小麦重组自交系群体苗期抗旱性综合评价

[目的]探讨干旱对小麦萌发期幼苗生长的影响,筛选抗旱的优良小麦种质材料,为小麦抗旱新品种的选育提供依据。[方法]以洛旱2号与潍麦8号杂交产生的重组自交系(RIL)群体(F9)为材料,基于小麦萌发期幼苗在不同水分条件下的多个农艺性状指标数据,通过主成分分析和K均值聚类的方法,对重组自交系的291个株系及其亲本进行了苗期抗旱性综合评价,并对各株系的苗期抗旱性度量值和其产量的相关性进行了分析。[结果](1)用10%的PEG-6000处理萌动的种子,可促进胚芽鞘长和根数的增加,而对其它农艺性状有明显的抑制作用。(2)从该重组自交系的291个株系中筛选出了44个抗旱优良株系,为小麦抗旱育种提供了宝贵的种质材料。(3)小麦各株系的苗期抗旱性和其产量之间呈显著的正相关。[结论]根系性状对干旱胁迫的反应最为敏感,干旱胁迫下能否形成相对强大的根系系统是衡量幼苗抗旱性的重要条件。     

乌兰布和沙区不同品种沙棘的抗旱性综合评价

[目的]了解乌兰布和沙区17个沙棘品种的抗旱能力,为选择耐旱沙棘树种提供理论依据。[方法]在不同的水分条件下,采用隶属函数值法对其抗旱性进行综合评价。[结果](1)随干旱胁迫的增加,各品种的自然水分饱和亏、束缚水及束缚水/自由水比值、细胞膜透性呈增加趋势。自然水分饱和亏在22.88%~64.85%之间,在胁迫后期,丘依斯克、欧11号、白丘的水分饱和亏接近,处于高水平状态;深秋红、欧11号在束缚水及束缚水/自由水比值处于较高水平;橙色与白丘的相对电导率显著高于其他品种。(2)随干旱胁迫的增加,各品种的叶绿素含量、保水力、光合速率、蒸腾速率及气孔导度呈降低趋势。亚历山大12号的叶绿素含量最高;橙色和向阳的失水速率显著高于其他品种;辽阜1号和深秋红的光合蒸腾速率下降幅度较大、气孔导度下降程度维持在中等水平。[结论]各沙棘品种的抗旱性由强到弱顺序依次为:辽阜1号欧11号深秋红状元黄棕丘植物园白丘西伯利亚红晕丘依斯克亚历山大12号橙色高加索向阳巨人无核卡图尼海滨沙棘。     

东乡野生稻BIL群体孕穗期抗旱性综合评价

以协青早B//东乡野生稻/协青早B回交重组系(Backcross Inbred Lines,BIL)为材料,测定了水分胁迫和非水分胁迫2种环境下株高、有效穗、穗长、穗总粒数、穗实粒数、着粒密度、结实率、千粒重、单株产量、叶片相对含水量和卷叶级别11个抗旱相关性状,经方差分析显示,除穗长外,其余产量相关性状对水分胁迫均表现为敏感或极为敏感。采用基于主成分分析的隶属函数综合评价法分析表明,BIL群体中337、186、275、174、207、306、255、219、236、332株系不仅抗旱性强,而且产量高,可作为水稻高产抗旱遗传改良材料进行深入研究。以抗旱性综合评价值为因变量,各单项指标相对值为自变量,建立了评价群体抗旱性的最优回归方程,筛选出结实率、单株产量和叶片含水量3个性状与水稻抗旱性相关显著,可作为孕穗期抗旱性鉴定指标。     

3树种抗旱性的综合评价及其抗旱指标的选取

对红柳、侧柏、合头草的9个抗旱指标进行了测定,并运用隶属函数值法对三种树种抗旱性进行综合分析。结果表明,3树种抗旱性大小顺序依次为:红柳>侧柏>合头草。运用灰色关联分析法,对3树种的抗旱性与9个抗旱指标的相关性进行了分析。关联度分析结果表明:叶绿素含量、叶水势、叶片相对含水量以及电导率可作为3树种重要的抗旱评价指标。     

大豆抗旱种质资源筛选及利用

为筛选大豆抗旱种质资源,2016年对246份征集自不同省份的大豆种质资源在年降水量不足40 mm的敦煌市设置田间自然抗旱鉴定试验,利用加权抗旱系数法综合评价大豆种质资源抗旱性。结果显示,干旱胁迫严重影响了大豆的生长发育,显著降低了农艺性状等指标。通过相关性分析,株高、主茎节数、单株荚数、单株粒数、单株粒重、单株生物量等6个性状指标与平均抗旱系数和加权抗旱系数呈极显著正相关。利用加权抗旱系数法综合评价筛选出69份强抗旱大豆种质资源,其中甘肃省的5份材料均属于抗旱类型。     

热带土壤中菜豆种质耐低磷特性的评价

用来源于两个不同基因库(安第斯基因库和中美基因库)的菜豆种质为材料,比较它们在两种热带土壤中对低磷的适应性,旨在对现有种质的耐低磷能力进行系统的评价,为菜豆耐低磷育种提供新的种质资源。结果表明,供试菜豆种质中在耐低磷特性方面存在着基因型差异。在低磷条件下,来源于安第斯基因库的大粒种子基因型无论是在早期营养生长,对磷吸收,还定最后种子产量均优于来源于中美基因库的中、小粒种子基因型。不同基因型在两种热带土壤上的相时表现一致,说明菜豆对低有效磷的适应不存在着土壤特异性。然而,在高磷条件下,安第斯基因型的种子产量显著低于中美基因型。所以安第斯基因型虽有一定的耐低磷能力,但因其产量潜力较低而难以被直接利用。为此,必须分别鉴定安第斯基因型中与耐低磷有关的形态或生理生化指标,并明确其遗传控制,最后通过适当的遗传育种方法将其转移到理想的个体之中。这将是今后菜豆耐低磷育种的努力方向。     

不同棉花种质资源耐热性苗期鉴定

高温是非常严重的环境灾害之一,严重影响棉花的产量.本试验将不同棉花种质资源田间高温表现和幼苗高温条件下的生理生化变化相结合,建立苗期快速鉴定不同棉花种质资源耐热性的体系.首先鉴定了南丹巴地大花、常抗棉、早熟长绒、岱字棉55田间蕾铃脱落率、不孕籽率,三叶期48℃处理8h的幼苗萎蔫率、花粉相对萌发率(40℃),以确定种质的耐热性.然后测定不同苗龄期不同温度处理下这4份种质的超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶、抗坏血酸、抗坏血酸过氧化物酶、还原型谷胱甘肽、谷胱甘肽还原酶、丙二醛、相对电导率和叶绿素含量.发现这10种指标在不同耐热性种质中存在着极显著的差异.并初步筛选出三叶期,40℃处理下的抗坏血酸过氧化物酶、相对电导率、过氧化物酶、丙二醛和过氧化氢酶为苗期鉴定指标.同时用15份不同的棉花种质资源来验证这5个指标.最后结合三叶期的幼苗萎蔫率,建立了以三叶期40℃处理抗坏血酸过氧化物酶、相对电导率和萎蔫率为指标的棉花耐热性苗期鉴定方法.     

种子萌发期粳稻种质资源耐旱性综合评价

水资源短缺一直是制约西北干燥区水稻生产的主要因素之一,在水稻某一或全生育期节水有利于缓解该区域农业用水。为挖掘水稻耐旱种质资源和培育耐旱品种,对西北干燥区种植的粳稻种质资源进行种子萌发期的耐旱性鉴定和评价,本研究首先以PEG-6000为渗透剂对6份不同耐旱性水稻材料进行模拟干旱处理,研究了粳稻种子在0%、5%、10%、15%、20%的PEG-6000溶液胁迫下的萌发情况,分析了种子的相对发芽势、相对发芽率、相对根长、相对芽长、活力指数、相对根芽鲜重、相对根芽干重和萌发耐旱指数的变化。结果表明,15%PEG-6000可作为粳稻种子萌发期耐旱性鉴定的最佳浓度。在此基础上,进一步利用该处理浓度对139份不同来源的粳稻种质资源进行萌发期耐旱性鉴定,以筛选浓度时选用的8个耐旱指标作为评价指标,通过主成分分析法确定了相对发芽势、相对芽长、活力指数、萌发耐旱指数为4个关键指标,利用隶属函数结合权重分析法得到了萌发期粳稻种质资源耐旱性的综合评价值D。根据D值排序,筛选鉴定到萌发期耐旱性强的5个粳稻种质:松粳3号、通院515、龙粳807、松粳20和Farry。通过聚类分析将139份粳稻种质资源划分为4个亚群,第Ⅰ和Ⅲ亚群(除个别种质为中等耐旱种质外)均为旱敏感亚群,第Ⅱ亚群为耐旱和中等耐旱混合亚群,第Ⅳ亚群为中等耐旱亚群。本研究构建的聚类图中,活力指数与D值表现出较好的一致性。本研究结果可为种子萌发期粳稻种质资源耐旱性快速鉴定和评价提供参考。     

寒地沙棘种质资源果实品质分析与综合评价

为寒地沙棘种质资源开发利用、新品种选育提供科学依据,开展寒地沙棘种质资源果实品质分析及综合评价,筛选果实品质优异的沙棘资源。以22份寒地沙棘种质资源果实为试材,测定果实10项品质指标,进行变异分析、相关性分析、主成分分析和系统聚类分析,构建综合评价模型,计算果实品质综合得分并排序。不同沙棘种质资源果实品质指标变异系数分布在9.339%～62.528%之间,其中糖酸比变异程度最大,果实横径变异程度最小。各个品质指标间存在不同程度的相关性。主成分分析提取了3个主成分,累积贡献率为86.053%。根据3个主成分得分和相应的权重进行线性加权,建立了沙棘种质资源果实品质综合评价模型,综合得分较高的是‘小柳树’、‘侍丛’、‘向阳’、HS-12。系统聚类分析将22份沙棘种质资源分为3类,分类结果与主成分综合评价结果基本一致。综合评价模型得出：‘小柳树’、‘侍丛’、‘向阳’、HS-12为寒地沙棘优异种质资源,研究结果为沙棘种质资源利用与新品种选育提供参考依据。     

Rhizobium Proliferation-Supporting Substances in Seed Exudates of Common Bean (Phaseolus vulgaris L.)

Seed exudates collected from three cultivars (cv. Hokkaikintoki, Himetebou, and Kurodane-kinugasa) of common bean ( Phaseolus vulgaris L.) were fractionated based on several physicochemical properties, and the nutrient substances in the fractions effective for Rhizobium proliferation were determined. Regardless of the common bean cultivars, the low molecular weight and high polarity fraction showed the most beneficial effect on Rhizobium proliferation. After further separation of the low molecular weight and high polarity fraction, the promoting effect was detected in the non-ionic and the cationic plus ampho-teric subtractions. Although the amount of sugars or amino acids exuded from a seed was, respectively, similar in all the cultivars except for the sugars in Kurodanekinugasa, the content of these compounds per seed-weight was inversely proportional to the seed size. Ten sugars and twenty-one amino acids were, respectively, identified in the non-ionic and cat-ionic plus amphoteric subtractions, and there were some differences in the composition of these substances between common bean cultivars.     

氮肥缓解苗期干旱对小麦根系形态建成及生理特性的影响

为揭示氮肥缓解苗期干旱对小麦根系生长的影响,以高产高蛋白品种Spitfire(S)和抗旱品种Drysdale(D)为材料,采用沙培方式研究了不同氮素处理(180和22.5 kg·hm^-2)和水分处理(干旱和正常浇水)对苗期小麦根系形态建成和生理生长的影响。结果表明,苗期干旱下增施氮肥减小了2个品种小麦根系总根长、根系表面积、总根体积、根尖数和分枝数,显著增加了根系直径和根系活力,S品种根系干重减小7.0%,而D品种根系干重增加12.0%。施高氮还降低了干旱下2个品种小麦根系可溶性糖含量,并提高了游离氨基酸含量,且耐旱性品种D变化幅度较大,2个品种根系可溶性蛋白含量的变化均不明显。此外,增施氮肥能促进根系对氮素的吸收,提高根系硝酸还原酶(NR)活性和含氮量。综上,在苗期干旱下增施氮肥能够促进小麦根系生长,提高根系活力和NR活性,以增强根系对氮素的吸收同化能力,促进氮代谢水平,从而提高小麦的抗旱性,但不同耐旱品种对干旱下增施氮肥的响应程度存在差异。本研究结果为通过增施氮肥有效缓解干旱进而提高小麦产量提供了理论依据。     

Breeding for bean fly resistance in common bean (Phaseolus vulgaris L.): a review

The bean fly (Ophiomya spp) is the most important yield limiting insect pest of common bean in Africa. The insect pest can cause complete crop loss affecting bean production and productivity under epidemic conditions. Effective control of bean fly is essential for sustainable bean production Africa. The overall progress, opportunities and challenges of the bean fly control strategies. The biology and ecology of bean fly and the economic importance of the insect pest is presented as well as the existing controlling strategies, with an emphasis on the breeding on breeding strategies used, research progress achieved challenges and opportunities. In conclusion, significant research progress have been made in breeding for bean fly resistance evident by identification of breeding lines, understanding resistance mechanism and development of breeding strategies. However, there is a need for further research to validate the available information and also explore new breeding methods such molecular breeding which has not been explored at present. Such studies will accelerate breeding for bean fly resistance.     

基于RNA-seq的谷子萌芽期抗旱相关基因挖掘与分析

为了明确响应干旱胁迫的关键基因,解析谷子抗旱机制,本研究以谷子抗旱品种山西2010和干旱敏感品种K359*M4-1为材料,应用RNA-seq技术对两个品种干旱胁迫前后萌发期种子进行转录组测定。结果表明,在山西2010和K359*M4-1中分别鉴定出2 300个和3 652个差异表达基因(DEG),包括编码类锌诱导的促进因子、类萌发素蛋白、蛋白磷酸化酶、转运蛋白、胚胎发育晚期丰富蛋白(LEA)、转录因子、过氧化物酶等基因。通过对鉴定到的DEG进行GO和KEGG代谢途径富集分析,发现山西2010和K359*M4-1中的DEG分别富集在52个和21个生物学过程。KEGG 富集分析发现,DEG主要富集在淀粉和蔗糖代谢, 植物激素信号转导,光合作用-天线蛋白,苯丙素生物合成,角质、亚氨酸和蜡生物合成,次生代谢物生物合成等途径。本研究结果为挖掘谷子抗旱关键基因、解析谷子抗旱机制奠定了基础。     

乌兰布和荒漠生态系统12种沙生灌木苗期的抗旱性

[目的]建立沙生灌木抗旱性评价指标体系,为沙区优良树种的筛选提供科学依据。[方法]以乌兰布和荒漠生态系统12种沙生灌木的2年生幼苗为材料,测定了7项水分生理指标,采用主成分分析和聚类分析对灌木抗旱性进行了研究。[结果](1)麻黄(Ephedra distachyaLinn.)、白刺(Nitraia tangutorum Bobr)及柠条锦鸡儿(Caragana korshinskii Kom.)的水势低于其他9种灌木;霸王(Zygophyllum xanthoxylon Maxim.)的束缚水含量和束缚水与自由水(Va/Vs)比值较高,分别为64.20%,3.3;沙木蓼(Atraphaxis bracteata A.Los.)、白刺及柽柳(Tamarix chinensis Lour.)的蒸腾速率显著低于其他9种灌木;梭梭(Haloxylon ammodendron(C.A.Mey.)Bunge)与麻黄的恒重时间最长,均为144h;沙冬青(Ammopiptanthus mongolicus(Maxim.ex Kom.)Cheng F.)的残留含水率最高(44.80%)。(2)水势、Va/Vs值、残留含水率、束缚水、恒重时间、蒸腾速率6个指标对植物抗旱性的影响较大,累积方差贡献率达87.59%。[结论]依照抗旱性大小将12种植物分为三类,强抗旱灌木为麻黄;中抗旱灌木为梭梭、白刺、霸王;弱抗旱灌木为花棒(Hedysannn scoparium Fisch)、杨柴(Hedysarum mongolicum Turcz.)、柽柳、柠条锦鸡儿、沙冬青、沙木蓼、沙拐枣(Calligonum mongolicum Turcz.)、小叶锦鸡儿(Caragana microphylla Lam.)。     

Proton toxicity interferes with the screening of common bean (Phaseolus vulgaris L.) genotypes for aluminium resistance in nutrient solution

Common bean (Phaseolus vulgaris L.) proved to be very sensitive of low pH (4.3), with large genotypic differences in proton sensitivity. Therefore, proton toxicity did not allow the screening of common bean genotypes for aluminium (Al) resistance using the established protocol for maize (0.5 mM CaCl₂, 8 μM H₃BO₃, pH 4.3). Increasing the pH to 4.5, the Ca²⁺ concentration to 5 mM, and addition of 0.5 mM KCl fully prevented proton toxicity in 28 tested genotypes and allowed to identify differences in Al resistance using the inhibition of root elongation by 20 μM Al supply for 36 h as parameter of Al injury. As in maize, Al treatment induced callose formation in root apices of common bean. Aluminium‐induced callose formation well reflected the effect of Ca supply on Al sensitivity as revealed by root‐growth inhibition. Aluminum‐induced callose formation in root apices of 28 bean genotypes differing in Al resistance after 36 h Al treatment was positively correlated to Al‐induced inhibition of root elongation and Al contents in the root apices. However, the relationship was less close than previously reported for maize. Also, after 12 h Al treatment, callose formation and Al contents in root apices did not reflect differences in Al resistance between two contrasting genotypes, indicating a different mode of the expression of Al toxicity and regulation of Al resistance in common bean than in maize.     

持续模拟干旱胁迫对胡麻萌发特性影响及品种抗旱性评价研究

采用PEG-6000模拟干旱持续胁迫,研究不同PEG-6000浓度对6个胡麻品种(坝选3号、晋亚11号、定亚23号、天亚9号、陇亚8号、陇亚11号)的种子萌发、幼苗生长和幼苗生理指标的影响,并对6个胡麻品种的萌发期抗旱性进行分析和评价。结果表明:随着PEG-6000浓度的升高,胡麻种子的发芽率、发芽势和发芽指数呈先增加后减小的趋势;地上部分长度、地下部分长度、地上部分鲜重及地下部分鲜重整体呈下降趋势;丙二醛(MDA)含量、过氧化物酶(POD)活性呈先增后减的趋势,超氧化物歧化酶(SOD)活性和过氧化氢酶(CAT)活性呈增加趋势;萌发抗旱指数呈下降趋势。随着胁迫时间的增加,同一浓度下,MDA含量,POD、CAT、SOD活性均随着胁迫时间的增加逐渐增加。采用模糊数学隶属函数法,对6个胡麻品种萌发期抗旱性进行评价,其抗旱性强弱依次为:坝选3号晋亚11号定亚23号天亚9号陇亚8号陇亚11号。本研究为室内早期快速鉴定胡麻育种材料的抗旱性提供了参考依据。