复配浸种对干旱胁迫下谷子萌发及幼苗生长的影响

为提高谷子的萌发率和幼苗期的抗旱能力,研究了赤霉素、稀土和氯化钙复配浸种对干旱胁迫下晋谷21号萌发及幼苗生长的生理特性。结果表明,复配浸种提高了种子的发芽率,取播种后第14天的幼苗,植物细胞内保护酶系统SOD,POD和CAT的活性分别提高113.0%,27.3%和14.9%,而且脯氨酸和可溶性蛋白含量比对照分别增加53.81%和102.44%,降低了渗透势;干旱胁迫下谷子幼苗叶片超氧阴离子的产生速率和过氧化氢含量降低,丙二醛含量降低。说明复配浸种促进了谷子干旱胁迫下的萌发率,并增加了幼苗对干旱胁迫的适应性。     

干旱胁迫对不同谷子品种幼苗生长的影响

培养谷子幼苗至3叶期,采用不同浓度PEG-6000(0、5%、10%、15%、20%)模拟干旱胁迫幼苗15d后,测定幼苗根长、苗高、鲜重等指标,综合评价谷子的抗旱能力。结果显示:不同浓度的PEG-6000对不同品种谷子的根长、苗高及幼苗鲜重均有一定程度的抑制作用,并且随着浓度的增加抑制作用逐渐显著。20%处理浓度下,200152、200131和大同2抗旱性最强,适合在干旱半干旱的黑龙港地区推广种植。     

水杨酸浸种对谷子萌发期抗旱性的影响

为研究水杨酸对谷子萌发期抗干旱胁迫能力的影响,以衡谷15、衡谷13、冀谷19、衡饲1号谷子种子为材料,以18％的PEG模拟干旱环境,分别用7种浓度的水杨酸浸种24 h,测定发芽率、发芽指数、活力指数、根长、苗高、鲜重等,综合分析4种谷子的抗干旱胁迫能力.结果 表明:在干旱胁迫下,水杨酸浸种后各品种表现不同,有些品种的抗旱能力没有明显变化.而冀谷19和衡谷15的发芽能力显著提高,衡谷15、冀谷19、衡谷13的活力指数显著增加,0.6 mmol/L水杨酸浸种是最适浓度.通过隶属函数的综合分析可知水杨酸浸种后4个品种谷子抗旱性的大小为:衡谷13＞冀谷19＞衡饲1号＞衡谷15.     

水杨酸浸种对干旱胁迫下玉米种子萌发及幼苗生长的影响

采用10%PEG-6000模拟干旱胁迫,研究不同浓度(0、0.001、0.01、0.05、0.1、1.0和2.0mmol·L~(-1))的水杨酸浸种对干旱胁迫下玉米种子萌发及幼苗生长的影响。结果表明:与对照相比,10%PEG胁迫对玉米种子萌发及幼苗生长有明显的抑制作用,使可溶性蛋白质含量明显降低,MDA含量升高,POD、CAT和SOD活性降低。适宜浓度水杨酸浸种对玉米种子萌发及幼苗生长有明显的促进作用,可溶性蛋白质含量增加,MDA含量降低,POD、CAT和SOD活性增强,其中以浓度为0.01~0.05mmol·L~(-1)效果最好。     

盐胁迫对不同品种谷子萌发及幼苗生长的影响

为探索谷子地方品种发芽期和苗期的耐盐性,为谷子耐盐机制研究和新品种耐盐培育提供依据,采取NaCl浓度0、50、150、300 mmol·L-1处理沧344、冀谷31、安04-4783、206058、沧555、200131、200152、安06-6082、济0404、济0515、06766-7、郑06-3、长生08、冀谷19共14个夏谷种子,对种子萌发和幼苗生长的变化进行了研究。结果表明：低浓度NaCl处理（50 mmol·L-1）能促进谷子种子萌发,提高种子的相对发芽率,并促进幼苗胚根和胚芽的伸长,增加相对根长和相对芽长;NaCl处理浓度超过150 mmol·L-1时抑制谷子种子萌发和幼苗生长,而且对幼苗胚根的抑制作用大于胚芽,表现为相对根长的降低大于相对芽长的降低。     

萌发期低温胁迫对谷子幼苗生长及产量的影响

为选育耐低温谷子新品种,以耐冷性谷子品种嫩选14,冷敏感谷子品种鲁谷7号为试验材料,采用盆栽与大田试验相结合的方法,在萌发期进行8℃胁迫3 d后,恢复至28℃培养7 d,测定各处理下的秧苗素质相关指标及生理指标,移栽大田后在成熟期测定产量及产量构成因素。结果表明,谷子经低温胁迫后,2个品种出苗率出现不同程度的下降,秧苗素质各指标均显著降低,耐冷品种下降幅度较小。低温胁迫处理下谷子幼苗叶片的SOD活性及POD活性均显著升高,脯氨酸含量及MDA含量均显著增加,其中耐冷品种具有更强的保护性酶活性。与对照相比,两个品种的各生育时期均延长,穗粒数与产量均降低,其中冷敏感品种鲁谷7号的产量下降14.1%,耐冷品种嫩选14的产量下降6.5%。     

表油菜素内酯浸种对干旱胁迫下玉米种子萌发及幼苗生长的影响

用0.05 mg/L的表油菜内酯浸种24 h后,对其中部分种子用10%PEG模拟干旱胁迫,另一部分待出苗后对幼苗用10%PEG模拟干旱胁迫,测定种子萌发及幼苗生长过程中的相关指标。结果表明:与对照相比,表油菜素内酯浸种能显著提高干旱胁迫下玉米种子萌发指数、根长,但对萌发率、根数、根重、芽长、芽重并无显著影响;显著提高幼苗叶片光合速率、气孔导度,极显著提高叶片蒸腾速率,而叶片相对电导率、水分利用效率显著降低,但对胞间CO2浓度、叶绿素含量及叶片细胞渗透势并无显著影响。     

谷子萌发及幼苗生长对碱胁迫的反应

利用不同浓度的碱性盐溶液（NaHCO3和Na2CO3摩尔比为9∶1）处理冀谷19号种子,研究了碱胁迫对谷种萌发和幼苗生长的影响。结果表明：碱胁迫影响谷子的萌发和幼苗生长。在盐浓度较低时,高pH值对种子发芽率没有明显影响,但芽和根的生长受抑制程度均随着溶液浓度的提高而增大,说明高pH值对胚根和胚芽具有明显的伤害作用,致使种子虽能萌发却难以生长。     

烯效唑浸种对谷子幼苗生长和生理指标的影响

试验研究了烯效唑浸种对谷子幼苗生长及其生理指标的影响.结果表明:用1～20 mg/L烯效唑溶液处理后,谷子幼苗苗高明显受到抑制;地上、地下部分干物质积累增加;根冠比、叶绿素含量、可溶性糖含量和可溶性蛋白含量增加,同时POD和SOD活性提高,MDA含量和外渗电导率下降.说明烯效唑浸种有助于谷子壮苗和增强抗逆性,5 mg/L烯效唑浸种效果最明显.     

谷子萌发期响应干旱胁迫的基因表达谱分析

【目的】谷子是一种耐旱作物,通过二代测序技术获得大量的谷子萌发期响应干旱胁迫的差异基因,进而挖掘谷子萌发期抵御干旱的关键基因及其相关的分子机制。【方法】以晋谷45为材料,谷子萌发期分别用18%PEG-6000干旱胁迫（处理组）和蒸馏水（对照组）处理种子并测定1、10和18 h种子的SOD、POD和CAT活性。SOD活性用氮蓝四唑（NBT）法测定,POD活性用愈创木酚法测定,CAT活性用比色法测定;对萌发10和18 h种子的对照组和处理组构建cDNA文库并进行差异基因表达谱分析;利用Bowtie将reads比对到参考基因组,采用RSEM对bowtie的比对结果进行表达量估计;使用DESeq进行差异表达基因分析;利用NR、Swiss-Prot、KEGG、COG和GO在线数据库对差异基因进行功能注释,挖掘调控谷子萌发的关键基因;利用qRT-PCR验证测序结果的可靠性。【结果】处理组的SOD活性整体比对照组高,而POD活性和CAT活性与之相反;随着萌发时间的变化,SOD活性在不断地增加,但CAT和POD活性逐渐减小。基因表达谱序列与所选参考基因组序列高度一致,基因表达呈现出高度不均一性。通过高通量测序最后获得35 470个基因,以RPKM≥0.01为筛选标准,对照样本中分别筛选出24 030和24 486个表达基因,PEG干旱胁迫处理10和18 h的样本分别筛选出24 019和23 877个表达基因;差异表达基因分析表明,谷子萌发10和18 h分别筛选出456和545个差异基因,其中87和267个上调表达基因,369和278个下调表达基因;GO功能显著性富集分析表明,差异基因主要涉及代谢过程,细胞进程和响应刺激;KEGG富集分析表明,差异基因参与到苯丙烷代谢和植物激素信号转导过程;通过qRT-PCR对5个差异基因在干旱胁迫下种子萌发时的表达分析表明,其表达趋势与表达谱分析结果基本一致。【结论】差异表达基因广泛涉及到糖、蛋白质、核酸等生物大分子代谢、次生代谢和能量代谢等过程;SnRK2和PAL可能在干旱胁迫下调节种子的萌发。     

渗水地膜覆盖对旱地谷子生育时期及产量的影响

采用随机区组设计,设3个处理,分别为渗水地膜覆盖、普通地膜覆盖和露地,于2001年和2002年研究了不同处理对旱地谷子生育时期和产量的影响。结果表明:1)渗水地膜覆盖加快了谷子的生长发育进程,可使谷子提早成熟。2)渗水地膜覆盖处理单位面积穗数明显高于其他处理。3)渗水地膜覆盖产量与其他处理差异极显著,比露地增产50%以上。     

谷子显性恢复基因的AFLP分析

赤峰显性核不育谷子是在谷子中首次发现的核不育材料,该材料的育性受2对核显性基因互作控制,一对是显性核不育基因Msch,另一对是显性上位育性恢复基因Rf。两者共同存在时显性上位育性恢复基因Rf能抑制显性核不育基因Msch的表达,从而表现可育。利用已构建的不育基因Msch的上位育性恢复基因Rf的近等基因系(NILs)为材料,通过对300对AFLP引物组合进行筛选,找到了与显性上位育性恢复基因Rf紧密连锁的2个AFLP标记(E15/M52和E20/M41),与不育基因的遗传距离分别是7.0c M和12.7 c M,而且位于不育基因的同一侧,标记间相距5.7 c M。     

我国谷子育种与生产现状及发展方向

综述了我国谷子育种与生产现状,分析了存在的主要问题,提出了今后我国谷子育种的发展方向。     

NaCl处理谷子萌发期种子的转录组学分析

【目的】谷子具有抗旱、耐贫瘠的特性,逐渐成为研究禾本科作物的模式作物。本研究以前期筛选并获得的谷子耐盐品种和敏感品种为材料,通过RNA-Seq测序筛选鉴定谷子的盐胁迫响应基因,揭示其响应盐害机制,为培育谷子抗盐新种质提供理论依据。【方法】 对14个谷子品种进行了萌发期抗盐筛选。谷子不同品种的种子经150 mmol·L ^-1NaCl处理萌发培养7 d后,分别统计各品种种子的萌发率、根长和芽长,综合各项指标鉴定到豫谷2为耐盐品种、安04为盐敏感品种。以这两个品种盐胁迫前、后萌发期种子为材料,应用RNA-Seq进行转录组测定,分析鉴定盐害下差异表达基因（differentially expression gene,DEG）,并对DEG进行GO和KEGG功能富集分析。同时应用qRT-PCR对随机挑选的15个DEG表达模式进行验证,并与RNA-Seq结果进行相关性分析。 【结果】 耐盐品种豫谷2、盐敏感品种安04种子经盐胁迫处理后,分别鉴定出2 786个和4 413个DEG;其中,每个品种在NaCl处理前及处理后分别鉴定出1 470和3 826个DEG。GO和KEGG聚类分析显示,NaCl处理下参与信号转导、抗氧化、有机酸的合成及转运以及次生代谢等相关的DEG在谷子萌发期种子应对盐胁迫响应过程中具有关键性的作用,DEG主要集中在胁迫响应、离子的跨膜转运、氧化还原、次生代谢及有机酸、多胺、苯丙烷的合成等过程。qRT-PCR对15个DEG表达模式的检测结果与RNA-seq结果相关系数为0.8817。其中编码离子通道的基因（HKT）、过氧化物酶基因（POD）、黄烷酮-3-羟化酶基因（FL3H）、MYB转录因子基因等在豫谷2中表达量较高,显示其在谷子萌发期种子响应盐胁迫中可能发挥一定作用。【结论】 谷子耐盐品种及盐敏感品种的种子对盐胁迫的响应程度具有一定的差异性,且品种对盐害的耐受能力主要与基因对胁迫的响应程度相关,而与DEG的数量相关性不大。     

穴播与条播对夏谷产量及相关性状的影响

研究了穴播和条播对不同株型谷子产量及相关性状的影响。结果表明,在不同试验地点穴播与条播相比籽粒产量水平相当或有所提高;穴播可以解决谷子单籽出苗顶土力弱的问题;通过研制穴播机可以实现谷子的精量播种,少间苗或不问苗。