增强小麦种子萌发期抗旱性的植物生长调节物质的筛选与评价

为筛选能增强小麦萌发期抗旱性的植物生长调节物质,以绵麦228为材料,选用21种植物生长调节物质浸种24h,以清水浸种为对照,在20%PEG6000模拟干旱胁迫条件下,测定各处理的小麦种子发芽势、发芽率、发芽指数及苗高、胚芽鞘长度、根长、根数、根冠比、种子贮藏物质转运率等性状,并通过加权隶属函数法评价21种生长调节物质增强小麦萌发期抗旱性的综合效果。结果表明,在PEG6000胁迫下,供试的大部分植物生长调节物质均能在一定程度上增强小麦种子萌发期的抗旱能力,表现为种子发芽率、发芽势、发芽指数提高,苗高、胚芽鞘长度、根长和根数增加,根冠比、贮藏物质转运速率增大;不同植物生长调节物质对小麦萌发期抗旱能力的调控程度存在一定差异。通过加权隶属函数法分析,综合评价值(D值)排在前5位的植物生长调节物质分别为乙烯利、黄腐酸、氯化胆碱、赤霉素、吲哚丁酸·萘乙酸。除根长、根冠比外,其他鉴定指标与D值均呈显著或极显著正相关,其中苗高的相关系数最大(0.80),因此种子发芽势、发芽率、发芽指数、苗高、胚芽鞘长度、根数、种子贮藏物质转运率等指标可作为植物生长调节物质浸种调控小麦萌发期抗旱性的评价指标。     

小麦黑胚病对种子发芽和出苗等生长因子的影响

为了解小麦黑胚病对种子发芽及出苗的影响,室内测定了2006年黑胚病发生严重的小麦品种漯麦4号的健康籽粒和发病籽粒的发芽势、发芽率、幼芽鲜重、出苗率以及三叶期的苗长、苗鲜重、根长、根鲜重.结果表明,小麦发生黑胚病后,病粒导致发芽势、发芽率、幼芽鲜重、出苗率、苗高、苗鲜重、根长、根鲜重降低,尤其是发芽势、发芽率明显降低,各病级处理间差异显著,种子病级与上述生长因子呈负相关.小麦黑胚病对小麦种质有较大的影响,尤其是重病粒.     

欧山羊草6Ub染色体附加对小麦萌发期抗旱性的改良作用

为探究欧山羊草U~b染色体附加对普通小麦抗旱性的遗传改良作用,选取2个普通小麦-欧山羊草异附加系(Ae9041和Ae9061,均附加了一对6U~b染色体)和3个普通小麦品种为材料,以聚乙二醇(PEG6000)模拟干旱胁迫,研究了不同小麦材料干旱胁迫后种子发芽势、发芽率、胚芽鞘长度、种子根数、胚根长度、幼苗高度以及贮藏物质利用率等抗旱相关指标的变化。结果表明,干旱胁迫抑制了各供试材料的种子萌发,且胁迫程度越大,抑制越明显。在相同浓度PEG6000处理下,两个异附加系的种子发芽势、发芽率和贮藏物质利用率的表现较为一致,且差异不显著。与耐旱品种晋麦47和节水品种石4185相比,Ae9041和Ae9061的幼苗胚芽鞘长、种子发芽率和贮藏物质利用率在干旱胁迫下均较高。在30%PEG6000胁迫下,Ae9041和Ae9061的种子发芽势、发芽率、幼苗胚芽鞘长、胚根长、幼苗高度均显著高于亲本中国春。由此可见,普通小麦-欧山羊草异附加系种子在干旱胁迫下能迅速吸水并整齐萌发,以发达的根系和较长的胚芽鞘促进幼苗地上部生长,并将胚乳营养快速转运至幼苗中,从而促进其较快地进行形态建成,也说明欧山羊草U~b染色体的附加能够改良小麦萌发期的抗旱性。     

干旱胁迫对不同抗旱性小麦种子萌发及幼苗根芽生物量分配的影响

为探讨冬小麦种子萌发期抗旱性与幼苗生物量分配的关系,以小麦抗旱型品种长旱58和干旱敏感型品种漯麦18为材料,采用聚乙二醇(PEG-6000)模拟干旱胁迫的方法,测定和分析了干旱胁迫后小麦种子发芽率、幼苗根冠比、叶绿素含量等16个指标的变化。结果表明,干旱胁迫后,长旱58种子发芽率无明显变化,漯麦18种子发芽率显著下降。干旱胁迫下长旱58种子发芽势、发芽指数、活力指数和干物质转移量显著大于漯麦18,平均发芽时间显著小于漯麦18,长旱58幼苗根、芽的长度和干重及总干重均显著高于漯麦18。干旱胁迫显著增加漯麦18幼苗根冠比,对长旱58萌发第五和第七天的幼苗根冠比无显著影响。干旱胁迫显著降低漯麦18幼苗叶绿素含量,对长旱58无显著影响。由于小麦萌发期幼苗干物质累积取决于种子中营养物质的转移和呼吸消耗,因此推测种子营养物质的快速转移和低呼吸消耗有助于提高小麦萌发期的抗旱能力,促进干旱胁迫下种子萌发和幼苗生长。     

小麦粒重与幼苗根系生长发育的关系

为了解小麦粒重与幼苗根系生长发育的关系,以60个小麦品种为研究对象,根据千粒重将其分为三种不同粒重类型,分别对种子萌发第4、第7和第14天的幼苗总根长、根表面积、根体积、根鲜重和主根长在不同粒重类型小麦间的差异进行分析。结果表明,种子萌发第4和第7天粒重对小麦幼苗的根系生长发育没有显著影响;在种子萌发第14天,幼苗总根长、根表面积、根体积、根鲜重均表现为大粒重类型>中粒重类型>小粒重类型,且不同类型间差异均显著,但粒重对主根长、分生区长度与宽度影响均不显著。这说明粒重对小麦幼苗根系生长发育有一定的正向效应。     

黄顶菊对小麦种子和幼苗的化感效应

为探讨衡水湖外来植物黄顶菊的入侵机理,采用黄顶菊根和茎叶不同质量分数的水浸提液对小麦种子和幼苗进行处理,研究黄顶菊对小麦的化感效应。结果表明,黄顶菊浸提液对小麦种子发芽率、发芽势、幼苗根长和苗高均有抑制效应。小麦种子相对发芽率与黄顶菊根、茎叶浸提液质量分数均呈极显著负相关（P＜0.01）。化感效应指数和化感综合效应指数均随根、茎叶浸提液质量分数的增加而增大。黄顶菊茎叶浸提液对小麦的抑制效应大于根浸提液。黄顶菊浸提液对小麦根部生长的影响大于对地上部生长的影响。小麦苗期对化感物质的敏感程度强于萌发期。     

复合盐胁迫对小麦萌发的影响及耐盐阈值的筛选

为了解Na2SO4和NaCl组成的复合盐对小麦萌发期的胁迫效应,选择5个耐盐性不同的春小麦品种进行复合盐胁迫处理,研究在不同浓度复合盐胁迫下,春小麦品种在发芽势、发芽率、苗高、根数、主根长和苗鲜重等指标上的差异,并采用多重比较和回归分析筛选最适复合盐萌发期处理浓度。结果表明,随着复合盐各盐分浓度升高,小麦萌发期各指标的相对耐盐系数急剧下降,且发芽势、发芽率、苗高、主根长和苗鲜重在不同浓度处理间差异极显著;但复合盐对小麦根数的影响较小,在低盐浓度下差异不显著。在Na2SO4浓度为0.05mol.L-1、NaCl浓度为0.1mol.L-1时,5个品种的发芽率、苗鲜重、苗高的相对耐盐系数在50%左右,发芽势和主根长趋近于30%,同时种子保持较高的活力,可以作为小麦萌发期耐盐鉴定的适宜复合盐胁迫浓度。     

野生二粒小麦粒重QTLs位点分析

为了挖掘野生二粒小麦的优异基因资源,对从以色列魏茨曼科学院引进的一套以普通小麦品种中国春为遗传背景的野生二粒小麦染色体臂渐渗系(Introgression lines,渐渗系)进行了一年两点的田间试验,考查了构成粒重的三个重要因子即粒长、粒宽和千粒重。结果表明,8个渐渗系(3AS、7AL、5AS、1BS、7AS、3BL、2AL、1BL)的籽粒显著宽于亲本,推断在这些染色体臂上至少有一个正效QTL控制野生二粒小麦的粒宽;同样可以推断,12个控制野生二粒小麦粒长的正效QTLs分别定位在2AS、7AL、1BL、4BS、3AS、7BS、4BL、7AS、5BS、2BS、3AL、6AS上;5个控制野生二粒小麦千粒重的正效QTLs分别定位在7AS、4BS、7AL、1BS、6AS上。各粒重构成因子关联性分析表明,粒长、粒宽和千粒重主要受遗传因素调控,粒长和粒宽都与千粒重显示出较高的遗传相关性。     

青蒿素对小麦种子萌发及幼苗生长的影响

为了解青蒿素对小麦种子萌发和幼苗生长的影响,运用室内培养皿法,分析了不同浓度的青蒿素溶液浸种后小麦种子发芽率及幼苗高度、根长、整株鲜重、根和茎鲜重及干重、根系活力等指标的变化。结果表明,青蒿素对小麦种子萌发及幼苗生长有抑制作用,且浓度越高,抑制作用越显著。与无菌水对照相比,青蒿素浸种处理显著降低了小麦的种子发芽率、苗高、根长、根鲜重和茎的鲜、干重,增加了根干重和根冠比。小麦的根系活力和可溶性蛋白含量随青蒿素浓度的增加而递减,可溶性糖含量则随之递增,叶绿素含量则呈先升高后降低的趋势,以20mg·L-1处理含量最高。此外,青蒿素浸种处理对小麦幼苗各项指标的影响与15mg·L-1多效唑相似。     

60Co-γ辐射小麦M3代种子和幼苗抗旱性的变异

为了探讨利用物理诱变技术创制小麦抗旱种质资源的可行性,采用60Co-γ射线辐射诱变小麦品种涡9722,用30%PEG-6000溶液模拟干旱胁迫,对227个M3代株行进行发芽试验和幼苗生长试验,测定发芽指标和幼苗的生长指标、生理指标.结果表明,发芽势、发芽率、发芽指数、苗高、叶数、根数、主根长、根干重、地上部分干重、根冠比、根含水率、苗含水率、脯氨酸含量、可溶性糖含量、叶绿素含量等15个指标在M3代株行间差异极显著.以综合抗旱系数评价抗旱性,M3群体株行抗旱性的变异倾向于正偏态分布,抗旱性低于亲本的株行占61.2%,高于亲本的株行占38.8%.以超过M3群体株行综合抗旱系数均值±2×标准差筛选变异株行,有9个株行发生正向变异,其中株行1 76的综合抗旱性表现突出,抗旱萌发和抗旱生长的能力均较好.用类平均法对227个M3代株行进行聚类,当遗传距离为1.59时,M3代株行的抗旱性变异类型可分为6大类.     

转录组测序技术在鉴定小麦染色体臂置换系染色体组成上的应用

为给染色体片段置换系的快速鉴定提供新的技术手段,用3个以普通小麦品种中国春(Chinese Spring,CS)为背景的野生二粒小麦(TTD140)染色体臂置换系(chromosome arm substitution line,CASL)进行转录组测序,并结合SNP分析,获得纯合的SNP,用于鉴定CASL材料中TTD140的置换区段。结果发现,CASL3AL的SNP主要分布在染色体3A的108～750 Mb区段;CASL7BS的SNP分布于染色体7B的0～536 Mb和5A的22～482 Mb区段;CASL4AL的SNP分布比较复杂,除集中在4A的40～745 Mb、7B的0～570 Mb以及5B的410～675 Mb外,还在1A、2A、3A、7A、2B、2D、5D、6D和7D染色体上成簇分布,表明该材料除在预期的染色体4A上保留TTD140的大片段外,还在其他染色体上残留许多TTD140小片段。通过97对多态性SSR标记验证CASL3AL的染色体组成,发现84对标记能检测到TTD带型,其分布范围与转录组数据鉴定结果基本一致。对SNP富集区域的320 bp PCR产物直接测序,发现CASL3AL与CS之间存在7个SNP位点,但与TTD140以及Zavitan参考序列一致。因此,本研究利用转录组测序技术能够有效鉴定小麦染色体片段置换系材料的染色体组成,且比传统的分子标记技术准确、方便、快捷。     

硝基苯胁迫对玉米种子萌发及幼苗生长的影响

采用温室盆栽生物测定方法,研究硝基苯对玉米种子萌发及幼苗生长的影响.结果表明,硝基苯对玉米种子萌发的抑制程度远远小于对幼苗生长的抑制程度.硝基苯对不同品种玉米出苗率的影响存在明显差异,抑制东甜3号的出苗率,延缓出苗,抑制程度随着硝基苯浓度的增大而增大;高浓度时对东农248和本育12的出苗率有抑制作用.硝基苯抑制玉米株高、主根长及根鲜重,抑制程度随着硝基苯浓度的增大而增大,其中对玉米根鲜重的影响最为显著.在硝基苯胁迫下,玉米根部变细,须根数减少.硝基苯对玉米地下部分的影响大于地上部分,对硝基苯的敏感性依次为东甜3号>东农248>本育12.     

不同赤霉素和聚乙二醇处理对非洲狗尾草种子萌发和幼苗的影响

分别采用100、200、400mg/L赤霉(GA_3) 10%、15%、20%、25%的聚乙二醇(PEG)处理非洲狗尾草种子,研究GA_3和PEG对非洲狗尾草种子萌发的效应.结果表明,在适当浓度和处理时间范围内,GA_3和PEG溶液处理对非洲狗尾草种子的萌发有促进作用,可显著提高非洲狗尾草种子发芽率、芽长、根长、幼苗生长势、简化活力指数及活力比,其中以200mg/LGA3浸种24 h和10%PEG浸种24 h效果最好.     

假臭草根系分泌物化感作用初步研究

利用直接树脂吸收法来收集假臭草(Praxelis clematidea)根系分泌物,并对飞机草(Eupatorium odoratum)、胜红蓟(Ageratum conyzoides)、牛筋草(Eleusine indica)、三叶鬼针草(Bidens pilosa)、热研2号柱花草(Stylosanthes guianensis cv.Reyan No.2)和水稻(Oryza sativa)6种受体植物种子进行发芽试验和幼苗生长试验的测定。结果表明,假臭草根系分泌物对这6种受体植物均具有化感作用,但受体植物之间的作用表现差异显著。其中,胜红蓟发芽和水稻幼苗生长对假臭草根系分泌物最敏感。     

不同温度对辣木种子萌发、幼苗生长及其生理特性的影响

为了探索辣木(M.oleifera Lam.)种子和幼苗对不同环境温度的适应性,设置15、20、25、30、35、40℃等不同温度处理,研究不同温度条件对辣木种子萌发、幼苗生长及生理指标的影响。结果表明:辣木种子发芽的最适温度为25℃,幼苗生长的最适温度为30℃,温度过高或过低都会抑制辣木种子的萌发和幼苗的生长。一定程度的高温和低温胁迫会使辣木种子的发芽势、发芽率、发芽指数等发芽指标以及幼苗的苗高、茎粗、根长、鲜质量增量、壮苗指数等生长指标显著下降。高、低温胁迫还会使辣木幼苗叶片的MDA含量、相对电导率、可溶性糖、SOD活性、POD活性显著增加,使叶绿素相对含量、φ_(Po_、RC/ABS、P_(TR)、P_(ET)、PI_(ABS)显著下降。     

低温逆境下氯化胆碱包衣对玉米种子萌发及幼苗生理生化指标的影响

通过室内砂培试验,研究低温逆境下氯化胆碱包衣玉米种子对其萌发及幼苗生理生化指标的影响。结果表明,低温逆境下氯化胆碱包衣能显著提高种子发芽率、发芽指数和活力指数,并提高种子发芽势;包衣处理明显提高低温逆境下玉米幼苗的苗高、根长、茎粗、根冠比和单株干重,具有良好的壮苗作用;低温逆境下包衣处理的幼苗叶片叶绿素含量和脯氨酸含量均高于对照,丙二醛含量和相对电导率低于对照。     

低温逆境下肌醇包衣对玉米种子的萌发及幼苗生长的影响

通过室内砂培试验,研究低温逆境下肌醇包衣玉米种子对其萌发及幼苗生长的影响。结果表明：低温逆境下肌醇包衣能显著提高玉米种子的发芽率、发芽指数和活力指数,使玉米幼苗的苗高、根长、茎粗、单株干重和根冠比等指标都显著高于对照。低温逆境结束后,肌醇包衣处理的超氧化物歧化酶活性、叶绿素含量均显著高于对照;相对电导率显著低于对照。恢复3 d后,脯氨酸含量、丙二醛含量显著低于对照。