不同小麦抗旱品种种子萌发的根系特征及其与主要激素含量的关系

为探究不同抗旱性小麦品种抗旱萌发的根系生长特征及其与主要激素含量的关系,以抗旱性较强的晋麦47和抗旱性较弱的矮抗58为材料,研究了正常和干旱(15%PEG)水分条件下小麦萌发期最长根长、根质量、总根长、根系总表面积等形态指标,以及根系中生长素(IAA)、细胞分裂素(CTK)、脱落酸(ABA)、赤霉素(GA)、乙烯(ETH)等激素含量的变化。结果表明,干旱胁迫下,与对照相比,晋麦47的最长根长增加(增幅为25.82%),矮抗58的最长根长减小(降幅为8.09%);两品种的根质量、总根长、根系总表面积、根系总体积均降低,且晋麦47的降幅均小于矮抗58;两品种根系中IAA含量、ABA含量、CTK含量、ETH含量均增加,且晋麦47的增幅均大于矮抗58;而GA含量均降低,且晋麦47的降幅大于矮抗58。这些结果说明,干旱条件下抗旱性强的小麦品种具有较长的最长根长,且与IAA,ABA,CTK,ETH的含量增加有关。     

小麦miR164及其靶基因NAC的克隆与表达载体构建

miRNA对植物的生长发育及逆境适应起到重要的调控作用。为探究miR164基因的功能及其参与胁迫的响应机制,我们首先检测了小麦miR164及其靶基因NAC2D在受到内质网胁迫后表达水平的变化,并通过克隆miR164及NAC家族的几个基因(NAC6A,NAC2D,NAC8,NAC1),分别构建其表达载体。分析表明:miR164与NAC2D在受到内质网胁迫诱导剂二硫苏糖醇(DTT)处理后,miR164上调表达,NAC2D下调表达,而经内质网胁迫缓解剂熊去氧胆酸(UDCA)处理后,两基因表达水平变化呈现出相反的趋势,表明miR164可能参与小麦幼苗内质网胁迫响应的调控。进而我们对NAC家族的几个基因分别进行克隆,并成功构建了它们的植物表达载体,为进一步探索miR164的功能及其调控机制提供了重要基础。     

PEG-6000模拟干旱胁迫下不同基因型 小麦品种萌发期抗旱性的综合鉴定

为了研究不同基因型小麦品种萌发期的抗旱性,以20个小麦品种为材料,采用质量分数为20%的PEG-6000溶液处理模拟干旱胁迫,测定了芽长、主胚根长、芽鲜质量、根鲜质量、发芽率、发芽势、发芽指数和萌发抗旱指数等指标,通过主成分分析和综合评价值(F值)法对供试材料的抗旱性进行综合评价,并通过测定相关生理指标对评价结果进行了验证。结果表明,PEG-6000胁迫处理后的芽长、主胚根长、芽鲜质量、根鲜质量、发芽率、发芽势、发芽指数均受到抑制,但不同品种的降幅存在显著差异。主成分分析表明,晋麦47、运旱618、长治6406、石4185和旱选10号抗旱性明显强于F值较低的京冬18、石家庄4号、石优20、郑麦366和郑麦9023。相关生理指标测定结果表明,F值较高的晋麦47、运旱618和长治6406的抗旱性要显著高于F值较低的京冬、石家庄4号和郑麦366。这说明基于形态指标的综合评价值法可以有效地对小麦萌发期抗旱性进行鉴定,供试材料中抗旱性较强的品种有:晋麦47、运旱618、长治6406、石4185和旱选10号,抗旱性较差的品种有:京冬18、石家庄4号、石优20、郑麦9023和郑麦366。     

盐胁迫对不同小麦品种幼苗性状的影响

采用150 mmol/L NaCl胁迫处理6种不同基因型小麦,研究其对小麦幼苗性状的影响.结果表明,盐胁迫处理对小麦幼苗地上部性状的影响大于对根系性状的影响,不同苗期性状受盐胁迫处理影响程度由大到小为:苗长、地上部鲜重、地上部干重、最长根长、根系干重、根系鲜重.6个供试小麦品种中,埃及红和中国春对盐胁迫最为敏感,而莱州953和京411的抗盐性相对较强.     

水分胁迫对小麦幼苗中活性氧与细胞死亡的影响

【目的】研究水分胁迫迫对抗旱与干旱敏感型小麦幼苗叶片活性氧与细胞死亡的影响。【方法】本实验选用2个耐旱性差异显著的小麦品种为材料,分析水分胁迫对小麦幼苗中脯氨酸含量、活性氧水平和细胞死亡程度等指标的影响。【结果】水分胁迫对旱选10号的叶片含水量、叶片渗透势和生物量影响相对较小,其下降幅度均低于郑引1号;叶片中脯氨酸(Pro)含量和根系活力的上升幅度则显著高于郑引1号;而叶片中丙二醛(MDA)含量和相对电导率上升幅度显著低于郑引1号。水分胁迫下,旱选10号叶片与根尖部位的H_2O_2含量、O~-_2水平及细胞死亡率也显著低于郑引1号。【结论】说明在水分胁迫下,旱选10号可以通过减缓体内活性氧积累,增加脯氨酸含量与根系活力和降低细胞死亡程度,从而增强了其对胁迫的耐受能力。     

低磷胁迫对不同基因型小麦品种苗期性状的影响

为研究低磷胁迫对小麦苗期性状的影响,在对照(200 μmol/L KH2PO4)和低磷(5 μmol/L KH2PO4)条件下比较了6个不同基因型小麦品种苗期性状指标。结果表明,小麦根系和地上部对低磷胁迫的反应不同,低磷诱导小麦根系伸长,根系生物量（根鲜重和根干重）增加,供试的6个小麦品种在低磷条件下的根系鲜重和干重与对照相比差异均达到显著或极显著水平。低磷处理对地上部则表现出抑制作用,但对不同品种的影响程度差异较大。总体来看,低磷胁迫处理对小麦根系性状的影响大于地上部性状,不同苗期性状受低磷胁迫影响的程度分别为：根系鲜重>最长根长>根系干重>地上部鲜重>地上部干重>苗长。6个供试小麦品种中,‘中国春’对低磷胁迫最为敏感,而‘京411’的耐低磷性相对较强。     

基于VIGS技术的小麦干旱响应基因TaEF-1α的功能研究

为了进一步研究Ta EF-1α基因在小麦响应干旱胁迫中的作用,首先在正常灌水和干旱胁迫2个处理下对Ta EF-1α基因在转录水平上的表达量进行了验证,并利用VIGS(Virus induced gene silencing)技术将Ta EF-1α基因进行沉默,对其功能进行研究。结果表明,Ta EF-1α基因在m RNA水平上的表达量与其蛋白水平上的变化趋势一致,均受干旱诱导上调表达。与正常灌水且未进行VIGS沉默处理的植株相比,干旱处理且未进行VIGS沉默处理的植株中Ta EF-1α基因表达量极显著升高,其叶片相对含水量也极显著降低、相对电导率和丙二醛(MDA)含量则极显著升高;干旱条件下,与未进行VIGS沉默的对照植株相比,VIGS沉默后的植株中Ta EF-1α基因表达量极显著下降,其叶片相对含水量也极显著降低、相对电导率和丙二醛(MDA)含量则极显著升高,植株表现出叶片下垂、对干旱胁迫敏感的表型。综合干旱处理和VIGS沉默Ta EF-1α基因后小麦植株的表型和生理指标变化,说明干旱胁迫诱导小麦植株中Ta EF-1α基因上调表达,敲低Ta EF-1α基因表达后小麦抗旱性显著下降,因此,Ta EF-1α基因在小麦响应干旱胁迫中可能发挥了重要作用。     

玉米光周期反应及一个相关基因的克隆

【目的】研究玉米的光周期反应，克隆出玉米中的EMF同源基因并研究其表达模式。【方法】以热带玉米自交系CML288和温带玉米自交系黄早四为材料，研究了它们在9 h和15 h光周期处理后的反应和热带自交系CML288在不同时期两种日照挪动处理下的光周期反应。通过RT-PCR法克隆到一个玉米上的EMF同源基因，并检测了该基因在经过不同光周期处理的自交系CML288、黄早四及其F1的不同生长时期茎尖中的表达。【结果】 CML288对光周期的反应非常敏感，黄早四相对不敏感。CML288在短日照条件下7片叶时期是光周期反应的敏感时期，在长日照条件下9片叶时期是光周期反应的敏感时期。推测新克隆的cDNA序列含有完整的1 881bp的开放阅读框，编码一条约71kD的多肽，包含626个氨基酸残基，编码的蛋白质有一个C2H2型锌指结构区,两个核定位信号区和一个酸性区，可能是DAN结合蛋白，Northern杂交显示，其在茎尖和叶片中均有表达。经不同光周期处理后，该基因在2个自交系及F1不同生长时期茎尖中的表达情况不同。【结论】克隆到的基因其功能可能与促进营养生长和抑制生殖生长有关。     

非生物因素调控植物根系发育可塑性的研究进展

植物根系的发育具有高度的可塑性,基因型完全相同的植物生长在不同的环境当中根系构型可能会表现出显著的差异,而根系构型的变化会影响到植物根系吸收养分和水分的能力,进而影响到作物的产量,因此对植物根系发育可塑性进行研究具有重要意义。笔者对植物根系发育的可塑性以及非生物因素对根系发育可塑性的调控进行了综述,并对根系育种的前景进行了探讨。