不同品种谷子愈伤组织对拿捕净胁迫的生理响应

【目的】研究除草剂拿捕净胁迫对不同抗性谷子品种愈伤组织生理特性的影响,分析不同品种谷子对拿扑净胁迫的生理响应差异,从细胞水平探讨谷子抗除草剂的生理机理,为深入了解谷子除草剂抗性机制和品种改良提供理论参考。【方法】采用植物组织培养法,以敏感品种晋谷21和抗拿捕净品种豫谷35、冀谷42愈伤组织为试验材料,以不同浓度拿捕净附加入培养基中进行胁迫处理后,分别测定3种谷子愈伤组织丙二醛(malondialdehyde,MDA)、膜透性(membrane permeability,MP)、超氧阴离子(superoxide anion,O2-)、脯氨酸(proline,Pro)、可溶性蛋白(soluble protein,SP)、可溶性糖(soluble sugar,SS)含量,超氧化歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、过氧化物酶(peroxidase,POD)和过氧化氢酶(catalase,CAT)活性,分析比较拿捕净胁迫下3个谷子品种间生理响应机理的差异。【结果】提高拿捕净胁迫浓度对3个品种谷子愈伤组织的生长影响不同,且对晋谷21的影响要明显大于豫谷35和冀谷42。不同浓度拿捕净胁迫对3个品种谷子愈伤组织各项生理生化指标均有显著影响,但影响趋势和程度也不同。随拿捕净处理浓度提高,尤其在较高浓度时,豫谷35和冀谷42愈伤组织MDA含量、细胞膜相对透性和O_2~-含量显著低于晋谷21号,而SOD、POD活性则显著高于晋谷21。SP、SS、Pro含量则在不断变化。相关分析结果显示,不同品种拿捕净抗性与膜脂过氧化伤害物质(MDA和O_2~-)含量呈负相关,与部分渗透调节物质和保护酶活性呈正相关。【结论】在拿捕净胁迫下,3个品种谷子愈伤组织所测定的相关生理生化指标变化趋势不尽相同,响应差异较大。细胞保护酶系及渗透调节物质参与了除草剂抗性的调节,且其变化趋势在2个抗性品种之间也不完全相同,因此,谷子除草剂抗性是多方面综合防御的结果。     

拿捕净胁迫对谷子愈伤组织AsA-GSH循环的影响

[目的]为了研究除草剂拿捕净对谷子愈伤组织细胞抗坏血酸-谷胱甘肽(AsA-GSH)循环的影响,探究不同感抗性谷子品种对拿捕净胁迫的生理响应,为谷子抗除草剂胁迫机制提供理论参考。[方法]以拿捕净敏感品种晋谷21和抗性品种豫谷35、冀谷42为试验材料,设置拿捕净浓度分别为0、0.5、1、2、3 mL·L~(-1)5个水平,观察拿捕净对3种谷子种子萌发、愈伤诱导和生长的影响,测定AsA-GSH循环中抗坏血酸过氧化物酶(APX)、谷胱甘肽还原酶(GR)活性,还原型抗坏血酸(AsA)、脱氢型抗坏血酸(DHA)、总抗坏血酸(AsA+DHA)、还原型谷胱甘肽(GSH)含量变化,分析其对拿扑净胁迫不同程度的响应。[结果]随着拿捕净浓度的升高,谷子的萌发、愈伤组织的诱导以及愈伤组织的生长受到抑制,与敏感品种晋谷21相比,抗性品种豫谷35和冀谷42APX、GR的活性及AsA、DHA、GSH含量均较高。[结论]提高拿捕净胁迫浓度明显抑制3个品种谷子的萌发、愈伤组织的诱导和生长,2个抗性品种豫谷35和冀谷42各抗性指标变化趋势不完全一致,但总体高于敏感品种晋谷21,表明其可通过提高保护酶活性和抗氧化剂含量来响应拿捕净胁迫。     

不同品种谷子种子愈伤组织再生体系的建立

谷子离体再生困难且品种间差异较大,限制了其在品种改良和相关研究中的应用。试验以晋谷29号、晋谷61号、张杂谷10号、张杂谷16号、冀谷39号、冀谷41号等6个谷子品种的种子为外植体开展离体再生培养,研究不同种类和浓度植物生长调节剂配比对谷子种子愈伤组织诱导、植株再生及生根的影响,以期建立稳定高效的谷子离体再生体系;并通过主体间效应检验方差分析,探究不同谷子品种和不同培养基对谷子愈伤组织诱导和分化作用的主次关系。结果表明,晋谷29号、晋谷61号、冀谷39号、冀谷41号的愈伤组织诱导培养基以MS+2.0 mg/L 2,4-D+0.2 mg/L 6-BA为好,张杂谷10号和张杂谷16号的愈伤组织诱导培养基以MS+1.0 mg/L 2,4-D+0.2 mg/L 6-BA为好;晋谷29号、晋谷61号、张杂谷10号、张杂谷16号和冀谷41号的愈伤组织分化培养基均以MS+1.0 mg/L 6-BA+0.5 mg/L NAA为好,冀谷39号的愈伤组织分化培养基以MS+2.0 mg/L 6-BA+0.5 mg/L NAA为好;6个谷子品种在各自适宜的培养条件下,其种子萌发率、愈伤组织诱导率和分化率均呈现...     

除草剂胁迫下谷子脯氨酸含量及代谢酶活性的比较

为研究除草剂对常规谷和杂交谷脯氨酸含量及代谢酶活性的影响,试验采用2因素4水平完全随机设计,以晋谷21号、晋谷59号、张杂谷5号和张杂谷13号为材料,在谷子六七叶期用不同浓度(0倍,0.5倍,1.0倍,2.0倍)拿捕净进行喷洒,采用茚三酮法测量脯氨酸(Pro)含量、盐酸羟胺比色法测定吡咯琳-5-羧酸合成酶(P5CS)活性。结果表明,在不同浓度拿捕净、不同谷子品种及不同浓度拿捕净不同品种互作间谷子的脯氨酸含量及代谢酶活性均存在极显著差异,杂交谷脯氨酸含量及吡咯琳-5-羧酸合成酶活性高于常规谷,其中,张杂谷5号最高;2倍浓度拿捕净处理谷子脯氨酸含量及吡咯琳-5-羧酸合成酶活性显著高于0倍、0.5倍、1倍浓度处理;4种谷子的脯氨酸含量随拿捕净浓度增加均逐渐升高,吡咯琳-5-羧酸合成酶活性也随着拿捕净浓度升高而增强,与脯氨酸积累呈正相关;张杂谷5号在2倍浓度拿捕净胁迫下,脯氨酸含量及吡咯琳-5-羧酸合成酶活性最高,表现出较强的抗逆性。试验结果可为张杂谷5号的推广提供理论依据。     

兼抗阿特拉津与拿捕净谷子新品种冀谷34的选育研究

冀谷34是河北省农林科学院谷子研究所以抗阿特拉津除草剂谷子品种冀谷24为母本,以抗拿捕净除草剂的优质谷子品种冀谷31为父本杂交选育而成的谷子新品种。冀谷34是全国首个兼抗阿特拉津与拿捕净的双抗谷子新品种,也是高淀粉、低脂肪适合主食加工的谷子新品种。     

抗除草剂简化栽培型谷子新品种沧7号的选育研究

沧谷7号是沧州市农林科学院以济谷13号为母本,以抗拿捕净育种材料冀谷25为父本杂交,通过海南异地加代动态选育而成的抗拿捕净除草剂的谷子新品种,2015 年12月通过国家谷子品种鉴定委员会的鉴定(国品鉴谷 2015001)。该品种具有高产稳产、食味优质、综合抗性强、抗除草剂的特点,采用配套的栽培技术和除草剂实现了谷子的轻简化栽培。该品种适宜在河南、山东、河北夏谷区及北京、河北东部、辽宁南部春谷区种植。     

谷子新品种豫谷26选育及栽培技术

豫谷26是河南省安阳市农业科学院选育的抗拿捕净除草剂优质高产谷子新品种。2014~2015年参加国家(华北夏谷区组)谷子品种区域试验,2 a平均产量为5 921.3 kg/hm2,较对照冀谷19增产12.71%;2015年生产试验平均产量5 841.0 kg/hm2,较对照冀谷19增产13.35%。2015年12月通过国家谷子品种鉴定委员会鉴定。该品种生育期93 d,株高140.38 cm,适宜在河南、河北、山东夏谷区晚春播或夏播种植。通过对豫谷26选育过程、产量表现、特征特性、栽培技术要点进行分析和总结,以期推广该品种,满足市场需求。     

干旱胁迫对冀谷34幼苗生理特性的影响

干旱胁迫下植物体内的抗氧化保护酶活性和渗透调节物质含量与植物的抗旱性密切相关,可反映出植物的抗旱能力。冀谷34是河北省农林科学院谷子研究所选育的优质、抗旱谷子品种,研究冀谷34中抗氧化保护酶活性和渗透调节物质含量的变化,对揭示冀谷34的抗旱生理以及谷子抗旱性鉴定和抗旱品种筛选具有重要意义。分别以0、6%、18%、30%的PEG-6000浓度模拟未胁迫、轻度干旱、中度干旱和重度干旱胁迫处理,研究了不同胁迫条件下冀谷34和对照豫谷18幼苗叶片保护酶活性以及渗透调节物质和丙二醛含量的变化。结果表明:干旱胁迫下,参试品种的叶片SOD、CAT和POD活性均显著高于其未胁迫的对照,且指标值均随胁迫程度的加重呈先升高后降低的变化趋势,但相同胁迫条件下冀谷34中的3种抗氧化酶活性均显著高于豫谷18;脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白质含量均显著高于其未胁迫的对照,随着胁迫程度的加重,脯氨酸含量呈逐渐升高趋势,可溶性糖和可溶性蛋白质含量在冀谷34中呈先升高后降低的明显变化趋势、在豫谷18中变化相对平稳,但相同胁迫条件下冀谷34中的3种渗透调节物质含量均显著高于豫谷18;丙二醛含量均高于其未胁迫的对照,且指标值均随胁迫程度的加重呈先升高后降低的变化趋势,但相同胁迫条件下冀谷34中的丙二醛含量变幅小于豫谷18。说明在苗期干旱胁迫下,2个品种均通过提高抗氧化保护酶活性和渗透调节物质含量来应对逆境胁迫,但冀谷34苗期较豫谷18具有较强的抗旱生理调节能力,抗旱性强于豫谷18。     

拿捕净对杂交谷张杂谷5号幼苗生理特性的影响

采用盆栽试验,在张杂谷5号5~6叶期喷施不同体积分数的拿捕净(60,120,240,480 mL/L),分别于药后7,15,30 d测定其倒三叶的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性、丙二醛(MDA)含量及叶绿素质量浓度。结果表明,随拿捕净体积分数的增加,张杂谷5号的SOD,POD活性和MDA含量随之升高,CAT活性先升高后下降,且随时间的延长逐渐升高,而叶绿素质量浓度随拿捕净体积分数的增加而下降,随时间的延长先下降后上升;晋谷21号的保护酶活性变化与张杂谷5号相似,而叶绿素质量浓度随时间的延长下降。晋谷21号在药后10 d左右随拿捕净体积分数的增加叶片的萎蔫逐渐加重。试验得出,≤120 mL/L的拿捕净对张杂谷5号谷子生理特性影响较小,晋谷21号在拿捕净60 mL/L时死亡。因此,拿捕净对杂交谷张杂谷5号相对安全,而晋谷21号不能施用。     

抗除草剂简化栽培型谷子新品种沧谷7号的选育经过及栽培技术

沧谷7号是沧州市农林科学院以济谷13号为母本、抗拿捕净育种材料冀谷25为父本杂交,通过海南异地加代动态选育而成的抗拿捕净除草剂的谷子新品种,2015年12月通过国家谷子品种鉴定委员会的鉴定。该品种具有高产稳产、食味优质、综合抗性强、抗除草剂的特点,适宜在河南、山东、河北夏谷区及北京、河北东部、辽宁南部春谷区种植。本文阐述了沧谷7号亲本的特征特性,概述了其选育过程,总结了其特征特性,介绍了其栽培技术,以期为该品种的推广应用提供参考。     

外源硒对谷子生理特性、硒含量及其产量和品质的影响

【目的】探索不同生育期喷施不同浓度硒对谷子产量、品质、保护酶活性及籽粒硒含量的变化规律,明确谷子外源硒的最佳施用量和最佳施用期,为富硒谷子的生产管理提供科学依据。【方法】以春谷长农35、夏谷冀谷20、抗除草剂杂交谷晋谷50为试验材料,采用田间试验,设置6个供硒水平(清水对照(T0)、16.96g·hm~(-2)Na_2SeO_3(T1)、33.92 g·hm~(-2)Na_2SeO_3(T2)、67.84 g·hm~(-2)Na_2SeO_3(T3)、135.68 g·hm~(-2)Na_2SeO_3(T4)、271.36g·hm~(-2)Na_2SeO_3(T5)),在苗期、抽穗期、灌浆期叶面喷施,研究不同生育期不同供硒水平对不同品种谷子生理生化指标、产量、品质及硒含量的影响。【结果】不同浓度外源硒叶面处理谷子,不同生育期SPAD、POD、SOD、MDA、GSH和GSH-Px等6个生理生化指标,品种间达极显著差异水平(P0.01),并且除MDA外,其他均主要表现为随着硒浓度的增加呈现先升高后降低的趋势,T3处理达到最大,抽穗期SOD、POD、GSH-Px的活性、GSH含量和SPAD分别比对照增加18%、44%、94%、97.4%和9%,外源硒能够显著提高谷子籽粒硒含量,并且不同喷施时期、不同品种均随着喷施硒浓度的增加而增加,喷施时间对籽粒硒含量的影响为灌浆期抽穗期苗期,不同品种同一时期表现为晋谷50长农35冀谷20。在摄入硒的安全范围内,灌浆期T3处理,晋谷50籽粒硒含量达到0.297 mg·kg~(-1),比对照增加8.6倍。叶面喷施硒可以提高谷子粗蛋白、脂肪、赖氨酸和叶酸等营养品质的含量,不同喷施时期不同品种谷子粗蛋白、赖氨酸和叶酸含量与对照相比,均表现为T3处理增加最多,最高增加了13.9%、17.9%和7.5%。与对照相比,不同浓度硒可以提高谷子产量,具体表现为随着硒浓度的增加先增加后减小,以T3处理达到最大,之后为减小趋势。抽穗期T3处理晋谷50、冀谷20、长农35产量与对照相比分别增加4.9%、4.7%和1.2%。【结论】适量的外源硒对谷子生理特性提升、营养品质改善和产量提高具有促进作用,也有利于富硒功能食品谷子的生产。综合分析,抽穗期喷施亚硒酸钠67.84 g·hm~(-2)为谷子叶面喷施硒的最佳施用期和最佳施用量。     

谷子抗旱相关性状的主成分与模糊聚类分析

 【目的】探讨作物抗旱性分析评判的方法,对谷子主要农艺性状和部分生理指标与抗旱性之间的关系进行综合评价。【方法】采用主成分分析（Principal Components Analysis,PCA）和模糊聚类（Fuzzy Clustering, FC）分析,根据16个谷子品种在干旱胁迫和自然降水条件下的抗旱相关性状对其抗旱性进行综合评价。【结果】主成分分析结果表明,6个综合主成分可代表谷子抗旱性90.71%的原始数据信息量。利用抗旱性度量值进行模糊聚类,可将16个谷子品种的抗旱性划分为3类,聚类结果可以较好地反映这些谷子品种的选育和种植区域的干旱特点,其中冀谷18和豫谷1号抗旱性强且稳定性好。【结论】利用主成分分析,结合模糊聚类的方法进行谷子的抗旱性综合评价,不仅可以避免单一指标的片面性和不稳定性,而且可以较好地揭示谷子抗旱相关性状与其抗旱性的关系。     

播期对夏谷幼穗分化及叶龄指数的影响

【目的】研究不同播期条件下,夏谷品种幼穗分化进程及各分化阶段与叶龄指数之间的关联,为谷子生产调控和生长模拟提供依据。【方法】在山东省农业科学院作物研究所济南试验基地,以抗拿捕净除草剂夏谷品种济谷16和糯性新品种济谷18为材料,于2015年4月29日至7月8日设置8个播期处理,处理间隔为10 d。60万株/hm2大田生产条件下按播期顺序种植试验小区。在5叶期,每个小区内标记生长均匀一致的谷子植株120株,之后到抽穗每隔1—2 d选取有代表性的植株3—5株,在OLYMPUS SZX16数显体视显微镜下剥去样品苞叶至露出完整幼穗,进行系统观察与拍照,并详细记载不同播期条件下2个品种在各幼穗分化阶段的叶龄以及成熟期植株的总叶片数。【结果】播期和品种对夏谷幼穗分化的方式及形态特征没有影响,依据营养生长期、生长锥伸长期、枝梗分化期、小穗刚毛分化期和雌雄蕊分化期等5个幼穗分化阶段的特点,以济谷16的系列穗发育图片为例,清晰完整的描述了夏谷幼穗发育过程。播期对谷子生育期的影响主要是由于幼穗分化时期的起始时间和持续天数的变化引起。随着播期的推迟,幼穗分化时期的起始时间提前,由出苗后32 d变为22 d左右;幼穗分化过程的持续时间缩短,由28 d变为19 d左右;谷子生育期缩短,由109 d变为83 d左右。在不同的幼穗分化时期,叶龄和叶龄指数随播期的推迟变化趋势不同,而叶龄指数与幼穗分化时期在不同播期间保持着更为稳定的对应关系。2个品种在不同播期条件下,幼穗分化阶段与叶龄指数均符合直线回归关系,R2值在0.977—0.997,表现为极显著正相关,幼穗分化期Y依叶龄指数X的直线回归方程通式为:Y=b X+a,且不同品种在不同播期条件下对应的直线回归方程之间的差异达到极显著水平,济谷16、济谷18在不同播期条件下幼穗分化时期与叶龄指数的直线回归关系不可以用共用的直线回归方程来表示。【结论】2个夏谷品种幼穗分化发育形态基本一致,但播期对2品种幼穗分化的影响有所不同。播期造成的幼穗分化时间的差异是影响谷子生育期的主要原因。根据植株外部叶龄状态判断谷子幼穗分化时期是可行的。     

谷瘟病菌生理小种鉴别及谷子标准品种体系的构建

【目的】谷瘟病是谷子生产中的重要病害,确定谷瘟病菌不同生理小种对谷子抗病资源鉴定、抗病品种培育和生产上不同抗病品种的合理配置有重要意义。构建谷瘟病小种鉴别的谷子品种体系,为鉴别不同谷瘟病生理小种奠定基础。【方法】用采集自不同谷子产区的10份谷瘟病菌对苗期谷子核心种质资源的60份代表品种进行接种鉴定,分别对不同菌株进行致病性和谷子品种抗、感敏感性判定,按照谷子谷瘟病0—9级法划分标准进行划分,将不同的抗性结果分别记录为高抗、抗病、中抗、感病和高感5个抗病水平,其中,高抗、抗病和中抗记作0,感病和高感记作1,将抗感性结果转化为0/1数据,用NTSYS软件构建进化树,根据品种的抗感性分类,选择最少的品种数量构建谷瘟病小种鉴定的标准品种体系。【结果】根据谷子资源对接种病菌的抗感反应差异,用NTSYS软件开展谷瘟病菌致病性聚类分析,以相似系数0.70为界,将10个谷瘟病菌株分为3类,将供试品种对10个谷瘟病菌株的抗感反应数据同样用NTSYS软件进行聚类分析,以相似系数0.65为界,将谷子品种资源划分为5类,并筛选出单皮粘、金屏谷子、锦谷5号、大毛毛谷、龙爪谷、假金苗和牛头谷等7个品种作为谷瘟病小种鉴别品种体系。同时筛选出黄棒头、齐头黄、单皮粘、白谷、维子那谷和郑谷4号等6个抗广谱菌株的品种,可以作为谷子抗病育种的抗性基因来源。【结论】建立了一套谷瘟病生理小种鉴别的品种体系,并为谷子抗谷瘟病育种筛选出多份广谱抗性基础材料。     

优质高产谷子品种比较试验

以冀谷19为对照,对筛选出的冀谷31、小香米、豫谷15、豫谷11和旱千谷5个谷子品种进行了品种比较试验。结果表明：有3个品种较对照增产,增产幅度为2.9%～10.1%。其中,冀谷31产量最高,平均产量为6 900.0 kg/hm2,较对照增产10.1%,且抗旱性、抗倒伏性和抗病性均强;豫谷15产量居第2位,平均产量为6 781.3 kg/hm2,较对照增产8.2%,抗倒伏性稍差,抗旱性和抗病性强;小香米产量与对照相当,米质优,仍具有推广前景。     

谷子萌发期耐盐种质筛选及其保护酶系统对盐胁迫的响应

【目的】确定谷子萌发期耐盐评价指标,筛选萌发期耐盐种质,并探讨不同基因型谷子苗期盐胁迫对保护酶系统的影响,为谷子大规模耐盐性鉴定、耐盐机理的研究提供鉴定方法和优异资源。【方法】 以不同生态区的54份谷子种质为试验材料,用1.5%NaCl溶液进行盐胁迫,蒸馏水为对照,采用培养皿发芽法在人工气候培养箱内进行谷子萌发期耐盐性鉴定;测定谷子相对发芽势、相对发芽率、相对胚芽长、相对胚根长、相对胚芽比以及发芽率、盐害率等指标;通过对指标值的相关性分析、主成分分析和聚类分析,筛选谷子萌发耐盐评价指标。采用筛选出的3个不同耐盐性谷子品种,以0.5%NaCl溶液进行苗期盐胁迫,测定盐土盆栽条件下苗期叶片超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）活性。分析盐胁迫下3个基因型间生理响应机理的差异。【结果】 在1.5%NaCl溶液胁迫下,谷子的相对发芽势与相对发芽率（r=0.51,P<0.01）、相对胚芽长之间呈显著正相关（r=0.54,P<0.01）;相对胚芽长与相对胚根长呈显著正相关（r=0.64,P<0.01）;发芽率盐害率与相对发芽势（r=-0.37,P<0.01）、相对胚芽长（r=-0.51,P<0.01）呈显著负相关。通过主成分分析将萌发期盐胁迫处理的6个单项指标转换成3个彼此独立的综合指标;通过隶属函数分析,得到不同品种萌发期耐盐性综合评价值（D值）,并通过聚类分析,将54份谷子品种分成高度盐敏感品种、盐敏感品种、中度耐盐品种、耐盐品种以及高度耐盐品种5个不同类型。其中,高度耐盐品种有4个,分别是华北夏谷区的济谷16、矮88,西北春谷区的陇谷3号和延谷13。苗期盐土盆栽试验表明,盐胁迫条件下谷子叶片SOD、POD、CAT酶活性呈现先上升后下降的趋势。耐盐性强品种济谷16的SOD、POD、CAT酶活性上升幅度显著大于耐盐性弱的品种鲁谷1号。【结论】 54份谷子种质材料在耐盐性上存在显著差异,利用隶属函数法综合分析萌发期各指标,全面地评价谷子种质资源萌发期的耐盐性。不同基因型谷子品种叶片保护酶系统对NaCl胁迫响应能力的差异,可能是由于谷子耐盐能力不同造成的。     

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。     

不同生态条件对小米黄色素含量的影响

目的 谷子籽粒脱壳后为小米,小米黄色素含量是反映小米商品性的重要指标,对于小米的商品品质和营养品质都有重要的影响。解析不同生态条件下小米黄色素含量变化规律,为优质特色谷子品种选育及生产利用提供科学依据。 方法 选用华北夏谷区选育的8个优质、特色谷子新品种,于2016—2017在不同生态条件下的5个试点种植,成熟收获后,测定小米的黄色素含量,采用多因素方差分析差异显著性,并对黄色素含量和生育期气温、降水量、日照时数等因素进行相关性分析。 结果 年份、品种、地点×年份、品种×年份、地点×品种×年份对黄色素含量影响极显著（P<0.01）,地点、地点×品种对黄色素含量影响显著（P<0.05）;其中,品种、地点、品种×地点互作对黄色素含量变异贡献率较大,分别为57.12%、27.57%和6.12%。黄色素平均含量2017年显著高于2016年。济南、德州、济宁试点小米黄色素含量2年的结果均显著高于泰安和临沂黄色素含量。5个试点8个谷子品种2年的黄色素平均含量为23.42 mg·kg ^-1,变幅为18.56—26.14 mg·kg ^-1,中谷2号最高,济绿谷1号最低;中谷2号、济糯谷2号、济谷21、济谷19黄色素含量差异不显著,但显著高于豫谷18、济谷22、济谷20、济绿谷1号的黄色素含量。黄色素含量和6月苗期气温、9月灌浆中后期平均气温、生育期平均气温极显著正相关（r=0.908,P<0.01;r=0.798,P<0.01;r=0.808,P<0.01）;和9月灌浆中后期的日照时数、生育期日照总时数极显著正相关（r=0.771,P<0.01;r=0.769,P<0.01）。 结论 不同年份、地点、品种及因素互作对谷子黄色素含量有显著影响,其中,品种因素影响最大;谷子生育期平均气温、降雨量、光照时数等天气因素的变化及时空分布的差异是小米黄色素含量变化的重要原因;谷子灌浆中后期平均气温较高、光照充足有利于黄色素的积累。品种基因型是决定小米黄色素含量的最重要因素。     

谷子萌发及苗期生理生化指标对铅胁迫的响应

【目的】探究重金属元素铅（Pb）对谷子萌发及幼苗生理生化特性的影响,为Pb污染背景下谷子的安全生产和品质保障提供理论依据。【方法】以谷子品种晋谷21号为试验材料,采用土培盆栽试验,以自然土壤加水为对照（CK,0 mg/kg）,设5个外源Pb浓度处理（50、100、250、500和1000 mg/kg）,分析不同Pb浓度处理对谷子萌发及苗期叶片生理生化指标的影响。【结果】随着Pb浓度的增加,谷子的发芽势、发芽率及发芽指数等萌发指标均受到不同程度的抑制,1000 mg/kg处理的相对发芽率仅有52.5%。叶绿素含量随着Pb浓度的增加呈先升高后降低的变化趋势,各Pb胁迫处理均显著高于CK（P<0.05,下同）,Pb浓度为500 mg/kg时,叶绿素a、叶绿素b和叶绿素a+b含量均达最大值,较CK分别增加58.3%、69.5%和64.3%。随着Pb浓度的增加,过氧化物酶（POD）活性、质膜透性、丙二醛（MDA）含量及脯氨酸含量均显著增加,其中POD活性对1000 mg/kg高浓度Pb胁迫尤为敏感。可溶性蛋白质含量随着Pb浓度的增加呈先升高后降低的变化趋势,Pb浓度为500 mg/kg时可溶性蛋白质含量达最大值,较CK显著增加54.1%;Pb浓度为1000 mg/kg时,可溶性蛋白质含量急剧下降,与CK相比显著降低14.9%。相关分析结果表明,谷子的发芽势、发芽率和发芽指数均与Pb浓度呈显著负相关,POD活性、质膜透性、MDA含量和脯氨酸含量均与Pb浓度呈极显著正相关（P<0.01）。不同Pb浓度下抗性指标相对值的平均值（敏感性）排序为:POD活性>质膜透性>脯氨酸含量>MDA含量>可溶性蛋白质含量。【结论】谷子在萌发阶段和幼苗时期均会受到Pb胁迫的影响,同时在响应Pb胁迫时,谷子能通过自身生理生化特性的改变提高其适应Pb胁迫的能力,但这种适应性有一定限度。