短季棉早熟不早衰育种技术获国家发明专利

<正>由中国农科院棉花所博士生导师喻树迅研究员任首席专家主持完成的短季棉早熟不早衰性状的生化标记辅助育种技术,日前获得国家发明专利。该发明提供了一种短季棉早熟不早衰性状的生化标记辅助选择方法。发明涉及生化标记超氧化物岐化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和丙二醛(MDA)的含量。     

中国短季棉遗传改良研究进展及发展方向

短季棉品种遗传改良是实现麦棉两熟棉区粮棉双丰收的有效途径。从早熟种质资源金字棉的引进,早熟短季棉品种中棉所10号的育成,抗枯萎病品种中棉所16、辽棉10号的选育,生化辅助育种技术育成早熟不衰品种中棉所24、27和36,转单价Bt基因抗虫棉中棉所30、中棉所42和鲁棉研19,转双价Bt＋CpTI基因抗虫棉中棉所50、中棉所58的培育,到航天诱变特早熟品种中棉所64,综述了中国短季棉品种选育的主要研究进展;提出了短季棉育种应加强抗黄萎病材料创制、克服产量和早熟性负相关和解决特早熟品种早衰等遗传改良重点;指出借助分子育种与常规育种技术相结合,培育麦后直播特早短季棉和杂交短季棉是今后短季棉遗传育种的方向。     

短季棉子叶荧光动力学及SOD酶活性的研究

 短季棉早熟不早衰类型品种中棉16的可变荧光（Fv）、第二波（S-M）持续时间长，比早衰型晚5天消失，说明其光合磷酸化，CO#-2同化能力和PSⅡ、PSⅠ间电子传递能力强。同时叶绿素降解速度缓慢。SOD酶前期活性高，后期下降快，使之既早熟又不早衰。早熟早衰型品种中棉10的Fv、S-M最先消失，叶绿素降解速度快，SOD酶活性在整个暗处理过程一直最低，说明清除有害自由基能力差，故早熟又过早衰老。晚熟型辽棉7的荧光动力学过程，叶绿素降解速度以及前期SOD酶活性居中，但其中叶绿素绝对含量在衰老全过程中居首位。后期SOD酶活性高于其他品种，这可能与延缓衰老及晚熟有关。     

不同短季棉品种生育进程中主茎叶内源激素的变化动态

 以 3个生育和衰老特性不同的短季棉品种为材料 ,测定其在生育进程中主茎叶内源激素含量的动态变化。结果表明 ,短季棉的早熟性与主茎叶中早期吲哚乙酸 (IAA)和玉米素及其核苷 (Z +ZR)含量出现高峰值的时间一致 ,这 2种激素高峰值出现的时间愈早 ,其产量器官发育也早 ;短季棉的早衰性与主茎叶中后期脱落酸 (ABA)、乙烯和IAA出现的高峰时间一致 ,而与主茎叶中异戊烯基嘌呤及其核苷 (iP +iPA)含量相反。短季棉始絮后 ,主茎叶中iP +iPA含量低、ABA、IAA和乙烯含量高的品种易早衰 ,主茎叶中iP +iPA含量高、ABA、IAA和乙烯含量低的品种抗早衰。     

促生长植物激素对桑树叶片衰老过程生理生化指标的影响

为研究促生长类激素对于桑树叶片衰老过程的影响，以强桑1号(迟衰)和荷叶白(早衰)为研究对象，测定品种间生长素(auxin, IAA)、细胞分裂素(cytokinin, CTK)、赤霉素(gibberellin, GA)含量差异，以及外源激素与抑制剂处理后内源激素含量及抗氧化酶等主要生理生化指标变化情况。结果表明：强桑1号叶片中IAA、CTK和GA含量显著高于同时间节点的荷叶白；同时发现经外源激素处理后3者含量显著增加(P<0.05),抑制剂处理后含量显著(P<0.05)降低。另外，经外源激素处理后，2个品种叶片中过氧化氢酶(catalase, CAT)、过氧化物酶(peroxidase, POD)及超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)活性显著提升，可溶性蛋白(soluble protein, SP)和脯氨酸(proline, Pro)含量显著提升，而丙二醛(malondialdehyde, MDA)含量显著降低(P<0.05);经抑制剂处理后，桑树叶片中的CAT、POD、SOD活性，及MDA、SP、Pro含量变化因抑制剂种类和桑树品种不...     

短季棉中棉16高产稳产生化机理的研究

 对中棉16（G. hirsutum）等5个短季棉品种大田栽培条件下第十叶片及盆栽子叶附体或离体状态下某些生化变化作了研究。结果表明：中棉16及姊妹系中427体内超氧物歧化酶（SOD），过氧化物酶（POD）和过氧化氢酶（CAT）活性强，能及时清除体内有害自由基，使细胞器、核酸、蛋白质等免受伤害、保持活性。因而叶绿素和可溶性蛋白质降解慢，幅度小，能有效进行光合作用，形成更多光合产物，使该品种高产优质。中棉10的SOD、POD、CAT活性小，不能及时清除体内有害自由基的危害，致使棉株过早衰老，丧失光合能力，造成低产。辽棉7号的SOD、POD、CAT活性居中，但离体子叶后期高于其它品种，叶绿素降解速度居中，田间附体叶片蛋白质降解较慢，离体子叶则降解快。由于该品种清除酶类在棉株生长前期活性强，后期稳定，同时该品种植株高大，生长势强，可能为晚熟原因之一。     

烤烟品种抗黑胫病性的生化机理研究

本试验通过接种黑胫病菌,研究了黑胫病菌对不同抗性烤烟品种生化酶系的影响,经测定抗病性不同烤烟品种在接菌和未接菌处理下叶片SOD、CAT、POD、PAL、PPO等氧化酶活性和MDA含量的变化,以揭示烤烟抗黑胫病菌的生化机理。结果表明,接种后抗病品种的SOD、CAT、POD、PAL、PPO活性水平和MDA含量均高于感病品种,烤烟抗黑胫病性与植物叶片中SOD、POD、MDA、PAL和PPO呈正相关,与CAT活性没有固定的关联性。     

棉花黄萎病菌毒素对棉花生化代谢的影响

为明确棉花黄萎病菌毒素对棉花生化代谢的影响,采用棉花黄萎病菌毒素处理棉花黄萎病抗病和感病品种的棉苗后,测定棉株体内超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)的活性以及丙二醛(MDA)和木质素含量的动态变化。结果表明,抗病品种陕7191对病菌毒素的抗性显著高于感病品种中棉19;接种毒素后2品种棉苗叶片SOD活性都降低,感病品种降幅高于抗病品种;感病品种POD活性升高较快,到达峰值后迅速下降,而抗病品种POD活性持续上升;2品种PAL活性变化趋势相似,接种后抗病品种活性始终高于感病品种;2品种MDA和木质素含量均增多,感病品种MDA含量的增幅和增量高于抗病品种。     

棉花抗黄萎病性与叶片保护酶活性和丙二醛含量的关系

通过研究棉花抗黄萎病性与超氧物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）活性和丙二醛（MDA）含量的关系,为棉花黄萎病的抗性鉴定提供依据。采用在室内用棉花黄萎菌孢子悬浮液对不同抗性的4个海岛棉（Gossypiumbarbadence）品种和10个陆地棉（Gossypiumhisutum）品种进行接菌,苗期发病后测定叶片s0D、POD、CAT活性和MDA含量的变化,并与未接菌的对应品种叶片进行比较试验。结果表明,经过棉花黄萎病菌的诱导,棉花叶片中SOD活性比未接菌时下降,其中耐病、感病品种（In〉20）的降低幅度大于高抗、抗病品种（0〈In≤20）;MDA含量比未接菌上升,耐病、感病品种（In〉20）的增加远大于高抗、抗病品种（0〈In≤20）;棉苗叶片中POD、CAT活性在棉花黄萎菌的诱导下产生的差异比未接菌的酶活性差异要明显,对生理生化产物的测定效果比未接菌时测定的效果好。SOD活性和MDA含量可以作为鉴定棉花抗黄萎病性的生理生化指标。     

夏季高温对大白菜不同发育期生化特性的影响研究

研究了大白菜在夏季高温下不同发育期的脯氨酸、可溶性蛋白质、丙二醛含量以及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性的变化.结果表明:不同品种(组合)大白菜脯氨酸含量在苗期大于其他时期,对高温较敏感;可溶性蛋白质和丙二醛含量以及CAT活性均出现"高-低-高"的变化趋势,并且CAT活性在耐热性品种(组合)与热敏性品种间差异达到显著水平;SOD活性出现下降的趋势,而POD的活性则出现逐渐升高的趋势,且耐热组合与早熟5号差异显著.说明各物质含量及酶活性的变化可能与大白菜耐热性的生化机理有关.     

锥栗幼苗对水分胁迫的生理响应及6-BA的作用

对锥栗幼苗进行不同程度水分胁迫研究 .结果表明 :水分胁迫使锥栗叶片相对含水量、超氧物歧化酶和过氧化氢酶活性下降 ,过氧化物酶活性上升 ,质膜相对透性和丙二醛含量增加 .叶面喷施 1 0 -4 mol/L 6- BA可以减缓水分胁迫条件下超氧物歧化酶和过氧化氢酶活性的下降 ,提高过氧化物酶活性 ,降低丙二醛和脱落酸含量 ,从而减轻了水分胁迫下活性氧对膜的伤害作用     

低温胁迫下薄皮甜瓜ABA含量及活性氧清除酶活性研究

[目的]为了研究甜瓜ABA与活性氧清除酶间是否存在关联.[方法]从20份薄皮甜瓜资源中筛选出耐冷性强的品种低温处理后检测ABA、MAD含量以及POD、SOD、APX、CAT活性.[结果]ABA含量降-升波动,但含量变化不显著.在低温胁迫最初几小时内,POD、SOD、APX活性上升,CAT下降.在低温处理24h后,POD活性仍持续上升,而其他酶活性基本都呈下降趋势.[结论]甜瓜ABA对冷胁迫不敏感,与活性氧清除酶活性相关性也不十分密切.     

二甲四氯胁迫对谷子幼苗叶片衰老特性和内源激素含量的影响

【目的】研究除草剂二甲四氯对谷子叶片衰老特性以及叶片内源激素含量的影响,探讨谷子幼苗对二甲四氯胁迫的生理反应,为谷子抗除草剂胁迫机制及除草剂的安全使用提供理论依据。【方法】采用盆栽试验方法,选用晋谷21号和张杂10号为试验材料,设置二甲四氯剂量分别为0.75、1.50、3.00和6.00 kg·hm^-2 4个水平。处理后5和15 d,测定谷子幼苗株高、叶面积、叶绿素含量、光合参数、叶绿素荧光参数、丙二醛(MDA)含量以及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性和内源激素含量的变化,并分析了二甲四氯处理下谷子叶片中内源激素含量与光合特性参数、抗氧化酶活性间的相关性。【结果】与对照相比,喷施不同剂量二甲四氯均抑制了谷子的株高和光合作用,谷子叶片的叶绿素含量、净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、气孔导度(G_s)、PSⅡ最大光化学效率(F_v/F_m)和电子传递速率(ETR)均出现不同程度降低;而非光化学猝灭(NPQ)的变化呈相反趋势...     

2种石蒜花芽分化与碳水化合物、抗氧化物酶及内源激素变化的关系

为明确石蒜属植物生长发育过程中的生理生化变化,以忽地笑(Lycoris aurea)、中国石蒜(Lycoris chinensis)的中层鳞片为供试材料,测定了碳水化合物含量、抗氧化物酶活性及内源激素含量,并利用主成分分析法评价了这2种石蒜的生长发育模型。结果表明,2种石蒜中部鳞片的可溶性糖含量、GA₃、ZR、IAA在叶枯期较高且保持上升趋势,花芽分化期降至峰谷后回升;淀粉含量、SOD、POD、CAT、PAL活性、ABA含量在叶期较低,花芽分化期增加并处于相对较高水平,花期一般下降。根据主成分分析得出：影响忽地笑生长发育较大的指标为PAL、POD、SOD和IAA;影响中国石蒜生长发育较大的指标为PAL、淀粉含量、SOD、POD和ABA。根据结果可以看出,高浓度的淀粉含量、SOD、CAT、PAL、POD及ABA,较低水平的可溶性糖含量、ZR、GA₃和IAA,有利于2种石蒜花芽分化。2种生长节律差别较大的石蒜,各生理指标的变化趋势相似,各生理指标对花的影响较大,对叶的影响相对较小。本研究为石蒜属植物的花芽分化研究奠定了基础,为石蒜属植物的杂交育种及花期调控提供理论依据。     

自花结实鸭梨授粉受精过程中生理代谢变化规律研究

对鸭梨及其自花结实变异品种--"金坠梨"和"魏县阎庄自花结实鸭梨"的自花授粉表现、花柱抗氧化酶活性、MDA含量、内源激素含量及比值进行了研究.结果表明:"金坠梨"和"魏县阎庄自花结实鸭梨"自花授粉后,花粉管能进入花柱,在沿花柱向子房伸长途中未被抑制,花粉管能顺利通过花柱进入胚囊,并能完成受精作用.鸭梨的自花结实变异品种...     

野生二倍体香蕉(Musa acuminata,AA group)对冷害的生理响应

[目的]评价低温对冷敏感香蕉品种Williams(Musa acuminata AAA cv.Williams)和耐冷香蕉品种野生二倍体(Musa acuminata,AA group)的影响,探讨香蕉耐冷机制,为香蕉抗冷性改良的遗传育种提供参考及香蕉生产提供理论指导.[方法]经10、5和2℃低温胁迫处理24 h后,收集两个香蕉品种的叶片,测定其生理生化指标,调查叶片脂质过氧化水平[丙二醛(MDA)、脯氨酸和不同色素含量及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)活性].在正常生长条件下的两个香蕉品种植株设为对照.[结果]经不同低温处理后,野生二倍体香蕉叶片中脯氨酸和不同色素含量均明显增加,而MDA含量降低;与对照相比,冷敏感香蕉品种Williams的脯氨酸和MDA含量相对较高,而不同色素含量无明显差异.低温条件下,两个不同香蕉品种叶片抗氧化酶活性表现有所不同.与对照相比,不同低温处理的野生香蕉种质叶片SOD活性出现明显下降趋势,而CAT和POD活性保持较高水平;但低温处理的Williams叶片SOD、CAT和POD活性变化与对照无明显差异.[结论]野生二倍体香蕉的较高耐冷性可能与其生理生化指标的变化有关;野生二倍体香蕉具有较强的抗寒性,可作为筛选香蕉抗寒种质的中间材料.     

低温胁迫对葡萄品种梅鹿辄和贝达活性氧代谢的影响

以抗寒性不同的2个葡萄品种梅鹿辄和贝达为材料,研究不同温度下其1年生枝条叶片的细胞膜相对透性、丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶(SOD)等抗氧化酶活性变化,并用组织化学定位方法检测氧自由基(O2·-)和H2O2水平,以期分析各指标与葡萄抗寒性之间的关系并了解其抗寒机制。结果表明,随温度降低,两个葡萄品种叶片的细胞膜相对透性、MDA、O2·-和H2O2含量显著升高,并且抗寒性弱的梅鹿辄增大幅度显著大于抗寒性强的贝达;贝达叶片中SOD、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性随温度降低显著提高且POD和CAT活性增大幅度显著高于梅鹿辄。推测POD和CAT活性及O2·-和H2O2形成速度与葡萄品种的抗寒性关系密切。     

NaCl胁迫及外源ABA和GA_3对黄瓜幼苗抗氧化酶活性的影响

研究了不同浓度NaCl胁迫及外源ABA、GA3处理对黄瓜幼苗叶片膜脂过氧化的影响。结果表明:NaCl胁迫下,黄瓜幼苗叶片的过氧化物酶(POD)先升高后降低、过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)的活性降低,叶片膜脂过氧化产物内二醛(MDA)含最增高,质膜透性增大。外源ABA、GA3能显著提高黄瓜幼苗叶片POD、CAT、SOD的活性,降低叶片MDA的积累和质膜透性,有效缓解盐胁迫引起的黄瓜幼苗叶片细胞的膜脂过氧化。三组浓度的ABA、GA3均能显著缓解盐害。     

辣椒核雄性不育系pby-1形态学及生理生化特性分析

【目的】分析辣椒(Capsicum annuum L.)雄性不育系的形态学及生理生化的特征,为研究羊角椒雄性不育的遗传机制提供理论参考。【方法】以羊角椒核雄性不育系pby-1和保持系PBY-1为材料,观察花蕾7个时期的发育情况及盛花期的花器官,测定盛花期花粉的生活力及减数分裂、四分体及单核3个时期花蕾的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和丙二醛(MDA)的含量,分析保护酶活性的变化,比较赤霉素(GA₃)、生长素(IAA)、玉米素核苷(ZR)、茉莉酸(JA)及脱落酸(ABA)含量差异及不同内源激素的平衡关系。【结果】与野生型PBY-1相比,不育系只有花器官结构与其不同,花药干瘪,花粉无生活力。在羊角椒花蕾发育的3个时期,不育系与可育系之间在保护酶活性与内源激素含量上存在差异,其中,不育系SOD活性始终显著低于保持系,而CAT活性始终显著高于保持系,POD活性在减数分裂期和四分体时期显著低于保持系,MDA含量只有在单核时期显著高于保持系;四分体及单核时期GA₃含量、IAA含量高于保持系,ZR含量始终高于保持系,减...     

硅肥和接种纹枯病菌对水稻膜脂过氧化和防御酶活性的影响

在群体水培条件下,探讨施硅肥和接种纹枯病菌对水稻叶片丙二醛(M DA)含量及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)活性的影响。结果表明:未接菌条件下,硅肥能提高POD、CAT的活性,降低SOD活性,M DA含量略有上升;接菌处理使M DA含量、CAT和POD活性升高,SOD活性降低;接菌和施硅肥处理使SOD活性下降,第4天达最小值,但其活性仍高于接菌未施硅肥处理,其POD、CAT活性第4天达最大值,M DA含量第3、4天达最大值;施硅肥后接菌叶片的上位叶片的SOD、CAT和POD活性与接菌叶片无明显差异。施硅肥能显著降低水稻植株的纹枯病病情指数,提高其对纹枯病的抗病能力,相对防治效果达25.8%。