水稻耐热性遗传调控机理研究进展

水稻虽然是喜温作物,但高温热害对水稻的产量潜力发挥具有显著的负面影响。随着全球气温的变暖,水稻热害频繁发生,培育耐热且产量和品质稳定的水稻新品种已成为当前水稻育种的一个重要目标。本文针对水稻耐热性的分子遗传机理,包括耐热性状QTL定位、耐性基因克隆和育种应用进行综述,为后续水稻耐高温分子育种提供参考。     

喷施钾钙硅制剂改善高温胁迫水稻叶片光合性能提高产量

为探明喷施钾、钙和硅制剂对高温热害下水稻光合作用及产量的调控效应,以水稻品种陵两优268为研究对象,持续3 d对叶片分别喷施22.04 mmol/L KH2PO4溶液(T1)、20.0 mmol/L CaCl2溶液(T2)和2.5 mmol/L Na2Si O3·9H 2O溶液(T3),以喷施蒸馏水为对照(CK),测定了3种制剂预处理后对高温胁迫(日均气温35℃)下水稻剑叶光合、荧光参数和产量的影响,并用隶属函数法综合评价了钾、钙和硅制剂处理的水稻剑叶光合作用抗高温能力。结果表明:喷施钾、钙、硅制剂均能提高高温胁迫下水稻的产量,T1、T2和T3分别比CK增产42.67%、29.70%和20.01%(P0.05)。与CK相比,在高温胁迫处理第5 d和高温结束后的第5 d,喷施钾、钙、硅制剂皆可提高水稻剑叶光饱和点、最大净光合速率(Pmax)(P0.05)、光适应下光系统Ⅱ最大光化学效率(Fv?/Fm?)(P0.05)、光系统Ⅱ实际光化学效率(ΦPSⅡ)和光化学猝灭系数(qP),降低非光化学猝灭系数(non-photochemical quenching coefficient, NPQ)(P0.05),叶片光合活性高;钾、钙、硅制剂对提高水稻剑叶光合性能抗高温的能力大小依次为T1T2T3,以喷施22.04mmol/LKH2PO4溶液效果最好,喷施20.0 mmol/L CaCl2溶液次之。     

玉米花期不同种质资源耐热性鉴定与分析

在大田自然环境下,调查花期常温对照与高温逆境下64份不同玉米种质资源的子粒产量、百粒重、结实率、结实粒数等产量性状。结果表明,高温胁迫导致玉米结实粒数减少,结实率降低,最终导致子粒产量下降,而且种质间的耐热性存在显著差异,且年份对耐热性也有显著影响。利用主成分分析和模糊隶属函数法对所有种质的耐热性进行综合评价,结果表明,子粒产量、结实粒数、结实率及百粒重可作为评价玉米自交系花期耐热性的主要指标。通过聚类分析筛选出5个耐热型自交系NL001、PHPR5、CR14、CLWN240和PF5411-1,可为培育耐热玉米新品种提供新的种质资源。     

云南元江野生稻抽穗开花期耐热QTL定位

利用以籼稻(Oryza sativa ssp. indica) 品种特青为遗传背景的云南元江普通野生稻（O. rufipogon Griff.）(简称“元江普野”)渗入系为材料,调查温室高温胁迫条件下野生稻渗入系和受体亲本特青的结实率,采用单标记回归分析法,共检测到4个抽穗开花期耐热性相关的QTL,分别位于第1、3、8和10染色体。其中位于第1和3染色体上的2个QTL（qHT1和qHT3）,贡献率分别为12%和6%,来自元江普野的等位基因能提高群体的耐热性,分别可增加9.13%和6.71%的结实率。而位于第8、10染色体上的2个QTL（qHT8和qHT10）,贡献率均为6%,来自元江普野的等位基因降低群体的耐热性,加性效应分别为-6.44%和-4.44%。研究结果不仅为耐热水稻品种的分子标记辅助育种提供参考,而且充分显示了利用野生稻的优异基因改良栽培稻抗逆性状的巨大潜力。     

中印南瓜自交系田间耐热特性鉴定研究

随着我国平均气温逐年的升高,高温发生时间前移,持续时间延长,南瓜定植之后极易遭受高温胁迫。建立南瓜田间早期耐热性鉴定方法,对品种进行耐热性评价筛选,是缓解高温热害胁迫经济有效的措施。本试验以中国南瓜×印度南瓜自交系为试验材料,在自然高温环境下,通过比较植株两叶一心期、五叶一心期、团棵期和伸蔓期4个时期的单株叶片萎蔫程度,计算株系热害指数,经过多重比较,确定南瓜热胁迫的敏感时期,建立南瓜田间早期耐热鉴定方法。利用供试材料的单瓜种子数目,检验田间评价的准确性。结果表明,南瓜团棵期的热害指数变异系数最大,是南瓜植株对高温胁迫的敏感时期。利用田间热害指数和单瓜种子数目2个指标可综合判断中印南瓜自交系的耐热特性。     

基于热胁迫对杜鹃叶片生理生化影响的耐热性评价

对9个不同品种杜鹃花的耐热性进行综合评价,以期为耐热杜鹃品种选育提供理论依据。通过综合隶属函数值评定的耐热性强弱顺序为‘石岩’‘琉球红’‘白丹麦’‘天章’‘大青莲’‘春诗’‘粉五宝’‘御代之荣’‘霞红’。     

鸡胚胎期间热操作对耐热性产生影响

为了解孵化温度的调节对耐热性改善的影响,以色列和美国的科研人员在鸡胚的甲状腺和肾上腺轴发育时期进行热处理,以了解上市日龄的肉鸡是否具有抵抗急性热应激的潜力进行了研究。他们将7日胚龄的科宝肉鸡鸡胚在气温为39．5℃,相对湿度为65％的环境下持续处理24h或者间歇处理12h直到16日胚龄。     

植酸酶耐热性评价方法的研究

制粒对植酸酶活性的影响一直是限制植酸酶进一步推广应用的重要因素,针对这一问题,目前解决的方法有提高植酸酶添加量、包被技术、采用液体植酸酶制粒后喷涂技术、通过微生物菌株遗传改良开发耐高温植酸酶产品等.     

基于DNA池重测序技术的肉兔HSFs基因多态性分析

实验旨在研究肉兔热休克因子(HSFs)基因的遗传多态性并寻找耐热性相关分子标记。基于DNA池重测序技术获得SNPs数据,筛选HSF1(SNP1～SNP3)及HSF4(SNP4)上所有的错义突变,利用直接测序法对齐卡巨型兔、齐兴肉兔、加利福尼亚兔、四川白兔以及闽西南黑兔5个肉兔品种(系)共150个个体进行基因分型。结果发现:SNP1和SNP2完全连锁,SNP3呈假阳性,SNP1、SNP2及SNP4的遗传变异处于中等水平,且在群体间分布差异显著(P<0.05)或极显著(P<0.01);SNP1的GG型与单倍型H3的分布与群体间耐热性能的高低一致,其中耐热性最好的四川白兔和闽西南黑兔在SNP1上为GG纯合体、优势单倍型为H3,耐热性次之的齐兴肉兔和加利福尼亚兔的优势基因型和单倍型分别为GG和H3,而耐热性最差的齐卡巨型兔则分别为GA和H2。以上结果表明,HSF1基因SNP1上的GG型及单倍型H3可能是肉兔重要的耐热分子标记。