春小麦耐热性表现及其评价①

以Seri82×Siete Cerros重组近交系为供试材料,对不同高温胁迫环境条件下小麦耐热性的表现以及小麦耐热性的评价方法进行了研究。结果表明分期播种能够给春小麦提供全生育期的高温胁迫环境;借助塑料大棚人工升温的办法可以模拟大田生产条件下籽粒灌浆期的高温胁迫环境。在这些不同的热胁迫环境中,供试材料的产量性状都受到严重影响,且在耐热性表现显著差异。产量性状和耐热性的相关分析表明正常环境条件下产量性状表现与耐热性之间不存在相关关系。不同热胁迫环境条件下,基因型之间产量性状的遗传表达亦存在显著差异,并与耐热性呈显著的负相关。可以认为采用热感指数和几何平均产量2个指标鉴定和评价小麦品种的耐热性。     

水稻高温胁迫及耐热性育种

高温胁迫是水稻高产、稳产、优质的一个重要限制因素,水稻高温胁迫与耐热性的研究具有重要的理论与实践意义。本文对有关的重要成果进行了阐述,包括:1.高温胁迫对水稻生长发育、产量性状和品质以及主要生理生化过程的影响;2.水稻的耐热性表现。最后,就有关耐热性育种提出了几点建议。     

10个月季品种的耐热性评价

温度是限制南方地区月季立体绿化应用的重要环境因子.通过对月季叶绿素含量变化、叶绿素荧光值和叶片损伤程度进行测定和综合评价,得到了10个品种的耐热性强弱关系,为薰衣草花环、黄油硬糖、红色龙沙>夏洛特夫人、托马斯、大游行、佛罗伦萨>龙沙宝石>浪漫宝贝、粉色达芬奇.     

56个绣球品种耐热性评价

以大花绣球(Hydyangea macrophylla)、圆锥绣球(Hydyangea paniculata)和乔木绣球(Hydyangea arborescens)3个品系共56个绣球品种为试验材料,利用温室大棚进行高温胁迫试验,调查分析其形态变化及热害症状,对其耐热性进行评价。结果表明,高温胁迫之后,不同绣球品种的热害指数呈现较大的差异性,其中有19个品种的热害指数较小,表现出较强的耐热性,是适宜苏州地区引种和推广的优良绣球品种;大花绣球11个品种表现为中等耐热性,15个品种耐热性差,更适宜应用在温度不高的地区。     

热胁迫下春小麦品种产量性状耐热性差异及相关分析

以宁夏灌区大面积种植的小麦品种(系)为供试材料(35个),在小麦灌浆后期通过人工升温鉴定耐热性,结果表明,不同基因型热胁迫处理与正常环境相比千粒重降低幅度在1.2%~30.2%间,穗粒重降低幅度在0.5%~40.0%间。不同基因型间的耐热性存在较大差异,千粒重感热指数在0.09~2.86间,有3个材料千粒重感热指数S<0.2,表现较强的耐热性。耐热材料(S<1,n=17)的平均千粒重、穗粒重、穗粒数较热敏感材料(S>1,n=18)分别低0.43g、0.22g和2.19粒。晚熟材料较中熟材料的丰产性好、耐热性差。相关分析表明,千粒重感热指数与热胁迫下的千粒重呈极显著负相关。千粒重感热指数与穗粒重感热指数、千粒重几何平均产量与穗粒重几何平均产量间均呈极显著正相关。     

玉米花期耐热性评价指标及防御技术研究

[目的]本文旨在开展不同类型玉米在花期高温胁迫下的耐热性评价,并探求高温胁迫防御技术.[方法]以10个淮北地区常用玉米品种为研究材料,采用2因素裂区试验设计,玉米花期高温为主处理,玉米品种为副处理.利用主成分分析、聚类分析和逐步回归等方法对不同类型玉米品种进行耐热性综合评价,筛选出耐热能力强的品种,并研究抗高温调理剂对...     

化学药剂诱导春小麦孤雌生殖及其在育种上的应用

用４种化学药剂对品种、杂种Ｆ２代和太谷核不育小麦（Ｔａｌ）不育穗分别进行诱导处理,诱导孤雌单性结实。结果表明：Ａ药液的诱导结实率及年际间重复性最好,结实率为７．５％～１２．５％;在４种不同施药方法中,喷雾和全穗浸泡的诱导结实率最高,分别为１１．４％和１１．３％;不同材料间的诱导结实率以品种、杂种Ｆ２代高于Ｔａｌ小麦不育穗。     

不同葡萄品种叶绿素荧光参数的高温响应及其耐热性评价

【目的】研究19个葡萄品种叶绿素荧光参数对高温的响应表现,并对其耐热性进行分析和评价,为吐鲁番耐热葡萄品种的选育及其耐热机理研究提供依据。【方法】以新疆农业科学院吐鲁番农业科学研究所葡萄资源圃的19个葡萄品种为试验材料,在吐鲁番的自然高温条件下,利用快速荧光测定仪(Handy-PEA)测定葡萄叶片的F_0、F_m、F_v/F_0、F_v/F_m、PI_(ABS)、DI_0/CS_0、ΦPSⅡ、φE_0、ETR、qP等10个主要荧光参数,分析不同品种葡萄叶绿素荧光参数在高温下的表现,采用模糊隶属函数法结合有序样本最优分割聚类法对其耐热性进行评价。【结果】19个葡萄品种的叶绿素荧光参数在高温下均受显著影响,导致光能转化效率降低,其耐热性综合评价结果为美人指矢富罗莎金田蜜红地球金田玫瑰藤稔红旗特早玫瑰无核白和田黄巨玫瑰克瑞森无核贝达巨峰木纳格乍娜(绯红)维多利亚里扎马特无核白鸡心水晶无核。采用有序样本最优分割聚类法分析发现,美人指、矢富罗莎、金田蜜、红地球、金田玫瑰、藤稔属耐热性较强的葡萄品种。【结论】筛选出了适宜在吐鲁番地区种植的耐热性较强的6个葡萄品种。     

Evaluation of Heat Tolerance in Wheat Germplasm Resources

【Objective】 High-throughput evaluation of winter and spring wheat accessions for heat tolerance via heat susceptibility index (HSI) could provide the potentially superior accessions for heat-tolerant breeding programs. 【Method】 In order to expose plants to high temperatures during grain filling period, winter wheat accessions were sown in normal and late seasons, and spring wheat accessions were sown in different geographical environments with contrasting temperatures. The thousand grain weight (TGW) of winter and spring wheat accessions were measured under normal and heat stress environments, respectively. HSI was calculated from the TGW data of two different conditions. Using heat susceptibility index, 1 325 wheat germplasms from different wheat ecological zones of China, and international areas and organizations, including 688 winter wheat accessions and 637 spring wheat accessions, were evaluated for heat tolerance. Genotypes were classified into four tolerant grades, i.e. highly heat-tolerant (HSI<0.50), medium heat-tolerant (0.5≤HSI<1), medium heat-susceptible (1≤HSI<1.5) and highly heat-susceptible (HSI>1.5). 【Result】 The average maximum temperature at grain filling stage under heat stress condition was higher than that of the controls by 1.91℃ for winter wheat and 7.09℃ for spring wheat, respectively. TGW under heat stress condition was significantly lower than that of the corresponding control. According to the grading evaluation results of HSI, thirty-one and 48 highly heat-tolerant winter and spring wheat accessions accounted for 4.51% and 7.54% of the test materials, 19 and 58 highly heat-susceptible winter and spring wheat accessions accounted for 2.76% and 9.11% of the tested materials, and the rest were medium germplasms (medium heat-tolerant and medium heat-susceptible). According to the geographical distribution of wheat ecological regions, winter wheat from the southern wheat region (Southwestern Winter Wheat Zone, Qinghai Tibetan Plateau Spring and Winter Wheat Zone, and Middle and Lower Yangtze Valley Winter Wheat Zone) were more tolerant than that from northern wheat region (Northern Winter Wheat Zone, and Yellow and Huai River Winter Wheat Zone). For spring wheat, the average HSI of accessions from Xinjiang Spring and Winter Wheat Zone was 0.70, which was the most heat-tolerant, and 88.00% of the accessions belong to heat-tolerant (highly heat-tolerant or medium heat-tolerant) germplasms. In addition, the average HSI of spring wheat from the International Center for Agricultural Research in the Dry Areas (ICARDA) with 0.88 showed heat-tolerant. The synthetic hexaploid wheats from CIMMYT had the weakest heat tolerance, with an average HSI of 1.18, of which 69.58% were heat-susceptible germplasms (medium heat-susceptible and highly heat-susceptible). 【Conclusion】 Delayed sowing or planting in environment with high temperatures can make wheat encounter high temperature stress at grain filling stage. High-throughput method based on the HSI of TGW was performed to evaluate heat tolerance of 1 325 winter and spring wheat germplasms. Overall, one hundred and three heat-tolerant germplasms with high yield potential were identified, which could be used as parents developing heat-tolerant wheat varieties.     

小麦种质资源耐热性评价

【目的】利用热感指数作为耐热性鉴定指标,分别对冬、春小麦种质资源进行高通量耐热性鉴定,筛选耐热种质资源,为小麦耐热性育种提供材料基础。【方法】冬小麦材料采用延期播种、春小麦材料种植在温度有显著差异的地理环境下,人为致使小麦灌浆期遭遇高温胁迫。根据不同环境处理的千粒重值计算冬、春小麦各个材料的热感指数。依据热感指数,对来自中国不同小麦生态区和国外不同地区和组织的1 325份小麦种质资源,包括688份冬小麦和637份春小麦,分别进行耐热性评价。热感指数小于0.5为极耐热材料、大于等于0.5小于1为中等耐热材料、大于等于1小于1.5为中等热敏感材料、大于等于1.5为极敏感材料。【结果】冬小麦和春小麦热胁迫处理组灌浆期平均最高温度分别高于对照组1.91℃和7.09℃,且热胁迫处理组千粒重与对照组相比均有显著降低。根据热感指数分级评价结果,极耐热冬、春小麦材料31和48份,占供试材料的4.51%和7.54%;极敏感冬、春小麦材料19和58份,占供试材料的2.76%和9.11%;其余大多数材料为中间类型（中等耐热材料和中等热敏感材料）。从中国小麦生态区域的地理分布来看,来自南部麦区（西南冬麦区、青藏春冬麦区、长江中下游冬麦区）的冬小麦材料耐热性整体高于来自北部麦区（北部冬麦区、黄淮冬麦区）的冬小麦材料。对于春小麦,来自新疆春冬麦区的材料耐热性最强,平均热感指数为0.70,且其中88.00%的材料属于耐热材料（极耐热材料或中等耐热材料）;此外,来自国际干旱地区农业研究中心的春小麦平均热感指数为0.88,也表现出较强的耐热性。来自CIMMYT的人工合成六倍体材料耐热性最弱,平均HSI为1.18,其中69.58%的材料为热敏感材料（中等热敏感材料和极敏感材料）。【结论】采用延期播种或在高温的地理环境下种植能使小麦在灌浆期遭遇高温胁迫。以千粒重热感指数作为评价指标,对1 325份小麦种质资源进行高通量耐热性鉴定,综合考虑正常条件下的产量潜力和高温条件下的耐热性,筛选出优异耐热资源103份,可用于相应生态区小麦的耐热性遗传改良。     

不同冬小麦品种对高温胁迫反应的研究

研究了２８份冬小麦材料对生育后期高温胁迫的不同反应。在田间于籽粒灌浆期用塑料简棚遮盖供试材料４ｄ或通过冬播推迟其开花期达到高温腔迫处理目的,最后根据千粒重计算各基因型的感热指数大小评价其对高温的适应性,结果表明基因型之间存在明显不同。     

春小麦经热锻炼后热休克蛋白表达及对产量的影响

热休克蛋白(heat shock proteins,HSP)是细胞或生物体受到热胁迫后新合成的一类遗传上高度保守的蛋白,在干旱条件下对小麦的热休克蛋白70(HSP70)表达进行了初步的探讨.发现作物经过热锻炼(Heat Acclimation)后,热休克70的基因和蛋白表达均显著升高,其作物抗逆性有望明显提高,即通过热锻炼可以提高组织的抗逆性,进而提高农作物在干旱条件下种植时的产量.     

异源细胞质对小麦耐热性的遗传影响

利用电解质渗漏方法对5个小麦品种(系)(325-35,NPFP,881,中国春,SieteCerros 66)的8～12种同核异质系进行了耐热性测定,以研究异源细胞质对小麦耐热性的影响。结果表明:(1)所有5个品种(系)的同核异质系耐热性均表现显著的遗传变异,一些异质系耐热性比核亲本明显增加,另一些异质系耐热性比核亲本明显下降;(2)同一种异源细胞质在不同核亲本遗传背景下对耐热性影响不同,如节节麦细胞质在352-35和 Siete Cerros 66核背景下降低耐热性,在 NPFP 和中国春核背景下增加耐热性,在881核背景下耐热性无明显变化,说明耐热性表现存在明显的核质互作;(3)个别异源细胞质(如高大山羊草和粗厚山羊草)在多数核背景下均增加耐热性,在小麦耐热性遗传改良中具有潜在应用价值。     

小麦耐热性的生理遗传研究进展

小麦是中国第二大口粮作物,其产量直接关系人民的生活水平,所以高产和稳产一直是中国小麦的首要育种目标。小麦起源于温带,属喜凉作物,生长季节内的高温对生长发育会产生不利影响,使其产量下降,品质变劣。由于耐热性是复杂的数量遗传性状,其机制的解析一直是生物学研究难点,也是研究热点。为了解析小麦耐热的生理遗传学及分子生物学基础,国内外研究人员通过正向遗传学方法,构建遗传分离群体,以冠层温度、灌浆持续时间、细胞膜稳定性和叶绿素含量等生理学参数,以及穗粒数和千粒重热感指数为指标,在小麦不同染色体上定位了多个耐热相关的QTL位点。同时利用反向遗传学方法,特别是通过转录组、蛋白组和表观遗传组等组学方法鉴定了大量的高温胁迫响应的基因、mi RNA及长片段非编码RNA,并通过转基因等手段证明了部分候选基因在小麦抵御高温胁迫中的重要作用。另外,虽然植物中高温受体至今尚未发现,但是钙离子信号通道以及ABA和SA等激素在高温信号传导中的作用也逐渐引起人们的关注。文中主要综述了现阶段高温对小麦产量品质及生理性状的影响、小麦耐热相关QTL的定位,以及小麦响应高温胁迫的转录组、蛋白组和表观遗传组的研究进展;提出应针对小麦种质资源进行系统的耐热性评价,筛选优异等位基因、解析其分子遗传机理,通过创新再利用,为选育适合中国气候条件的耐热小麦品种提供新材料,实现品种耐热性与丰产性的统一。     

小麦灌浆期耐热性QTL定位分析

【目的】以普通小麦加倍单倍体（DH）群体（旱选10号×鲁麦14）的150个株系为材料,鉴定其灌浆期耐热相关生理性状及千粒重耐热指数,并进行QTL定位,以期发掘具有显著效应以及不同环境中稳定表达的主效QTL,为改良小麦耐热性提供理论依据及分子标记。【方法】运用基于混合线性模型的复合区间作图法,以耐热指数为耐热性指标,对DH群体在田间雨养和灌溉2种土壤水分条件下的耐热性进行QTL定位。【结果】2种土壤水分条件下共检测到12个控制不同性状耐热指数的加性效应QTL,对表型变异的贡献率范围为2.64%—11.41%,其中,9个QTL与环境存在互作效应,对耐热指数表型变异的贡献率为1.41%—4.66%;检测到17对上位性效应QTL,对表型变异的贡献率为2.45%—8.84%,其中,仅4对与环境有互作效应,对表型变异的贡献率为0.62%—2.32%。控制耐热性的QTL来自双亲,DH群体中有耐热性超亲的株系存在。【结论】评价小麦灌浆期的耐热性,千粒重耐热指数是最直接的指标,生理性状指标为耐热性鉴定的间接辅助指标,其中,旱地条件下选用旗叶相对含水量耐热指数作为间接指标较好,而灌溉条件下选用气冠温差耐热指数较好。染色体1B、2D、5A、5B、6A、6B和7A对灌浆期耐热性贡献较大。千粒重耐热指数和旗叶叶绿素含量耐热指数的遗传以加性效应为主,叶绿素荧光参数耐热指数和气冠温差耐热指数的遗传以上位性效应为主,而叶片相对含水量耐热指数的遗传加性效应与上位性效应都重要。     

热胁迫下菊花生理变化及其耐热性指标的确定

以神马菊花为试材,研究其在不同时间热胁迫下的热害症状和生理变化.结果表明:①热胁迫抑制了菊花生长发育,随着胁迫时间的延长,叶片热害指数、细胞膜透性和MDA含量持续升高,膜脂过氧化作用加强;总体上叶片中的叶绿素含量和SOD活性呈下降趋势;而根系活力和POD活性在短时间内上升,稍长时间胁迫后则下降,这也表明了菊花生长对热胁迫的响应具有时间的依赖性;②以热害指数为外部直观的鉴定方法可以反映出菊花热胁迫的时间长短,而生理鉴定方法则以叶绿素和MDA含量为最佳指标.     

气候条件对春小麦产量与品质的影响

2004-2005年针对不同气候条件对不同春小麦品种的农艺性状、产量性状的影响以及同一品种在不同年份产量和品质的表现进行研究。结果表明：与2004年相比,2005年在小麦生育期间过大的水分、低温、光照少的情况下产量偏低,千粒重、容重降低,生育期推迟,品质下降,但不同品种表现出不同特点。