水稻核心种质资源的苗期耐冷性鉴定与评价

苗期冷害是一种影响水稻群体建成和生长发育的延迟性冷害,最终导致水稻减产。筛选苗期耐冷性强的种质资源可以为水稻耐冷育种提供亲本资源。本研究采用3000份全球水稻核心种质资源中的1542份在人工气候箱进行苗期耐冷鉴定及评价,以存活率为评价指标。发现种质资源苗期耐冷性变异非常丰富,筛选出存活率80%以上的苗期耐冷资源材料73份,其中籼稻9份,温带粳稻47份,热带粳稻4份,粳稻混合型8份,籼粳中间型和香稻类型各1份,籼粳混合型3份,XI-B、XI-2和亚热带粳稻中未筛选到苗期耐冷材料。耐冷材料主要集中在温带粳稻中,但亦有部分籼稻材料表现出较强的耐冷性。多数苗期耐冷资源材料的综合农艺性状较差,结合株高、生育期性状等筛选出14份半矮秆和生育期适中的强耐冷性材料,可作为水稻苗期耐冷育种亲本应用。对利用种质资源开展苗期耐冷基因挖掘和选育全生育期耐冷品种进行了讨论。本研究初步阐明了水稻耐冷种质资源的分布,为水稻耐冷育种提供了优异的供体亲本材料。     

稻种资源芽期和苗期的耐冷性评价

在控温条件下对６９０份中日双方提供的稻种资源进行发芽期和苗期的耐冷性评价。结果为：（１）筛选出芽期极强耐冷资源２５份，强耐冷资源８９份；筛选出苗期极强和强耐冷资源分别为１４份和８份。其中，２９份资源的芽期和苗期的耐冷性均较强。（２）强级以上耐冷资源在类型上以日本平原粳稻和云南粳稻为主。     

甜菜苗期抗旱性鉴定及指标筛选

为筛选甜菜苗期抗旱种质资源及确定抗旱指标。本研究以国家甜菜种质中期库提供的24份甜菜种质资源为材料,采用PEG-6000模拟干旱胁迫的方法,以正常生长条件的Hoagland水培溶液(CK)为对照,对甜菜幼苗进行7天的6% PEG-6000处理,并测定地上部和地下部的表型指标。结果表明,干旱胁迫对叶鲜重、根鲜重、叶饱和鲜重和叶干重的影响较大,降幅均超过50%;且干旱胁迫后甜菜种质根冠比明显增加。聚类分析将24份甜菜种质分为四类,其中ZT000516单独为一类,是抗旱性最强的种质资源;第二类为抗旱性较强的种质分别为ZT000078、ZT000547、ZT000247;第三类为中等抗旱型种质共7份;第四类为抗旱性弱种质共13份,其中ZT001698、ZT001398为干旱高度敏感型种质资源。通过逐步回归分析筛选出叶干重和叶饱和鲜重与D值极显著相关。ZT000516为抗旱性强种质资源,ZT001698、ZT001398为干旱敏感型种质资源,叶干重和叶饱和鲜重可以作为甜菜苗期干旱胁迫快速准确地鉴定指标。     

玉米自交系苗期耐冷性鉴定

采用低温下发芽鉴定,田间分期播种和人工低温处理完整植株等方法,研究了8个玉米自交系苗期耐冷性反应.结果表明:玉米自交系的耐冷性可以分为强、中、弱等类型.玉米自交系的主要耐冷特征有耐冷性总指数、发芽临界温度、早播幼苗地上部分干重、早播叶片束缚水含量、叶片膜透性相对电导值达50%的时间、叶片超弱发光强度达1/2Max的时间和植株干枯率达50%的时间等指标.常温下游离脯氨酸含量与耐冷性呈正相关,低温下脯氨酸积累量与耐冷性呈负相关.     

一个水稻苗期耐冷性的主效QTL精细定位研究

苗期耐冷性是影响水稻生长发育的重要因素之一。此实验以低温导致叶片卷曲的卷曲度作为水稻苗期耐冷性指标,采用182个越光（粳型）/kasalath（籼型）//越光回交重组自交系（backcross recombinant inbred lines,BILs）和162个RFLP分子标记,对苗期耐冷性进行QTL（quantitative trait loci,QTL）定位分析。结果表明,BIL群体中苗期耐冷性均呈连续分布,属于数量性状遗传,并检测到4个控制苗期耐冷性的QTL,分布在第1、3、11、12染色体上,其贡献率为7.4%～21.9%,所有能增强耐冷性等位基因均来自越光;并在其目标区域内进一步设计分子引物把位于第12染色体上的主效qCTS-12定位在约77kb区域内。此研究结果及其检测到的QTLs两侧的连锁分子标记可为水稻苗期耐冷性分子育种以及相关基因克隆提供理论依据。     

绿豆种质资源苗期耐盐性鉴定及耐盐种质筛选

土壤盐渍化已成为影响中国农业生产的重要问题,筛选耐盐绿豆种质资源对于盐渍化土地利用具有重要意义。本研究对346份国内外绿豆种质苗期用150 mmol L–1 NaCl进行胁迫处理,测定了株高、地上部鲜重、根鲜重、地上部干重、根干重、根长、根体积等12个指标,采用主成分分析和隶属函数分析、耐盐性综合评价分析及聚类分析对各样本的耐盐性进行了综合评价和归类,并采用逐步回归分析建立了耐盐性预测回归方程。结果表明,处理组与对照组各性状评价指标存在极显著差异,且12个指标的耐盐系数间均存在着不同程度的相关性。结合盐害症状等级划分与耐盐性综合评价结果,筛选到苗期高耐盐(1级)绿豆26份,耐盐(3级)绿豆65份,对盐分敏感(7级)绿豆74份,对盐分极敏感(9级)绿豆18份。其中来自江西的C04125、菲律宾的C06310等10份耐盐能力最强,可作为绿豆耐盐育种的优异种质资源。地上部鲜重、根鲜重、根干重、根长、根体积和根分枝数可以作为绿豆苗期耐盐性评价指标。     

甜菜种质资源苗期耐盐性评价及筛选

为筛选出耐盐性较高的甜菜品种,营养液培养33份甜菜幼苗,并进行盐胁迫处理。通过比较这些材料处理组与对照组幼苗的根长、株高等指标,对甜菜种质资源苗期的耐盐性进行综合评价。结果表明：（1）盐胁迫对甜菜幼苗根的影响最大,对SPAD值影响最小,对株高、植株鲜重和地上部鲜重3个指标影响一般。（2）最终将33个供试材料分为3类：第1类为耐盐材料,包括‘54338’、‘FLORES’、‘44581’等19个材料;第2类为敏盐材料,包括‘52212-1’、‘2928’、‘54303’等6个材料;第3类为耐盐性一般的材料,包括‘44176’、‘28010’、‘KUHN1387’等8个材料。研究结果可为甜菜的耐盐处理研究和耐盐育种提供材料基础。     

利用籼粳交RIL群体对水稻发芽期和苗期耐冷性的QTL分析

为定位水稻发芽期和苗期耐冷性的QTL,鉴定新的耐冷基因位点,丰富水稻耐冷性的分子遗传基础。以籼型杂交稻恢复系品种泸恢99(Luhui 99,R99)和粳型超级稻品种沈农265(Shennong 265,SN265)杂交衍生的144个F8稳定遗传的重组自交系群体(Recombinant inbred lines,RILs)为试验材料,以低温条件下水稻种子发芽率和苗期叶片赤枯度为耐冷性鉴定标准,采用QTL Ici Mapping v3. 0软件基于完备复合区间作图法,对水稻发芽期和苗期耐冷性进行QTL分析。共检测到2个控制发芽期耐冷性的QTL和1个控制苗期耐冷性QTL,分别位于第3,5,9染色体上,命名为q LTG-3、q LTG-5、q SCT-9,3个QTL的LOD值分别为3. 60,2. 73,2. 52,加性效应为0. 09,-0. 10,-0. 09,可解释表型变异的11. 02%,14. 07%,12. 18%。其中,检测到控制发芽期耐冷性的q LTG-5位于分子标记R5M13～RS8,遗传距离约8.0 c M,该区间未见相关水稻耐冷性QTL的报道,可能是一个新的控制水稻发芽期耐冷性的QTL位点。     

粳型恢复系耐冷性鉴定

将38个粳型恢复系在海拔2200 m的昆明市西山区团结镇田间自然条件下种植,全生育期间用自然山泉水灌溉,以当地主栽水稻品种滇系16号作对照进行分析,鉴定其耐冷性(抗寒性).试验结果表明:参与鉴定的38个粳型恢复系中,耐冷性(抗寒性)极强的恢复系仅有1个,耐冷性(抗寒性)强的恢复系有11个,说明现有的粳型恢复系的耐冷性(抗寒性)十分匮乏;粳型恢复系的耐寒性(抗寒性)与空秕率之间呈明显负相关关系,提高恢复系的耐冷性(抗寒性),应降低空秕率.     

Effect of Water‐Deficit Stress on Germination and Early Seedling Growth in Sugar Beet

Sugar beet progeny lines screened for both high water use efficiency and high sugar yield under drought stress conditions in the field were assessed for the rate of seed germination and early seedling growth in water deficit stress, induced by mannitol solutions. Seeds of nine different sugar beet progeny lines were grown in three experimental conditions using filter paper, perlite and water agar as substrate. Three levels of 0.0, 0.2 and 0.3 m mannitol concentrations were applied in each experiment. A factorial design was used with three replications. Germination percentage was determined in all experiments. Seedling growth parameters such as cotyledon fresh weight, cotyledon dry weight, root fresh weight, root dry weight (RDW) and root length (RL) were measured experimentally. Abnormality was only recorded in the filter paper experiment. The results showed that drought stress could be simulated by mannitol solution and significant differences were found between stress levels for seedling characteristics. Distinct genetic variances were found among progeny lines with respect to germination and early seedling growth characteristics, except for cotyledons and RDW. Seedling growth and germination rates severely declined at the highest concentration of mannitol. The rate of abnormality was increased progressively at the germination stage with an increase in mannitol concentration but it was more pronounced in the drought‐susceptible progeny lines. The highest values of relative germination % and relative growth % of RL were obtained for the most tolerant line. In conclusion, seedling characteristics, in addition to other physiological components involved in the seed germination process under specific stress conditions, may be considered for breeding purposes.     

甜菜核心种质构建研究

为了很好的解决由于甜菜种质资源数量增多、遗传变异类型丰富而造成的在研究、鉴定、保存及利用过程中工作难度增加这一问题,本研究依据其他作物种质资源核心种质的构建方法,总结了甜菜核心种质构建中数据的收集整理及补充的方法、甜菜核心种质构建的取样策略、甜菜核心种质有效性评价及甜菜核心种质构建步骤。提出了甜菜在核心种质构建中遇到的问题,指出甜菜核心种质构建的复杂性同时提出完善甜菜种质资源数据的必要性。     

醒芽技术对甜菜田间出苗的影响

试验于2011年在红兴隆农业科研所、291农场试验站、友谊农场试验站3个地点进行,在直播田中对ACERO、BAS-TION 2个甜菜品种的XBEET及CHECK种子进行播种,对其出苗情况进行了研究。试验结果表明:不同地点两品种出苗进程规律相似,3个地点2个品种XBEET处理平均比CHECK处理Dpt提前5天、发芽峰值提高29%、日平均发芽率增加15%、GI增加41%,保苗率平均增加15%。     

玉米萌发期耐冷性鉴定研究

以20份玉米自交系为试验材料进行玉米萌发期耐冷性鉴定研究,初步获得了耐冷性相关的13个性状的表型值,通过主成分分析、隶属函数分析和聚类分析等方法对20份玉米材料进行耐冷性综合评价。结果表明:13个单项指标被转换成为3个相互独立的综合指标;根据材料的综合耐冷性通过聚类分析将20份玉米自交系划分为4类,其中玉米自交系J 8耐冷性较强,单独分为一类,第二类为耐冷性中等的材料,共4份,第三类为耐冷性一般的材料,共11份,第四类为耐冷性较弱的材料,共4份。     

利用SCoT对甜菜种质资源的鉴定及遗传多样性分析

为了研究SCoT分子标记技术对甜菜种质资源鉴定的可行性。利用80条SCoT引物对48份甜菜种质资源进行鉴别,同时对种质资源进行了遗传多样性分析和亲缘关系的鉴定。结果表明,80条SCoT引物中有6条能够扩增出清晰、且多态性高的条带,分别为SCoT1、SCoT12、SCoT13、SCoT14、SCoT17和SCoT23,其中引物SCoT1、SCoT12、SCoT14和SCoT23单独使用均可鉴别全部的48份种质资源,引物SCoT13和SCoT17共同使用可以鉴别48个种质资源;聚类分析结果表明,在遗传距离0.15处,95.8%的种质资源均聚为一类,从分子角度上表明甜菜种质资源遗传距离较小。本研究为利用SCoT分子标记技术鉴别甜菜种质资源、对种质资源进行亲缘关系鉴定、杂交组合亲本选配以及分子标记辅助育种等提供相关科学依据。     

云南茶树种质资源的抗性鉴定和评价

为有效利用茶树种质资源,筛选适于高效抗性育种的茶树亲本材料。采用田间自然鉴定、低温处理试验等方法,对105份云南茶树种质资源进行了抗寒性和抗虫性鉴定,筛选出11份抗性表现较好的资源,其中抗寒性较强的资源有‘86-8-1’、‘86-9-12’、‘86-12-7’、‘86-6-9’、‘河头白尖毛茶’和‘弄岛黑茶’等6份,抗假小绿叶蝉虫性较强的资源有‘马鞍山大叶茶’、‘昌选2’和‘中叶2号’3份,抗咖啡小爪螨虫性较强的资源有‘基诺大叶茶’和‘丫口小茶’2份,抗根结线虫性较强的资源有‘84-1-1’和‘曼喷龙大叶茶’2份。这些抗性资源即可直接用于推广生产外,还可作为进一步单株选育和杂交育种的亲本或诱变育种的原始材料,为推动茶树新品种选育提供了良好的物质技术基础。     

甜菜CDDP核心引物的筛选及利用CDDP引物鉴别甜菜品种

为了研究CDDP引物在甜菜育种上的应用,选用12个甜菜品种对35条CDDP引物进行筛选。随后,利用筛选的引物对43个甜菜登记品种进行鉴别。结果显示35条CDDP引物中有10条引物可以作为甜菜品种真实性鉴定的核心引物。这些引物扩增的条带具有清晰、易于识别、多态性高的特点,普遍分布在50~400 bp之间。其中,引物KNOX-3就可以鉴别全部43个甜菜品种。引物MADS-1和F3’H4的组合也可以鉴别全部的43个品种。甜菜CDDP核心引物的筛选,对于将来利用CDDP引物鉴别甜菜品种、对甜菜种质资源进行分类,为有效维护农民、育种家以及糖厂的利益提供了理论和技术上的支持。     

甜菜种质资源苗期耐旱性综合评价

对336份甜菜种质资源苗期的15个表型和生理生化指标进行测定,并通过隶属函数、主成分分析、聚类分析和相关性分析方法对甜菜种质资源耐旱性进行综合评价。结果表明,干旱胁迫后叶干重、株高、根长、叶鲜重、根鲜重、根干重、叶片饱和鲜重和叶片相对含水量等指标均显著降低,根冠比、可溶性糖、可溶性蛋白和脯氨酸含量等4个指标均显著高于对照。主成分分析将15个单一指标转化为6个综合指标,可代表原始数据信息的75.95%。聚类分析将336份甜菜种质资源分为5个类群,其中耐旱性强种质16份,耐旱性较强种质49份,耐旱性中等种质109份,耐旱性较弱种质79份,耐旱性弱种质83份。相关性分析结果显示,胚轴直径、株高、根长、叶鲜重、根鲜重、根干重、叶干重、叶片饱和鲜重、叶片相对含水量和根冠比与D值呈显著相关性。