过表达GmXTH1基因大豆对干旱胁迫的生理生化响应

为研究GmXTH基因对干旱胁迫大豆苗期表型和生理生化特征的影响,以转基因受体大豆品种M18、GmXTH1过表达转基因株系OEA1和OEA2、GmXTH1干扰表达转基因株系IEA1和IEA2为试验材料,采用盆栽法,设置3种不同水分处理,对苗期不同转化株系的表型、RWC、SOD活性、POD活性和MDA含量进行测定.结果 表明:随干旱胁迫程度增加,不同转化株系的RWC相对降低,SOD和POD活性先增加后减少,MDA含量增加.相同干旱胁迫条件下,与对照品种M18相比,转GmXTH1基因过表达材料OEA1和OEA2的RWC较高,SOD和POD活性相对较高,响应速度较快,MDA含量较低,增长率相对较低,叶色浓绿、茎秆粗壮和株型整体表现较好,胁迫后复水恢复快.GmXTH1基因干扰表达材料IEA1和IEA2的表现则相反,植株受干旱胁迫后,整体表现为叶片萎蔫,茎秆枯细,株型整体表现较差,RWC、SOD和POD活性相对较低,响应速度较慢.说明GmXTH1基因的过量表达对与大豆植株抗旱相关的生理生化指标有积极影响,GmXTH1基因可能参与大豆的抗旱应答反应过程.     

玉米叶片水分利用效率及其相关性状的研究

在正常灌溉和中度水分胁迫处理条件下,测定23个玉米自交系其叶片水分利用效率,并将玉米叶片水分利用效率与生理生化、农艺学及产量形成因素等22个性状进行相关性分析。结果表明：玉米在中度水分胁迫条件下的WUE均高于正常灌溉条件下的WUE;玉米叶片水分利用效率与光合速率、蒸腾速率、气孔导度、胞间二氧化碳浓度、穗位高、雄穗分枝数、开花至吐丝间隔、秃尖长、单穗粒重、穗粒数、穗行数等性状呈显著或极显著相关关系。     

大豆抗旱性鉴定指标评价的研究

选用10个不同生态类型的大豆品种,采用盆栽播种,分别在正常供水与水分胁迫条件下,测定并分析了花荚期与品种抗旱性有关的多项生理生化指标,并结合大田试验对材料进行抗旱性综合评价.结果表明:株高、单株荚数、单株粒数、单株粒重、分枝数、株重、地上干物重和根干重等生态形态指标及相对电导率、RWC、光合速率、各种保护酶的活性等生理生化指标都可作为抗旱性综合评定的指标性状.生理生化和形态多个指标相结合进行品种的评价和选择是较好的抗旱育种方法.     

玉米苗期叶片主要生理生化指标对土壤水分的响应

以玉米品种龙单57为试验材料,通过人为供水和自然耗水相结合的方法获得多级土壤水分梯度,探究其生理生化指标(叶绿素、脯氨酸、可溶性糖及丙二醛)对土壤水分的响应规律。结果表明,玉米叶绿素含量对土壤水分(SWC)的变化具有阈值响应,维持玉米叶片叶绿素含量较高水平的SWC范围在15.2%～25.6%,相对含水量(RWC)为51.6%～87.2%,SWC在20.4%左右是对玉米叶片叶绿素含量有效性最高的土壤水分。随着水分胁迫程度的增加,脯氨酸累积量和可溶性糖含量总体上均呈现上升趋势,表明脯氨酸和可溶性糖为玉米的主要渗透调节物质,但在不同的水分条件下,增加的幅度有所差异。丙二醛含量随着土壤含水量的减少呈现先减少后增多的趋势,SWC>17%时丙二醛的含量变化不明显,SWC<17%时丙二醛的含量随着水分胁迫程度的加重急剧上升,叶片质膜膜脂过氧化作用也随之加剧。     

玉米抗旱性与生理生化指标关系的研究

以目前我国主栽的14个玉米品种为试材,研究了玉米耐旱指数与生理生化指标的关系。结果表明,干旱胁迫下玉米耐旱指数与叶片相对含水量、脯氨酸含量及可溶性蛋白含量呈极显著正相关,与叶片相对电导率和可溶性糖含量呈极显著负相关,与叶片中丙二醛含量呈显著负相关。上述生理生化指标均可作为玉米抗旱性鉴定指标的参数,用于玉米品种抗旱性的评定。     

腐植酸包衣对玉米种子萌发及幼苗生长的影响

在正常水分和水分胁迫两种处理条件下研究腐植酸包衣对玉米种子萌发及幼苗生长的影响。结果表明,腐植酸包衣能提高玉米种子的发芽率、发芽指数及活力指数,使玉米幼苗变高、叶鞘增粗、根长增加、根冠比提高。测定玉米幼苗生理生化指标的结果表明,腐植酸包衣处理能降低幼苗的电导率、脯氨酸含量和丙二醛含量,提高叶绿素、可溶性糖含量和SOD活性,有利于增强玉米幼苗的抗旱能力。     

玉米耐旱鉴定研究进展

干旱是影响玉米产量最主要的非生物胁迫因子。综述玉米耐旱性评价研究进展,对目前耐旱鉴定研究过程中存在的问题进行探讨,提出玉米耐旱鉴定应采取以产量性状为评价指标的直接评价和以生理生化或形态性状为评价指标的间接评价相结合策略。     

玉米抗旱性指标研究进展

干旱作为玉米生长发育最主要的非生物逆境因子,已成为限制玉米产量形成的关键生态因素,也是我国玉米产量产生波动的重要原因,对粮食生产安全构成严重威胁。玉米抗旱性是水分胁迫条件下表现出的一种复杂综合特性,其适应干旱的形态结构是长期进化的结果,其生理指标变化也是一系列适应性改变后的综合表现。当今水资源短缺日益成为突出问题,且对玉米造成干旱的外部因素较多。本文从鉴定方法、形态指标、生理生化等方面阐述玉米抗旱机制与鉴定方法,综述玉米抗旱性最新研究进展。发展抗旱性玉米研究,为创制选育新的耐旱种质提供支撑,最终提升玉米抵御干旱胁迫的能力,这对于保障玉米可持续生产、解决粮食安全具有重要意义。     

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。     

水分胁迫对玉米品种灌浆期抗旱性及指标的影响

试验以辽宁省种植面积较大的5个玉米品种为材料,通过盆栽试验研究了水分胁迫对灌浆期玉米品种的产量性状和生理生化指标的影响,探讨了玉米品种间抗旱性指标的关系,并筛选出抗旱性强的品种,以便指导旱区玉米生产。试验结果：5个玉米品种在水分胁迫下穗部性状及产量均下降;抗旱指数由高到低顺序：郑单958、铁单15、丹玉39、沈玉21、辽单145,其中郑单958抗旱指数最高。在水分胁迫下,灌浆期玉米品种的光合速率、蒸腾速率、叶绿素含量、叶片相对含水量下降,水分利用效率、相对电导率,丙二醛含量、可溶性糖含量、SOD活性、POD活性上升;通过函数隶属值法进行综合分析,抗旱性强弱顺序为：郑单958、铁单15、丹玉39、沈玉21、辽单145,这与产量的抗旱指数顺序结果相一致。郑单958抗旱性强于其他品种,可认为是抗旱性较强品种;铁单15、丹玉39、沈玉21可认为抗旱性中等品种;辽单145可认为抗旱性较弱品种;郑单958可做为干旱地区首选种植品种。     

转AtGA2ox1基因玉米自交系和杂交种的耐旱性分析

AtGA2ox1基因是调控赤霉素代谢的关键基因。以3个AtGA2ox1基因转化体回交转育玉米自交系和配制的杂交组合为研究材料,系统开展玉米自交系和杂交种的耐旱性分析。结果表明,3个转化体在回交转育过程中,多世代间遗传稳定。苗期不同转化体玉米在干旱胁迫24 d后复水仍能正常生长;对照材料胁迫后叶片卷曲至萎蔫,复水后无法恢复生长。通过对丙二醛、超氧化物歧化酶、过氧化氢酶等生理生化指标的跟踪监测发现,干旱胁迫条件下转基因玉米的MDA含量低于对照约20%;超氧化物歧化酶、过氧化氢酶活性高于对照20%,降低玉米细胞膜氧化损伤来增强转基因玉米耐旱胁迫能力,与玉米耐旱表型一致。成熟期干旱条件下,对照玉米果穗变小,穗长变短,穗重减轻。转基因杂交种的粒重和百粒重显著高于对照,其中杂交种NKYGA09*X923-1百粒重高于对照杂交种21.21%,表现出潜在的育种价值。     

不同水分处理对春玉米生态指标、耗水量及产量的影响

以春玉米为试验材料,通过防雨棚测坑种植,人工严格控制设置不同的土壤水分处理,研究不同水分处理对玉米植株生态指标、耗水量和产量的影响。结果表明,水分胁迫抑制了玉米的生长发育,高水分处理均具有较高的叶面积、株高及茎粗;轻度胁迫对各项指标影响不大,随着胁迫的进一步加深,各项生态指标均呈下降趋势;低水分处理产量明显降低,耗水量较小,后期植株衰老加速,成熟期提前;高水分处理存在奢侈性蒸腾蒸发,耗水量最高,产量低于轻度胁迫处理。通过产量与耗水量对比分析,确定当地春玉米适宜土壤水分指标控制下限。     

玉米抗冷种质资源的筛选与鉴定

以296份玉米自交系为试验材料,通过低温发芽、苗期低温胁迫和生理生化指标的测定,结合田间验证,最终筛选出3个玉米抗冷自交系。开发了3对EST-PCR分子标记,用以区分感冷和抗冷的自交系。     

孕穗期干旱及复水对水稻叶片生理生化和产量的影响

现有关于水稻干旱胁迫期间各项生理生化指标的变化和对叶片细胞的伤害机理方面的研究已经比较丰富和全面,但是对于干旱胁迫结束复水后的生理变化研究却较少。本文以水稻品种中旱3号和黄华占为材料,在孕穗期进行淹水、轻度干旱、中度干旱和重度干旱4个处理,研究了干旱胁迫对水稻叶片生理生化性状（光合作用和抗氧化酶活性等）和产量的影响。结果表明,中度和重度干旱使水稻叶片光合速率下降12.9%~43.9%,这主要与气孔导度变化有关;处理结束复水后,中旱3号的生理生化指标均能恢复到正常水平,而黄华占在重度干旱后,其光合速率、气孔导度以及抗氧化酶活性不能再恢复;干旱处理导致水稻产量降低14.3%~47.9%,主要是由于有效穗数和结实率的降低。     

低磷胁迫下玉米幼苗生理响应及相关基因表达研究

以玉米品种合344为试验材料,对低磷胁迫下玉米幼苗叶片生理表型指标与玉米叶片转录组差异基因表达数据联合分析,探究低磷胁迫下与玉米幼苗叶片生理表型变化相关的关键响应基因及其调控规律。结果表明,低磷胁迫下玉米叶片的叶绿素荧光参数(FV/FM)以及叶绿素含量均有不同程度的降低,并且叶绿素合成相关基因大部分为下调表达,叶绿素降解相关基因大部分为上调表达。玉米叶片光合特性相关基因大部分呈下调表达,同时光合效率显著降低。在低磷胁迫下,SOD与POD活性随处理时间增长逐渐上升,编码两种酶的基因大部分上调表达。同时检测到8条MDA合成关键基因LOX,磷胁迫下其中7条均有不同程度的上调表达,同时MDA含量也随处理时间逐渐上升。     

水稻生理特性与抗旱性的相关分析及QTL定位

利用籼稻品种IR64和粳稻品种Azucena杂交产生的包含110个加倍单倍体株系的群体,在干旱胁迫和正常水分条件下,连续在2004年和2005年于抽穗期分别测定了叶片水势、相对含水量、叶绿素含量(SPAD值)、游离脯氨酸含量、气孔导度和蒸腾速率,并于成熟期取样,计算抗旱系数。与正常水分状况下相比,干旱胁迫条件下叶片的游离脯氨酸含量的增加达极显著水平,干旱胁迫条件下叶片的相对含水量、水势、叶绿素含量和气孔导度的降低均达显著或极显著水平。相关分析表明,在干旱胁迫条件下,叶片相对含水量、叶片水势与抗旱系数呈显著或极显著正相关。 利用175个RFLP标记构建的遗传连锁图谱分析了与抗旱性相关的叶片生理指标,共检测到与抗旱性相关的6个生理指标的7个加性QTL,31对上位性QTL,其中有2个主效QTL、9对上位性QTL存在环境互作效应。在两种水分条件下检测到的QTL结果有较大差异,说明干旱胁迫对控制与抗旱性相关的叶片生理性状基因的表达有显著的影响。在6个抗旱相关生理指标中,检测到的控制叶片气孔导度和水势的QTL较多,有3个加性QTL和8对上位性QTL控制气孔导度,有8对上位性QTL控制水势。     

玉米芽苗期抗旱性研究进展综述

玉米从播种到出苗这一阶段对水分十分敏感.这一时期土壤水分不足,影响到萌发出苗,给玉米的播种、全苗、壮苗造成了很多困难.近些年来国内外对芽苗期抗旱性与抗旱机理的研究主要有以下几个方面:水分胁迫对玉米种子萌发生理生化反应的伤害;玉米芽苗期抗旱性的评价;玉米芽苗期抗旱性的遗传及育种等.本文对以上研究报道做一综述。     

高温胁迫对玉米关键生育期生理特性和产量的影响研究进展

以气候变暖及极端气候为主要特征的全球气候变化,会对农业生产产生重大影响,甚至威胁全球粮食安全。随着技术进步和社会对粮食需求的改变,玉米已成为中国第一大粮食作物。高温胁迫对玉米生理生化特征及生长发育产生不利影响,导致玉米产量和品质降低。本文对高温胁迫对与产量相关的玉米器官的生理生化影响和不同生育期高温胁迫对玉米生长及产量的影响进行综述。高温胁迫对玉米细胞膜及抗氧化系统、叶片光合作用及相关酶活性、雄穗分支分化及花粉活力、雌穗吐丝及花丝活力、子粒内淀粉合成相关酶活性均有负面影响;不同生育期高温胁迫对产量及产量构成有不同程度影响,玉米生育期对高温胁迫的敏感程度由高到低分别为开花期灌浆期穗期苗期。同一生育期高温胁迫在不同玉米品种间亦有较大差异。     

水分胁迫对黄秋葵生理以及光合特性的影响

设置4个水分胁迫处理(每3 d一次浇水,每7 d一次浇水,每15 d一次浇水和每30 d一次浇水),通过测定黄秋葵幼苗期、花期和收获期农艺性状,产量和产量构成因素、生理生化反应以及光合特性等指标,研究水分胁迫对黄秋葵生长、生理以及光合作用的影响。结果表明,随着水分胁迫程度的增加,各生育期黄秋葵农艺性状、籽粒产量以及产量构成因素均显著降低,重度缺水导致黄秋葵绝收;黄秋葵叶片的净光合速率、气孔导度均随着水分胁迫强度的增加而减少,叶片叶绿素含量随着水分胁迫程度增强,呈现先增加后降低的趋势;黄秋葵的可溶性糖、可溶性蛋白、游离脯氨酸、丙二醛含量均随着水分胁迫强度的增加而增加。     

玉米地方品种耐旱种质的苗期筛选指标研究

以10个玉米地方品种为材料,通过盆栽试验设置干旱胁迫、正常供水2个处理,研究干旱胁迫下玉米地方品种的苗期形态和生理指标。结果表明,干旱胁迫对玉米地方品种幼苗植株形态和生理有不同程度的不利影响,不同玉米地方品种的耐旱性存在明显差异。不同地方品种的同一植株性状和同一地方品种的不同植株性状的耐旱胁迫指数存在差异。侧根数、叶面积、根体积和植株干重可作为玉米地方品种耐旱种质筛选的形态指标,硝酸还原酶活性和丙二醛含量可作为耐旱种质筛选的生理指标。