盐胁迫对不同小麦品种幼苗性状的影响

采用150 mmol/L NaCl胁迫处理6种不同基因型小麦,研究其对小麦幼苗性状的影响.结果表明,盐胁迫处理对小麦幼苗地上部性状的影响大于对根系性状的影响,不同苗期性状受盐胁迫处理影响程度由大到小为:苗长、地上部鲜重、地上部干重、最长根长、根系干重、根系鲜重.6个供试小麦品种中,埃及红和中国春对盐胁迫最为敏感,而莱州953和京411的抗盐性相对较强.     

小麦盐胁迫响应基因TaSRP的克隆及功能鉴定

【目的】土壤盐碱化是制约中国小麦生产的重要因素之一,耐盐性改良成为重要的育种目标。分析小麦TaSRP的功能,解析TaSRP的耐盐性作用机制。【方法】对小麦盐处理转录组测序结果进行分析,发现一个受盐胁迫诱导表达的小麦凝集素类基因TaSRP。根据TaSRP编码的氨基酸序列,通过在NCBI中比对得到水稻、大豆和拟南芥中与TaSRP相似的蛋白序列,利用DNAMAN和MEGA5.05软件进行多重序列比对和同源性分析。根据TaSRP的保守序列设计特异引物,利用TaSRP的实时荧光定量PCR检测TaSRP在不同胁迫处理条件下的表达模式;构建带有CaMV 35S启动子的16318hGFP-TaSRP绿色荧光表达载体,利用瞬时转染法将重组质粒和对照空载体导入拟南芥原生质体,室温黑暗培养16 h,激光共聚焦显微镜下观察绿色荧光信号;扩增TaSRP启动子序列,利用植物顺式作用元件数据库PLACE（http: //www.dna.affrc.go.jp/PLACE）分析启动子区域中参与非生物胁迫响应的顺式作用元件;将TaSRP的cDNA序列连入带有CaMV 35S启动子的pBI121表达载体中构建pBI121-TaSRP表达载体,转入C5C81农杆菌中,采用蘸花法侵染拟南芥得到转基因株系,并进行耐盐性鉴定。【结果】TaSRP具有EUL保守区,属于卫矛凝集素（EUL）家族,定位在细胞质内。氨基酸序列同源性及系统发育树分析发现,TaSRP与水稻的OSR40类蛋白（OSR40g3、OSR40g2和OSR40c1）的同源性最高;与拟南芥、大豆的同源性较低。TaSRP启动子含有一系列对盐、ABA和低温等非生物胁迫响应的调控元件。实时荧光定量PCR分析显示,TaSRP受ABA和盐胁迫上调表达,对干旱胁迫无明显响应。抗性试验结果显示,在不加NaCl的条件下,野生型与过表达株系总根长基本一致,在125 mmol•L-1 NaCl和150 mmol•L-1 NaCl处理的培养基上,3个转基因拟南芥株系的总根长均大于野生型拟南芥的总根长,并达到显著性差异,表明过表达株系有较好的耐盐性,TaSRP在拟南芥中过表达能够提高拟南芥对盐胁迫的抗性。【结论】TaSRP提高了转基因拟南芥对高盐的抗性。     

盐、碱条件下水稻剑叶形态相关性状QTL分析

以东农425和耐盐碱的长白10号杂交获得重组自交系(RIL)为作图群体,对亲本重测序,利用差异设计120对Indel引物,在实验室原有102个SSR标记基础上增加113个多态性较好Indel标记,构建遗传连锁图谱,鉴定水稻耐盐、碱性。以浓度6 ds·m-1的Na Cl水溶液,p H 9.0 Na2 CO3水溶液作全生育期处理,正常水灌溉为对照。2016~2017年盐、碱胁迫和自然条件下测定水稻抽穗期对剑叶形态相关性状,并对各性状作QTL定位。结果表明,在两年试验中亲本和RIL群体受碱胁迫影响大于盐胁迫,亲本每个性状在盐、碱两种条件下均表现显著相关性,在盐、碱胁迫条件下共检测到26个与剑叶形态性状相关QTL。q SLl9和q ALl8在两年试验中均被检出,是两个主效QTL。研究结果可为水稻抽穗期耐盐、碱性QTL精细定位和分子辅助育种提供理论依据。     

小麦缺铁胁迫苗期相关性状的聚类分析

研究小麦品种缺铁胁迫苗期相关性状的系统聚类,对山东省小麦种质资源的鉴定筛选和铁营养高效种质的创新利用具有重要意义。以86个山东省品种为研究对象,通过正常培养和缺铁营养液培养,考察苗期根部和地上部等苗期性状,进行系统聚类。系统聚类分析结果显示,按正常培养、缺铁培养、胁迫指数,将上述品种分别分为4、7、4个类群。研究发现,缺铁胁迫可导致小麦生根数量的减少和地上部分生长量的显著降低,却可促进根系生长量的增加;小麦品种济南16、菏麦19应保证栽培苗期的铁营养供应;济南8号、烟农15具有较强的铁耐受能力,可用于铁营养高效的种质创新和分子机制研究。     

不同氮水平下玉米苗期生长性状及成熟期产量的QTL定位

 【目的】研究玉米苗期氮素利用效率相关性状与成熟期产量之间的遗传关系。【方法】以优良杂交种豫玉22两亲本Z3和87-1为基础构建的一套F8家系的RIL群体为研究材料,在高、低氮两种条件下,通过苗期水培试验和成熟期田间试验,利用复合区间作图法对玉米苗期地上部干重、根干重、总根长、根冠比以及成熟期产量性状进行了QTL定位。【结果】利用Windows QTL Cartographer 2.5 软件,在LOD＞2.5条件下共定位到22个QTL位点,其中高氮下定位到10个QTL,低氮下定位到12个QTL,两种氮水平下共位或紧密连锁的QTL位点很少,表明不同氮水平下的遗传机制不同。在第5和第7染色体上发现了苗期根系相关性状与成熟期产量之间存在连锁关系。【结论】苗期根系性状对成熟期的产量形成具有重要的作用,在氮高效遗传育种中可以把苗期根系性状作为一个重要的选择指标。     

盐胁迫下玉米苗期农艺性状和脯氨酸含量变化的研究

玉米是重要的粮食和饲料作物,但在盐碱地上很难获得高产,盐胁迫是最主要的限制因子。研究玉米在盐胁迫下的性状表现,建立玉米耐盐筛选的技术指标体系,对耐盐机理及分子育种研究有重要意义。本研究采用室内沙培盆栽的方法,对3个不同玉米自交系进行苗期的NaCl梯度胁迫处理,对出苗时间、苗高、地上部鲜重,根系鲜重及游离脯氨酸含量等性状进行考察,分析各性状与盐胁迫处理浓度之间的相关关系。结果表明,3个不同品种中,黄早四和TL94B的耐盐性相对较强,87-1的耐盐性相对较弱;100￣120mM为玉米盐胁迫筛选的下限临界浓度,200￣220mM为玉米盐胁迫筛选的上限临界浓度;出苗时间、苗高、地上部鲜重、根系鲜重、脯氨酸含量等指标与盐浓度的相关性均达到P<0.01的极显著水平,都可作为玉米的耐盐性鉴定的依据;研究还发现,游离脯氨酸含量随盐胁迫浓度升高而升高,但盐浓度超过临界上限后,脯氨酸含量反而下降。     

棉花苗期耐盐相关性状QTL元分析

为挖掘控制棉花苗期耐盐的重要数量性状位点（quantitative trait loci, QTL）,利用BioMercator V4.2.3软件,以棉花高密度遗传连锁图谱作为参考,对来自3个作图群体涉及19个性状的194个QTLs进行图谱整合、映射以及QTL元分析。结果表明,通过建立棉花苗期耐盐相关性状一致性图谱,共挖掘出11个一致性QTL(meta quantitative trait loci, MQTL)位点,各MQTL至少包含3个原始QTLs,置信区间最短缩小至0.92 cM,分布于A03、A06、A11、A12、A13、D01、D03、D06、D07和D08共10条染色体上。通过对A11染色体上MQTL区间进行候选基因预测,挖掘到14个与棉花苗期耐盐相关的候选基因,为棉花苗期耐盐相关性状精细定位及分子辅助选择育种提供理论依据。     

水稻苗期耐Cd2+胁迫的QTL定位研究

利用韭菜青×IR26杂交后代建立一个重组自交系群体(recombinant inbred line,RIL)及相应的SSR分子标记连锁图谱,在2007和2008年进行Cd2+(5 mg·kg-1)胁迫下水稻幼苗耐Cd2+胁迫的QTL分析.结果表明:2007年检测到3个与幼苗耐Cd2+胁迫有关的QTLs,包括1个控制相对苗高的位点qRSH-7和2个控制单株相对干重的位点qRDW-lla和qRDW-llb,分别位于第7和第11染色体;2008年检测到6个与幼苗耐Cd2+胁迫相关的QTLs,包括3个控制单株相对干重的位点qRDW-J、qRDW-2和qRDW-7,1个控制相对苗高的位点qRSH-2,2个控制相对鲜重的位点qRFW-2和qRFW-7,分别位于第1、2、7染色体.在定位的9个QTLs中,qRDW-7和qRFW-7都位于第7染色体的RM6872与RM11标记之间,加性效应分别为4.89和5.44,表型贡献率为18.02%和15.24%;qRSH-7和qRDW-1的加性效应分别为5.09和-3.64,表型贡献率为13.48%和10.06%;其余位点表型贡献率均低于10.0%.     

盐胁迫对水稻耐盐突变体sst芽苗期生长的影响

[目的]通过观察盐胁迫对水稻OsSPL10突变形成的苗期耐盐突变体sst种子萌发及幼苗生长的影响,探究突变体sst在芽期是否具有耐盐优势,以期为水稻耐盐育种提供依据。[方法]对籼稻品种R401的野生型和突变体sst进行盐胁迫下的发芽试验,统计发芽势和发芽率,并比较种子萌发后芽苗期的生长状况(根长、根数、地上部长和苗鲜重)。[结果]OsSPL10突变降低了非胁迫条件下水稻种子的发芽势和发芽率,增强了芽苗期水稻侧根对盐胁迫的敏感度。盐胁迫对野生型与突变体的各项指标均有抑制作用,且突变体sst在生长初期比野生型对盐胁迫更敏感,突变体耐盐性随着生长发育逐渐提高。[结论]水稻苗期耐盐突变体sst的苗期耐盐性与芽期没有相关性,在水稻耐盐性分子机理研究和耐盐育种实践中应加以区别。     

生物有机肥对盐胁迫下小麦幼苗叶片膜脂过氧化的影响

采用盆栽方法,研究了生物有机肥处理对盐胁迫(150 mmol/L Na Cl)下豫麦49-198幼苗叶片营养状态和膜脂过氧化的影响。结果表明,与施用无机肥相比,增施有机肥及施用750~1 500 kg/hm~2生物有机肥可提高小麦(Triticum aestivum L.)叶片可溶性糖和可溶性蛋白质含量,降低丙二醛(MDA)含量和相对电导率,增加小麦株高、地上部鲜重和干重,其中以生物有机肥施用量为1 500 kg//hm~2处理效果最明显。     

NaCl胁迫对不同小麦品种萌发与幼苗生长的影响

为研究NaCl胁迫对不同小麦(Triticum aestivum L.)品种萌发与幼苗生长的影响,以周麦18、百农207、华育198、矮抗58和百农69为材料,对不同浓度NaCl溶液胁迫下小麦发芽势、发芽率、根长和苗高等耐盐指标进行分析。结果表明,随着NaCl溶液浓度的升高,小麦的发芽势、发芽率、根长和苗高的相对值均明显下降,不同品种间及浓度间均有明显变化;综合5个试验品种的表现可知,百农207和周麦18在苗期表现出较强的耐盐能力,矮抗58、百农69和华育198的耐盐能力依次降低。     

生物有机肥对盐胁迫下小麦幼苗活性氧代谢的影响

在盆栽条件下,以豫麦49-198为试验材料,研究了盐胁迫下生物有机肥对小麦(Triticum aestivum L.)幼苗活性氧代谢的影响。结果表明,增施有机肥及生物有机肥在750~1 500 kg/hm2施用范围内小麦叶片超氧阴离子(O2-)产生速率均比施用无机肥明显降低,SOD和CAT活力、株高、地上部鲜重和干重则明显提高,以生物有机肥1 500 kg/hm2处理效应最强。     

不同小麦品系的抗盐性鉴定

以5个小麦(Triticum aestivum L.)品系"35"、"4399"、"5229"、"7228"、"0628"为材料,以蒸馏水培养为对照,室内模拟盐胁迫条件对不同品系的种子发芽率、盐害指数及叶片中丙二醛(MDA)含量和过氧化物酶(POD)活力进行测定。结果表明,盐胁迫下5个品系的发芽率均表现出不同程度的差异,结合MDA含量和POD活力参数得出5个小麦品系中"4399"抗盐性最好,"7228"、"35"和"0628"次之,品系"5229"抗盐性最差。     

小麦光温敏雄性不育系BS366抽穗期的QTL分析

[目的]对小麦光温敏不育系BS366的抽穗期进行QTL分析,为BS366的品种改良和标记辅助育种奠定基础。[方法]以小麦光温敏雄性不育系BS366和常规品种Baiyu149杂交得到的234个DH（doubled haploid）株系为材料,于2007～2008年分别种植于北京海淀和安徽阜南试验田,采用复合区间作图法,对抽穗期进行QTL分析。[结果]共检测到15个抽穗期QTL,在两地都检测到的QTL有8个,分别位于染色体1B、2A、2D、3B（2个）、6B（2个）和7B,单个QTL的贡献率为2.42%～10.98%。[结论]在1B染色体上新发现了一个抽穗期QTL,丰富了QTL资源。在两地都检测到的8个QTL,可用于小麦光温敏雄性不育系BS366抽穗期的改良和标记辅助育种。     

两个粳稻材料芽期和苗期耐盐性的QTL定位

[目的]研究新疆粳稻品种芽期和苗期耐盐性QTL,为水稻耐盐种质资源及分子标记辅助选择育种提供理论和实践依据.[方法]利用来自新疆主栽水稻品种秋田小町(弱耐盐)和02 - 11品系(耐盐)杂交,构建F2代群体,共272个株系.通过SSR标记以芽期和苗期主要农艺性状等盐害率为指标,采用完备区间作图法,对新疆主栽粳稻耐盐性进行QTL定位.[结果]共检测到20个与耐盐性相关的QTL,分布于第1、2、4、6、8、10和11染色体上,LOD值变异范围为2.57 ～ 8.39,单个QTL对表型变异的贡献率变异范围为2.97;～15.59;,NY - 12、NY - 13和NY - 19基因作用方式表现为超显性,NY - 17基因作用方式表现为部分显性,为主效QTL.[结论]检测到的与水稻盐胁迫有关的QTL/基因为进一步精细定位和克隆水稻耐盐基因及水稻育种奠定良好基础.     

硫酸锌拌种对小麦幼苗生长发育的影响

采用盆栽方法研究了硫酸锌不同浓度拌种对小麦(Triticum aestivum L.)根系和地上部生长发育的影响。以鲁麦18为试验材料,设置硫酸锌不同拌种浓度,即每千克种子拌硫酸锌0、0.25、0.5、1.0、2.0、4.0、8.0 g,整盆取样并进行各指标测定。结果表明,在低浓度下,即每千克种子拌硫酸锌0~4.0 g时,硫酸锌拌种促进小麦的生长发育,随着硫酸锌拌种浓度的增加,小麦生长各指标(出苗率、发芽指数、株高)、各器官干物质积累量、根冠比、根系形态指标和根系生理活性指标均呈先升后降的趋势,其中以1.0 g/kg处理效果最好;当拌种浓度达到8.0 g/kg时各指标均低于对照,对小麦的生长发育产生抑制作用。说明在0~4.0 g/kg浓度范围内,硫酸锌拌种能促进小麦的生长发育,其中以1.0 g/kg浓度处理效果最好,8.0 g/kg时对小麦的生长发育产生抑制作用。     

高温胁迫对不同小麦品种幼苗叶片中抗氧化酶活性的影响

以2个耐热性存在差异的小麦品种中国春和偃展4110为材料,采用42℃高温对4叶1心幼苗进行时间梯度胁迫处理,研究高温胁迫对小麦幼苗叶片中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)活性的影响。结果表明,高温胁迫可显著诱导小麦叶片中SOD和POD活性,并表现为先升后降,CAT的活性总体呈现下降趋势;抗氧化酶活性在2个品种间存在差异,偃展4110的SOD和CAT活性显著高于中国春,而中国春的POD活性在胁迫早期与偃展4110无显著差异,胁迫后期显著高于偃展4110。     

水杨酸对废电池胁迫下小麦幼苗抗氧化系统的影响

采用土培法,研究不同质量浓度水杨酸(SA)处理对废电池胁迫下小麦(Triticum aestivum L.)幼苗抗氧化系统的影响.结果表明,外源SA处理能明显增强废电池胁迫下小麦幼苗过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)的活性,并对多项生理指标有改善作用.说明SA能通过刺激抗氧化酶的活性,减轻氧化胁迫,缓解废电池对小麦幼苗的毒害作用.     

Allelic Variation in Loci for Adaptive Response and Its Effect on Agronomical Traits in Chinese Wheat (Triticum aestivum L.)

Heading date was an important trait that decided the adaptation of wheat to environments. It was modified by genes involved in vernalization response, photoperiod response and development rate. In this study, four loci Xgwm261, Xgwm219, Xbarc23 and Ppd-D1 which were previously reported related to heading time were analyzed based on three groups of wheat including landraces (L), varieties bred before 1983 (B82) and after 1983 (A83) collected from Chinese wheat growing areas. Generally, heading date of landrace was longer than that of varieties. Significant differences in the heading time existed within the groups, which implied that diversification selection was much helpful for adaptation in each wheat zone. Photoperiod insensitive allele Ppd-D1a was the first choice for both landrace and modern varieties, which promoted the heading date about four days earlier than that of sensitive allele Ppd-D1b. The three SSR loci had different characters in the three groups. Predominant allele combination for each zone was predicted for wheat group L and A83, which made great contribution to advantageous traits. Xgwm219 was found to be significantly associated with heading date in Yellow and Huai River Winter Wheat Zone (Zone II) and spike length in Middle and lower Yangtze Valley Winter Wheat Zone (Zone III), which implied functional diversification for adaption. Variation for earliness genes provided here will be helpful for whet breeding in future climatic change.