水分胁迫下黄瓜生理生化的变化与抗旱性的关系

以津优3号、津优2号和bh-8三个黄瓜品种为试材,研究了水分胁迫下三个黄瓜品种在初果期、盛果期、结果末期的理化性状变化及其与产量抗旱指数(DAI)的关系,结果发现:初果期抗旱指数高的津优3号经水分胁迫后表现为脯氨酸、可溶性糖含量高,且增加幅度大,丙二醛含量低,增加幅度小;抗旱指数低的hb-8初果期脯氨酸、可溶性糖含量较低,增加幅度小或略有降低,丙二醛含量高,增加幅度大。盛果期,结果末期三个黄瓜品种各生理指标的变化与抗旱指数吻合较差。整个生育期内可溶性蛋白的变化均不明显。综合认为:初果期脯氨酸、可溶性糖、丙二醛含量及变化能够在一定程度上体现黄瓜的抗旱性,因此可以作为黄瓜品种抗旱性的辅助鉴定指标。     

玉米叶片光合生理与抗旱性关系研究

在水分胁迫条件下,对玉米叶片净光舍速率、叶绿素含量及叶绿素荧光参数的变化进行了研究.结果表明:玉米叶片净光合速率(Pn)、叶绿素a(Chl a)、叶绿素b(Chl b)、总叶绿素含量(Chl)、叶绿素a/b比值(Chl a/b)、最大荧光(Fm)和PsⅡ光化学效率(Fv/Fm)比对照均有所下降,基础荧光(Fo)增加;Pn和Ctd a/b比值占对照百分率与品种抗旱性呈极显著正相关(r=0.8807**,P<0.01;r=0.8804**,P<0.01),Fo占对照百分率与品种抗旱性则呈显著负相关(r=-0.764 0*,P<0.05),Fm和Fv/Fm占对照百分率与品种抗旱性则呈显著正相关(r=0.711 6*,P<0.05;r=0.772 3*,P<0.05).因此,净光合速率、叶绿素a/b比值、Fo、Fin和Fv/,m可以用来评定不同玉米品种的抗旱性.     

大豆抗旱性与生理生态指标关系的研究

以抗旱性不同的5个大豆品种为材料,采用盆栽播种,分别在花荚期正常供水与水分胁迫条件下,测定了相对含水量、相对电导率、单株荚数、单株粒数、单株粒重、分枝数等与品种抗旱性相关的生理生态指标,并用隶属函数法对材料进行抗旱性综合评价。结果表明：品种综合抗旱性强弱为晋大73>晋大53>晋大52>晋大76>晋大75。     

玉米根系生态型及生理活性与抗旱性关系的研究

利用盆栽洗根法对玉米根系各参数进行了系统研究。结果表明，不同基因型玉米在形态、解剖及生理活性上的差异是形成其抗旱性不同的原因之一；根系参数与玉米抗旱性的关系密切。在抗旱性鉴定时应加强使用。     

谷子孕穗期一些生理性状与品种抗旱性的关系

探索谷子孕穗期对干旱环境的生理生化适应机制,筛选谷子孕穗期抗旱性鉴定的生理指标.利用抗旱性不同的20个谷子品种,在模拟干旱棚内通过孕穗期干旱胁迫,研究可溶性糖、脯氨酸、丙二醛(Malondialdehyde,MDA)等渗透势调节物质的含量和保护性酶活性的变化.孕穗期干旱胁迫使谷子叶片脯氨酸、可溶性糖和MDA含量增加,超...     

水稻苗期生理生化特性与品种抗旱性的关系

利用抗旱性不同的15个水稻品种,在干旱棚内通过苗期水分胁迫,研究了可溶性糖、脯氨酸、氨基酸(AA)、谷胱甘肽(GSH)、抗坏血酸(AsA)、可溶性蛋白、丙二醛(MDA)等物质含量及超氧化物岐化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性等生理生化特性的变化.结果表明,苗期水分胁迫下水稻体内可溶性糖、脯氨酸、AA、GSH、AsA、可溶性蛋白、MDA含量增加,SOD、POD和CAT活性增强.相关分析表明,可溶性蛋白、AA、GSH、AsA和MDA含量及SOD、POD和CAT活性的相对值与稻苗反复干旱存活率呈显著或极显著的相关性.因此,水、旱条件下可溶性蛋白、AA、GSH、AsA和MDA含量及SOD、POD和CAT活性的相对值可作为水稻苗期抗旱性鉴定指标.通过逐步回归分析,建立了AsA、MDA和GSH 3项指标的相对值与稻苗反复干旱存活率的最优回归方程,利用最优回归方程对所选用的15个水稻品种进行了抗旱性预测,效果较好.     

玉米自交系生理指标与抗旱性及复水恢复能力的关系研究

【研究目的】为了评价不同玉米自交系的抗旱性,探究生理指标与抗旱性、恢复能力和综合抗旱能力之间的关系。【方法】本研究以19份自交系为材料,采用盆栽称重控水法对苗期玉米进行中度旱胁迫及复水,测定生物量、叶绿素含量、类胡萝卜素含量、Fv/Fm、脯氨酸含量和抗氧化酶活性对干旱和复水的响应。【结果】分析发现自交系‘郑8713’、‘郑63’和‘昌7-2’的抗旱性、恢复能力和综合抗旱能力均较强,自交系‘郑C112’、‘郑718’和‘郑6722’虽然抗旱性较弱,但是恢复能力和综合抗旱能力较强,自交系‘郑3733’、‘郑E846’和‘郑36’恢复能力较弱,但是抗旱能力和综合抗旱能力很强;同时发现类胡萝卜素与抗旱性之间呈现显著的相关性(P=0.503*),POD抗氧化酶与复水后的恢复能力之间关系显著(P=0.421*),Fv/Fm与综合抗旱性之间呈显著的相关性(P=-0.456*),叶绿素含量与抗旱性(P=0.468*)和复水后的恢复能力(P=0.407*)之间均呈现显著的相关性。【结论】以上结果为培育抗旱型品种提供优良的种质资源,同时为玉米抗旱性、恢复能力及综合抗旱能力的筛选与鉴定提供一定的指导意义。     

菊芋营养器官解剖结构及其与抗旱性的关系

为了探讨菊芋适应干旱环境的解剖特征,分析菊芋植株营养器官解剖结构与抗旱性的关系,本研究采用石蜡切片和光学显微技术,对2个菊芋品种的根、地上茎、匍匐茎、叶的解剖结构进行了观察比较与参数测定。结果表明:‘青芋1号’与‘青芋2号’的根、地上茎、匍匐茎及叶的解剖结构均存在显著差异。与‘青芋2号’相比,‘青芋1号’根的表皮、皮层厚度分别显著减小35.21%、49.06%,内皮层、韧皮层厚度、韧皮部和木质部所占的比例分别是‘青芋2号’的1.23倍、1.33倍、1.34倍、1.57倍;‘青芋1号’地上茎和匍匐茎表皮的厚度分别是‘青芋2号’的1.18倍和1.38倍;在叶片的解剖结构上,‘青芋1号’的叶片厚度、上表皮、下表皮、栅栏组织厚度分别显著高于‘青芋2号’71.63μm、1.57μm、2.48μm、19.25μm。综合分析说明,‘青芋1号’通过根部表皮、皮层厚度的减小,内皮层、韧皮部的增厚及韧皮部和木质部所占比例的增加来响应干旱胁迫;通过地上茎和匍匐茎表皮厚度的增加,抵御水分流失;通过叶片、上表皮、下表皮的增厚及其内部栅栏组织的增多,利于水分的储存,从而适应干旱环境。本研究结果为菊芋抗旱性品种的鉴定提供解剖学依据。     

干旱胁迫下不同大豆品系生理指标变化与抗旱性关系的研究

选用同一大豆杂交组合亲本产生的4个品系为试验材料,于营养生长期干旱胁迫条件下,测定叶片相对含水量、脯氨酸含量、叶绿素含量、相对电导率、渗透势等生理指标,并结合株重、粒数、粒重等农艺性状,通过抗旱隶属函数值对各品系的抗旱性级别进行了划分,进而对各品系生理指标与其抗旱隶属函数值做了相关和回归分析.结果表明:相对含水量、叶绿素含量、脯氨酸含量与抗旱性呈正相关:而相对电导率、渗透势与抗旱性呈负相关.综合分析得出4个品系抗旱性从强到弱的次序为:73-2(圆叶紫花)、73-1(尖叶白花)、73-3(圆叶白花)、73-4(尖叶紫花).     

高丹草水分利用效率与叶片生理特性的关系

在不同土壤供水条件下,研究了高丹草水分利用效率（WUE）与叶片光合速率（P_n）、蒸腾速率（T_r）、气孔导度（G_s）、叶温（T_l）、叶片相对含水量（RWC）的关系。结果表明,WUE随RWC、P_n呈二次曲线变化,P_n在27 µmol CO₂ m^-2 s^-1时,WUE值最大 (8.7 µmol CO₂ mmol^-1 H₂O);Tr在3.5~4 mmol H₂O m^-2 s^-1时WUE达最大值(8.4 µmol CO₂ mmol^-1 H₂O);Pn与Tr的非线性关系可以用抛物线方程表述,其中P_n最高时的Tr为临界值,超出该值即为奢侈蒸腾。G_s在0.4 molH₂O m^-2 s^-1时,WUE达到峰值8.39 µmol CO₂ mmol^-1 H₂O。实施提高气孔阻力并抑制蒸腾的措施,既节约水分,又促进光合作用,增加产量。P_n和T_r随温度的增加而增加,在35~36℃时P_n达最高值,表明在一定温度范围内,温度升高对提高WUE有利。WUE随RWC的升高而上升,RWC在84%~86%时WUE最大。适量增施氮肥,可提高Pn和Gs,进而提高WUE。     

Canopy Architecture and Leaf Nitrogen Distribution of Rice (Oryza sativa L.) under Chronic Soil Water Deficit

The development of vertical gradients of specific leaf nitrogen (SLN) in accordance with light gradients within a canopy is important for maximising resource‐use efficiency. In this study, we aimed to clarify the effect of chronic soil water deficit on the SLN gradient in rice. In a series of field experiments, SLN gradients of an indica cultivar and a tropical japonica cultivar were investigated under chronic soil water deficit. As a result, SLN gradient of an indica cultivar tended to be more uniform than that of a tropical japonica cultivar during the recovery period after dry spells under aerobic conditions: an indica cultivar distributed much N in shaded leaves while a japonica cultivar enhanced the SLN in the upper layers. We conclude that vertical gradient of SLN of indica cultivars becomes less optimal for photo‐assimilation under chronic soil water deficit, although they can take‐up sufficient amounts of N. This would be attributable to the rapid increase in tiller number upon rainfall or irrigation and prolonged tillering period for their recovery growth, leading to a more compact canopy architecture. The tillering habit in the current indica irrigated rice cultivars would be associated with the response of SLN gradients to chronic soil water deficit.     

水稻旱害及抗旱育种综述

由于雨量不均,目前全球多数地方正面临着严峻的干旱问题。水稻作为三大作物之一,而且需水量特别大,因此摆在水稻面前的干旱问题尤为突出。简要分析了广西的水稻旱害情况,除了保证水利灌溉,提倡节水农业之外,进行抗旱的水稻育种是一个非常有效的办法。水稻抗旱性的有关机理及其现阶段水稻的抗旱育种工作做了一个简要的论述。     

Improving the Drought Tolerance in Rice (Oryza sativa L.) by Exogenous Application of Salicylic Acid

Drought stress encumbers the rice growth predominantly by oxidative damage to biological membranes and disturbed tissue water status. In this study, the role of salicylic acid (SA) to induce drought tolerance in aromatic fine grain rice cultivar Basmati 2000 was evaluated. SA was applied as seed and foliar treatments. For seed treatment, rice seeds were soaked in 50, 100 and 150 mg l⁻¹ aerated solution of SA for 48 h and then dried back. Treated and untreated seeds were sown in plastic pots in a phytotron. At four leaf stage, one set of plants was subjected to drought stress, while the other remained well watered. Drought was maintained at 50 % of field capacity by watering every alternate day. For exogenous application, SA was applied 50, 100 and 150 mg l⁻¹ at five leaf stage. In the control, SA was neither applied exogenously nor as seed treatment. Drought stress severely affected the seedling fresh and dry weight, photosynthesis, stomatal conductance, plant water relations and starch metabolism; however, SA application improved the performance of rice under both normal and stress conditions. Drought tolerance in rice was well associated with the accumulation of compatible solutes, maintenance of tissue water potential and enhanced potency of antioxidant system, which improved the integrity of cellular membranes and facilitated the rice plant to sustain photosynthesis and general metabolism. Foliar treatments were more effective than the seed treatments. Foliar application with 100 mg l⁻¹ (FA 100) was the best treatment to induce the drought tolerance and improve the performance under normal and stress conditions compared with the control or other treatments used in this study.     

基于土壤水分梯度鉴定法的栽培稻抗旱标识品种筛选

利用土壤水分梯度鉴定法,对20份在田间表现不同抗旱性的栽培稻进行了抗旱性研究。结果表明,干旱处理24 d后,正常和干旱处理的土壤含水量分别为42.0%和7.9%,在同一田块实现正常供水和干旱处理,可鉴定栽培稻的抗旱性。以抗旱指数为指标,把20份栽培稻划分为高抗、抗、中抗、中感、感5个抗旱级别。根据抗旱指数和综合农艺性状,筛选出了IR55459-05(高抗)、MARAVILHA(抗)、MONOLAYA(中抗)、IR30358-084-1-1(中感)和IR7790-18-1-2(感)5个抗旱级别的标识品种。这一套栽培稻抗旱鉴定流程和标识品种,为水稻节水抗旱研究提供了参考。     

水稻白叶枯病数量抗性座位定位及其小种专化性

用水稻白叶枯病3个毒力不同的菲律宾小种P2、P6和P9,对供体Lemont导入到特青背景的178个近等基因导入系群体,进行白叶枯病数量抗性座位(quantitative resistance loci, QRL)定位及其小种专化性研究。供试亲本Lemont感3个小种,特青中感P2和P9,感P6。导入系群体的病斑长度呈连续正态分布。共发现影响病斑长度的10个主效QRL     

水稻叶片保绿相关性状的QTL分析

以籼稻窄叶青8号（ZYQ8）与粳稻京系17（JX17）为亲本的DH群体为材,考察叶片保绿相关性状,并利用该群体的分子连锁图谱进行QTL分析。共检测到7个与水稻叶片保绿有关的QTL,包括与黑暗下保绿面积相关的3个QTL,位于第1、6和8染色体上,贡献率分别为11.07%、10.31%和11.21%;与黑暗下保绿程度相关的2个QTL,位于第1和12染色体     

水稻剑叶性状的遗传分析和基因定位

本研究以水稻籼粳杂交(窄叶青8号×京系17)F1经花药培养, 产生的双单倍体(DH)群体和应用该群体已构建的分子图谱为基础。 采用QTL区间作图法对5个剑叶性状进行定位分析, 结果表明, 在DH群体中, 剑叶长、 宽、 长宽比和叶面积呈连续分布, 受微效多基因控制, 并且各性状均存在一定数量的超亲遗传类型。 4个性状共检测出13     

水稻突变体的创制

为功能基因组学研究提供较好的基础材料,利用0.75%甲基磺酸乙酯溶液和γ射线双重诱变处理‘晋恢21’M1、‘中花11’、LR001种子进行研究。结果表明,经过M2筛选,获得716份叶、茎、穗、粒等性状变异的突变体,突变频率较高,达1.79%,还获得一些如不分蘖、多分蘖、白化苗、mini-plant、稀粒、花器官等极具研究价值的突变类型。双重诱变可以获得各种类型的突变体,所有的突变类型在3种材料中均有出现,说明该技术可为功能基因组研究提供大量的实物材料。     

基质引发对粳稻种子发芽及幼苗抗寒性的生理效应

研究基质引发对粳稻种子发芽期和幼苗期抗寒能力的影响,采用沙作为引发剂,以南方粳稻品种‘南农粳3786’和北方粳稻品种‘空育131’为试验材料,设置2℃萌发环境和14℃幼苗生长环境模拟冷胁迫,研究沙引发种子与未引发种子冷胁迫后幼苗抗寒性变化。结果表明,沙引发不同程度地提高了冷胁迫后粳稻幼苗中脯氨酸、可溶性糖的含量,降低了丙二醛的含量;提高了发芽率和成苗率,减少幼苗根系电解质的外渗,促进叶绿素的合成;提高了SOD、POD的酶活性。沙引发能够提高粳稻种子生长早期的抗寒性。     

水稻叶色突变体高光合特性研究

标810S是温敏核不育系810S中的淡黄绿叶自然突变株,具有较高的光合速率。本文对突变体的光合色素、光合速率、荧光参数和光合关键酶活性等研究发现,标810S光合色素约为810S的一半,强光条件下标810S光合速率(P_n)比对照高,且没有明显的“午休”现象。标810S气孔导度(Gs)显著增加,叶绿素荧光动力学参数显示,标810S光量子转化效率高;光合酶1,5-二磷酸核酮糖羧化酶(RuBPCase)活性是对照的69.80%,磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPCase)和NADP-苹果酸酶(NADH-ME)却比810S分别上升79.50%和69.06%。研究结果认为,光合色素含量下降是标810S叶片呈淡黄绿叶色的根本原因。突变体通过减少热耗散和提高光合电子传递速率来提高光能利用效率,为暗反应提供足够的同化力,而较高的PEPC活性和较大的气孔导度使其能更有效地固定CO2,光反应和暗反应的协同使突变体具有较高的光合速率。