苗期大豆根系及地上部性状与耐旱性的关系

选用耐旱性较强的野生大豆SNWS0048和综合性状优良但不耐旱的育成品种晋大73为亲本,构建回交自交系(BIL)群体。连续2 a在人工控制环境下,检测不同水分条件下该大豆群体的苗期根系及地上部性状,采用相关及通径分析研究了大豆根系及地上部性状与耐旱性的关系,同时探讨了这些性状的遗传特性。结果表明:在干旱胁迫下株高、茎重、根长和根重均有所下降,根冠比有所升高。干旱胁迫下的耐旱系数与所有性状呈正相关,其中与主根长、根重、根冠比极显著相关,与茎重显著相关,与株高相关不显著。通径分析进一步表明正常供水条件下根干重对大豆耐旱性有重要影响,而干旱胁迫条件下根冠比对大豆耐旱性的影响较大。     

吉林省玉米骨干自交系苗期耐旱性鉴评

以78份吉林省玉米骨干自交系为试材,在温室条件下进行苗期干旱胁迫模拟,测定株高、茎粗、根鲜重、地上部分鲜重、根干重、地上部分干重等6项形态指标,估算各性状指标的耐旱系数,作为评价参数进行主成分分析和聚类分析,综合评价参试玉米自交系苗期耐旱性。结果表明,干旱胁迫组测定的形态指标数据与对照组相比均降低,变异幅度有明显差异。根鲜重耐旱系数、地上干重耐旱系数作为综合指标对玉米自交系苗期耐旱性评价的贡献率优于其他指标。聚类分析将参试玉米自交系划分出5个耐旱等级,郑58、S121、W9813、6F576为极强耐旱,丹598、8723、中128、骨马4404等18份玉米自交系为强耐旱,HCL645、四-4112、C8605-2、龙抗11等25份玉米自交系为中度耐旱。     

黄淮海地区大豆耐旱根系性状的遗传分析

从83份黄淮海地区代表性材料中按根系类型选取28份,在苗期以株高、叶龄、根干重和茎叶干重隶属函数的平均值为指标进行2年耐旱性重复鉴定,从中筛选出晋豆14强耐旱型材料.比根干重、比总根长、比根体积与耐旱隶属函数值均呈极显著正相关,可作为耐旱性的根系性状指标.利用"科丰1号×南农1138-2"衍生的RIL群体为材料,对耐旱相关根系性状采用主基因 多基因混合遗传模型分离分析法进行遗传分析.结果表明,该两亲本闯比根干重、比总根长、比根体积的遗传均为两对主基因加多基因模型,后两者主基因间有连锁(重组率4.30%,1.93%);主基因遗传率为62.26%～91.81%%,多基因遗传率为2.99%～24.75%;耐旱相关根系性状各主要由1对主基因控制,另1对效应较小,3个性状的改良均着重在主基因加性效应.     

大豆品种苗期根系性状的遗传变异及其与耐逆境胁迫的关系

从301份黄淮海和长江中下游地区代表性大豆地方品种和育成品种(系)中按根系类型选取62份,用以研究不同生态区大豆苗期根系性状的遗传特点、与地上部性状的相关以及与逆境胁迫的关系.大豆苗期一级侧根数、主根长、根干重、总根长和根体积等性状,在品种间、各苗龄间均存在显著遗传变异.不同生态区间生长进度不同,长江中下游晚熟品种的根干重、总根长、根体积发育速度较快,而北方早熟品种的根系发育较慢.根系性状与整株干重呈高度相关;根干重、根总长和根体积的相对值与耐旱平均隶属函数值,一级侧根数、主根长、总根长、根体积、根干重的相对值与耐铝毒平均隶属函数值呈极显著相关,且根系性状的相对值在品种间存在显著变异,可用做耐逆性选择的根系指标.黄淮海区品种的耐旱相关根系性状值高于长江中下游区品种,表明耐旱种质的相关根系性状具有生态适应性.     

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.     

玉米黄改系材料萌芽期耐旱性鉴定与评价

在正常水分和PEG6000胁迫处理条件下,对玉米自交系黄早四和16份黄改系材料进行萌芽期耐旱性鉴定并筛选耐旱材料。结果表明,PEG溶液在浓度为-0.2 Mpa(11.96%)即可进行干旱胁迫处理。萌发耐旱指数(GDRI)和贮藏物质干旱伤害率能够区分材料的耐旱性,GDRI与贮藏物质干旱伤害率呈显著负相关。GDRI与胚根长伤害率、胚芽干重伤害率和胚根干重伤害率呈显著负相关。中胚轴长度、子粒鲜重和子粒干重不受干旱胁迫的影响,不能作为耐旱性鉴定的性状,可用于育种材料的筛选性状。根据PEG胁迫筛选,获得6份黄改系的萌芽期耐旱性材料。     

大豆苗期耐旱性与部分根系性状的遗传

采用主基因 多基因混合遗传分离分析法,联合分析了母本干旱敏感型品种宁海晚黄豆(P1)、父本耐旱型品种晋豆19(P2)及其杂交后代F1和F2四世代群体,研究了大豆苗期耐旱性及大豆苗期根总长、根干重和主根长的遗传规律,结果显示,它们皆受2对主基因控制,且皆有多基因效应,其主基因效应分别表现为加性-显性-上位性效应、完全显性效应、等显性效应和等加性效应,主基因遗传率分别为12.16%、45.26%、16.95%和19.15%,多基因遗传率分别为83.54%、44.55%、72.20%和51.88%.     

大豆耐铝毒的鉴定和相关根系性状的遗传分析

选取黄淮海和长江中下游地区代表性材料51份,在苗期以株高、叶龄、根干重和茎叶干重隶属函数的平均值为指标进行耐铝毒性鉴定,从中筛选出惠民铁竹杆、齐黄1号、长垣范屯小天鹅蛋、汝南平顶豆、油91-11、上海大青豆(选)和新昌六月豆等强耐性材料(1级)和5-5、大乌豆、南农1138-2×86-53等强敏感性(5级)材料.相关分析表明,一级侧根数、主根长、总根长、根体积和根干重的相对值与耐铝毒隶属函数值均呈极显著相关,可作为耐铝毒性的根系性状指标.利用"波高×NG94-156"衍生的重组自交家系群体为材料,采用主基因 多基因混合遗传模型分离分析方法对耐铝毒相关根系性状进行遗传分析.结果表明,该两亲本间(4级与2级间)一级侧根数比、主根长比、总根长比和根干重比的遗传为3对主基因加多基因模型,主基因遗传率为80.22%-91.81%,多基因遗传率为3.52%-11.39%;根体积比的遗传为3对主基因模型,主基因遗传率为93.44%.耐铝毒相关根系性状主要由主基因控制.     

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。     

不同类型花生根部性状的初步研究

对39份花生品种(其中12份普通型、12份珍珠豆型、13份龙生型和2份多粒型)进行根系性状研究。 结果表明,不同类型花生在主根长、根体积、根干重、侧根根瘤数等方面没有明显差异,但在侧根数、根基粗、主根根 瘤数、主侧根干重比等方面有显著差异或极显著差异,而在同一类型间除个别性状有差异外,其他性状在品种间差 异不显著。珍珠豆型花生的根干重小、根基粗小、主根根瘤数和侧根根瘤数少、一次侧根少且主侧根干重比小;普 通型花生主根长、侧根根瘤多、根体积小;龙生型花生根干重大、侧根根瘤数少、主根干重/侧根干重大、侧根数少; 多粒型花生根体积大、主根根瘤数多、侧根数多。利用根系性状对花生进行聚类分析,表明花生根系性状存在丰富 的多样性。虽然基于根系性状的聚类分析未能将39份花生分为两大类密枝亚种和疏枝亚种,也未能对亚种内类 型区分开来,但各亚组内花生品种基本上都是密枝亚种或疏枝亚种。     

花生苗期干旱处理后转录和代谢通路分析

为解析花生耐旱性的调控基础,本研究通过对10个不同的花生材料苗期进行干旱-复水实验,结合转录组分析,探讨了干旱条件下不同花生材料抵御干旱胁迫的分子机制。研究结果显示,来源于非洲的花生材料Waliyar Tiga耐旱性最强,其次是kQ044抗青、中花16和早花生,干旱敏感的材料为狮头企、山花13、ICGV86745以及丰花2号;耐旱及干旱敏感材料的根冠比存在显著差异,耐旱材料的根冠比平均值为35.0%,干旱敏感材料的根冠比平均值为15.26%。早花生和中花16的根冠比最大。转录组结果表明抗感材料的差异表达基因主要富集在氧化磷酸化、光合作用和植物代谢途径;通过差异基因富集分析发现,耐旱材料在干旱条件下生长素应答途径基因的表达明显弱于敏感材料。生理和转录组的结果表明耐旱材料利用发达的根系系统、能量代谢的提升、次生代谢的加强和生长的抑制四个方面共同应对干旱胁迫。抗旱材料中花16和Waliyar Tiga在干旱条件下均具有较强的光合作用和氧化磷酸化的能力,中花16的根冠比显著大于Waliyar Tiga,但其耐旱性不及Waliyar Tiga,推测可能源于其较大的叶面积导致更多的叶面水分散失,从而使其耐旱能力低于Waliyar Tiga。     

A field screening technique for evaluating rice germplasm for drought tolerance during the vegetative stage

A rapid method of testing direct-seeded rainfed rices (Oryza sativa L.) for drought reaction, concurrently with, but separately from, evaluation for agronomic traits and reaction to various stresses, is needed for early identification of desirable genotypes. Thus, a technique which quantifies soil moisture stress for screening thousands of cultivars and breeding lines for drought tolerance during the vegetative stage was developed. Seeds were drilled on dry granular clay soil (Andaqueptic Haplaquoll) in the field, then sprinkler-irrigated every 4 days for 37 days. As the soil dried, each entry was visually scored for drought reaction at 0.1–0.2, 0.4–0.5 and 0.8–1.0 MPa soil moisture tension (smt) at 20-cm soil depth. Entries were visually scored for drought recovery 10 days after the field was reirrigated. A total of 38 691 rices was tested in the dry seasons from 1978 to 1985. The 8-year screening test showed reproducibility of results in the field as indicated by the consistent scores of drought-tolerant and susceptible control cultivars within and across years. Ten germplasm accessions repeatedly performed similar to, or better than, the drought-tolerant control. There were ten outstanding drought-tolerant breeding lines, six of which were progenies of moderately tolerant Nam Sagui 19 from Thailand. The 20 outstanding selections likewise had consistent drought-tolerant scores across years, irrespective of duration of stress, which ranged from 31 to 54 days.     

Genome-wide association study identifies novel loci and candidate genes for drought stress tolerance in rapeseed

Rapeseed(Brassica napus)is one of the most important oil crops worldwide;however,drought seriously curtails its growth and productivity.Identifying drought-tolerant germplasm is an efficient strategy for addressing water shortages.Here,we phenotyped a panel of 264 B.napus accessions at full-bloom stage using water loss ratio(WLR)as drought-tolerant index.It identified 8 low-WLR and 6 high-WLR accessions,regarded as droughttolerant and drought-sensitive,respectively.Comparing with drought-sensitive accessions at the seedling stage,drought-tolerant accessions had shown better performance in maintaining fresh and dry weights,and performed the higher expression of drought-induced marker genes under drought stress.Subsequently,a total of 139 SNPs(single nucleotide polymorphisms)were identified associated with the WLR using a genome-wide association study(GWAS)among 264 B.napus accessions,with the largest number SNPs at chromosome A10,and 13 SNPs significantly were associated with the WLR(-log₁₀(p-value)>6).Furthermore,4 putative candidate genes(BnaC09.RPS6,BnaC09.MATE,BnaA10.PPD5 and BnaC09.Histone)were screened involving in drought tolerance in B.napus.Together,our results highlight the WLR's importance in drought tolerance and establish the foundation for improving WLR-associated drought tolerance in rapeseed.     

我国常用玉米自交系的耐旱性评价

2007年冬季和2008年春季分别在海南三亚和新疆乌鲁木齐对196份玉米自交系采用两种不同干旱胁迫处理,依据形态性状及产量相关性状评价其耐旱性。通过典型相关分析发现,株高、雌雄开花间隔天数(ASI)、单穗粒重和结实株数百分率4个性状可以作为玉米自交系耐旱性评价指标。采用因子分析方法,计算株高、雌雄开花间隔天数、单穗粒重和结实株数百分率4个性状的综合耐旱系数,对196份玉米自交系进行耐旱性评价,将试验材料分为耐旱、中度耐旱、中度干旱敏感和干旱敏感4种类型。两点试验耐旱级别完全一致的材料有58份,其中耐旱自交系有7份(H201、Mo113、英64、H21、早49、丹598、吉842);中度耐旱自交系有14份(丹黄02、8902、中106、郑22、中黄68、K22等),这些材料为耐旱育种提供了种质基础。     

异源细胞质小麦的抗旱性研究

以分别具有山羊草属、小麦属和簇毛麦属的15种普通小麦近缘种细胞质的异源细胞质小麦为材料．采用高渗溶液法、水培盆栽法和田间鉴定法研究了异源细胞质对小麦抗旱性的遗传效应。结果表明，波斯小麦（T.persicum）、柱穗山羊草（Ae．cylindrica）、簇毛麦（Hanaldia villosa）和粗厚山羊草（Ae．crassu 6x）细胞质对小麦的抗旱性具有明显的遗传效应。其效应值的性质、大小与核亲毒品种的基因型有关，在特定的核质组合中波斯小麦、柱穗山羊草、簇毛麦和粗厚山羊草细胞质可明显提高小麦的抗旱性。具波斯小麦细胞质的异质系（T．persicum）-s．c66种子发芽阶段和三叶期的抗旱性比相应核亲本明显增强．并且超过抗旱品种晋麦47。成熟期的鉴定结果表明．经核基因型改良的粗厚山羊草细胞质小麦新品系NC223、NC232和NC236等15个异质系具有较强的抗旱性。因此，进一步研究异源细胞质提高小麦抗旱性的遗传机制，有助于拓宽小麦抗旱育种途径。     

干旱胁迫下玉米自交系叶片木质素含量变化及其与耐旱性的关系

选用耐旱性不同的6个玉米自交系,在不同干旱胁迫强度及正常灌水条件下,测定叶片的木质素含量,并转换为耐旱系数,研究其与雌雄花期间隔和单株子粒产量耐旱系数的相关性。结果表明,耐旱性不同的自交系叶片的木质素含量对干旱胁迫的反应不同。在干旱胁迫条件下,耐旱性较强的自交系木质素含量显著升高,平均耐旱系数较大,耐旱性中等的自交系木质素含量比正常灌水对照略有升高,耐旱性较弱的自交系木质素含量与对照相当或下降。在中等干旱和严重干旱条件下,叶片木质素含量平均耐旱系数与单株子粒产量和雌雄花期间隔耐旱系数的相关系数分别为r=0.848和r=0.889,均达显著水平。     

我国玉米杂交种耐旱性评价与分析

以我国目前生产应用的玉米杂交种为材料,在干旱处理和浇水(对照)条件下,根据成熟期产量和产量构成因素的耐旱指数分析其耐旱性。以耐旱指数为依据将供试材料分为高、中、低3种抗旱类型,表现高抗旱的材料有成单30、川单21、川单25、川单27、丹玉39、登海9、高农901、冀玉9、晋单42、农大108、强盛31、先玉335、新丹2100和豫玉26;表现中抗旱的材料有东德9号、吉单209、浚单20、蠡玉16、临奥1号、鲁单9002、鲁玉13、农大3138、强盛5、铁单10、秀青73-1和中单2号。不同材料的耐旱性表现不同,不同性状的耐旱性也表现不同,说明玉米耐旱性改良具有较大潜力。     

耐旱基因cspB转化大豆的研究

为提高大豆的耐旱性,本研究根据大豆偏爱的密码子将来源于枯草杆菌抗旱相关基因cspB序列进行了优化,并构建了植物表达载体pCAMBIA3301-cspB,利用农杆菌介导法将cspB基因导入大豆栽培品种Bert中。用于遗传转化子叶节外植体共3 800个,经PCR和Southern鉴定,并结合PPT抗性筛选,共获得了95棵阳性转基因植株,转化率为2.5%。经初步筛选,获得了7份耐旱性较好的转基因大豆新材料。这些材料将进一步用于耐旱转基因大豆新品种培育工作。     

AVRDC的大豆种质资源研究

根据ＡＶＲＤＣ历年研究年报内容,本文简要介绍了其大豆种质资源研究进展,从１９７３年到１９９５年底,ＡＶＲＤＣ共收集大豆种质资源１３,６１８份,目前已全部保存在中期库和长期库中。１９８６年建立了一套完整的中心化种质引进系统,新引进种质主要信息供所有科学家利用。针对热带地区大豆种子储存难的问题。对大豆种质储藏条件,种子寿命,储藏期间的生化物质变化及保存技术进行了较多的研究。大豆育种家、病理学家、昆虫学     

干旱胁迫对玉米杂交种产量及穗部性状的影响

采用开花期自然干旱胁迫法,对自育的107个杂交组合进行耐旱性鉴定评价。结果表明,干旱对杂交种产量影响较大。旱区产量较水区下降48.24%,下降极显著。穗长和行粒数对干旱反应较敏感,行粒数的下降幅度大于穗长,分别为15.07%和9.84%。水区和旱区的产量、穗长、行粒数、穗粗、穗行数均呈极显著相关,相关系数分别为0.39、0.65、0.39、0.38和0.86。筛选17HT1079×PH4CV、17HT935×PH4CV、17HT1028×PH4CV和新玉108这4个杂交种,旱区产量分别为11 654.5、8 186.4、8 431.5、7 731.7 kg/hm2,较先玉335增产67%、17.31%、20.82%和10.79%,增产极显著。水区产量分别为14 365.5、16 006.8、13 928.8和14 985.9 kg/hm2,较先玉335增产3.61%、15.45%、0.46%和8.09%。抗旱系数分别为0.81、0.51、0.61和0.52,耐逆指数分别为1.3、1.01、0.91和0.9,极显著高于先玉335,均属一级极强耐旱杂交种。