水稻耐低磷种质的筛选与鉴定

本研究对281份不同的水稻（Oryza sativa L.）品种（品系）进行了耐低磷筛选和鉴定。在大田种植条件下,通过水稻部分性状耐低磷系数（－P/+P）的变异范围、平均值以及它们间的相关性分析,认为相对籽粒产量、相对成熟期的地上部生物重、相对植株分蘖期的分蘖数是较好的耐低磷筛选和评价的指标。并提出以偏低含磷量大田初筛及     

水稻耐低磷种质的初步筛选

本文以农业部948项目“全球水稻分子育种计划”采用的151份国内外代表性种质为供体亲本、云南育成的优质高原粳稻品种滇粳优1号为轮回亲本、通过连续回交形成的5500个株行为材料，在田间自然缺磷条件下，以水稻植株分蘖数作为耐低磷评价指标，初步筛选出20个耐低磷基因型种质。     

干旱胁迫对不同年代谷子苗期根系表型的影响

作为种植于中国西北干旱和半干旱区域重要的粮食作物,谷子具有较高的营养价值。但近年来干旱频发,导致谷子品种退化、品质下降。因根系是运输有机质的重要器官,对植物生长发育的全过程至关重要,选取3个不同年代的6个谷子品种为研究对象,采用土培法人工模拟干旱环境（出苗10天后一组停止浇水至收获;另一组正常浇水,70%±5%FWC）,探究品种更替过程中干旱胁迫对谷子苗期根系表型的影响机理。结果表明,不同年代谷子幼苗根系对干旱胁迫的响应机制存在差异,随年代推进,谷子根系干质量、根长、根表面积和根体积呈先降后升趋势。自20世纪70年代以来,1970s—1980s和2000s—2010s谷子在干旱环境中的生长速率分别显著提升了18.1%和30.1%(P<0.05),根冠比有降低趋势并稳定在0.21左右,根条数稳定在9～10条。干旱胁迫下,1960s—1970s谷子的生物量总干重、根宽度、根总长、根表面积和根体积分别显著降低37.6%、47.9%、36.8%、40.1%和30.6%(P<0.05),根密度无显著差异(P>0.05);1970s—1980s谷子的总干重、根宽度和根条数分别显著...     

四川盆地及盆周山区玉米地方种质耐低磷胁迫研究

以来自四川盆地及盆周山区的22个玉米地方种质为材料,在低磷胁迫下对苗期缺磷症状,成株期株高、穗行数、百粒重、行粒数以及穗粒重等性状表现进行了研究。结果表明,低磷胁迫对玉米的主要农艺、经济性状均有不同程度的影响,其中对苗期缺磷症状及成株期穗粒重的影响最大,且不同玉米地方种质在苗期和成株期对低磷胁迫的反应不同,以苗期缺磷症状和成株期穗粒重的耐低磷胁迫系数的平均值作为耐低磷综合指数,能较好地反映玉米地方种质的耐低磷胁迫能力。将耐低磷综合指数按最短距离法进行聚类,可将22个玉米地方种质划分为三类。其中,第一类材料包括:汉源红包谷、汉源白包谷、汶川二白、江北大板牙,占鉴定总数的18.2%,它们的耐低磷综合指数在0.81以上,属于对低磷胁迫不敏感基因型;第二类材料包括南充秋子等4个玉米地方种质,占鉴定总数的18.2%,它们的耐低磷综合指数在0.73~0.77之间,属于对低磷胁迫反应中间型;第三类材料包括小金金皇后等14个地方种质,占鉴定总数的63.6%,它们的耐低磷综合指数在0.73以下,属于对低磷胁迫敏感基因型。     

耐低磷旱稻种质筛选的初步研究

利用海南典型缺磷砖红壤土为基质进行耐低磷旱稻种质筛选试验。通过对多个相对耐低磷指数进行多重相关性分析,认为相对分蘖数、相对分蘖干重、相对地上部干重和相对总生物量是较好的耐低磷种质苗期初步筛选指标,而相对分蘖数、相对有效穗数、相对成穗率、相对结实率和相对单株籽粒产量是全生育期筛选可靠、有效的指标。结果表明:BXLD和AX128等品种属于耐低磷旱稻种质,QX128和RD-2属于低磷敏感旱稻种质。     

水稻耐低磷种质的苗期筛选与鉴定

从以成恢448为轮回亲本，M401为供体亲本构建的回交后代BC₁F₆筛选出的耐低磷材料（GP9）和低磷敏感材料（GP14）及其亲本用于盆栽试验，设置P2（2.31 mg/kg）、P30（30 mg/kg）和P80（80 mg/kg）3个磷处理水平，以P80处理为对照计算性状相对值，研究不同磷处理浓度对供试材料6个生物学性状的影响。结果表明，P2处理较P30处理更能反映不同材料性状相对值间的差异，宜用于苗期耐低磷筛选。P2处理时，GP9与GP14及其亲本播种后52 d、59 d和66 d的相对分蘖数差异均达极显著水平，建议采用相对分蘖数作为水稻苗期耐低磷筛选的主要鉴别指标。同时，运用相对叶面积、相对绿叶数和相对叶龄进行综合评定。     

低磷胁迫下水稻不同品种根系有机酸分泌的差异

以4个对低磷反应不同的典型水稻品种（系）为材料，对其在低磷胁迫下根系有机酸分泌这一根系生理特性进行了比较研究。结果表明，低磷胁迫能促使水稻根系分泌更多的有机酸，这在耐低磷品种中表现尤为明显。     

谷子苗期对不同程度干旱胁迫的响应及抗旱性评价

以6份谷子材料为研究对象,研究了不同程度干旱胁迫（设水分充足、中度干旱、重度干旱3个处理）对谷子苗期生长及根系形态特征的影响,并进行了抗旱性鉴定。结果表明,谷子在水分充足条件下生长最好,随着干旱胁迫的加强,谷子的株高、顶三叶叶面积、根长、根表面积、根体积、根尖数均呈下降趋势。山西2010在中度干旱和重度干旱胁迫下根冠比增加的幅度均最大,分别为15.95%和25.36%,抗旱性较好。     

大豆耐低磷胁迫研究进展

磷是作物生长发育不可缺少的营养元素之一,但它在土壤中有效性是非常低的.缺磷是限制目前农业产量的一个重要因子,传统的农业生产主要通过施肥和土壤改良来满足植物对磷的需求,近年来人们开始发掘磷高效利用植物来替代传统方法提高磷的利用效率.在缺磷胁迫下,植物会产生一系列的包括根系形态及生理方面的适应性变化.本文综述了低磷胁迫对大豆根系、光合作用等影响的研究进展,大豆耐低磷胁迫的遗传学研究进展,以及讨论当前大豆磷效率遗传研究中存在的主要问题.     

低磷胁迫对晒红烟内源激素和根系活力的影响

通过盆栽试验和室内分析,研究低磷胁迫对晒红烟内源激素和根系活力的影响。结果表明,低磷胁迫下晒红烟的根系活力活性降低,根冠比及根和叶中生长素（IAA）含量均增加,干物质积累和细胞分裂素（ZR）含量则减少。低磷胁迫下,烟株为适应胁迫环境,IAA/ZR比值增大,促进了根系发育,使根冠比增大,以提高对磷的吸收效率,用来满足烟株对磷素的需求。     

谷子PEPC基因的鉴定及其对非生物逆境的响应特性

磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(phosphoenolpyruvatecarboxylase,PEPC)是C4植物光合作用关键酶,并在植物多种代谢途径及逆境信号应答过程中起重要作用。本研究通过序列比对,从谷子基因组中筛选出6个SiPEPC候选基因。SiPEPC蛋白特征参数相似度很高,序列非常保守,都含有PEPC基因特征功能域PEPcase Motif。SiPEPC成员主要被定位在细胞质、细胞核和线粒体。在SiPEPC成员启动子序列中含大量有光、激素、逆境以及其他生长调控相关的顺式应答元件。苗期逆境qRT-PCR表达谱分析表明,5个SiPEPC基因(SiPEPC1、SiPEPC2、SiPEPC3、SiPEPC5、SiPEPC6)不同程度受ABA、PEG、高盐和低温诱导表达,表明其参与了苗期对非生物逆境的响应。5个SiPEPC基因表达量在正常生长条件下随着谷子的生长呈增强趋势,且在不同生育时期干旱胁迫下明显增加,表明其参与了拔节、抽穗、灌浆期的干旱胁迫应答。拔节期弱光可诱导5个SiPEPC基因的表达,而在拔节期中等强度光照以及抽穗期和灌浆期的中等光照和弱光照下表达量均急剧降低,揭示光照强度严重影响...     

谷子糖转运蛋白基因SiSTPs的鉴定及其参与谷子抗逆胁迫响应的研究

糖转运蛋白(sugar transporter proteins,STPs)是一类主要转运己糖的单糖转运蛋白,在作物的生长发育和抗逆过程中发挥着重要作用。谷子是绿色旱作农业的主栽作物,也是C₄光合作用机理和禾本科抗逆基因挖掘的模式植物,目前有关谷子STP基因功能的研究还鲜有报道。因此,本研究利用生物信息学方法,对包括谷子在内的6种禾本科作物的STPs基因进行全基因组鉴定,重点对谷子SiSTPs基因的理化性质、染色体定位、系统进化、基因结构、保守结构域、组织表达模式,并对其参与谷子干旱和低磷胁迫以及白发病抗性响应进行了深入分析。在谷子、狗尾草、高粱、玉米、小麦和水稻中分别鉴定出STP基因家族成员24、26、23、22、33和27个,系统进化分析聚为4类。谷子的24个SiSTP基因不均匀的分布在7条染色体上,其编码氨基酸的大小为499～581 aa,这些SiSTP蛋白都具有Sugar_tr (PF00083)保守结构域,并且在启动子区存在大量的光响应以及逆境响应元件,分析发现谷子SiSTPs基因在进化过程中受到了强烈的纯化选择压力,存在明显的组织表...     

绿豆种质资源苗期耐盐性鉴定及耐盐种质筛选

土壤盐渍化已成为影响中国农业生产的重要问题,筛选耐盐绿豆种质资源对于盐渍化土地利用具有重要意义。本研究对346份国内外绿豆种质苗期用150 mmol L–1 NaCl进行胁迫处理,测定了株高、地上部鲜重、根鲜重、地上部干重、根干重、根长、根体积等12个指标,采用主成分分析和隶属函数分析、耐盐性综合评价分析及聚类分析对各样本的耐盐性进行了综合评价和归类,并采用逐步回归分析建立了耐盐性预测回归方程。结果表明,处理组与对照组各性状评价指标存在极显著差异,且12个指标的耐盐系数间均存在着不同程度的相关性。结合盐害症状等级划分与耐盐性综合评价结果,筛选到苗期高耐盐(1级)绿豆26份,耐盐(3级)绿豆65份,对盐分敏感(7级)绿豆74份,对盐分极敏感(9级)绿豆18份。其中来自江西的C04125、菲律宾的C06310等10份耐盐能力最强,可作为绿豆耐盐育种的优异种质资源。地上部鲜重、根鲜重、根干重、根长、根体积和根分枝数可以作为绿豆苗期耐盐性评价指标。     

谷子芽期耐盐碱综合鉴定及评价

以全国主推的53个谷子品种为材料,在100 mmol L^-1混合盐碱(NaCl∶NaHCO₃=4∶1)胁迫下研究了不同谷子品种的耐盐碱性。结果表明,在盐碱胁迫下, 53个谷子品种的发芽势、发芽率、根长、芽长、根鲜重和芽鲜重均受到不同程度的抑制,以对根长的影响最大;相对发芽势与相对发芽率、相对根长与相对芽长及相对根鲜重与相对芽鲜重均呈显著或极显著正相关。通过主成分分析将14个单项性状指标转化为4个主成分,累积贡献率为90.4%;以4个主成分的得分值通过隶属函数分析获得不同品种耐盐碱的综合得分值,并通过聚类分析将53个谷子品种划分为6种耐盐碱类型,其中强耐盐碱品种2个,耐盐碱品种16个,中间型品种17个,盐碱敏感品种6个,不耐盐碱品种9个和极不耐盐碱的品种3个。同时利用回归分析建立了可用于评价谷子耐盐碱性的回归方程D’=0.298+0.037X₂+0.144X₃+0.018X₆+0.209X₇-0.183X₉+0.115X_11<...     

谷子近缘野生种的亲缘关系及其利用研究

谷子在约1万年前由青狗尾草驯化而来,我国是谷子的起源中心。谷子所属的狗尾草属在全世界约有125个种,其中中国有15个种,从二倍体到八倍体均有。目前利用染色体原位杂交技术鉴定出狗尾草属6个基因组,利用分子标记分析发现狗尾草属是多起源的,与其多样性的基因组一致。系统演化分析发现,青狗尾草和谷子亲缘关系最近,其次是法式狗尾草和轮生狗尾草;基因组比较分析发现, S. adhaerans的B基因组和S. grisebachii的C基因组与谷子和青狗尾草的A基因具有相对近的亲缘关系,而其他基因组和谷子亲缘较远。在野生资源的利用方面,谷子育种工作者已成功将近缘野生种自然发生的抗除草剂基因转育到谷子中,培育成功了可化学除草的新品种并在生产上利用。本文对谷子野生种的分类、基因组构成、系统进化关系和遗传育种的研究进展进行了综述,重点讨论了谷子近缘野生种在谷子起源与驯化、遗传育种中起到的作用,并对谷子近缘野生种在谷子驯化及育种中的进一步利用做了展望。     

旱地谷子地膜覆盖栽培技术的研究与实践

谷子地膜覆盖栽培技术是旱地谷子生产的一项新技术,由于具有明显的增温、集雨、增产、增收效果而在生产上得到推广,但是随着谷子地膜覆盖栽培技术应用的深入,适宜的应用范围、适合的技术模式选择、配套技术的应用、前瞻性技术研究等都成为需要明确和不断完善的问题。系统总结了旱地谷子地膜覆盖栽培技术的研究成果,提出了谷子地膜覆盖栽培技术体系的比较优势,探讨了谷子地膜覆盖栽培技术增产的光、温、水、土效应和谷子生长发育的响应,评价了旱地谷子地膜覆盖栽培技术的增产和增收效果,明确了旱地谷子地膜覆盖栽培技术具有较广阔的应用前景,也分析了谷子地膜覆盖栽培技术的前瞻性研究方向。     

52份豌豆种质萌发期耐铝毒性的综合评价与筛选

随着土壤酸化的日益加重,铝毒成为影响作物种子萌发质量以及产量的重要胁迫因子之一。本研究采用单项耐铝毒系数(AC值)、综合耐铝毒系数(CAC值)、平均隶属函数值(ASF值)、耐性综合评价值(A值)等指标及相关分析、主成分分析、聚类分析和逐步回归分析等方法,综合评价豌豆种质萌发期铝毒耐性,建立综合筛选评价体系,并筛选萌发期耐铝毒豌豆种质。利用筛选出的适宜浓度40 mg L–1Al3+处理52份豌豆品种(系)种子,结果显示,萌发期8个相关性状在处理组及对照组品种间均存在显著差异,遗传多样性指数分别介于1.43～2.03和1.51～2.06之间。基于AC值聚类分析, 52份豌豆种质可被分为3个耐性级别,其中,第I级含2份,为耐铝毒品种(系);第II级含19份,为敏感品种(系);第III级含31份,为铝毒极敏感性品种(系)。利用豌豆种子发芽率、发芽势、发芽指数、芽长、根长、芽干重、根干重7项指标,结合最优回归方程可初步鉴定豌豆萌发期耐铝毒特性。通过综合评价和聚类分析,筛选出萌发期铝毒耐性极强的种质C175和C145,可作为豌豆铝毒耐性育种和耐性机制研究的重要资源。     

谷子SiPRR37基因对光温、非生物胁迫的响应特点及其有利等位变异鉴定

从谷子品种延谷11号克隆生物钟基因SiPRR37,通过生物信息学分析、组织特异性表达分析、4种不同光温组合条件的昼夜表达模式分析以及对NaCl、ABA、PEG、低温、Fe 5种非生物胁迫的响应特点分析,揭示SiPRR37参与谷子光温互作调控以及应对非生物胁迫的作用机制;并对160份谷子材料重测序检测SiPRR37基因的突变位点进行单倍型分析,探究该基因对谷子主要农艺性状的影响。结果表明,SiPRR37基因蛋白质编码区(sequence coding for amino acids in protein,CDS)全长2247 bp,编码748个氨基酸,含有REC和CCT 2个结构域,基于PRR37蛋白的系统进化分析发现,谷子与糜子、高粱、玉米亲缘关系最近;启动子预测分析发现,SiPRR37启动子区存在光、温、生长素、赤霉素、脱落酸、茉莉酸甲酯、干旱和盐胁迫等多种应答元件。SiPRR37相对表达量从高到低依次为根、穗颈、穗、顶叶、次顶叶、茎秆;4个光温组合条件SiPRR37均只在光照期出现1个表达峰,无论高温(27℃)还是低温(22℃),短日照相比长日照表达峰均要提前,无论长日照还是短日照,低温(22℃)相比高温(27℃)表达峰均要提前;NaCl、低温(15℃)胁迫能够抑制SiPRR37表达,PEG模拟干旱胁迫和Fe胁迫能够诱导SiPRR37基因表达,SiPRR37参与了ABA信号传导过程。位于SiPRR37 CDS区的10个SNP将160份谷子材料分为19个单倍型,其中3个单倍型(Hap_7、Hap_10、Hap_19)是改善穗部性状的有利单倍型。谷子SiPRR37基因表达具有昼夜节律性,同时受光周期和温度调控,并且参与了谷子对盐胁迫、低温胁迫、干旱胁迫和铁胁迫的应答反应,同时SiPRR37与抽穗期和多个穗部性状相关,在开展谷子高产分子辅助选育中具有一定应用潜力。     

谷子叶绿体基因RNA编辑位点的鉴定与分析

RNA编辑是高等植物叶绿体基因转录后加工修饰的现象,它会影响叶绿体发育,导致植株叶片出现黄化或白化等表型。本研究以长农35号及其2份叶色突变体(E752和E1005)为试验材料,利用紫外分光光度计测定了苗期叶绿素含量,通过透射电镜观察了叶绿体结构;利用在线工具Prep-Cp对谷子叶绿体基因RNA编辑位点进行了预测,通过PCR、RT-PCR及测序等方法对预测到的编辑位点进行了验证,并与其他单子叶作物的编辑位点进行了比较分析;进一步利用荧光实时定量方法,分析rpoB及依赖PEP转录的光合途径相关基因(ndhG、psaA、psbA和rbcL)在不同发育时期的表达水平;最后,利用生物信息学分析ropB编辑前后蛋白二级结构的变化。结果表明,与长农35号相比,2份叶色突变体叶绿素含量显著降低,叶绿体发育异常;在谷子中,有10个叶绿体基因共计20个位点发生RNA编辑,所有编辑位点均为胞嘧啶(C)和尿嘧啶(U)的转换,不同基因的编辑位点存在数量差异,其中ndhB编辑位点数量最多,共计6个; 20个编辑位点中,有19个位点在物种进化上具有较高保守性,只有rpoC1-2753为谷子中特有的编辑位点;在长农...