Marker‐assisted breeding for improvement of anaerobic germination in japonica rice (Oryza sativa)

Direct seeding is increasingly being practiced in rice cultivation areas because it saves labour and reduces cost of production and management. In this study, four japonica‐type breeding lines were developed from a cross of a japonica cultivar and an AG‐tolerant donor, KHO, using marker‐assisted selection. Validation of the target genes AG1 and AG2 in the selected lines was examined by PCR analysis and the background recovery rate by the recurrent parent was confirmed by genotyping using a 6K SNP chip. Compared to the recurrent, the survival rates of the selected lines were improved in a range from 33% to 115% in three conditions; in particular, the survival rate was increased in more than twice that of the recurrent parent under the hypoxic condition. The main agronomic trait, yield and quality‐related traits were similar to those of the recurrent parent. The use of these lines will contribute to the expansion of the cultivation area due to the proven economic benefits of direct seeding in Korea.     

盐胁迫对膜荚黄芪种子萌发的影响

为了保护并开发膜荚黄芪,同时改良盐碱地,研究了3种不同盐（中性盐NaCl、碱性盐Na₂CO₃和复盐）对膜荚黄芪种子发芽率、发芽势、抗氧化酶活性、丙二醛含量、可溶性蛋白质含量和相对电导率的影响。结果表明,不同盐胁迫对膜荚黄芪种子的影响不同,随着盐浓度的增加,黄芪种子的发芽率和发芽势逐渐降低;低浓度的NaCl和复盐可提高抗氧化酶活性,Na₂CO₃处理随着其浓度增加对抗氧化酶活性的抑制作用增强;各处理均增大了丙二醛含量和相对电导率;NaCl和复盐处理降低了膜荚黄芪种子可溶性蛋白含量,Na₂CO₃处理的可溶性蛋白含量随盐浓度增加而增加,综合各项指标可得同等盐浓度条件下胁迫作用由强到弱为Na₂CO₃>NaCl>复盐。     

起垄高度对黑果枸杞生长及生理特性的影响

为了探究低洼盐碱地的合理利用方式，以黑果枸杞为试验材料，设置不起垄（对照，H1）、起垄20 cm(H2)、起垄40 cm(H3)共3个栽培处理，研究不同起垄高度对黑果枸杞生长和抗逆生理指标的影响。结果表明：起垄处理的土壤全盐含量显著高于不起垄处理。起垄处理的植株枝长和叶面积显著高于不起垄处理；叶绿素含量除8月份外，其他时期均显著高于对照。可溶性糖含量不同时期的变化幅度较小。脯氨酸含量仅在后期大幅上升，其中H2处理显著高于对照。在8月份时起垄处理的叶片K+含量显著高于H1处理，10月份时则呈相反趋势；Na+含量则一直呈现出起垄处理显著低于对照的趋势。总的来看，起垄种植黑果枸杞更有优势，起垄处理虽增加了土壤盐分含量，但对黑果枸杞生长的影响较小，而相对降低的地下水位埋深对黑果枸杞的生长影响更大，研究结果对低洼盐碱地黑果枸杞的规范化栽培具有一定的理论指导意义。     

异源表达玉米ZmC3H54基因增强水稻的耐旱性

CCCH锌指蛋白是一类重要的转录调控因子。从玉米中分离得到一个受干旱和ABA诱导表达的CCCH型锌指蛋白基因ZmC3H54，通过构建过量表达载体并转化水稻来进一步研究其功能。 与对照组相比，转基因植株在干旱胁迫处理下具有更高的相对含水量与存活率以及较低的相对电导率，表明过量表达ZmC3H54基因可以提高转基因水稻的耐旱性。此外，转基因水稻幼苗对外源ABA敏感性更高。以上结果表明玉米ZmC3H54基因可能是通过ABA信号通路调控植物对干旱的耐受性。     

利用SOM聚类分析及主成分分析方法鉴定小麦品种萌发期耐盐性

为了研究不同小麦品种萌发期的耐盐性,为小麦萌发期耐盐性鉴定提供快速、准确的鉴定方法和理论依据。本研究以40个冬小麦品种为试验材料,通过主成分分析法(PCA)与神经网络自组织映射(SOM)聚类分析法,研究盐胁迫对40个小麦品种萌发期各项形态指标的影响。主成分分析法结果表明,发芽势、发芽率、最长根长、第一片叶长及胚芽鞘长在PCA下载荷量最大;根据SOM聚类分析结果,‘德抗961’等4个小麦品种属于高度耐盐品种,‘济麦22’等14个小麦品种属于耐盐性品种,‘济麦20’等16个品种属于中等耐盐性品种,‘鲁麦21’等6个小麦品种属于盐敏感性品种。发芽势、发芽率、最长根长、第一片叶长、胚芽鞘长能够作为萌发期小麦耐盐性筛选的主要评价指标,并且结合主成分、SOM聚类分析方法进行小麦萌发期耐盐性鉴定更为科学、方便。     

植物内生肠杆菌对狗牙根耐盐性的调控研究

以从海滨雀稗中分离得到的内生肠杆菌为材料，采用种子萌发与盆栽试验两种方式研究植物内生细菌对狗牙根耐盐性的影响。通过对狗牙根种子和幼苗接种单一内生细菌和混合内生细菌，并测定种子发芽率、苗长、根长、生物量等生长指标与叶绿素含量、相对含水量、相对电导率和叶片中钠离子、钾离子的含量综合评价植物内生细菌对狗牙根耐盐能力的调控。结果表明，在150 mmol·L^-1盐胁迫下处理14 d后，接种混合菌液B3014比接种单一菌液B30更能提升狗牙根种子的萌发率、对盐胁迫下胚根及胚芽长度的增长也较显著（P<0.05）。在成坪期，与空白对照相比，接种内生细菌可以提升200 mmol·L^-1盐胁迫下狗牙根的成坪质量，增加地上、地下生物量的积累、苗长与根长生长量，并提升植株叶绿素含量与叶片相对含水量，降低细胞膜破损程度。在接种内生细菌处理中，接种混合菌液B3014可以使狗牙根在盐胁迫下受到的损伤显著低于（P<0.05）接种单一菌液B30。与此同时，接种混合菌液B3014对狗牙根叶片中钠离子含量降低程度高于接种单一菌液B30，同样，接种混合菌液B3014也能更好地积累盐胁迫下狗牙根叶片内钾离子含量，增加盐胁迫下狗牙根的耐盐能力。因此，接种混合菌液B3014对盐胁迫下狗牙根种子的萌发和成坪后的耐盐能力的提升高于接种单一菌液B30。探讨植物内生细菌对狗牙根耐盐能力的调控，为提高草坪草在盐碱环境中的应用提供了新思路。     

耐盐抗旱优质高产棉花新品种‘衡棉1670’的选育研究

抗逆优质丰产棉花新品种的培育及应用是当前棉花生产节水提质增效的关键。‘衡棉1670’是河北省农林科学院旱作农业研究所以中早熟陆地棉品种资源材料‘衡棉210’为母本,以‘衡棉4号’为父本杂交,后代多年南繁北育,经旱棚盐池鉴定选择,在枯黄萎病混生重病地、不防治棉铃虫的高压胁迫下,经过多年连续定向选择育成。其突出表现为抗枯黄萎病、丰产优质、耐盐抗旱节水,适宜在河北省及黄河流域同类生态春播棉区推广种植,2019年8月通过河北省农作物品种审定委员会审定（审定编号为冀审棉20190013）。     

Integrated Evaluation and the Physiological and Biochemical Responses of Semi-Wild Cotton under Complex Salt-Alkali Stress

[Objective] The genetic diversity of semi-wild cotton was abundant, so more new elite resistant genes could be found and applied to improve the resistance of cotton. The aim of this study was to primarily study on the regulation of response to salt-alkali stress, explore the method of integrated evaluation and characterize the resistance of semi-wild cotton. [Method] Four semi-wild and two cultivated Gossypium hirsutum accessions were evaluated for phonotypical, physiological and biochemical traits under alkali-salt versus normal conditions in hydroponic solutions. The alkali-salt tolerance was determined based on principal component analysis, cluster analysis, correlation analysis, grey rational analysis and analysis of variance. [Result] On the basis of the overall results, the alkali-salt stress tolerance of the six accessions was ranked as: Marie-galante85 > Latifolium32 > CRI16 > CRI12 > Latifolium40 > Latifolium130. Roots were found to be the most important responsive systems to complex alkali-salt stress. At seedling growth stage, the active scavenging system played a crucial role in response to alkali-salt stress. In addition, the salt tolerant and salt sensitive accessions showed different response tends towards leaf peroxidase, root ascorbate peroxidase and root catalase within 48 h, suggesting the accessions have different levels of response to salt stress. [Conclusion]Our study identified the most alkali-salt tolerant accessions and provided basic concept of complex alkali-salt tolerance mechanism within cotton accessions. And, our study provided a simple and rapid, highly accurate and precise method for evaluating salt resistance of cotton, and proved that the balance of ROS system play an important role in response to salt-alkali stress. Hence, mining of salt tolerant genes from these accessions may facilitate the development of novel salt tolerant variety.     

基于主成分和隶属函数分析的高粱品种耐深播性综合评价

采用盆栽试验,分别设置1、3、5、7 cm播深,对34个高粱品种在不同播深下的出苗率、幼苗形态和幼苗干物质量进行分析,筛选耐深播性鉴定指标,综合评价高粱品种的耐深播性。研究结果表明,随着播种深度的加大,出苗率、苗长、根长、根数和苗重均呈下降趋势,3、5、7 cm与1 cm播深上述指标测定值的比值分别为0.84～0.60、0.96～0.75、0.83～0.53、0.88～0.64和0.95～0.85;中胚轴长、根重和根冠比呈上升趋势,3、5、7 cm与1 cm播深上述指标测定值的比值为1.52～3.30、1.10～1.25和1.17～1.50;胚芽鞘长在播深间差异不显著。主成分分析结果表明,前4个主成分的累积方差贡献率为77.647%,相对根冠比、相对根长、相对中胚轴长和相对出苗率载荷量最大,将其作为高粱耐深播性筛选的主要指标并计算隶属函数值。根据隶属函数值对高粱品种进行聚类分析,结果显示,34个高粱品种可聚为3类,晋粱白2号等11个品种为耐深播品种,红青壳等14个品种为中等耐深播品种,吉品609等9个品种为深播敏感品种。品种间耐深播性差异明显,杂交种较常规种耐深播性强。     

不同生育时期低温胁迫对水稻保护酶的影响

通过吉林省内外优质水稻品种为材料，分别在苗期、分蘖期、减数分裂期、灌浆成熟期进行低 温胁迫处理，并进行其生理特性研究。结果表明，低温胁迫下水稻的CAT、POD、SOD 酶活性均有所 增高，其中部分品种的SOD 酶活性整体较强，在各个时期均有所增幅，而CAT 和POD 酶活性在不同 时期存在品种差异，且分蘖期大部分品种的三种保护酶均有明显提升。本试验材料中，不同时期低温 胁迫下，通系935、龙稻18、吉粳816、绥粳14、延粳22、通35 的整体酶活性在各个时期表现优异，优于 其余品种。