小于盐敏感品系12pj-045。     

Identification and Characterization of Reduced Epicuticular Wax Mutants in Rice

Epicuticular wax forms the outermost protective barrier of the aerial surfaces of land plants, working in concert with other components of the plant cuticle to prevent uncontrolled loss of water and to provide protection against an array of external environmental stress. In this study, chemicallymutagenized populations of rice(Oryza sativa L.) derived from approximately 4 750 M2 families were screened for adhesion of water droplets resulting in a wet leaf/glossy(wlg) phenotype. Mutants were identified in 11 independently-derived M2 families. Scanning electron microscopy analysis confirmed the association of the wlg phenotype with changes in the epicuticular wax crystals of these plants. The phenotypes of five mutants(7-17 A, 26.1, 524.2, 680.2, and 843.1) were confirmed to be the result of single recessive gene mutation. Evaluation of mutants from 3(6-1A, 7-17 A, and 11-39A) of 11 M2 families revealed significant reductions( 50%) in surface wax content and increases in cuticle membrane permeability.     

外源甜菜碱和脯氨酸对盐胁迫下大麦种子萌发及幼苗生长的影响

为探讨盐胁迫条件下外源甜菜碱（GB）和脯氨酸（Pro）对不同大麦品种种子萌发及幼苗的效应,以课题组前期筛选到的耐盐品种中川大麦和盐敏感品种ZY218为材料,在萌发期和苗期以200 mmol·L^-1NaCl为胁迫条件,分别施加浓度为0、0.5、1.0、5.0、10.0 mmol·L^-1的外源GB和浓度为0、5.0、15.0、30.0、45.0 mmol·L^-1的外源Pro进行处理,测定并分析了不同处理下大麦萌发及幼苗相关指标。结果表明,与不添加外源物质的对照相比,施加外源GB和Pro均可有效缓解盐胁迫对大麦种子萌发及地上部分生长的抑制作用;提高叶片过氧化物酶（POD）、超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT）活性及叶绿素含量;外源Pro可以显著增加幼苗的总根长、总根体积和总根表面积,有效缓解盐胁迫对大麦幼苗根系生长的抑制作用,且对盐敏感品种效应更大。因此,施加外源GB或Pro可有效缓解盐胁迫对大麦种子萌发和幼苗生长的抑制作用。