干旱耐性差异玉米自交系叶面泡状细胞特性分析

以6种不同干旱耐性玉米自交系为研究对象,开展不同自交系苗期干旱耐性、泡状细胞特性及干旱胁迫后泡状细胞形变等研究,揭示泡状细胞与干旱胁迫耐性差异玉米自交系干旱胁迫前后的特性及反应的关联性,在细胞水平上探索重要农作物干旱胁迫反应机制。结果表明,玉米自交系B73、PH4CV、HiC对干旱胁迫较为敏感,Mo17干旱耐性较强,Zong31、Z58次之。泡状细胞切片显示,叶片表皮泡状细胞簇数随自交系干旱耐性增强而增多,每簇泡状细胞数量随自交系干旱耐性增强而减少。干旱处理后,泡状细胞发生明显形变,自交系泡状细胞形变程度与其干旱耐性、叶片萎蔫程度、红外热成像、组织含水量和膜脂氧化产物MDA(Malondialdehyde)积累等胁迫反应特征呈对应关系,表明玉米叶片泡状细胞在调节植物干旱胁迫反应中发挥重要作用。     

干旱胁迫对大豆生理指标的影响

研究了不同生育时期干旱胁迫对大豆各生育时期生理指标的影响,采用胁迫系数与灰色关联度分析相结合的方法,对12个大豆品种抗旱性进行综合评价.结果表明:12个大豆品种在干旱胁迫下,叶片相对含水量(RWC)均下降,可溶性糖含量(WSS)升高,游离脯氨酸(Pro)含量逐渐增加,丙二醛(MDA)含量多数逐渐增加,过氧化物酶(POD...     

干旱胁迫对入侵植物假臭草幼苗生长和生理生态指标的影响

在控水条件下,研究干旱胁迫对入侵植物假臭草幼苗生长和生理生态指标的影响.结果表明,假臭草在干旱胁迫下,幼苗生长受到抑制;幼苗叶片的净光合速率、蒸腾速率均随着土壤含水量的减少而降低;体内的丙二醛(MDA)、脯氨酸(Pro)、叶绿素含量均发生了不同程度的变化.表明假臭草体内存有抗旱的机制,能够适应多种生境,这可能是其成为人侵植物的原因之一.     

玉米自交系苗期耐旱性差异分析

在水分胁迫下,研究了18份玉米自交系苗期的植株性状表现.9份耐旱系(313、旱23、中自01、C8065、52106、自330、X178、P138和HC)的叶面积指数和叶片相对含水量较高,光合能力和干物质积累强,耐旱系数较大,胁迫解除后植株恢复生长.9份耐旱性较差的自交系(魯原92、豫12、中黄204、B73、金黄96B、S7913、S37、郑22和综31)随着胁迫强度增大,叶面积指数和叶片相对含水量迅速降低,光合能力和干物质积累减少,复水后植株不能恢复生长.叶片相对含水量和耐旱系数是玉米苗期耐旱性的重要特征.随胁迫增强,耐旱性强的自交系叶片相对含水量和耐旱系数明显大于耐旱性弱的自交系.研究结果为苗期玉米耐旱种质筛选和改良提供了初步信息。     

干旱对玉米自交系叶片叶绿素荧光特性的影响

以玉米自交系郑58(抗旱性强)和丹340(抗旱性弱)为材料,采用盆栽控水试验,设置中度干旱和正常灌水处理,研究干旱胁迫对玉米自交系苗期、抽雄吐丝期和灌浆期叶片叶绿素荧光指标的影响。结果表明,不同生育时期,玉米自交系叶片光系统Ⅱ(PSⅡ)的最大荧光(Fm)、原初最大光能利用效率(Fv/Fm)、潜在光化学效率(Fv/F0)、有效光化学量子产量(Fv’/Fm’)、实际光化学量子效率(ΦPSⅡ)和光化学猝灭系数(q P)均随干旱胁迫的加剧而下降;初始荧光(F0)和非光化学猝灭系数(q N)均随干旱胁迫的加剧而升高。与丹340相比,郑58的Fm、Fv/Fm、Fv/F0、Fv’/Fm’降幅均相对较小。不同时期干旱胁迫下,郑58的Fm、Fv/Fm、Fv/F0、Fv’/Fm’、ΦPSⅡ和q P均高于丹340。与丹340相比,干旱胁迫下,郑58光系统Ⅱ具有较高的光能转化和利用效率、实际光化学量子效率和有效光化学量子产量,通过调节碳同化能力和激发能利用效率,有效地耗散过剩光能减轻光抑制,保护光合机构,维持较高的光合性能。光系统Ⅱ中Fm、Fv/Fm和Fv/F0可以用来鉴定玉米自交系抗旱性。     

干旱胁迫对剑麻幼苗生理生化的影响

以剑麻(H·11648)幼苗为材料,采用盆栽试验的方法,研究了剑麻对干旱胁迫的生理响应.试验对剑麻幼苗进行干旱胁迫处理,每隔15d测定叶片相对含水量(RWC)、相对电导率(REC)、丙二醛(MDA)、过氧化物酶(POD)、脯氨酸(Pro)和根系活力(TTC)的变化,共处理90d.结果表明,随着干旱胁迫时间的增加,叶片含水量有所下降,下降最大幅度为8.64%,而相对电导率、丙二醛含量和脯氨酸含量却明显上升,最大增幅分别为86.22%,80%和41.54%,过氧化物酶活性和根系活力则呈现先上升后下降的趋势,峰值分别为1326.33u/g.Fw和2.66g/g.h.     

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。     

干旱胁迫下热带和温带玉米种质的生理及转录组分析

通过分析热带和温带玉米自交系干旱胁迫下的苗期生理和转录组数据,阐明不同玉米种质对干旱胁迫的生理和分子响应机制。结果表明,干旱胁迫下4个自交系的过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)活性以及丙二醛(MDA)、可溶性糖和可溶性蛋白质含量上升,叶绿素含量和4个叶绿素荧光参数值(F_v/F_o、F_v/F_m、Φ_PSII和Q_P)下降,温带玉米自交系较热带自交系的变化幅度更大。4个自交系在对照(CK)和干旱处理条件下的过滤后序列数(Clean reads)变幅为44560000~52580000条,4个自交系干旱胁迫下共有20126个差异表达基因(DEGs),21个基因本体项(GO terms)的相关基因高度富集。此外,热带和温带玉米自交系对干旱存在生理和分子响应差异,热带玉米种质的耐旱性高于温带玉米种质,可在热带种质中筛选耐旱玉米种质。     

圆叶决明辐射选育新品系86134R1的抗旱生理

以闽引圆叶决明(Chamaecrista rotundifolia)CPI86134及其辐射选育新品系86134R1为材料,采用盆栽控水试验的方法,研究干旱胁迫对其叶片若干生理指标的影响.结果表明:随着干旱胁迫程度的加重和胁迫时间的延长,圆叶决明的叶片保水力和脯氨酸含量呈上升趋势,叶片相对含水量和叶绿素含量呈下降趋势:而可溶性蛋白质含量随干旱胁迫程度的加重而升高,随胁迫时间的延长而降低.通过对干旱胁迫下CPI86134与86134R1几项抗旱生理指标的比较,显示辐射选育新品系86134R1比CPI86134具有更好的耐旱性.     

干旱对两种金花茶幼苗抗氧化能力及渗透物质含量的影响

以龙州和显脉两种金花茶幼苗为材料,通过缺水方式进行干旱胁迫处理,以探讨金花茶幼苗抗氧化能力以及渗透含量变化对干旱胁迫的响应.结果表明:(1)随着干旱胁迫时间的延长,金花茶幼苗叶片的相对含水量、叶绿素含量逐渐减少,但相对电导率、H202、MDA、可溶性总糖、脯氨酸的含量却逐渐升高；叶片的抗氧化酶SOD、CAT活性呈先升后降的趋势.(2)干旱胁迫下,与显脉金花茶相比,龙州金花茶的叶绿素含量和抗氧化酶活性较高,其叶片的相对电导率、H202和MDA积累量低于显脉金花茶.说明叶片的高活性的抗氧化能力和渗透物质含量的增加促进龙州金花茶叶片的保水能力,减轻干旱胁迫伤害.     

过量表达拟南芥GPX3基因提高玉米苗期抗旱性研究

通过农杆菌介导法将拟南芥抗旱基因AtGPX3导入玉米自交系郑58中,用PCR和RT-PCR法对转化玉米进行检测,在水分胁迫下对T₁代转基因玉米和非转基因玉米进行抗旱性分析。结果表明,共得到56株转化苗,检测获得9个株系的30株T₀代转基因阳性植株,抗性植株阳性率为53.6%。RT-PCR检测表明,T₁代有6个株系为稳定遗传阳性株系,并且AtGPX3基因在转基因玉米中表达量大幅度提高。耐旱性分析表明,非胁迫条件下,非转基因和转基因株系中游离脯氨酸（Pro）和丙二醛（MDA）的含量基本无显著差异。在干旱胁迫条件下,转基因玉米叶片的Pro含量高于非转基因玉米,比非转基因株系提高了46.2%;MDA含量低于非转基因玉米,比非转基因玉米下降了34%。通过导入AtGPX3基因,可以提高玉米苗期的耐旱性。     

玉米自交系不同生育期的抗旱性鉴定及生理响应机制研究

以17份黄淮海常用骨干系及自选系为材料,不同生育期进行干旱胁迫,筛选抗旱性强的玉米种植资源,并探讨其抗旱的生理机制。方差分析表明,与正常水分相比,胁迫后的抽雄至散粉间隔未达显著水平,但ASI间隔达显著水平;不同生育期自交系的叶绿素含量、Fv/Fm和Fv/Fo均下降,SOD和POD活性均提高,但不同自交系下降或上升的幅度不同,且不同自交系间、胁迫与对照间指标差异及两因素交互作用均达极显著水平。灰色关联度表明,POD活性无论是拔节期还是抽雄期都与ASI关联度很高,可作为筛选抗旱型材料的一个重要指标。模糊隶属函数法鉴定出超4F、郑36、CIMBL12、郑63、HCL645、郑6611和PH6WC在两个生育期均属于抗旱型自交系,其中,超4F、郑36和郑63拔节期和抽雄期干旱胁迫后,ASI增大幅度较小,叶绿素含量、叶绿素荧光参数Fv/Fm和Fv/Fo抗旱指数均较高,说明这3个自交系遭受干旱胁迫时主要通过调节光合系统这种机制来提高抗旱性。     

不同种质基础玉米材料诱导效率及加倍效率研究

以不同类群骨干自交系PH4CV、Mo17、PH6WC、郑58、D299、H29、丹黄34、丹598、昌7-2和S121为基础试材,按照群内和群间杂交共组配15个基础群体,分别形成F₁、F₂、F₃和F₄共4个自交世代,研究其单倍体诱导率和加倍率。利用高频诱导系丹诱3号对骨干自交系和不同遗传基础的自交后代进行单倍体诱导,利用浓度为0.06%的秋水仙素对各世代单倍体子粒进行加倍处理。结果表明,不同种质类群自交系间诱导率存在显著差异,以Lancaster群代表系PH4CV、Mo17和Reid群代表系PH6WC、郑58诱导率较高。高诱导率类群通过群内和群间组配基础试材,同样具有较高的诱导率,同时利用杂种优势提升了LRC、SPT和PB群骨干系的诱导率。诱导率随着自交世代增加而显著降低,在F₂世代加倍效果最好。     

玉米杂交种四单19及其双亲耐盐碱性差异分析

以玉米杂交种四单19及其双亲444和Mo17为试材,在Na2CO3溶液(25 mmol/L)和NaCl溶液(100 mmol/L)胁迫下,进行种子萌发和苗期胁迫试验,测定发芽率、相对电导率、脯氨酸含量、超氧化物歧化酶活性、丙二醛含量等生理生化指标,比较杂交种与双亲自交系之间的耐盐碱差异。结果表明,Na_2CO_3对于质膜透性的伤害程度大于NaCl,发芽率(GP)、相对电导率(RC)、超氧化物歧化酶活性(SOD)、丙二醛含量(MDA)、脯氨酸含量(Pro)等指标均可用于玉米耐盐碱筛选鉴定。玉米杂交种四单19及其双亲自交系的耐盐碱性强弱依次为四单19444Mo17,杂交种的耐盐碱性优于自交系。     

The potential of nitric oxide for reducing oxidative damage induced by drought stress in two turfgrass species,creeping bentgrass and tall fescue

Drought stress is a major factor‐limiting grass growth. The production of reactive oxygen species (ROS) increases under stress conditions and causes cell oxidative damage. This study investigated the effect of sodium nitroprusside [a nitric oxide (NO) donor] treatment on drought stress in two turfgrass species, creeping bentgrass and tall fescue. Physiological characteristics such as relative water content (RWC), ion leakage, chlorophyll and proline content, and activity of superoxide dismutase (SOD), ascorbate peroxidase (APX) and catalase (CAT) were evaluated after 40 d drought stress and in the recovery stage. Results showed that nitric oxide (NO) treatment, especially 150 μm , could maintain significantly higher RWC and reduce ion leakage under drought stress conditions in both species. Furthermore, both turfgrass species showed higher chlorophyll and proline content after drought stress period when sprayed with NO, while chlorophyll and proline content of control plants declined. Drought stress significantly reduced SOD and APX activity, while NO treatment induced higher SOD and APX activity under drought conditions. After recovery, leaf RWC returned to the control level; however, NO‐sprayed plants showed higher RWC compared to controls. Both turfgrass species exhibited lower chlorophyll content at the recovery stage when exposed to severe drought stress, and NO application increased chlorophyll content compared to controls. No significant differences were found between NO treatment and control plants for proline and SOD activity, but APX activity of NO‐sprayed plants was higher than in the control plants. These results suggest that foliar application of NO may alleviate drought stress in turfgrass by maintaining membrane stability and inducing antioxidant enzyme activity.     

高光、水分和盐胁迫下小麦光合特性和抗氧化酶系统的比较

为了解植物光合机构及抗氧化酶系统对高光、水分及盐胁迫的适应机制,比较分析了光强1 800 μmol·m^-2·s^-1、20% 聚乙二醇（PEG-6000）和0.3 mol·L^-1 NaCl处理下小麦叶绿素荧光以及抗氧化酶活性的变化。结果表明,与对照相比,高光胁迫、水分胁迫和盐胁迫下小麦叶片相对含水量、总蛋白含量以及叶绿素含量均下降,以水分胁迫效应最显著,盐胁迫次之。三种胁迫均显著降低了小麦叶片的光合速率、气孔导度、蒸腾速率、PSII最大光化学效率（F_v/F_m）及电子传递率（ETR）,而显著增加胞间CO₂浓度、非光化学淬灭（NPQ）、脯氨酸及可溶性糖含量,也以水分胁迫效应最显著。三种胁迫下小麦叶片内的超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）及过氧化氢酶（CAT）活性随胁迫时间的延长呈现不同的变化趋势。其中,SOD活性在三种胁迫下均呈先升后降的趋势;POD活性在高光和水分胁迫下先升后降,而在盐胁迫下呈上升趋势;CAT活性在高光和盐胁迫下呈上升趋势,而在水分胁迫下呈下降趋势。以上结果表明,在三种环境胁迫中,水分胁迫给小麦带来的伤害最严重,盐胁迫次之,高光胁迫最轻。 此外,小麦抗氧化酶系统在高光胁迫、水分胁迫及盐胁迫下应答机制不同。     

Genetic analysis of early-maturing maize (Zea Mays L.) inbred lines under stress and nonstress conditions

Early-maturing maize (Zea Mays L.) germplasm developed from diverse sources has the potential for use in developing maize hybrids suitable for increasing maize production in the dry ecologies of eastern Africa. A diallel study was conducted to estimate general combining ability (GCA) of 12 early-maturing maize inbred lines, identify potential single-cross hybrids for use as parents, assess genetic diversity among the inbred lines, and relate genetic distance to specific combining ability (SCA) and hybrid performance. Sixty-six F₁ diallel hybrids were evaluated under optimal and drought stress conditions at four locations in Kenya and Uganda. The parental inbred lines were genotyped using 94 single nucleotide polymorphism (SNP) markers. Additive gene action was more important than nonadditive gene action for inheritance of grain yield (GY) under optimal conditions. However, nonadditive gene effects were more important in the inheritance of GY under drought and across all environments. Inbred lines CKL0722, VL058014, and CZL0724 were among the best with positive GCA effects for GY across both optimal and drought stress conditions. The correlation between SCA and both genetic distance and F₁ GY was significant under both drought stress and across all environments. Inbred lines with desirable GCA effects for GY and other agronomic traits and hybrids with good performance under both optimal and drought stress conditions are potential parents for development of various types of high-yielding, stress-tolerant, and early-maturing hybrids.     

水分胁迫下甘薯的生理变化与抗旱性的关系

用不同浓度的ＰＥＧ对甘薯进行了根际水分胁迫处理,研究叶片相对含水量（ＲＷＣ）,丙二醛（ＭＤＡ）含量,超氧物歧化酶（ＳＯＤ）活性及游离脯氨酸（Ｐｒｏ）含量的变化与品种抗旱性的关系。结果表明,在一定范围内,随着水分胁迫的加剧,甘薯叶片ＲＷＣ逐渐降低,ＭＤＡ含量ＳＯＤ活性及Ｐｒｏ含量逐渐升高。水分胁迫下生理指标的变化与品种抗旱性间有较好的一致关系。     

外源丙三醇对干旱胁迫下玉米幼苗抗逆调控作用

以郑单958幼苗为试验材料，设置空白对照(CK)、正常水分条件下1 mmol/L丙三醇(Gly)处理玉米幼苗叶片、20%聚乙二醇(PEG-6000)模拟干旱胁迫(PEG)、20%聚乙二醇模拟干旱胁迫+1 mmol/L丙三醇(PEG+Gly)处理玉米幼苗叶片4个处理展开试验。结果表明，干旱胁迫下外源施用1 mmol/L丙三醇能显著提高叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性；丙二醛(MDA)和过氧化氢(H₂O₂)积累减少；最大光量子效率(F_v/F_m)和光系统Ⅱ潜在活性(F_v/F_o)显著提高，玉米幼苗叶片的净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)和蒸腾速率(T_r)、相对含水率及生长指标均显著提高，胞间CO₂浓度(C_i)降低。因此，外源施用丙三醇能通过降低叶片的氧化损伤和提高细胞保水能力来改善...