转GmHAP3-17基因大豆的抗旱性分析

Gm HAP3-17基因是一个与At HAP3-1同源的转录因子,本研究利用超表达Gm HAP3-17大豆,在模拟干旱条件下以及田间干旱试验下进行了转基因大豆的抗旱性分析。结果显示:在大棚盆栽模拟干旱胁迫条件下,转基因大豆H16、H18、H26比野生型大豆WT根系发达,主根长且侧根较多,植株生长状态比对照好,叶片枯萎发生较迟、程度较轻。转基因大豆与野生型相比,MDA含量低,叶片伤害度较轻,叶片含水量较高。进一步研究表明,在田间自然干旱胁迫下,转基因大豆同样表现出较好的生长状况,较低的叶片伤害度和较高的叶片含水量。在自然干旱条件下,与野生型大豆相比,转Gm HAP3-17基因大豆表现为根系发达、扎根深、侧根多,增加了株高、主茎节数、有效分枝数。H26株系的有效荚数、单株粒数、单株粒重、百粒重均比野生型提高明显,表现出了显著的产量优势。上述结果表明:GmHAP3-17基因具有正调控干旱的功能,因而该基因将成为培育抗旱转基因作物的一个有效的基因资源。     

转GmGT-2B基因大豆的耐盐性分析

采用盆栽试验方法,苗期在盐胁迫条件下,比较GmGT-2B转基因大豆与非转基因大豆的损伤程度、超氧化物歧化酶(SOD)活性,丙二醛(MDA)、脯氨酸和K~+、Na~+含量以及基因表达量变化差异。结果表明:盐胁迫对转基因大豆叶片的伤害程度明显低于对照;SOD活性、脯氨酸含量、丙二醛(MDA)含量在盐胁迫5 d后均与对照有显著或极显著差异;植株的Na~+含量随盐胁迫时间的增加而升高,在胁迫第8天转基因大豆的Na~+含量达到对照约2倍;转基因大豆的基因的表达量呈上调趋势,在第8天达到表达高峰。基因表达量的变化趋势与生理指标SOD活性、脯氨酸含量和Na~+含量表现的一致。结果表明GmGT-2B基因与盐应答反应有关,其中转GmGT-2B大豆株系N11和N24盐害程度较低,该基因和转GmGT-2B基因大豆具有较大的应用价值。     

大豆C_2H_2型锌指蛋白基因SCTF-1转化及功能分析

为探讨锌指蛋白在大豆对非生物逆境胁迫耐受过程中的作用,构建了锌指蛋白基因SCTF-1的植物表达载体p CPB-SCTF-1,利用花粉管通道法将其导入大豆中,通过抗性筛选及PCR检测,共获得了6株转SCTF-1基因植株,Southern杂交鉴定表明功能元件以单拷贝形式整合于受体基因组中。荧光定量PCR检测证明转化植株在根、茎、叶部位的表达与未转化植株相比显著提高。在4℃低温胁迫下,转SCTF-1基因植株相对电导率明显低于非转化植株,降低了21.10%~23.09%;丙二醛含量明显低于非转化植株,降低了10.56%~11.74%;过氧化物酶活性明显高于非转化植株,增加了25.02%~30.38%;转基因植株叶片未呈现明显的萎缩、萎蔫、打卷现象。因此,转SCTF-1基因的过量表达提高了转基因大豆的耐冷能力。     

抗旱性不同的春小麦品种籽粒萌发期α-淀粉酶活性及其同工酶分析

为了解春小麦萌发期生理生化变化对干旱胁迫的响应及为早期抗旱筛选鉴定提供科学依据,选用抗旱性不同的9个春小麦品种为材料,在20%聚乙二醇(PEG6000)干旱胁迫下和非干旱胁迫下进行萌发试验,研究了α-淀粉酶活性及其同工酶的表达.结果表明:1)在两种胁迫处理下,α-淀粉酶活性在品种间都存在着差异,但干旱胁迫下抗旱品种α-淀粉酶活性显著高于干旱敏感品种;2)α-淀粉酶活性与胚芽鞘长度之间呈显著正相关;3)在20%PEG6000胁迫下,抗旱品种α-淀粉酶同工酶受抑制较小,条带较多,胚芽鞘长度与主胚根长度受抑制较小.因此认为,抗旱品种在干旱胁迫下有着较高的萌发势,可能与具有表达α-淀粉酶同工酶的强势基因型有关;干旱胁迫下α-淀粉酶活性和r淀粉酶同工酶可以作为春小麦抗旱性筛选和鉴定的指标.     

干旱胁迫对野生和栽培大豆根系特征及生理指标的影响

以4份野生大豆(永5、永26、永46、永52)和4份栽培大豆(中黄13、冀豆12、秦皇10、秦皇29)为材料,用不同浓度(0%,10%,20%,30%)PEG6000模拟水分胁迫,探讨干旱胁迫对野生和栽培大豆幼苗根系特征和生理指标的影响.结果表明:随着干旱胁迫的增加,不同大豆材料的根系特性存在显著差异,大豆抗旱性与总根长、总根表面积、总根体积呈正相关,与平均根直径呈负相关;隶属函数综合评定结果表明4份野生大豆的抗旱性均强于栽培大豆,其中栽培大豆中黄13抗旱性最差.干旱胁迫下,野生大豆、栽培大豆的叶片相对含水量呈下降趋势,丙二醛含量均比0%PEG6000有所增加,但不同材料间叶绿素含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性和过氧化物酶(POD)活性的表现趋势不同,说明野生大豆和栽培大豆的抗旱生理指标存在一定的差异.     

干旱胁迫对芝麻生长与产量性状的影响及其抗旱性综合评价

利用盆栽法在苗期和花期对5个芝麻品种进行10d的干旱胁迫处理,测定了苗期胁迫处理后17个生长相关性状指标和苗期、花期胁迫处理后的13个产量性状指标。结果表明:(1)苗期干旱胁迫处理使芝麻植株生长速率减缓,根系发育缓慢,叶片数量减少,叶片变小,株高变矮,生物量降低,严重影响芝麻的生长发育;(2)花期干旱胁迫处理后除千粒重之外的其他产量性状指标值均低于苗期处理,花期干旱胁迫对芝麻的影响大于苗期,苗期处理对芝麻株高、蒴果数和蒴果大小等性状影响较小,对千粒重和单株种子干重等影响较大,而花期处理对芝麻株高、蒴果大小、每蒴粒数、单株种子干重和根系干重等性状影响较大;(3)不同基因型品种间对干旱胁迫的反应存在较大差异;(4)利用主成分分析法和隶属函数法相结合通过43个单项指标抗旱系数对5个芝麻品种进行了综合评价,为芝麻抗旱性鉴定提供了参考方法,并认为苗期干旱胁迫及胁迫后的生长相关性状指标可以作为芝麻抗旱性鉴定的简单方法和抗旱性评价的简易指标;(5)获得黑芝09-1和金黄麻为抗旱性较强的芝麻品种。     

大豆种质的耐旱性鉴定及耐旱指标筛选

干旱是影响大豆产量的重要因素之一,建立相对稳定的耐旱鉴定方法、发掘耐旱品种是大豆耐旱育种的前提。基于前期对87份大豆材料耐旱性的初步鉴定结果以及对其中30份大豆材料耐旱等级划分重复鉴定的基础上,选取了代表性大豆材料12份,对分别反映萎蔫情况、叶片相对含水量、生长状况的10个耐旱相关指标进行测定。结果表明:与对照相比,干旱胁迫下大豆的叶片相对含水量降低,叶片相对电导率升高,大部分材料的生长受到抑制,生物量降低,根冠比增加,以上指标在不同材料间均存在显著差异(P0.05)。萎蔫天数的遗传率为93%,是简单、直观、稳定的耐旱鉴定指标。相关性分析表明:萎蔫等级、叶片相对电导率分别与萎蔫天数呈极显著负相关,叶片相对含水量、根相对干重分别与萎蔫天数呈极显著正相关,且这些指标具有较高的遗传率(73%~89%),亦可作为耐旱鉴定的指标。筛选到的PI595843、科丰1号、五河齐黄豆等耐旱种质可为大豆耐旱育种提供材料基础。     

大豆品种抗旱性早期鉴定方法

为探讨鉴定大豆品种抗旱性的简易方法,依据吸水后48h的发芽率对109个大豆种质材料进行抗旱性分级。继而在萌发期、营养生长期(V3)和生殖生长期(R4)进行盆栽控水试验,根据抗旱等级验证大豆植株的抗旱性。结果发现,大豆品种间抗旱性存在显著差异。种子吸水量与抗旱性无关,吸水后48h发芽率与抗旱性密切相关。幼苗侧根数量、主根长度和根系干重与抗旱性呈显著(P0.05)相关。对萌发后幼苗供水24h后,随即停水24h,反复干旱处理,抗旱品种存活率显著高于普通品种。在V3期对盆栽植株进行暂时萎蔫(土壤含水量为9%～11%)的水分胁迫处理,发现停水后普通品种叶片首先发生萎蔫,且株高、茎直径及叶面积下降的程度均高于抗旱品种。水分胁迫下,抗旱品种株高、茎直径和叶片面积均显著(P0.05)高于普通品种,其中茎直径和叶片面积达到极显著水平(P0.01)。在R4期暂时萎蔫的水分胁迫下,抗旱品种根的生物量和分枝的生物量显著(P0.05)高于普通品种。鼓粒期(R6)普通品种发生永久萎蔫、植株死亡,而抗旱品种仍能保持生长能力。研究结果表明,大豆种子48h发芽率可作为大豆品种抗旱性的鉴定和筛选方法,鼓粒期大豆对水分胁迫最敏感。     

过量表达拟南芥GPX3基因提高玉米苗期抗旱性研究

通过农杆菌介导法将拟南芥抗旱基因AtGPX3导入玉米自交系郑58中,用PCR和RT-PCR法对转化玉米进行检测,在水分胁迫下对T₁代转基因玉米和非转基因玉米进行抗旱性分析。结果表明,共得到56株转化苗,检测获得9个株系的30株T₀代转基因阳性植株,抗性植株阳性率为53.6%。RT-PCR检测表明,T₁代有6个株系为稳定遗传阳性株系,并且AtGPX3基因在转基因玉米中表达量大幅度提高。耐旱性分析表明,非胁迫条件下,非转基因和转基因株系中游离脯氨酸（Pro）和丙二醛（MDA）的含量基本无显著差异。在干旱胁迫条件下,转基因玉米叶片的Pro含量高于非转基因玉米,比非转基因株系提高了46.2%;MDA含量低于非转基因玉米,比非转基因玉米下降了34%。通过导入AtGPX3基因,可以提高玉米苗期的耐旱性。     

大豆品种鼓粒期田间抗旱鉴定

大豆鼓粒期缺水是制约大豆产量形成的重要因素之一。在鼓粒期对大豆品种进行抗旱性鉴定,可为大豆抗旱育种和抗旱节水栽培提供依据。选取不同地区育成的代表性品种（品系）46份,在鼓粒期田间干旱与灌水条件下,分析其产量、产量性状、生育期与形态性状、籽粒品质性状等指标,并且对其进行抗旱性鉴定。结果表明,干旱区46份材料平均产量1 759.6 kg/hm²,灌水对照区平均产量2 223.1 kg/hm²,46个品种平均耗水系数1.079 t/kg。干旱对三粒荚影响显著,对单株荚数、单株粒数、生物产量、单株粒重、百粒重影响极显著。干旱区的平均蛋白质含量极显著高于灌水区,比对照区提高幅度4.47 %;平均脂肪含量极显著低于灌水区,比正常灌水区降低幅度4.19 %。干旱条件下品种百粒重下降,生育期提早均属于品种抗旱性的适应反映,与抗旱性无关。适于呼伦贝尔的品种推荐为北豆14、黑河50、黑河43、华疆3、登科1号、蒙豆15、北豆37、黑河36、北豆38等。     

大豆苗期耐旱性与根系性状的鉴定和分析

2003年对63份大豆品种在盆栽自然干旱和盆栽水分控制两种条件下进行苗期耐旱性鉴定,两者鉴定结果间的关联分析表明两者呈极显著相关,两者间的鉴定分级结果比较一致,筛选出一批苗期耐旱型品种.综合分析2001～2003年的大豆苗期耐旱性鉴定结果,筛选出稳定耐旱型(1级)品种4份(晋豆14、汉中八月黄、科丰1号和因黑豆)和稳定干旱敏感型(5级)品种1份(宁海晚黄豆).苗期耐旱隶属函数值与根系性状间的相关分析表明,比根长、比根干重、比根表面积和比根体积等根系性状相对值与耐旱隶属函数值呈极显著相关,根总长、侧根总长、侧根数等根系性状绝对值与耐旱隶属函数值间的相关不显著,说明利用根系性状绝对值进行苗期耐旱性的评价较为牵强,而利用根系性状相对值进行耐旱品种的鉴定筛选比较可靠.     

大豆GmFDL06基因抗干旱及耐盐性研究

bZIP转录因子在植物防卫反应和逆境胁迫应答过程中起着十分重要的作用,大豆GmFDL06是bZIP转录因子家族A组成员,其表达水平受PEG和高盐胁迫影响。本研究分析了GmFDL06转基因大豆苗期的抗干旱和耐盐性。PEG和盐处理后GmFDL06转基因植株的相对植株高度(RPH)和相对植株干重(RSDW)显著高于非转基因大豆东农50。在盐胁迫下,GmFDL06转基因植株比东农50伤害程度低,并且GmFDL06过表达减少了Na~+离子积累,降低了盐胁迫带来的伤害,且过表达GmFDL06促进了下游逆境胁迫基因的表达。这些研究结果表明GmFDL06参与大豆非生物胁迫反应,并有潜力改善大豆的干旱和盐胁迫耐受性,为大豆抗逆基因的研究及抗逆大豆材料的筛选提供了依据。     

干旱胁迫对滞绿大豆种子萌发的影响及芽期抗旱性评价

为研究干旱胁迫对滞绿大豆种子萌发性状的影响,以滞绿和非滞绿常规大豆品种(系)为供试材料,通过PEG模拟干旱胁迫,对不同基因型大豆种子萌发性状进行了对比分析,并对其抗旱性进行了综合评价.结果表明:滞绿大豆品种在干旱胁迫中后期能维持较高的吸水率,失水时间较常规品种晋大74延迟6～12 h.PEG胁迫显著降低了大豆种子的发芽...     

弱干旱下H2O2稳态调控大豆抗旱性的信号作用研究

研究弱干旱胁迫下H₂O₂稳态调控大豆抗旱性的信号作用,为大豆抗旱栽培提供理论依据。以大豆科丰1号为材料,用0.5%和5%的PEG-6000模拟不同程度的干旱,测定干旱胁迫下大豆叶片中相对含水量、膜脂过氧化程度、活性氧水平、抗氧化酶活性以及抗坏血酸-谷胱甘肽（AsA-GSH）循环中抗氧化剂含量及相关酶活性。结果表明：干旱胁迫增加了大豆叶片中活性氧的含量,促进了叶片膜脂过氧化,降低了叶片相对含水量;弱干旱胁迫下叶片H₂O₂积累并在抗氧化酶和抗氧化剂的共同作用下形成持续的稳态,产生信号作用,诱导植株在更强干旱胁迫下抗氧化酶活性以及AsA含量的进一步提高,显著降低了丙二醛和H₂O₂含量,提高了抗旱性,维持了叶片相对含水量的稳定。该信号作用同时具备时效性,会随着弱胁迫时间的延长而减弱。     

转TaNHX2基因大豆的抗旱性鉴定

本研究利用转TaNHX2基因大豆T3代株系,研究其在干旱胁迫情况下表型、生理特性、生物量与光合作用等方面的变化。结果表明:随着干旱时间的不断延长,对照表现出明显的萎蔫,且转基因植株能够持续地保持绿色状态。转基因植株叶片中含水量高于对照,但株系间叶绿素和可溶性糖含量差异不大,转基因植株中的脯氨酸和丙二醛含量明显低于对照,SOD的活性高于对照。综合评价表明转TaNHX2基因大豆T3代株系比对照具有更强的耐旱性。     

水分胁迫对大豆幼苗叶片内源激素的影响

在盆栽条件下对大豆苗期进行干旱和渍水胁迫处理,测定在逆境条件下,大豆叶片内源激素的变化.结果表明:水分胁迫改变了大豆幼苗叶片内源激素的平衡.干旱胁迫下,ZR的绝对含量降低,ABA、GA3的绝对含量增加,导致IAA/ABA、ZR/ABA、GA3/ABA比值降低;而水渍胁迫下,GA3、IAA的绝对含量增加,ABA的绝对含量降低,ZR/ABA、IAA/ABA、GA3/ABA比值增加.     

转GmHSFA1基因大豆的耐热性评价

在高温胁迫条件下对11个转GmHSFA1基因的大豆品系及其受体的GmHSFA1及靶基因GmHSP70、GmHSP22和GmHSP17.9的表达和生理生化、光合特性及产量性状变化进行了研究,并采用胁迫系数与灰色关联分析相结合方法,对转基因大豆材料耐高温能力进行综合评价。结果表明:多数转基因大豆品系在常温和热诱导条件下GmHSFA1及靶基因GmHSP70、GmHSP22和GmHSP17.9表达水平明显高于非转基因受体;高温处理后,绝大多数转基因材料的脯氨酸含量增幅都要明显高于非转基因受体,丙二醛含量除HTH-4以外增幅均小于非转基因受体,可溶性糖含量增幅全部高于非转基因受体材料。多数转基因材料的光合性状与产量性状降幅均小于非转基因受体。关联度分析表明与非转基因受体相比,有9个转GmHSFA1基因品系的耐热能力得到明显提高。     

高油大豆优质高产同步旱作栽培体系的研究

为建立高油大豆优质高产同步旱作栽培体系,进行了抗(耐)旱高油高产大豆品种(系)筛选,土壤水份对高油大豆产量和油分含量的影响,蓄水保墒耕作技术研究,大豆行间覆膜栽培技术对产量的影响等单项研究及对高油高产抗旱单项栽培技术组装研究.结果如下:筛选出适宜黑龙江省大豆主产区种植的抗(耐)旱高油大豆品种黑农37、黑农41、黑农44、舍丰40、垦农4、红丰11、黑河27、合丰47;黑农41品种,任何生育时期受到干旱胁迫都会对其产量和油分含量造成负面影响,其干旱胁迫影响程度表现为:结荚-鼓粒期》鼓粒期》结荚期》花期》苗期,以结荚～鼓粒期干旱胁迫影响最大,可使单株产量下降27.1%,油分下降12.6%;秋翻秋起垄整地是较好蓄水保墒耕作技术,较春搅茬起垄有较明显增产效果,增产幅度为14.28%～16.67%;黑农44品种适宜种植密度垄上穴播为20～25万株hm-2,垄上双条播为25万株hm-2;大豆行间覆膜栽培技术在适应推广区域内是一项具有显著增产效果和推广价值的栽培技术,其增产幅度为13.55%～25.4%;提出建立高油大豆高产高油同步旱作栽培技术体系的最佳模式:以高油品种黑农44为核心,在蓄水保墒的秋翻秋起垄的耕作基础上,配之穴播 优化施肥(N7 P14 K10) 抗旱种衣剂 抗旱叶面肥 行间覆膜.     

小麦苗期抗旱相关形态指标的灰色关联度分析

为了系统研究小麦苗期形态指标与抗旱性的关系并筛选有效的抗旱性指标,使用PEG-6000模拟干旱胁迫,采用灰色关联度分析法分析了28份小麦品种苗期干旱胁迫下的苗高、最长根长、根数、地上部鲜重、地上部干重、根鲜重、根干重、叶片数、根冠比等9个形态指标与抗旱系数的关联程度,并以所得加权抗旱系数对各品种进行聚类分析.结果显示,各形态指标与抗旱系数的关联度依次为:叶片数(0.817)>苗高(0.766)>地上部干重(0.746)>地上部鲜重(0.729)>根数(0.699)>根干重(0.688)>根鲜重(0.681)>根冠比(0.645)>最长根长(0.399).研究还表明,9个形态指标可分为叶片相关因子、地上部生物量因子和根部生物量因子三大类,地上部生物量因子的关联度大于根部生物量因子;不能只通过差异显著度检验来判断某一指标是否可以用作抗旱性鉴定;聚类结果能较好地反映各小麦品种的地域分布.因此,进行小麦品种苗期抗旱性鉴定时,应加强对地上部形态指标的选择和鉴定,以提高选择效率.     

干旱胁迫条件下马铃薯品种的抗旱性评价

马铃薯的抗旱性鉴定可以通过干旱胁迫下的抗旱系数及生理生化指标变化的差异来确定。研究测定5个马铃薯品种在干旱胁迫条件下的抗旱系数及生理生化指标。与正常供水处理相比,干旱胁迫处理下5个品种的茎粗、株高和根长均降低,平均减幅分别为22.70%、17.42%、36.78%。各品种的叶片含水量均降低,‘定薯3号’减幅最小,‘定薯1号’减幅最大。干旱胁迫处理下各品种的离体叶片失水率和根含水率有增加也有减小,叶片含水量和离体叶片失水率均以‘青薯9号’最高,根含水率则以‘陇薯10号’最高。各品种的抗旱系数在0.875 4～0.940 9,均属于高抗品种。干旱胁迫处理后,各品种较正常供水处理脯氨酸含量均增加,‘青薯9号’增幅高达203.72%。各品种丙二醛含量均增加,‘青薯9号’增幅最小,为3.03%。各品种可溶性蛋白含量均增加。在新品种选育亲本选配及推广过程中,可结合各品种的抗旱特性以及生理指标进行鉴别应用。