低温胁迫对玉米幼苗抗冷性的影响初探

文章研究了以 2 5℃为对照 ,以 14℃、4℃为低温胁迫处理后玉米幼苗的 4项生理指标 :叶绿素含量、根系活力、过氧化物酶活性、细胞膜的通透性相对电导率 ,并探讨了这些数据的成因 ,综合讨论了低温胁迫与玉米幼苗抗冷性之间的关系同步完成的玉米 84 6自交系发芽率实验结果证明 ,实验所用种子的发芽率高 ,而低温对玉米种子萌发有延迟作用     

植物低温胁迫及其抗性生理

综述低温胁迫对植物活性氧代谢、光合作用、呼吸作用、氮代谢等生理过程的影响，以及提高植物抗寒性的措施及其机理。提出尚待进一步研究的问题。     

钙对低温胁迫下玉米幼苗氧化损伤的保护作用

采用室内盆栽试验,利用不同浓度的CaCl₂（0、5、10、15、20 mmol·L^-1）处理低温胁迫下的玉米幼苗,研究了钙对玉米幼苗抗冷性的作用。结果表明：与对照相比,低温处理明显抑制了玉米幼苗的生长,减缓了可溶性蛋白和可溶性糖含量的积累,抗氧化酶活性下降,脯氨酸含量减少,丙二醛（MDA）含量增加,质膜透性增大。适宜浓度的钙（5～10 mmol·L^-1）能减缓低温胁迫下玉米幼苗质膜相对透性和丙二醛（MDA）含量的增加,促进脯氨酸(Pro)、可溶性糖和可溶性蛋白的积累,提高超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）和过氧化物酶（POD）活性,其中10 mmol·L^-1 Ca²⁺处理的效果最为明显。     

外源ALA对低温胁迫下巴西蕉幼苗抗冷性的影响

[目的]探讨ALA对香蕉幼苗抗冷性的生理影响及冷害机制,为ALA调节香蕉抗冷性提供科学依据.[方法]以巴西蕉幼苗为材料,设清水常温(CK1)和清水低温(CK2)为对照,喷施1 mg/L ALA后置于人工气候箱中(7℃)低温胁迫12、24、36、48 h,期间取样测定叶片质膜透性、叶绿素、MDA、可溶性蛋白、脯氨酸以及SOD、POD酶活性等.[结果]与低温对照相比,在低温胁迫期内,外源ALA处理的叶片叶绿素含量、SOD和POD活性、脯氨酸和可溶性蛋白质含量均明显提高,质膜透性、MDA含量和O2-产生速率则有所降低;当低温胁迫36 h后,外源ALA处理的叶片叶绿素含量、SOD 、POD酶活性分别提高了90.6%、11.7% 、58.4%,O2-生速率、质膜透性、MDA含量降低了85.3% 、27.6%、37.1%.[结论]低温胁迫下,外源ALA可提高叶片SOD 、POD活性,降低O2-产生速率,减小质膜透性,同时还可增加脯氨酸和可溶性蛋白的积累,维持叶绿素的稳定性,从而提高巴西蕉幼苗的抗玲性.     

玉米耐盐愈伤组织变异体筛选体系的建立

为了寻找离体筛选耐盐作物类型的新途径,特选配了4个适于幼胚培养的玉米杂交组合,以其幼胚为外植体,诱导出胚性愈伤组织。继代5次后,用200 mmol/L的NaCl和5.5 mmol/L的Hyp连续筛选3次,获得耐盐愈伤组织变异体。试验确定了适于玉米幼胚培养的诱导培养基和分化培养基,比较了2种筛选剂的选择效果:用Hyp筛选得到的愈伤组织,其分化频率高于用NaCl筛选的愈伤组织;Hyp的选择频率是NaCl的两倍,表明用Hyp间接筛选玉米耐盐变异体,是一条较为合适的途径。     

Use of thermography for high throughput phenotyping of tropical maize adaptation in water stress

In this study the suitability of thermal imaging for phenotyping was investigated as part of a breeding experiment carried out by the International Maize and Wheat Improvement Centre (CIMMYT) at Tlaltizapán experimental station in Mexico. Different subtropical maize genotypes with two replications were screened with respect to their tolerance to water stress. Thermal images of the canopy of 92 different maize genotypes were acquired on two different days in the time interval between anthesis and blister stages (grain filling 1), whereby each picture contained five plots of different genotypes and canopy temperatures calculated for each plot. Significantly, lower canopy temperatures were found in well-watered genotypes compared with water-stressed genotypes. Furthermore significant differences (p < 0.001) between genotypes under water stress were detected using thermal images. A close correlation (p < 0.01–0.001) between canopy temperature or modified Crop water stress index with NDVI and SPAD values was obtained. It may be concluded that genotypes better adapted to drought conditions exhibited lower temperatures.Thermography is a potentially promising method to accelerate the screening process and thereby enhance phenotyping for drought adaptation in maize.     

玉米成熟胚愈伤组织诱导及其影响因素研究

以玉米成熟胚为外植体,初步研究了不同基本培养基、不同生长素及其浓度对成熟胚愈伤组织诱导的影响。结果表明,N6培养基对玉米成熟胚愈伤组织的诱导率略高于MS培养基,而且N6培养基上诱导的愈伤组织质量好于MS培养基;培养基中所添加的生长素种类及浓度对成熟胚愈伤组织诱导有较大影响。在MS和N6培养基中添加2,4-D,诱导玉米成熟胚愈伤组织的效果优于添加NAA;中低浓度的NAA（1．O～3．Omg／L）和中高浓度的2,4-D（2．0～5．0mg／L）有利于玉米成熟胚愈伤组织的诱导。     

陕甘宁春玉米低温冷害动态监测研究

为提高逐日温度推算精度,采用微波亮温趋势面信息与地理因子相联合的方法,建立多元回归方程,实现了研究区2010年逐日平均气温的推算。所获逐日平均气温经验证,模拟结果与气象站观测结果均方根误差为1.75℃。微波趋势面信息的加入可使逐日平均气温的推算精度提高0.37℃。通过构建的春玉米动态发育期图,提高了春玉米冷害监测时监测指标和发育期的配合度。所获得陕甘宁春玉米冷害监测结果与2011年农业气象灾害统计年鉴的报道在时空上相吻合。研究构建的冷害监测方法简单有效,可为陕甘宁春玉米大范围冷害动态监测提供技术支持。     

水分胁迫下玉米抗旱性与光合生理指标研究

通过盆栽试验，研究了水分胁迫下玉米不同基因型材料的多个性状指标的抗旱指数隶属度，并分析了叶片叶绿素含量、气孔导度、净光合速率与玉米抗旱性的相关关系。结果表明，叶绿素含量和净光合速率的抗旱指数与抗旱隶属度有真实的直线相关，可作为玉米抗旱性鉴定的评价指标，而气孔导度抗旱指数与抗旱隶属度没有真实的直线相关，用其进行玉米抗旱性鉴定的可靠性较差。对各指标间的相关性分析还表明，在中度水分胁迫下净光合速率下降与叶绿素含量下降有关，而与气孔导度无关。     

玉米自交系苗期对高温胁迫的响应机制及其抗逆性

高温胁迫影响夏播玉米自交系幼苗生长、田间整齐度和制种产量,探究玉米幼苗期对温度胁迫的响应机制,有利于培育和筛选抗性优良的品种。该试验选取了浙江大学育成的耐热型和热敏感型自交系各2份,45 ℃进行高温胁迫处理,经高温处理后进行叶绿素含量、抗氧化酶活性测定,以及相关基因表达分析。结果表明,经过高温胁迫处理并恢复生长后,与耐热型自交系相比,热敏感型自交系的叶绿素a、b含量、叶绿素a/b值、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性、抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性、谷胱甘肽还原酶(GR)活性均下降,而脯氨酸含量小幅上升。利用qRT-PCR技术对脯氨酸合成途径的关键酶基因ZmP5CS、降解途径的关键酶基因ZmProDH、热激蛋白基因ZmHSP70和ZmHSP90在高温胁迫条件下的表达特性进行了分析,发现ZmP5CS、ZmHSP70和ZmHSP90明显受热胁迫诱导,并且热敏感型自交系中ZmP5CS、ZmHSP70和ZmHSP90的表达量均显著低于耐热型自交系,而ZmProDH的表达量显著高于耐热型自交系,由此说明,高温胁迫过程中脯氨酸的积累、抗氧化酶活性和热激蛋白基因表达的增强是玉米幼苗耐热性形成的响应机制。     

热激对冷胁迫下玉米幼苗质膜透性和抗氧化酶活性的影响

以玉米幼苗为材料,研究热激对玉米幼苗在冷胁迫过程中的存活率、质膜透性、抗氧化酶活性的影响。结果表明,热激处理提高了玉米幼苗在冷胁迫中的存活率。表明热激能提高玉米幼苗的抗冷性。同时热激也提高了冷胁迫过程中的抗氧化酶如超氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽还原酶（GR）、过氧化氢酶（CAT）、抗坏血酸专一性过氧化物酶（APX）、愈创木酚过氧化物酶（GPX）的活性,而降低冷胁迫过程中的质膜透性。表明热激通过抗氧化酶的抗氧化作用保护细胞免受破坏或破坏程度受到削弱,从而提高植物抗冷性。     

低温胁迫对不同耐寒型甘蔗蔗糖代谢相关酶基因表达及其酶活性的影响

[目的]研究不同耐寒型甘蔗品种叶片中蔗糖代谢关键酶基因表达及其酶活性在低温胁迫条件下的变化,为培育高产高糖、抗寒性强甘蔗新品种提供参考.[方法]以耐寒型甘蔗品种GT28和冷敏感型品种ROC22为材料,幼苗期进行6℃低温胁迫处理0（对照）、2、5、9 d及胁迫处理5和9d后恢复生长2d,分析两品种甘蔗＋1位叶叶片蔗糖代谢关键酶基因表达及相关酶活性.[结果]与对照相比,低温胁迫利于诱导GT28相关酶基因的表达,而抑制ROC22相关酶基因的表达.6℃低温胁迫2、5、9 d后,GT28叶片SAI、CIN和SPS1基因相对表达量呈先降低后升高的变化趋势,而SPS2和SS表达量呈逐渐升高的趋势,分别以低温胁迫2和9d最高,为对照的8.31、6.99、3.80、5.27和1.65倍;冷敏感型ROC22叶片SAI、CI和SPS2基因相对表达量呈不断下降的变化趋势,以胁迫2d的相对表达量最高,分别为对照的9.79、5.37和4.711倍,而SPS1和SS相对表达量分别呈上升、先上升后下降的变化趋势.低温胁迫5d后恢复生长2d的ROC22叶片SAI、CIN、SPS1和SS及GT28叶片SPS1和SPS2基因相对表达量明显高于胁迫9d后恢复生长2d的处理,而GT28叶片SAI、CI和SS的表现相反.在胁迫5、9d后恢复生长2d,ROC22叶片CIN、SPS2均有所上升,GT28叶片SAI、SPS1和SS相对表达量均有所下降.与对照相比,低温胁迫2～9 d可不同程度提高不同基因型甘蔗品种叶片AI、NI、SPS和SS酶活性,AI和NI酶活性以GT28叶片相对较高,而SPS和SS酶活性以ROC22叶片表现更高.随胁迫时间的延长（2～9d）,GT28叶片的AI、SPS和SS酶活性均呈逐渐上升的变化趋势,以胁迫处理9 d最高,分别为161.62 μmol Glc/gFW·h、7.88和14.28μmol Suc/gFW·h,而NI酶活性以胁迫处理2 d最高（472.49 μmol Glc/gFW·h）.ROC22叶片AI和NI酶活性随胁迫时间的延长而逐渐降低,均以胁迫处理2d的最高,胁迫处理9d的最低;SPS和SS酶活性则表现为先上升后下降的变化趋势,以?     

热激对干旱胁迫中玉米幼苗的某些抗逆生理指标的影响

玉米幼苗经42℃下热激4 h后置于干旱胁迫中,发现热激处理不仅提高了玉米幼苗的存活率,而且幼苗的鲜重、株高、叶绿素含量及水势都有所增加,表明热激能提高玉米幼苗的抗旱性。同时热激也提高了干旱胁迫过程中的抗氧化酶GR的活性、可溶性蛋白质中热稳定蛋白质及游离脯氨酸的含量,而降低了质膜相对透性。表明热激可能通过GR、热稳定蛋白和脯氨酸的抗氧化作用保护细胞膜免受破坏或破坏程度受到削弱而提高植物抗旱性。     

玉米耐盐愈伤组织变异体的筛选初报

以玉米杂交种郑22×综3的幼胚愈伤组织为材料,在加有NaCl和羟基脯氨酸(Hyp)的筛选培养基上,连续筛选5代,获得耐NaCl和耐Hyp的愈伤组织变异体.研究结果表明:(1)两种变异体具有较高的脯氨酸含量和较低的渗透势;(2)在相同盐浓度的培养基上,脯氨酸含量和K+,Na+含量均为影响耐盐变异体耐盐性的影响因子,经比较排序为Hyp变异体＞耐NaCl变异体＞对照,耐Hyp变异体表现了最强的耐盐性;(3)耐Hyp变异体的高脯氨酸含量特性比耐NaCl变异体稳定.用Hyp筛选耐盐变异体的的方法较为有效.     

玉米茎尖培养诱导愈伤组织及植株再生的研究

以黑龙江省8个优良玉米自交系为试验材料,研究了玉米茎尖培养诱导愈伤组织及愈伤组织继代培养和植株再生的效果。结果表明,不同培养基和基因型的愈伤组织诱导再生能力差异大,单一培养基效果不如复合培养基。2,4-D和6-BA的浓度及比例是影响愈伤组织诱导的重要因素。8种基因型中只有3种成功获得愈伤组织诱导、继代和分化植株,另有3种基因型获得水性愈伤但不能继代,2种基因型未产生愈伤。     

抗生素对玉米愈伤组织生长和分化的影响

以继代培养的玉米胚性愈伤组织为材料,研究了不同质量浓度的卡那霉素(Kan)、遗传霉素(G418)和头孢霉素(Cef)对胚性愈伤组织继代生长和分化的影响.结果表明:(1)当质量浓度大于3 mg.L-1时,Kan对愈伤组织的生长具有一定抑制作用,其抑制作用在不同继代次数和不同基因型间具有明显差异;Kan明显降低了愈伤组织的分化出苗率;(2)G418具有显著抑制愈伤组织生长的负向效应.当G418的质量浓度大于25 mg.L-1时,愈伤组织就丧失了再生能力;(3)Cef质量浓度为100 mg.L-1时,对愈伤组织的生长无显著影响,随着质量浓度的增加,对愈伤组织的生长开始具有抑制作用,Cef对愈伤组织生长的抑制作用具有一定的累加效应.Cef对愈伤组织的分化再生能力具有一定的正向效应,但其临界质量浓度在基因型间和继代次数间存在差异.     

不同基因型玉米幼胚愈伤组织的培养特性

为了研究不同基因型玉米自交系幼胚愈伤组织的培养特性,选取19个玉米自交系(属于5个杂种优势类群)为试验材料,以授粉后10～12 d的玉米幼胚为外植体,研究不同基因型和培养基对玉米幼胚愈伤组织诱导率的影响。结果表明,供试材料均能通过幼胚愈伤诱导培养形成愈伤组织,其中11个自交系的愈伤组织能分化获得再生植株。Reid、旅大红骨和其他种质3个杂种优势类群中的B73、黄C、478,综31,178、501、先早17、旱21等8个自交系具有较好的幼胚培养特性和植株再生特性,愈伤组织诱导率高,且愈伤整齐、大小适中、植株再生率高,适宜作为受体材料进行遗传转化。幼胚在附加4 mg／L 2,4-D且去掉水解酪蛋白和L-脯氨酸的N6改良培养基上,幼芽及根的数量少、出愈率高、愈伤组织质地好,并明显减少了幼胚自发性芽分化的趋势,有利于保持愈伤组织胚性、提高再生植株频率,为玉米自交系幼胚诱导的适宜培养基。     

玉米胚性愈伤组织诱导和植株再生研究

对 4 3个基因型的未熟幼胚进行离体培养 ,研究不同基因型对离体培养的反应 ,不同质量浓度 2 ,4 D对胚性愈伤组织百分率的影响以及不同基因型愈伤组织的再生苗率 .结果表明 ,自交系A188,87 1、郑 2 2、综 3、综 31和掖 4 78以及它们的杂交种产生了胚性愈伤组织 ;继代过程中 ,2 ,4 D质量浓度降至 1mg·L-1提高了胚性愈伤组织百分率 ;4 3个基因型中仅部分基因型再生了植株 ,基因型是能否再生植株的主要因素 ,培养基成分也影响再生苗率 ,改良MS成分和低浓度的激动素有利于植株再生     

玉米耐盐愈伤组织变异体的筛选及耐盐性分析

为了筛选玉米耐盐愈伤组织变异体,选用4个适于玉米组织培养基因型的幼胚为外植体,诱导出胚性愈伤组织。继代5次后,分别用200 mmol/L NaCl和5.5 mmol/L Hyp连续筛选3次,获得耐盐愈伤组织变异体,分别称为rn变异体和rh变异体,以普通继代培养基上培养的愈伤组织为对照。经一代回复培养,分别在200,250和300 mmol/L NaCl胁迫下,分别测定了rn变异体r、h变异体和对照愈伤组织存活率,胚性愈伤组织百分率,K+、Na+含量;在300 mmol/L NaCl胁迫下,测定了rn变异体、rh变异体和对照愈伤组织的生长量及脯氨酸含量。结果表明,rh变异体愈伤组织的分化频率高于rn变异体,Hyp的选择频率是NaCl的2倍左右;在不同浓度NaCl胁迫下,rh变异体具有较高的愈伤组织存活率和K+、Na+含量;在300 mmol/L NaCl胁迫下,rh变异体的生长量和脯氨酸含量均最高,表现出了较好的耐盐性。     

硒对玉米种子吸胀期间生理特性和种子发芽能力的影响

【目的】为了探讨硒引发对玉米种子生理生化特性及发芽的影响.【方法】以‘联丰20’和‘郑单958’两个玉米品种为材料,种子经75μmol/L硒酸钠引发48h,在5℃下低温吸胀不同时间(0、12、24、36和48h),测定玉米种子吸胀中的发芽及生理指标.【结果】硒引发处理玉米种子,不仅能提高低温胁迫期间种子内过氧化物酶(POD)活性,增加了可溶性糖(WSC)、脯氨酸(Pro)和种子浸出液的核苷酸含量,同时也显著提高了发芽率、缩短了平均发芽时间.低温吸胀48h后,与对照相比,75μmol/L硒酸钠引发处理分别使‘联丰20’和‘郑单958’种子的平均发芽率提高了28%和14%,平均发芽时间缩短了7.68h和5.76h.【结论】75μmol/L硒酸钠引发处理可以提高玉米种子吸胀期间各项生理特性,同时也增强了低温胁迫下种子的发芽能力.