不同浓度镉·铅胁迫对红麻生长的影响

[目的]为红麻杂交一代F1应用和铅、镉耐性植物的筛选提供理论依据。[方法]以红麻细胞质雄性不育系P3A、恢复系992及杂交种F1为材料,采用盆栽试验法,设定不同浓度Cd2+、Pb2+处理,研究红麻的生长效应及其对不同浓度镉、铅胁迫的反应。[结果]重金属胁迫显著抑制了红麻的生长,影响红麻的生物量(茎叶干重、根干重、根冠比)及干物质的分配;不同品种红麻对重金属胁迫的耐性存在显著差异;红麻杂交种的生长对重金属胁迫的响应表现出较强的中亲优势和超高亲优势,F1相对亲本的杂种优势在一定范围内随着重金属浓度的提高进一步增强。[结论]在一定阈值内,红麻杂交种在重金属胁迫下的生长表现出比亲本较强的耐性,红麻杂交种在耐重金属方面具有杂种优势。     

红麻杂交种幼苗生长对盐胁迫的响应

以红麻细胞质雄性不育系P3A、恢复系992及其杂交F1为材料,采用水培法研究盐胁迫对红麻幼苗生长效应以及红麻杂交种对盐胁迫是否存在杂种优势.结果表明:盐胁迫显著抑制红麻幼苗的生长,改变了干物质的分配,使根冠比增大;不同基因型红麻幼苗对盐胁迫的耐性存在显著差异;红麻杂交种的幼苗生长对盐胁迫的响应表现出较强的中亲优势和超高...     

玉米耐低钾的根系吸收机制初探

探讨玉米耐低钾的根系生理机制。以筛选出的典型耐低钾的玉米自交系T1、T2和不耐低钾玉米自交系S1、S2为试材,利用4个水平钾浓度(0、0.625、1.250和2.500 mmol/L)的水培方法,研究低钾胁迫对不同耐性玉米自交系根系形态和吸收能力的影响差异。低钾胁迫下,耐低钾玉米自交系的根数、总根长、根表面积、根体积和根干重均大于钾敏感玉米自交系,而根平均直径明显小于钾敏感玉米自交系。从钾吸收效率来看,不同耐性自交系间存在显著差异,而钾利用效率方面差异不显著,相对于不耐低钾自交系S1和S2,耐低钾自交系T1和T2对缺钾的抗性主要表现在低钾条件下,根系具有较强的钾吸收能力。低钾胁迫下耐低钾玉米自交系具有较强的吸钾能力。     

玉米幼苗盐胁迫条件下的生理响应机制

【目的】研究盐胁迫条件下玉米自交系和杂交种的响应,分析自交系和杂交种耐盐差异。在耐盐玉米新品种选育过程中,综合分析玉米自交系幼苗期对盐胁迫响应速度和植株体内Na⁺、K⁺离子含量,利用耐盐自交系为亲本,为筛选出耐盐的杂交组合。【方法】以玉米自交系B73、GEMS46以及B73×GEMS46 杂交种为材料,进行耐盐性鉴定,分析比较自交系和杂交种在耐盐条件下生理指标变化趋势和最终差异,研究自交系对盐胁迫下杂种优势的贡献。【结果】玉米幼苗在3叶1心时用150 mmol/L NaCl处理植株是一个比较合理浓度;利用盐胁迫后植株的鲜重和干重以及植株Na⁺、K⁺离子含量是衡量植株耐盐性的较好的指标。在盐处理后,耐盐自交系的相对电导率、H₂O₂含量与杂交种变化趋势相同,耐盐自交系和杂交种前期对盐胁迫的响应较快,后期生理指标变化平缓,植株体内积累Na⁺离子较小,表现为耐盐性。【结论】在耐盐玉米新品种选育过程中,综合分析玉米自交系幼苗期对盐胁迫响应速度和植株体内Na⁺、K⁺离子含量,利用耐盐自交系为亲本,可以较快地筛选出耐盐的杂交组合。     

烟草根系杂种优势表现及相关基因差异表达分析

【目的】探究烟草根系性状的杂种优势表现及相关基因差异表达,为深入解析烟草根系吸收和合成相关物质杂种优势的形成机制提供理论依据。【方法】以烟碱和钾含量性状具有杂种优势的12个杂交种及其7个亲本为材料,通过测定根系长度、数量和体积等性状,分析了烟草根系性状的遗传特点及杂种优势表现,并采用实时荧光定量PCR检测烟草根系发育相关基因的差异表达。【结果】7个亲本材料的根系长度为94.80~476.77 cm,根系数量为343~820条,根系体积为0.18~0.61 cm3;12个杂交组合根系长度为285.56~734.75 cm,根系数量为576~1184条,根系体积为0.41~1.01 cm3,3个性状的变异系数为19.97%~29.68%。烟草根系长度、数量和体积的广义遗传力分别为95.49%、92.12%和85.76%,中亲优势组合率分别为91.67%、91.67%和100.00%。根系长度主要受基因的加性效应控制,根系数量和根系体积主要受基因的非加性效应控制,均表现出明显的杂种优势。不同根系发育相关基因的中亲表达优势与根系性状杂种优势存在一定的相关性,其中,NtAUX1和NtARF16基因的中亲表达优势与根系长度杂种优势呈显著(P<0.05,下同)或极显著(P<0.01,下同)相关;NtFLA18基因基因的中亲表达优势与根系数量和体积的杂种优势呈显著或极显著负相关。NtFLA18基因在K326×韭菜坪2号中的相对表达量较双亲下调表达,NtAUX1基因呈显性表达模式,NtARF16基因的相对表达量较双亲上调表达,这些基因的表达模式与烟草根系杂种优势的形成有关。【结论】烟草根系长度、数量和体积均具有较强的遗传率和普遍的杂种优势,可利用杂种优势选育出根系发达的烟草新种质。GDH88、Va116、南江三号和G70可作为改良根系的优良亲本;K326×GDH88、Va116×毕纳1号、G70×韭菜坪2号、G70×南江三号和K326×韭菜坪2号可作为培育优良根系构型的重要储备材料。     

甜玉米维生素E含量变异及杂种优势分析

【目的】分析不同甜玉米杂交种的杂种优势,筛选高维生素E（VE）组合及优异亲本,为高效创制高VE甜玉米品种提供材料基础和理论依据。【方法】采用正相高效液相色谱法（NP-HPLC）,对11份不同来源且表型差异明显的甜玉米自交系及其11个杂交种进行VE组分含量测定,并分析其杂种优势,筛选高VE甜玉米材料。【结果】甜玉米自交系及杂交种中的VE组分间含量差异均达极显著水平（P<0.01,下同）。自交系26F白、金皇和杂交种粤甜41号、粤甜29号、粤甜35号的总生育酚（TTF）、总生育三烯酚（TT3）和总VE（TVE）含量较高。杂交种VE组分含量与双亲均值和高值亲本相关,其中α-生育酚（αT）和α-生育三烯酚（αT3）含量与高值亲本和双亲均值呈显著（P<0.05）或极显著正相关。11个杂交种VE组分含量的杂种优势主要表现为负向中亲优势,TVE含量的中亲优势变幅为-39.07%~56.97%,超亲优势变幅为-52.44~49.28%。11个杂交种中有4个表现出超亲优势,其中TY6和农宝2021白组配的杂交种粤甜41号、粤甜38号和粤甜35号具有较强的超亲优势,且TVE含量较高。【结论】不同基因型甜玉米间VE组分含量存在明显差异,VE含量的杂种优势主要表现为负向中亲优势;高VE亲本间杂交并不一定能够获得具有强杂种优势的杂交种。要提高甜玉米杂交种VE含量,选择高VE含量尤其是高αT和αT3含量的材料进行组配或许可加速品种培育进程。     

玉米苗期根系相关性状的遗传差异分析

以丹玉13、郑单958、先玉335等玉米品种的10个亲本自交系及其正反交组配的16个杂种F_1为试验材料,在水培体系下测定苗期主胚根、种子根和节根的长度、数目、表面积、体积等18个根系性状,研究根系性状之间的相关性以及亲本间、杂交种间、亲本对杂交种和正反交F_1间根系性状的遗传差异。结果表明:①18个根系性状中,主胚根5个性状间,种子根6个性状间,以及节根7个性状间皆存在显著或极显著正相关,但不同类型的根系性状间相关性较弱。②18个根系性状在供试材料间均存在丰富的变异,其中节根总长、节根体积等性状变异系数较大,主胚根轴根长、种子根平均根长等性状变异系数较小。不同类型根系性状的变异通常表现为节根最大,种子根次之,而主胚根最小。③供试材料间有17个性状存在极显著差异,其中,亲本间有15个性状差异极显著,杂交种间有16个性状差异极显著,亲本对杂交种则有10个性状存在显著或极显著差异,且大多根系性状在杂交种中的表现优于亲本自交系,表现出一定程度的杂种优势。正反交间有12个性状存在显著或极显著差异,说明这些性状可能存在显著的细胞质效应或表观遗传差异。但8个正反交组合的各自测验表明,只有E28×郑58、E28×Mo17 (丹玉13)、郑58×昌7-2 (郑单958)、Mo17×昌7-2和PH6WC×PH4CV (先玉335) 5个杂交组合,在根系性状上可能存在显著的细胞质效应或表观遗传差异。     

高粱-苏丹草杂交种耐盐性的杂种优势研究

采用土培、砂培等方法,利用高粱-苏丹草杂交种,研究耐盐性杂种优势.结果表明,在盐(NaCl)胁迫下,杂种的发芽率、出苗率、幼苗成活率、生长速率等均优于亲本,存在明显的杂种优势,但杂种间有差异.而相对电导率及丙二醛含量则存在负向优势.研究中还发现,种子萌发期比苗期耐盐性强.     

21个酿酒葡萄品种(系)耐盐性比较分析

比较了21个酿酒葡萄品种(系)的耐盐性差异,为盐碱区域葡萄栽培品种选择和育种亲本选择提供依据。在不同浓度Na Cl胁迫下,测定植株根系、叶片电解质外渗率和胁迫后的总生物量,运用主成分分析法分析21个品种(系)间的耐盐性强弱。结果表明,胁迫后,根系和叶片电解质外渗率升高,总生物量下降,但是不同品种或同一品种不同品系变化幅度不同,表现出不同品种(系)的抗性不同;筛选出了耐盐性较强的梅鹿辄343、雷司令c49。赤霞珠4个品系中,170较耐盐;梅鹿辄4个品系中,343较耐盐;品丽珠3个品系中,c214较耐盐;西拉100和黑比诺115较耐盐。     

玉米杂交种与亲本苗期叶片差异表达蛋白谱分析

【目的】建立玉米杂交种与亲本苗期叶片差异表达蛋白谱,探讨叶片大小杂种优势形成的分子机理。【方法】以玉米强优势杂交种Mo17/B73及其亲本发芽后第5天的第3片叶为材料,采用双向电泳技术（2-DE）,结合MALDI TOF MS质谱技术,建立叶片细胞分裂和生长关键区域的差异表达蛋白质谱,并对差异表达蛋白进行质谱鉴定。【结果】在检测到的630个蛋白质点中,有52个蛋白质点在杂交种与亲本之间的表达差异达到显著水平,表现为单亲沉默（15个）、偏高亲（13个）、偏低亲（8个）、杂种上调（6个）、杂种下调（7个）和杂种特异表达模式（3个）。另外,还成功鉴定出了其中的28个差异表达蛋白质点,涉及到代谢、胁迫响应、糖酵解、转录调控、蛋白折叠和降解、三羧酸循环、细胞骨架、发育及未知蛋白质等9个功能类别。【结论】玉米杂交种与亲本在蛋白丰度上存在明显的差异,并且差异表达蛋白涉及到多个功能类别,可能与玉米叶片大小杂种优势的形成有关。     

玉米根系活力杂种优势及其与光合特性的关系

对大田不同水分处理条件下玉米杂交种及其亲本在经济产量形成期的根系活力及其衰退的杂种优势进行了研究,并分析了根系活力与叶片光合特性之间的关系。结果表明,水分亏缺显著降低了玉米的根系活力;充分供水和水分亏缺条件下,玉米杂交种根系活力都具有显著的杂种优势;杂交玉米种根系活力衰退速率具有显著的负优势,抽雄后灌水能够显著降低玉米根系活力衰退速率。杂交玉米种在抽雄期各水分处理下的光合速率显著大于亲本;玉米根系活力与光合速率之间具有显著的正相关关系,随着根系活力的增高,玉米光合速率、气孔导度和蒸腾速率均增高。因此,杂交种较高的抗旱性是根冠共同作用的结果。在玉米育种和栽培中,要充分地考虑到根系对地上部生理活性的影响。     

水杨酸引发对红麻幼苗耐盐性的影响

【目的】研究水杨酸（SA）引发对盐胁迫下红麻生长及生理响应,并揭示SA引发对红麻中逆境相关基因的诱导模式,为红麻耐盐性研究提供理论依据。【方法】以2个不同耐盐性红麻品种（盐抗性材料为CP018,盐感性材料为CP047）为研究对象,将种子引发处理后进行水培试验,分析SA引发对红麻种子萌发及150 mmol·L^-1 NaCl胁迫下幼苗农艺性状及生理方面的影响,并通过qRT-PCR技术分析SA引发逆境相关基因的表达模式。【结果】盐抗性品种CP018经过0.2 mmol·L^-1 SA引发后,能显著提升种子发芽率、发芽势和发芽指数,分别提高34.78%、31.30%和58.07%;盐感性材料CP047也有一定的提高,分别提高7.50%、10.56%和6.23%,但是未达到显著水平。在盐胁迫条件下,经SA引发（S1）与未引发（N1）相比,株高抑制率在盐抗性和盐感性品种中分别显著降低4.07%（CP018）和3.91%（CP047）,干重抑制率在2个品种中分别显著降低15.50%（CP018）和15.68%（CP047）;鲜重抑制率在盐感性品种CP047中显著降低4.46%,但在盐抗性品种CP018中未达到显著水平。根系扫描分析表明,根长抑制率在盐抗性和盐感性材料中分别显著下降10.74%（CP018）和10.77%（CP047）;根表面积抑制率在盐抗性和盐感性品种中分别下降5.09%（CP018）和2.95%（CP047）,仅在盐抗性品种CP018中达到显著水平;而根系活力抑制率在盐感性品种CP047中降低46.21%,在盐抗性品种CP018中降低6.56%,仅在盐感性品种CP047中达到显著水平。灰色关联度分析发现根系活力是对影响植株干重最重要的因素。SA引发能降低盐胁迫下红麻叶片的MDA含量,提高POD和SOD酶活性。对12个逆境相关基因的表达量分析结果表明,ACCD、APX2、SOS1、ARR2、PAL、ERF.C3、CHIT和TIFY11表达水平在SA引发处理下均显著上调,而ERF9、ERS1、MYC2和XTH22在2个材料中的表达模式存在差异,其中,XTH22在CP047中显著上调,在盐抗性品种CP018中无显著变化,ERS1和MYC2在盐抗性品种CP018中显著上调,在盐感性品种CP047中却显著下降,而ERF9在2个品种中的趋势则与此相反。【结论】适宜浓度的SA引发可以显著缓解红麻在盐胁迫下的生长,且对不同红麻种质资源的影响程度和方式存在差异,SA可能通过影响生理过程如抗氧化酶系统,并通过诱导特异基因的表达调节红麻植株对非生物胁迫的响应。     

杂种小麦根系生理活性的研究

供试杂种小麦及其亲本在春季生育期间，根系ＴＴＣ还原力、呼吸速率和可溶蛋白含量的变化呈单峰曲线，与亲本和对照相比，杂种小麦上述参数均表现较明显优势，且优势随生育进程而增大。根系活跃吸附面积呈逐渐增加趋势，说明生育后期根系可通过维持较大有效吸附面积在一定程度上补偿因根系活力下降造成的水分和养分吸收量的不足。相关分析表明，根系ＴＴＣ还原力等生理参数在春季不同生育时期均与群体光合速度呈高度正相关，表明杂种     

玉米产量和植株形态性状杂种优势分析

对10个杂交种及对应的5个自交系的产量及植株形态性状进行了杂种优势的研究。结果表明,单株产量、保绿度、韧皮强度、根系拉力、叶面积系数等性状表现出很强的杂种优势,其中正向部分明显大于负向部分,且杂种优势指数高。叶向值的中亲优势和超亲优势多数属于负向部分。叶夹角的杂种优势较小,杂种优势指数都在100%左右。     

盐胁迫下硒对生菜生长发育的影响

采用盆栽基质培,研究了不同盐浓度下,硒对生菜不同生育期植株生物量、根冠比和茎粗的影响。结果表明,单用盐处理显著降低生菜植株生物量、根冠比、茎粗。不同盐浓度下加硒,均能不同程度地减轻盐对生菜的胁迫作用,表现为生菜植株生物量和茎粗的增加。生菜生长的前期和中期,低盐、高盐胁迫下加硒处理均增加了植株的根冠比,后期高盐浓度下加硒处理,除了1.5mg/kg硒处理比高盐对照下根冠比增加外,其它加硒处理使根冠比降低。     

不同黄、红麻对土壤重金属的积累和分布特性研究

通过研究不同黄、红麻品种对土壤重金属吸收和富集的特性,了解其生长耐受性及植株各器官对重金属Zn、Cd、As、Pb的积累和分布特性。结果表明:随着植株的生长,黄、红麻各器官对Zn的积累分布较均匀;As的积累呈不断上升趋势,根>叶(籽粒)>茎秆;Cd的积累呈不断下降趋势,根>叶(籽粒)>茎秆;Pb的积累有增有降,根>茎秆>叶(籽粒);在土壤重金属胁迫下耐受性较好的黄、红麻品种有红麻09-1、09-3、09-5和黄麻09-2、09-3、09-5。     

2010年全国红麻品种区域试验品种评价

对参加2010年国家红麻品种区域试验的红麻品种进行了品种评价。结果显示：中国麻类科学研究所提供的杂交红麻H368,纤维产量最高（5 743.5 kg/hm2）,较对照增产38.3%,增产显著。该品种株型整齐度好,生长势快。