Predictive models of drought tolerance indices based on physiological,morphological and biochemical markers for the selection of cotton (Gossypium hirsutum L.) varieties

The use of tolerant crop varieties is a strategy that mitigates the water deficit effect in a sustainable way.The generation of these varieties is more efficient when variables associated with this tolerance have been identified,since they can facilitate the breeding processes.This study aimed to establish the relationships between water deficit tolerance of four cotton varieties(Nevada-123,Oasis-129,Guatapuri,and Festivalle) and morphological variables(monopodial branches,boll weight,root/shoot...     

高粱自交系萌发期对干旱胁迫的响应及抗旱性评价

为筛选出萌发期抗旱性较强的高粱种质资源,用PEG-6000溶液模拟干旱胁迫,以0.013、0.020、0.025、0.029 mol/L(80、120、150和175 g/L)PEG-6000处理6个高粱自交系,通过对发芽指标的分析,确定高粱萌发期抗旱筛选鉴定的最适浓度,测定118份高粱自交系在此胁迫浓度下的相对发芽率、相对芽长、相对根长、相对芽重、相对根重等指标的变化,通过相关分析、主成分分析、聚类分析,鉴定不同高粱自交系的抗旱性。结果表明:0.025 mol/L(150 g/L)为6个高粱自交系萌发期抗旱性鉴定的最适浓度。对118份高粱自交系萌发期抗旱鉴定发现干旱胁迫对芽鲜重影响最大,对发芽率影响最小;相对芽长与相对根长、相对芽重、相对根重均呈极显著正相关,相关系数(r)分别为0.35、0.78、0.25;相对根长与相对芽重呈极显著正相关,r为0.25,与相对根重呈显著正相关,r为0.23;相对芽重和相对根重呈极显著正相关,r为0.33。各萌发指标的相对值之间存在一定的相关性,抗旱评价信息存在相互交叉。通过主成分分析,明确了不同指标的权重,对萌发指标相对值进行加权运算得到抗旱综合得分。对不同自交系的抗旱综合得分进行聚类分析,将118份高粱自交系萌发期的抗旱性分为五大类:‘20LCS209’等8个自交系为极端抗旱型自交系,‘4126’等31个自交系为抗旱自交系,‘10036’等41个自交系为抗旱中间型自交系,‘20LCS167’等26个自交系为干旱敏感自交系,‘20LCS203’等12个自交系为干旱极端敏感自交系。     

干旱胁迫下不同绣球品种生理响应与抗旱性评价

探究不同干旱胁迫对绣球生长的影响,评价其抗旱性。以6个绣球品种为试材,利用盆栽控水法,分别设置常态(CK)、轻度干旱胁迫(T1)、中度干旱胁迫(T2)、重干旱胁迫(T3)和特重干旱胁迫(T4)处理模拟干旱胁迫,测定其生物量、根冠比、叶片相对含水量、细胞膜透性、叶绿素(Chl)和类胡萝卜素(Car)、丙二醛(MDA)、脯氨酸(Pro)、过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)、可溶性糖(SS)和可溶性蛋白(SP)等15个生理指标的动态变化,运用主成分分析法、隶属函数法和聚类分析法对其抗旱性进行综合评价。在干旱胁迫下,各绣球品种的生物量和相对含水量呈下降趋势,根冠比、相对电导率、MDA、Pro和SS呈上升趋势,但各品种上升幅度有所差异,SOD、POD和SP呈先上升后下降的趋势,绣球的光合色素变化规律不明显。6种绣球抗旱性由强到弱排序为:万华镜>爱你的吻>头花>白色天使>花手鞠>夏祭。     

甘蔗新品系对干旱胁迫的生理响应及抗旱性评价

【目的】探究甘蔗10个优良新品系的抗旱性能,为抗旱品种选育及推广应用提供科学依据。【方法】在人工干旱胁迫和正常供水处理下测定甘蔗伸长初期的根系活力,叶片脯氨酸、可溶性蛋白、可溶性糖、丙二醛(MDA)含量,叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性8项生理指标的变化;采用主成分分析与聚类分析方法综合评价甘蔗伸长初期的抗旱性。【结果】受干旱胁迫后,甘蔗根系活力降低,叶片可溶性蛋白、可溶性糖、脯氨酸、MDA含量升高,叶片SOD、POD、CAT活性增强。聚类分析将包括对照品种ROC22在内的11个甘蔗品系分成抗旱性强、中度抗旱和抗旱性弱3类。抗旱性强的新品系为A6-13115和A3-1320,中度抗旱的新品系为A13-1396和A6-13122,抗旱性弱的新品系为A6-13111、A11-1390、A1-1305、A7-13120、A7-13104和A4-1316。【结论】采用主成分和聚类分析方法对多个指标综合评价能提高甘蔗抗旱评价的可靠性、准确性。甘蔗新品系A6-13115和A3-13120抗旱性强。     

干旱胁迫下苜蓿抗旱性参数动态研究

苜蓿(Medicago L.)是一种较为抗旱的优良牧草,在大田自然干旱的条件下对8种苜蓿进行干旱试验,并对几项抗旱生理生化指标进行动态研究,结果表明:苜蓿叶片脯氨酸质量分数、叶片水分饱和亏缺WSD和CAT酶活性均随干旱程度的加深而呈现上升趋势,POD酶活性随干旱程度加深呈现先下降后上升的趋势.     

10个板栗砧木品种(系)抗旱性综合评价

以10种板栗盆栽实生苗木为试验材料,采用自然干旱胁迫方法,测定干旱胁迫40 d后与抗旱性相关生理指标、根系形态指标等。运用主成分分析及隶属函数法比较各指标反映抗旱能力,综合评价10种板栗抗旱性。结果表明,各指标反映抗旱能力从高到低顺序为:POD、根系长度、根分支数、根系表面积、根尖数、可溶性糖含量、根系体积、SOD、根系直径、根冠比、MDA。10种板栗抗旱性排序为:大板红(DBH)紫晶(ZJ)燕龙(YL)燕奎(YK)燕山短枝(YSDZ)燕山早丰(YSZF)紫珀(ZP)迁西晚红(QXWH)迁西早红(QXZH)迁西壮栗(QXZL)。此评价结果与干旱胁迫结束时植株形态表现基本一致。因此,DBH、ZJ可作为抗旱板栗砧木品种在迁西地区广泛种植。     

陆地棉数量性状遗传差异的研究

本研究对53个陆地棉品种（系）的15个数量性状进行了主成分分析和聚类分析。前6个主成分对变异的贡献率达87.9%。53个品种（系）被分为七类。距离的大小与品种的地理分布无直接联系。系谱分析进一步证实了品种间的距离能较真实地反映品种的遗传差异。     

灌溉与干旱条件下甘蔗工农艺性状的相关性分析与品种抗旱性评价

以8个云蔗(CYZ06–407、CYZ05–226、CYZ04–622、CYZ04–724、CYZ03–258、CYZ03–103、CYZ02–588、CYZ01–1413),3个新台糖系列(ROC22、ROC16、ROC10),2个粤糖系列(CYT93–159、CYT00–236),1个桂糖品种(CGT11),1个古巴引进品种(C266–70)等甘蔗品种为材料,设自然降雨(干旱)、正常灌水(灌溉)2个处理,通过测定蔗产量、株高、茎径、单茎重、有效茎、糖产量、蔗糖分、锤度、简纯度、纤维分10个工、农艺性状指标,采用抗旱指数(DRI)、相关分析、主成分分析和聚类分析方法,研究干旱、灌溉条件下甘蔗工、农艺性状间的相关性,并对参试品种的抗旱性、抗旱类型进行综合评价与划分。结果表明:干旱、灌溉条件下,糖产量与蔗产量、有效茎呈极显著正相关,与单茎重呈显著正相关;干旱条件下,糖产量与株高呈极显著正相关;灌溉条件下,糖产量与蔗糖分呈极显著正相关,与纤维分呈极显著负相关;参试品种10个工、农艺性状抗旱指数的主成分析将10个指标简化为产量因子、糖分因子、单株因子和品质因子4个主成分,累计贡献率为86.287%;基于主成分分析结果,对参试品种抗旱性进行聚类分析,将其划分为5个类群,C266–70抗旱性突出,CYZ03–258、CYZ04–622抗旱性强,ROC22、CGT11抗旱性较强,CYT00–236、CYZ03–103、CYZ04–724、CYZ02–588、CYZ05–226、ROC16抗旱性中等,CYZ01–1413、CYT93–159、CYZ06–407、ROC10抗旱性较弱。     

云南省主栽甘蔗品种抗旱性鉴定

为确定云南省5个甘蔗主栽品种(粤糖93-159、新台糖10号、粤糖86-368、新台糖22号、云引3号)的抗旱性以及选择合适的抗旱性鉴定方法,在大棚桶栽条件下对5个处于伸长期的甘蔗品种进行干旱胁迫15 d。处理期间调查参试品种叶片衰老情况、株高伤害度、叶面积伤害度等形态指标及丙二醛含量、可溶性糖含量、脯氨酸含量、超氧化物歧化酶活性等生理指标。结果表明,综合各种生理指标的模糊隶属函数评价法比较客观,是一种较合适的抗旱性鉴定方法;结合形态指标和生理指标抗旱性鉴定来看,粤糖86-368为抗旱性最好的品种,其次为云引3号,适宜旱区种植。     

4种园林树木抗旱性的综合分析

以1年生元宝枫、木槿、紫荆和紫藤为材料,通过盆栽控水试验,研究不同土壤含水量对幼苗株高、叶片数、生物量分配、光合与叶绿素荧光特性等的影响,以及4个树种的抗旱性。结果表明,除茎生物量比外,比叶重、叶片蜡质含量、叶片气孔密度、光合和叶绿素荧光参数等可作为木本植物抗旱性的评价指标。运用隶属函数法对抗旱能力进行综合评定,元宝枫、木槿、紫荆和紫藤的综合评价值分别为0.617、0.455、0.493和0.292,抗旱性依次为元宝枫紫荆木槿紫藤。      

棉花耐盐碱性状的QTL定位

以感盐碱棉花品系新洋718和耐盐碱棉花品系苏研128构建的F2群体为材料,采用SSR分子标记构建了包含47个位点和16个连锁群的棉花分子遗传图谱。采用复合区间作图法对215个F2∶3家系的相对盐害率进行QTL定位,检测到6个与棉花耐盐碱性状相关的QTL,分别位于第3、5、7、7、15和19染色体上,分别解释3.23%、9.86%、5.77%、5.28%、11.31%和11.24%的表型变异。     

海岛棉种质资源抗旱性评价

【目的】综合评价海岛棉的抗旱性,挖掘抗旱性强的种质资源。【方法】以203份海岛棉资源为材料,在大田对棉花花铃期进行干旱胁迫,研究与抗旱性相关的农艺性状,以抗旱系数和主成分分析及聚类分析相结合,对海岛棉品种的抗旱水平进行综合性评价。【结果】在两个点上,203份材料在农艺性状上存在一定的差异。203份材料农艺性状指标的综合抗旱系数和抗旱性量度值(D 值) 的评价结果基本一致。D值聚类分析203份海岛棉资源材料分为5大类。【结论】通过主成分分析、综合抗旱系数评价分析,单株产量、单铃重和株高3个抗旱性评价指标,能直观、简单和可靠的评价棉花花铃期种质资源的抗旱性。     

云南割手密及其血缘F1代材料抗旱相关性状的主成分分析

本研究对15个云南不同生态型割手密血缘F₁代创新种质材料及其亲系共28个材料,在自然生长与干旱胁迫条件下的生长发育状况密切相关的13个指标进行主成分与模糊聚类分析,综合评价参试材料的抗旱性。试验结果表明：(1) 叶绿素因子、地下干物质积累因子和地上干物质积累因子等前6个主成分因子方差累计贡献率达90.11%,可代表原始指标的大部分信息量;(2) 利用抗旱性度量值将参试材料聚为4大类6个亚类,聚入第Ⅰ类的共有4个创新种质材料,占参试材料的14.3%,尤其是云割F₁08-317、云割F₁08-319表现出较强的抗旱性;第Ⅱ、Ⅲ类材料分别占参试材料的42.9%、39.3%,都分为2个亚类,其中云割F₁08-392、云割F₁08-391、云割F₁08-511、云割F₁08-397、云割F₁08-617等5个创新种质材料,可在育种实践中优先利用;云割F₁08-541单独聚为第Ⅳ类,其抗旱性还有待进一步研究。     

基于叶片解剖结构的西宁市11种城市森林植物抗旱性评价

【目的】基于叶片解剖结构,对位于干旱半干旱地区的青海省西宁市城区11种常见城市森林植物的抗旱特性进行分析。【方法】2012-07从西宁市文化公园采集11种供试植物4个方向上层健康成熟叶片,采用石蜡切片法和指甲油印迹法制片,在Motic Image Advanced 3.2软件下观测叶片厚度、上表皮厚度、下表皮厚度、上表皮角质层厚度、栅栏组织细胞层数、栅栏组织厚度、海绵组织厚度、中脉厚度、下表皮气孔密度,并计算出栅栏组织/海绵组织厚度比和叶片结构紧实度,运用方差分析和主成分分析并结合模糊隶属函数法,对11种植物的抗旱性进行综合评价。【结果】11种植物叶片均具备抵抗干旱环境的解剖结构,如具有明显的角质层、发达的栅栏组织和叶脉及较大密度的气孔。所选11个旱性指标除栅栏组织细胞层数外,其余10个指标在11种植物间差异显著,运用主成分分析筛选出栅栏组织厚度、海绵组织厚度、上表皮厚度、中脉厚度作为抗旱性综合评价的主要指标。【结论】11种供试植物的抗旱性强弱排序为:山桃柠条欧洲白榆木藤蓼山杏河北杨金叶莸沙枣沙棘香荚蒾水蜡。     

Evaluation of drought indices to identify tolerant genotypes in common bean bush(Phaseolus vulgaris L.)

Drought is one of the major abiotic stresses often causing negative impacts on bean crops in the Andean region in Colombia. An experiment under the greenhouse conditions was carried out to assess the effect of a prolonged drought period(15 days) at two different phenological stages(vegetative or reproductive) on grain yield and yield components of five bush bean cultivars(ICA-Cerinza, Bachue, NUA35, Bianca, and Bacatá). Nine tolerance indices including stress susceptibility index(SSI), tolerance(TOL), mean productivity(MP), geometric mean productivity(GMP), stress tolerance index(STI), yield stability index(YSI), yield index(YI), Harmonic mean(HM), and drought sensitivity index(DSI) were calculated based on grain yield under non-stressed(YP) and drought(YS) conditions. Based on the different drought indices, genotypes ICA-Cerinza and NUA35 had the best performance under drought conditions in both studied phases, which reflected in a reduction of grain yield ～≤40%. The biplot analysis also showed a clear superiority of these two genotypes at both phenological stages. Results also showed that SSI was more effective to identify genotypes less affected by drought. The above results allowed us to conclude that ICA-Cerinza and NUA35 may be considered for agricultural areas where long periods of water deficit are expected and can be used in breeding programs for drought tolerance.     

甘蓝型油菜耐旱相关性状的主成分分析及综合评价

[目的]通过对花前和花后干旱胁迫下甘蓝型油菜形态及农艺性状多项指标的研究,筛选和鉴定甘蓝型油菜耐旱种质资源.[方法]以49份甘蓝型油菜为材料,考查花前和花后干旱胁迫及正常供水对照的侧根干重、总根干重、侧根体积、总根体积、根表面积、单株干重、茎杆干重、地上部鲜重、茎粗、绿叶数、叶面积、株高、一次分枝数、单株总角数、每角粒数、千粒重、单株籽粒产量等性状,以各性状的耐旱系数作为衡量耐旱性指标,利用主成分分析、回归分析及聚类分析对其进行耐旱性综合评价.[结果]将花前和花后干旱胁迫各15个单项指标综合成为各6个相互独立的综合指标,花前和花后耐旱性极显著正相关(r=0.593**).系统聚类将49个基因型划分为高度耐旱、中度耐早、不耐旱3类,在花前干旱胁迫中,不耐旱基因型有34个,中度耐旱12个,高度耐旱3个;在花后干旱胁迫中,不耐旱16个,中度耐旱29个,高度耐旱4个,其中,中油杂11、中双11选系在花前和花后2个时期干旱胁迫均表现高度耐旱.[结论]可利用主成分分析、隶属函数分析和聚类分析对甘蓝型油菜花前和花后耐旱性进行分类和综合评价,筛选甘蓝型油菜耐早种质.     

用CTAB-PVP法提取棉花各组织总RNA的研究

针对棉花组织总RNA难以提取、不同组织的提取方法难以统一的问题，借鉴Jaakola等的越橘果实总RNA提取方法（即CTAB-PVP法），对棉花组织总RNA的提取效果进行了分析。实验结果表明：得到的棉花纤维、胚珠、叶片、胚根、花瓣、下胚轴和花药各组织的RNA完整性好，其D260／D280比值为1．7～2．0，产率30～180pg／g（鲜质量）；用开花后15d纤维的RNA为材料进行反转录，再利用RT-PCR和3’RACE技术进行克隆，各获得1个大小为542和712bp的cDNA克隆，经序列分析鉴定，这2个片段分别编码棉花微管结合蛋白和微丝结合蛋白。     

主分量分析在苜蓿品种幼苗抗旱性评定中的应用

在实验室条件下,用聚乙二醇(PEG—6000)溶液模拟干旱条件,测定了10个苜蓿品种幼苗的组织相对含水量、地上部分干物质产量、相对生长率、细胞膜透性、过氧化物酶活性、游离脯氨酸含量、叶片持水力、高渗溶液下种子发芽率、反复干旱幼苗成活率,并作了根、茎、叶的比较解剖。应用主分量分析的方法对国产10个苜蓿品种幼苗的抗旱性进行了综合评定。     

谷子种质资源萌发期抗旱性综合评价及抗旱指标筛选

为探究适宜的谷子抗旱性评价方法,以35个谷子品种为材料,设置0.03 mol/L PEG-6000溶液模拟干旱胁迫以及正常浇水2个处理,采用频次分析和相关性分析比较了9个与谷子萌发期抗旱性相关的指标,依据隶属函数求出最适宜的综合抗旱性鉴定标准,并以此为依据对所选品种进行聚类并划分抗旱等级。结果表明:在干旱胁迫下,受试品种谷子的发芽势、发芽率、萌发指数、根干重、根鲜重、芽干重、芽鲜重、芽长和根长均受到不同程度的抑制,干旱对发芽势的影响最大;除萌发系数以外发芽势与其余各指标均呈显著或极显著相关,通过因子分析将9个单项性状指标转化为4个因子,累计贡献率达86.74%。通过隶属函数结合聚类分析将35个谷子品种的抗旱性划分为4级,其中强抗旱型品种7个、中度抗旱型品种15个、干旱敏感型品种9个和干旱极敏感型品种4个。通过回归分析建立了可准确评估谷子萌发期抗旱性的回归方程y=-0.187+0.554x_RBDW+0.550x_RRL+0.264x_RRFW,筛选出相对根鲜重、相对芽干重和相对根长作为谷子萌发期抗旱性鉴定的重要指标。干旱胁迫下,可通过测定这3个指标对不同品种谷子萌发期的耐旱性进行快速准确的鉴定及评价。