基于隶属函数法对甘蓝型油菜种质苗期耐低氮胁迫能力的综合评价

油菜作为我国重要的油料作物,其生长发育过程中对氮素营养需求量较大,但氮肥利用率却较低,在很大程度上制约了油菜的正常生长。探究苗期甘蓝型油菜耐低氮胁迫能力的评价方法,筛选耐低氮胁迫能力强的种质,可以减少氮肥施用量,保护生态环境。以49份甘蓝型油菜种质材料通过水培试验,考察低氮水平(0.3 mmol/L)和正常氮水平(6.0 mmol/L)的地上部鲜质量、地下部鲜质量、地上部干质量、地下部干质量、叶片数、株高、总根长、根平均直径、侧根数等性状,以各性状的耐低氮系数为衡量油菜耐低氮胁迫能力的指标,利用隶属函数法对不同基因型油菜进行耐低氮胁迫能力的综合评价,筛选出低氮胁迫耐受型材料8个,低氮胁迫敏感型材料14个,低氮胁迫中间型材料27个。D值与地上部鲜质量、地下部鲜质量、地上部干质量、地下部干质量、叶片数、株高、总根长和侧根数呈显著正相关,可作为油菜苗期耐低氮胁迫能力鉴定的辅助指标,对探究油菜耐低氮胁迫遗传机制,选育耐低氮胁迫油菜新种质具有重要意义。     

甘蓝型油菜耐铝毒胁迫种质资源的鉴定与筛选

[目的]铝是酸性土壤中抑制植物生长和生产力的关键元素。油菜作为世界三大油料作物之一,在我国主要种植于长江以南区域,该区域铝毒害较为严重,油菜易受铝毒侵害,尤其是根系生长受到严重抑制。铝毒害逐渐成为限制我国油菜生产的重要因素之一,因而对不同基因型油菜种质的铝毒胁迫耐受性进行评价,筛选出耐铝毒油菜种质,不仅可以减少和防止铝毒对油菜的危害,更具有重要社会效益、经济效益和生态效益。[方法]本研究改进了以往油菜种子萌发期铝毒胁迫抗性鉴定的方法,通过精准控制铝离子浓度,并结合根系扫描与分析系统,对210份甘蓝型油菜（Brassica napus L.）种质实现高效、快速、精准的鉴定萌发期铝毒胁迫抗性。[结果]铝毒胁迫显著抑制甘蓝型油菜幼苗根系生长,且不同基因型材料间的抑制效果存在较大差异。对铝毒胁迫下的油菜材料的总根长、总表面积和总根体积进行聚类分析,共将210份油菜品种分为耐铝型、铝敏感型和中间型3个等级,其中8个耐铝型品种,118个铝敏感型品种,剩下84个为中间型品种。[结论]耐铝型品种包括漕油2号、浙油17号、湖北白花油菜、黔油4号、盐油2号、WH-38、SWU75、Cubs root。本研...     

硝态氮对不同耐氮性甘薯苗期根系生长和氮代谢的影响

本试验选用氮敏感型甘薯品种济薯26(J26)和耐氮型品种徐薯32(X32)为材料,设置硝态氮浓度为0(N0)、7(N1)、14(N2)、28(N3)mmol/L共4个处理,采用Hoagland营养液水培法,研究不同硝态氮浓度对不同耐氮性甘薯品种根系生长和氮代谢的影响.结果表明,与N1和N3处理相比,N2处理可保持两品种...     

甘蓝型油菜耐铝极端品种筛选及耐铝生理机制初步解析

为筛选不同铝敏感性油菜品种并探究油菜对铝毒的耐受机制，以997份甘蓝型油菜自然品种为材料，采用土培初筛和营养液复筛的两步筛选法，以地上部鲜质量和相对根系伸长率为指标筛选获得甘蓝型油菜不同铝敏感性品种，解析油菜耐铝的生理机制。结果显示，997份甘蓝型油菜自然品种苗期在酸性土壤上表现出显著的基因型差异，从中筛选出142个不同铝敏感性极端品种，含77份铝耐受品种和65份铝敏感品种；进一步利用营养液培养体系在加铝和不加铝处理下对142个油菜品种进行复筛，通过聚类分析发现，97个品种在2个培养体系中具有较好的生长一致性；经过多次表型重复试验最终确定2个铝耐受品种（806和985）和2个铝敏感品种（482和811）。在铝毒处理下铝敏感品种（482和811）生物量相比不加铝处理下降约45%，根系生长显著被抑制，而铝耐受品种则无明显差异。进一步分析发现，相比铝敏感品种，铝耐受品种在铝毒条件下根系中积累的铝更少，活性氧含量更低，且根系中抗氧化酶（CAT和POD）的活性相比无铝处理显著增加，这可能是油菜耐铝的重要生理机制之一。     

甜瓜耐低氮且氮高效种质资源评价与筛选

为了挖掘和筛选甜瓜耐低氮且氮高效种质资源,提高氮效率,本研究以59个厚皮甜瓜品种(系)为材料,采用穴盘基质栽培试验,设置适氮(4.88 mmol/L)和低氮(0.01 mmol/L)2个处理,通过分析苗期性状差异确定筛选指标,初步筛选出耐低氮且氮高效品系,然后用基于产量的田间筛选结果进行验证,最终筛选出耐低氮、氮效率高、产量高的种质。结果表明,不同甜瓜品种(系)的18个性状在2个氮水平间均存在显著性差异。通过主成分分析,初步确定SPAD值、净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、株高、茎粗、根体积、根干重、地上部干重、总干重、根冠比、地上部含氮量、地上部氮积累量这13个性状为甜瓜品种(系)耐低氮能力筛选指标。利用这13个性状,基于欧氏距离对供试甜瓜品种(系)进行分类,筛选出苗期耐低氮且氮效率高的品种6个,结合田间产量筛选结果,最终确定T396、T518、T519、T540为耐低氮且氮高效品种(系)。可见,苗期进行甜瓜耐低氮且氮高效种质资源筛选可行。本研究结果可为甜瓜耐低氮和氮高效育种及相关机理研究提供方法和种质资源。     

白菜型、芥菜型和甘蓝型油菜对低氮低磷胁迫反应的差异

以收集的94份白菜型油菜(Brassica rapa)、芥菜型油菜(Brassica juncea)、甘蓝型油菜(Brassicanapus)为材料,利用大田小区试验,设正常施肥(CK)、低氮(LN)、低磷(LP)3种处理,在成熟期考察籽粒产量、株高、一次分枝数、每角果粒数、千粒重和角果数以及低氮或低磷与正常施肥间的籽粒产量比值(氮、磷效率),研究评价不同油菜材料对低氮、低磷胁迫反应的差异和产量潜力。结果表明:甘蓝型油菜在3种处理条件下都具有最高的平均籽粒产量,生产潜力大;白菜型的氮、磷效率最高,可能携带更多氮、磷高效相关的基因;芥菜型油菜的氮、磷效率虽不及白菜型油菜,但高于甘蓝型油菜,同时还具有黄籽和角果数多、抗虫抗病性强等优良性状,二者均可为甘蓝型油菜的遗传改良提供优良基因来源。在不同施肥条件下,不同类型油菜的性状都有较大的变异,并且与其籽粒产量有不同程度的相关性,说明不同油菜种类的相关性状具有较大的遗传变异资源,且同一类油菜不同基因型或品种间也存在较大的遗传变异。     

12份半冬性甘蓝型油菜品种(系)在青海生态条件下的性状表现

利用AFLP标记技术对新引进的12份半冬性甘蓝型油菜品种(系)与17份春性甘蓝型油菜品种(系)的遗传差异进行分析,调查了其中12个甘蓝型油菜品种(系)(6个春性和6个半冬性)的主要农艺性状、叶绿素含量及菌核病抗性。结果表明,AFLP标记聚类分析把引进的12份半冬性甘蓝型油菜品种(系)与17份春性甘蓝型油菜品种(系)完全区分开来,引进的12份半冬性甘蓝型油菜品种(系)与现有春性甘蓝型油菜品种(系)均具有较大的遗传差异;在青海生态条件下春性甘蓝型油菜品种(系)的产量表现及叶绿素含量均高于半冬性甘蓝型油菜品种(系),其菌核病抗性比半冬性甘蓝型油菜品种(系)弱。     

低氮胁迫下不同小麦品种苗期性状差异分类研究

筛选耐低氮能力强的小麦基因型并应用于大田生产是提高小麦氮素利用效率的有效途径之一。选用来自不同省份的57个小麦品种,研究水培低氮胁迫条件下苗期不同性状的变化特征,分类比较不同性状的耐低氮指数差异。结果表明：茎叶和根系的硝态氮与铵态氮含量及积累量、地上部干重、根冠比变异系数均大于20%,地上部干重耐低氮指数变异范围为0.56～1.45,变异系数为22.99%,品种间差异极显著。根据植株地上部干重耐低氮指数差异,将品种分为3种类型,分别为耐低氮品种、中度耐低氮品种和低氮敏感品种,其中地上部干重、地上部与根系的氮含量与积累量均表现为耐低氮型品种依次高于中度耐低氮型品种、低氮敏感型品种;地上部与根系的含氮量耐低氮指数、根系干重及其耐低氮指数类型间差异不显著。该研究还讨论了植株地上部干重耐低氮指数分类指标界值(0.7和0.9)应用于品种耐低氮特性早期分类研究的价值。     

硼氮互作对甘蓝型油菜生长、氮素吸收和籽粒产量的影响

为探究甘蓝型油菜硼氮交互作用的增产效应及其生理机制,通过水培试验和大田小区试验相结合的手段,分析了硼氮交互效应对油菜生长、氮素吸收利用、氮代谢酶活性以及籽粒产量的影响.结果表明:在苗期,硼缺乏显著抑制了不同氮供应水平下油菜根系生长发育;与低氮或低硼处理相比,硼氮平衡供给显著提高了氮素吸收及其相关基因的表达水平,改善了氮...     

小麦苗期性状与耐低氮性的遗传相关分析

为研究小麦苗期性状与耐低氮性的遗传相关性,利用24份小麦品种,采用水培的方法,在低氮(0.4mol/L)和正常氮(4mmol/L)条件下,测定四叶期株高(PH)、根长(RL)和根条数(RN)等23个氮效率相关指标,利用各指标耐低氮指数进行主成分分析,采用隶属函数法计算综合评价值(D),通过系统聚类筛选耐低氮品种;同时联合分析氮效率相关性状遗传相关系数与遗传力确定育种中间接选择性状指标。结果表明:1)24个小麦品种被分为耐低氮型、中间型和低氮敏感型三类;其中耐低氮型品种包括长武89(1)3-4、安85中124-1、单R8093、平阳348和昌乐5号;低氮敏感型包括旱选12、白齐麦、烟农19号、陕225-9、晋麦33和中大91-品9;其余13个品种属于中间型。2)低氮胁迫条件下(分蘖数)TN、(叶宽)LW、(根鲜重)RFW、(茎叶鲜重)SFW、(植株总鲜重)PFW、(茎叶氮素积累量)SNA、(植株氮素积累量)PNA与耐低氮性综合评价值(D)之间的遗传相关、环境相关及表型相关均达到显著或极显著水平,正常氮处理下(叶面积)LA和(茎叶干重)SDW与D值之间的遗传相关、环境相关及表型相关均达到显著或极显著水平。3)在育种过程中,低氮条件下选择LW、RFW和PFW等性状;而正常供氮条件下选择LA、(植株总干重)PDW和(根氮素积累量)RNA等性状可以对小麦耐低氮性的选择取得较好的效果,选择效率较高。     

花生氮敏感品种及评价指标的筛选

目的 明确不同花生品种对氮素响应的特点。方法 本试验以来自全国各地的81份花生种质资源为材料,设置正常施氮与低氮胁迫2种大田试验处理,测定81份花生品种苗期的叶绿素含量及收获期的产量、干物质积累及农艺性状等19项指标。以测定的19项指标的氮响应系数为基础进行主成分分析,筛选出6个新的独立的综合指标,通过计算其隶属函数值与各综合指标权重得出花生氮敏感综合评价D值,通过聚类分析对花生品种进行分类。进一步分析不同类型花生品种的氮响应系数及指标间的相关性。结果 81份花生品种分为氮敏感型品种(13)、中间型品种(33)及氮不敏感型品种(35)。正常施氮处理下,氮不敏感型花生品种农艺性状的响应差异不显著,但氮敏感型和中间型花生品种产量及干物质积累的上升幅度显著高于氮不敏感型品种。不同性状的相关性分析表明,施氮主要通过影响花生干物质积累与分配及株型结构进而影响花生产量的形成。结论 花生苗期叶绿素含量、单株生产力与收获期干物质积累可作为花生氮敏感品种的筛选指标,研究结果可为花生氮高效品种的筛选与培育提供依据。     

半冬性甘蓝型油菜资源在春性环境下的利用价值

以24份不同生态类型的甘蓝型油菜品种(系)为材料,利用AFLP标记对不同生态型油菜品种之间遗传差异进行分析,使用3种不同方法鉴定菌核病抗性,考察分析苗期叶绿素含量,初花期,产量相关因子每角粒数、千粒质量、单株产量、全株角果数。结果表明,在遗传相似系数0.54处将24份材料完全分开,不同生态型品种之间遗传差异较大;菌核病鉴定结果表明,不同和相同生态类型甘蓝型油菜品种之间菌核病抗性存在差异,半冬性品种抗性最强,不易感病,而中间品种(系)(春性×半冬性)次之,春性品种最弱,易感病,中间型品系‘934-1’‘988-2’和‘D64-2’表现出较强的抗性;在苗期叶绿素含量上,春性品种高于半冬性品种(P0.01),中间型品种(系)显著高于半冬性品种(P0.05);在春性环境下,半冬性甘蓝型油菜品种初花期显著长于春性品种和中间型品种(系),中间型品种(系)和春性品种的单株产量、春性品种的每角粒数分别多于半冬性品种(P0.05)。研究结果为半冬性资源在春性环境下利用提供理论依据。     

油菜氮素吸收和根系性状对低氮胁迫的响应

为探究油菜(Brasscia napu L.)氮素吸收和根系性状对低氮胁迫的响应,选用常规油菜种植品种"814"和湘油15为材料,采用水培,以正常供氮(NO_3~-浓度为10 mmol/L)为对照(CK),设定2个不同低氮水平(NO_3~-浓度分别为3、1 mmol/L)处理,测定油菜在不同氮素水平下的氮素吸收量及氮素吸收效率,探究油菜根冠比、根体积、根系吸收面积、根系直径、总根长和根系分枝数的变化特征及其与氮素吸收效率的相关性,并测定了油菜根系活力和根系质膜H~+-ATP酶活性变化。结果表明,与CK相比,油菜在低氮胁迫下氮素吸收总量降低,但氮素吸收效率提高,油菜根系细长化且分枝增多,根体积下降但根系吸收面积上升。根系形态和氮素吸收效率的相关性分析表明,影响油菜氮素吸收效率的最大正相关和负相关因素是总根长和根系直径。油菜根系活力CK与3 mmol/L NO_3~-处理差异不显著,但极显著高于1 mmol/L NO_3~-处理。在低氮胁迫下,根系质膜H~+-ATP酶活性显著升高,3个氮素水平下的油菜根系质膜H~+-ATP酶活性差异均达显著水平。     

云南地方油菜种质资源抗(耐)病毒病、菌核病和霜霉病的鉴定研究

 对云南油菜种质资源317份的抗(耐)病毒病、菌核病、霜霉病进行鉴定研究,结果为:云南省的地方油菜种质资源中虽无对病毒病、菌核病、霜霉病免疫的品种,但存在着高抗(耐)病毒病、菌核病和霜霉病的种质资源。其中,在芥菜型油菜中鉴定出高抗(耐)病毒病种质资源11份(高抗3份,高耐8份)、高抗(耐)菌核病的种质资源有3份、高抗(耐)霜霉病种质资源1份;在白菜型油菜中鉴定出高抗(耐)病毒病种质资源1份;甘蓝型油菜无高抗(耐)3类病的种质资源。云南省大部份油菜种质资源对3类病的抗性为低感至高感,占油菜资源总数的89.4%。     

甘薯苗期耐低氮基因型筛选及不同氮效率类型综合评价

【目的】建立甘薯品种（系）耐低氮能力评价体系,筛选耐低氮基因型甘薯材料和评价不同氮效率类型,为研究耐低氮甘薯生理机制和挖掘氮高效基因奠定基础。【方法】采用水培试验,以来自国内外不同薯区的126份甘薯品种（系）为材料,低氮胁迫（0 mmol·L^-1纯氮）和正常施氮（14 mmol·L^-1纯氮）处理下,收集126个品种（系）地上干重、地上干物质增加量、地下干物质增加量、总干物质增加率、根冠比、蔓长、根长、叶数、叶绿素相对含量（CCI）、氮积累量和氮素生理利用效率11个性状表征值,计算各指标耐低氮胁迫指数。利用综合隶属函数法,进行主成分分析、回归分析和聚类分析,综合评价各甘薯品种耐低氮能力和氮效率类型。【结果】1）低氮水平条件下,不同供试甘薯品种（系）的地上干重、地上部干物质增加量、地下部干物质增加量、总干物质增加率、根长、蔓长、叶数、CCI、氮素积累量的均值低于正常氮处理,根冠比和氮素生理利用效率的均值高于正常氮处理;2）不同品种（系）的地上干重、地上部干物质增加量、地下部干物质增加量、总干物质增加率、根冠比、根长、蔓长、叶数、氮素积累量和氮素生理利用效率的变异系数高于正常氮处理,且其增幅排序为地上干物质增加量>总干物质增加率>地下干物质增加量>叶数>地上干重>氮素生理利用效率>氮积累量>根长>根冠比>蔓长;3）对11个指标的耐低氮胁迫指数进行主成分分析,3个主成分的累计方差贡献率达到72.67%,计算综合评价值Y;4）地上干重、地上部干物质增加量、地下部干物质增加量、总干物质增加率、叶数、蔓长、根长、根冠比、氮积累量、氮素生理利用效率的耐低氮胁迫指数与Y值的相关性达到极显著水平（P<0.01）,其中,地上部干物质增加量、地下部干物质增加量、总干物质增加率、氮积累量和地上干重5项耐低氮胁迫指数的相关性较高,相关系数分别为0.85、0.86、0.81、0.79和0.73;5）建立Y值回归方程,选定耐低氮能力评价的8个指标,并进行系统聚类,划分甘薯基因型为耐低氮型、中间型、不耐低氮型3类;并对3种耐低氮甘薯类型的农艺性状和氮效率性状进行方差分析。【结论】地上干重、地上部干物质增加量,地下部干物质增加量、根长、蔓长、叶数、氮素积累量和氮素生理利用效率作为甘薯耐低氮能力评价的指标;13104-2/紫薯1号、宜宾红心薯、浙紫薯2号、渝紫3号、渝紫6号、漯紫1号和渝紫香10号7个为耐低氮型甘薯品种;耐低氮型品种的各性状表现好于中间型和不耐低氮型,其中,地上干重、地上部干物质增加量、地下部干物质增加量、蔓长和氮积累量差异显著。     

与蔊菜属间杂交产生的甘蓝型油菜新材料的抗旱性综合评价

通过远缘杂交将蔊菜的抗逆性状转移到甘蓝型油菜中,对油菜种质创新研究具有重要意义。本研究以生产上应用的抗旱性存在差异的3个甘蓝型油菜品种为对照,采用盆栽模拟干旱胁迫的方法,对15份与蔊菜属间杂交产生的甘蓝型油菜新材料进行苗期抗旱性综合评价。结果显示:1苗期干旱胁迫严重抑制油菜植株生长,使得苗高变矮,全展叶数和绿叶数减少,叶片萎蔫,生物量下降;干旱对植株鲜重影响最为严重,其次是苗高和叶片萎蔫程度。2通过主成分分析和隶属函数法,将全展叶数、绿叶率、未萎蔫叶片率、苗高、根长、地上部分鲜重、根鲜重、植株总鲜重、地上部分干重、根干重和植株总干重等11个性状指标值转化成单一的综合评价值(D值),客观、科学、准确地对参试的18份材料进行了综合评价,为甘蓝型油菜苗期抗旱性评价提供了方法参考。3抗旱性综合评价结果显示,4份新材料的D值(0.541~0.737)高于高抗旱性品种中双9号(0.538),聚类得到的高抗旱性类群的7份材料中新材料占6份。说明通过与蔊菜远缘杂交获得的新材料对甘蓝型油菜的抗旱性有了较为明显的改良和提高。     

甘蓝型油菜苗期氮高效吸收转运特征研究

[目的]氮素吸收效率是影响作物氮效率的重要方面,开展油菜氮高效吸收转运特征研究旨在为提升油菜氮吸收效率及产量提供理论依据.[方法]为探究油菜氮高效吸收转运机理,以一对氮效率差异显著的油菜种质:氮高效种质'498'和氮低效种质'428'为试验材料,在营养液培养条件下,设置正常供氮(9.5mmol·L-1)和低氮(0.47...     

低氮条件下油菜根系伸长与细胞壁组分的变化

以甘蓝型油菜‘中双 11’为材料,设置低氮 LN(0.3 mmol/L NO₃^–)和高氮 HN(6.0 mmol/L NO₃^–)水平,通过营养液培养试验, 探究低氮对油菜根尖细胞伸长分裂过程和细胞壁组分的影响。试验结果表明：低氮处理诱导了油菜根系的伸长,根表面积和根体积的增加, 根冠比和氮生理利用效率均显著高于高氮处理;低氮处理提高了油菜根尖伸长区细胞分裂素含量及成熟区生长素的含量,诱导了伸长区细胞分裂和成熟区细胞伸长;对细胞壁主要组分(果胶、纤维素、半纤维素和木质素)进行定量分析,发现低氮处理显著提高了油菜根系细胞壁中果胶和纤维素的含量,但不同氮水平处理的油菜根细胞壁中半纤维素、木质素含量无显著差异;转录组分析结果表明,果胶含量的增加主要是由于低氮抑制了果胶降解酶相关基因的表达,而纤维素含量的提高主要是因为纤维素合成的增加和降解的减少,同时低氮胁迫下膨胀素相关基因的表达上调也说明低氮促进了细胞壁的松弛,有利于细胞的膨大和分裂。     

大白菜种质资源的研究和应用

近缘种有益性状的发现和利用是作物改良的重要途径。本研究通过对大白菜和甘蓝型油菜相关性状的分析研究发现:大白菜种质中具有低硫甙、高含油量的资源。进一步研究表明:大白菜种质中主要硫甙为3-丁烯基硫甙,与甘蓝型双低油菜主要硫甙2-羟基-3-丁烯基硫甙不同,为一种新的低硫资源;大白菜饱和脂肪酸含量比甘蓝型油菜平均低0.6个百分点,特别是棕榈酸(C16:0)低1个百分点。而油酸含量却比甘蓝型油菜平均高3.65个百分点。若将低硫、低饱和脂肪酸、高油酸材料与甘蓝型油菜杂交,定向选择,是可以选育出低饱和脂肪酸、高油酸和更低硫甙的品种(系)。     

甘蓝型油菜三系种质资源的利用研究

对国内外328份甘蓝型油菜种质资源429次测定,结果表明,利用Qing-2A及PolimaA选育新的三系,可以从胜利油菜或具有胜利油菜亲缘的种质材料中育成保持系,从具有跃进油菜亲缘及具有中国南方白菜型油菜的胜利油菜种质材料中育成恢复系.然而,由于油菜异交授粉习性,多数长期自然繁殖的品种(系)都可能筛选出相应的不育系和恢复系,关键在于选择的方向.