甜菜耐低温种质筛选和苗期耐冷性鉴定

利用人工气候箱,采取耐低温发芽筛选方法,对50份二倍体甜菜种质进行低温胁迫处理,筛选出耐低温的种质12份,芽期耐冷指数≥0.76。通过苗期耐寒性鉴定发现,这12份种质的苗期耐冷能力与芽期基本一致,但个体间对低温的反应速度及持久性表现存在差异,其中,6份资源具有更强的苗期耐冷能力。试验证明,甜菜种质苗期冷害的生理临界温度为3～6℃,在该低温阈值下,耐冷性强的种质对温度变化不太敏感,而耐冷性弱的资源对温度变化较为敏感。1～2℃是甜菜冷害的发生温度,耐冷性强的资源表现为停滞生长,子叶皱缩卷曲,真叶和下胚轴出现似烫伤表现,逐渐死亡;耐冷性弱的资源受冷害症状较早出现,很快发生畸变和死亡。     

低温胁迫对玉米生理生化的影响

低温胁迫是玉米生产中重要的非生物胁迫之一,对玉米生长发育造成危害,严重制约了玉米产量的提高,因此文章探讨了低温胁迫对玉米生理生化的影响,从栽培技术、遗传育种、差异蛋白质组学等多个角度分析了提高玉米耐低温能力的研究现状,展望了提高玉米耐低温能力的重点研究方向。     

玉米芽期和苗期耐冷性研究进展

低温冷害是影响玉米生产的重要非生物逆境因素。综述了玉米芽期和苗期耐冷性鉴定指标、种质筛选和遗传特性,为玉米耐冷性研究及应用提供参考。国内外学者主要针对玉米芽期和苗期分田间和室内进行耐冷鉴定研究,应用一系列指标筛选出一些耐冷自交系、杂交种和群体。玉米耐冷性是由多基因控制的数量性状,不同时期可能受不同的遗传机制控制。今后应在完善耐冷鉴定指标基础上,从基因资源挖掘、遗传机理解析、种质扩增与改良、新品种培育等方面深化玉米耐冷性研究。     

不同基因型甜玉米自交系芽期耐冷性鉴定及评价

东北地区易发生低温冷害,筛选耐冷性强的玉米种质资源,选育优良耐冷品种是目前亟待解决的问题。本试验以沈阳农业大学特种玉米所提供的30份甜玉米自交系为试验材料,利用人工气候箱模拟低温环境条件,对不同甜玉米自交系进行低温胁迫和标准发芽试验,分别测定发芽率、活力指数、苗长、根长、苗干、鲜重、根干、鲜重等指标,并计算各个指标相对值、隶属函数值及综合D值等耐冷性评价指标,对30份自交系的耐冷性进行综合评价。采用聚类分析的方法将自交系分为耐冷性强、耐冷性中等、低温敏感3类,其T12和T21是耐冷性强自交系,T10和T27是低温敏感自交系。本试验采用低温处理的方法筛选出一批耐冷性强的自交系,为甜玉米耐冷品种的选育及生理生化、分子生物学研究提供了优良多样的基因资源。     

叶绿素荧光动力学O-J-I-P参数在棉花幼苗耐冷性评价上的应用

低温冷害是影响棉花生长的主要逆境因子,如何建立简捷、有效的棉花耐冷性鉴定及筛选体系是棉花耐冷研究的关键问题。在本研究中,阐述了如何用O-J-I-P参数来评价棉花幼苗的耐冷性。选用北疆棉区22个主栽棉花品种,对盆栽幼苗经过连续4d的4℃低温处理,进行了相应的冷害指数鉴定,并基于O-J-I-P参数Fv/Fm和PI所建立的冷害因子指数1及冷害因子指数2对各个棉花幼苗做了耐冷鉴定和分级评价。结果发现,冷害因子指数1和冷害因子指数2的鉴定、评价结果与冷害指数鉴定结果相近。中棉所36、新陆早25、297-5幼苗具有较强的耐冷性,而新陆早10号、新陆早12号及炮台1号的耐冷性较弱。叶绿素荧光动力学O-J-I-P可以快速、有效地鉴定棉花幼苗的耐冷性,这对棉花的耐冷性鉴定和培育耐冷型的棉花品种具有重要的意义。     

氯化钙对低温胁迫下番茄幼苗的影响

为探究氯化钙如何影响番茄冷胁迫过程,得出氯化钙提高番茄幼苗耐冷性机制,进行了冷害指数调查、生理指标测定。使用光照培养箱低温处理耐冷型‘O-33-1’和冷敏感型‘NY2000’,依照氯化钙处理浓度的不同记为CK、T₁、T₂、T₃,对不同处理调查冷害指数,测定叶绿素含量,测定丙二醛(MDA)、过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)活性。研究表明,冷胁迫外源喷施氯化钙时,‘O-33-1’冷害指数、MDA含量、POD含量先下降后升高,叶绿素a含量、叶绿素b含量、SOD活性先升高后下降;‘NY2000’冷害指数先下降后上升,SOD活性先升高后下降,MDA含量不断升高,叶绿素a含量、叶绿素b含量基本不变,POD则表现得没有规律。不同品种响应氯化钙提高耐冷性表现出差异;低温胁迫下,叶绿素的降解受到抑制从而提高了番茄幼苗耐冷性;耐冷性的提高与外源氯化钙导致抗氧化酶活性提高有关。     

玉米冷响应基因ZmRanBP1遗传转化分析

中国东北地区春季温度较低,玉米容易受冷害影响,导致萎蔫,甚至死亡,最终减产,所以提高玉米适应冷胁迫的能力十分重要。本研究利用RT-PCR的方法从抗冷玉米自交系‘W9816’中成功克隆冷响应基因ZmRanBP1 (RanBP1 domain containing protein)并构建过表达载体pCAMBIA-3301-35S-Zm RanBP1。通过农杆菌介导法获得了3个转基因拟南芥株系,逐代自交均获得T3代纯合拟南芥株系。对转基因拟南芥株系、突变体、野生型拟南芥进行耐冷及耐盐表型鉴定及比价分析,结果发现突变体对逆境胁迫的耐受力更强,具有较高的发芽率。利用农杆菌介导法分别侵染玉米‘Y423’的幼胚和Ⅱ型愈伤,阳性率分别为3.09%和4.15%。在拟南芥中进行逆境胁迫表型鉴定,并转入玉米自交系,可用于抗冷转基因玉米新种质的创制与遗传改良研究。     

晚籼稻抽穗期冷害生态适应性评价

选择生育期相近的迟熟高产杂交稻组合或水稻品种（品系）,在自然条件下分期播种,寻找水稻抽穗期冷害相关的形态评价指标,并对参试材料进行抽穗期耐冷生态适应性评价。抽穗期遭受低温冷害胁迫后,主要农艺性状中受冷害程度大小顺序依次是每穗实粒数、单蔸产量、结实率、每穗总粒数、株高、穗长、千粒重;单蔸产量相对受害率（ＲＤＰ）与每穗实粒数ＲＤＰ、结实率ＲＤＰ、剑叶叶色分、抽穗期延尺天数分成极显著正相关。在低温冷害胁迫条件下,水稻不同基因型的抽穗期耐冷能力存在明显的差异。将判别水稻抽穗期耐冷能力的形态指标－－每穗实粒数ＲＤＰ、结实率ＲＤＰ、剑叶叶色、抽穗期延迟天数、苞穗率增加值进行量化,综合判别参试材料抽穗期对低温冷害的生态适应性。研究结果表明：籼穗交材料９５ＬＲ１０２后期耐冷能力强;带有部分粳稻血缘、正在生产中大面积种植的杂交稻     

东北主推玉米品种种子形态及贮藏物质与萌发期耐冷性的关系

种子萌发是作物形态建成的起始阶段,由其自身属性和环境因素共同决定。低温是影响种子萌发的重要因素之一,探讨低温环境下种子自身属性与其萌发的关系对东北春播玉米生产具有重要意义。本研究选用东北主推的36个玉米品种以6℃为低温胁迫, 15℃适温为对照,测定了其发芽势、发芽率、种子形态和内含物等指标。通过主成分分析、耐冷性综合评价值(CL值)、隶属函数值(R值),对36个玉米品种进行耐冷性评价,分析了种子形态(粒长、粒宽、粒厚度、长宽比、百粒体积和百粒重)、贮藏物质(淀粉、蛋白质和脂肪)与其耐冷性的关系。结果表明,在低温胁迫下,36个玉米品种的发芽势和发芽率均受到不同程度的抑制,相对发芽势冷害率和相对发芽冷害率的变异最大。7个表征耐冷性的单项指标之间显著相关,主成分分析可将7个单项指标转化为2个独立的综合指标,其中相对发芽势和相对发芽率的正向贡献率最大,可作为玉米品种耐冷性评价的关键指标。聚类分析将36个品种划为强耐冷型(19.4%)、耐冷型(30.6%)、一般型(33.3%)和敏感型(16.7%)4种类型,其中,吉单56、垦吉267、绥玉23、吉单953、垦吉268、吉单96和吉单95为强耐冷...     

西瓜耐冷性鉴定指标的筛选

旨为分析不同西瓜品种在发芽期的耐冷特性、苗期的生长特性、光合作用及生理生化方面的差异,筛选出西瓜耐冷性的综合鉴定指标和鉴定方法,为实际生产上选育耐冷性的西瓜种质资源提供依据。通过对12份西瓜材料进行耐冷性比较,初步筛选出3个耐冷性不同的西瓜材料,对这3个材料进行低温处理。结果表明：不同处理时间下,各品种的冷害指数有差异。通过测定处理6d和8d时的冷害指数,得出各品种耐低温性强弱,从中选出耐低温性品种红野一号、中等耐低温性品种抗病苏蜜和冷敏感品种橙兰。15℃低温条件下,耐冷性品种红野一号的发芽率、相对发芽率、胚根长及相对胚根长最高。15℃可作为西瓜种子发芽期耐低温性鉴定的适宜温度;种子的始发芽日期、相对发芽率、相对胚根长可作为西瓜芽期耐低温鉴定指标。三叶一心的西瓜幼苗低温处理后,植株的生长量降低,光合速率下降,植株叶片的酶活性增加,MDA含量上升,各指标的变化幅度与低温处理强度及品种自身耐冷性相关。得出植株的株高、叶面积、株鲜质量、根干质量、净光合速率( Pn)、Chl a/b比值、MDA含量的变化幅度可作为西瓜耐低温品种筛选的鉴定指标。     

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.     

水稻耐冷性鉴定及定位研究概况

为了更好研究水稻耐冷机理,对水稻耐冷基因进行定位克隆,通过分子育种来选育水稻耐冷品种,由此对水稻耐冷研究现状进行分析。对水稻发芽期、芽期、苗期、孕穗期的耐冷鉴定方法,室内与大田鉴定方法进行比较分析,对各时期耐冷指标的应用及相关定位研究进行总结。从生理生化方面阐述了水稻耐冷机理的研究,分析水稻在受到冷害后水稻膜相的改变,酶活的改变情况。并概括了近年来水稻在冷害敏感时期的耐冷性数量性状QTL定位研究方面取得的进展,研究的群体有用近等基因系,重组自交系,DH系,其中多数利用近等基因系来进行研究。其中研究集中在芽期、发芽期的耐冷QTLs定位,苗期、孕穗期的QTLs研究较少。介绍了第一个水稻芽期耐冷基因克隆情况。并展望水稻耐冷研究方面今后的方向,很长一段时期内,研究依然集中在QTLs的定位上,水稻耐冷基因的克隆正在逐步开展,耐冷机理的研究应关注蛋白间的互作。     

玉米自交系芽期耐冷性鉴定

低温冷害是北方春玉米区主要的气象灾害之一。通过种子低温发芽试验对8个东北地区生产上主要利用的玉米自交系进行芽期耐冷性鉴定。在常温（25℃）和低温（10℃）条件下分别测定了发芽势、发芽率、平均发芽时间、发芽指数、幼苗干重和活力指数等,并以各性状低温与常温下测定值的比值（相对值）作为耐冷性鉴定指标。通过聚类分析将自交系分为耐冷性强中弱3类,其中PH4CV、吉419和吉495耐冷性强,H21耐冷性中等,W9706、黄早四、丹黄02和四279耐冷性弱。相关性分析表明,相对发芽率、相对发芽指数、相对幼苗干重与相对活力指数呈极显著相关,可以作为玉米自交系芽期耐冷性鉴定指标。本试验为大规模鉴定和筛选芽期耐冷玉米种质奠定了基础。     

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。     

玉米耐旱性研究进展

干旱是目前影响玉米产量最重要的非生物胁迫因子。为了加快玉米耐旱性研究,提高育种效率,本研究归纳了近年来国内外玉米耐旱性研究现状将其总结为玉米耐旱性鉴定方法、遗传研究、品种选育以及耐旱性功能基因研究。对目前研究中存在的问题,如尚未有统一标准耐旱性鉴定体系、缺乏耐旱种质资源以及耐旱机理研究尚浅等进行了分析,并针对每个问题提出其解决对策,这为玉米耐旱性深入研究提供有力信息。     

Contribution of autochthonous maize populations for adaptation to European conditions

Early vigor, earliness and cold tolerance are the main potential contributions of European maize (Zea mays L.) for breeding programs for adaptation to areas with short growing seasons and cold springs. The objective of this research was to determine the potential contributions of populations from different European regions to breeding for adaptation. Six Spanish and six French maize populations differing on variability for earliness, vigor and cold tolerance were crossed in a complete diallel without reciprocals. The populations and their crosses were evaluated in the field and in a cold chamber. Minimum temperatures were the main environmental trait affecting genotype × environment interaction, probably due to the cold sensitivity of the genotypes with the best performance in the field. The best population cross, based on specific heterosis for adaptation-related traits in the field, was Viana × Rastrojero, but this cross was cold sensitive. Tuy × Lazcano should be the best choice for a breeding program for adaptation, based on performance in the field and cold tolerance. As conclusions, there was variability for earliness, vigor and cold tolerance among the populations and crosses involved in this study, being tolerant to cold conditions the populations with medium growing cycle originated in areas with short growing seasons. The highest yielding crosses were cold sensitive.     

Chilling Tolerance of Maize Seedlings in the Field during Cold Periods in Spring is Related to Chilling-Induced Increase in Abscisic Acid Level

Recent studies on chilling tolerance mechanisms in maize revealed a significant positive correlation between genotypic chilling tolerance and chilling‐induced accumulation of the stress hormone abscisic acid (ABA) under controlled growth chamber conditions. Based on this and other results, the hypothesis was developed that chilling tolerance in maize is related to the ability to accumulate large amounts of ABA rapidly, as a protection against chilling injury. The objective of the present study was to test this hypothesis under field conditions during natural cold weather periods in spring, which often cause severe chilling injury in maize fields. In two experiments at two locations in Europe with contrasting climates, eight maize genotypes with different genotypic chilling tolerance were cultivated in spring in the field according to agronomic practice for maize. Before and at the end of cold weather periods, ABA levels and water contents were determined in the third leaves. It was found that chilling‐tolerant genotypes accumulated higher amounts of ABA during the chilling period than chilling‐sensitive genotypes. A significant positive correlation between chilling tolerance and the levels of ABA in the leaves was found. These results support the above‐mentioned hypothesis. In contrast to earlier studies performed under growth chamber conditions, the water content in chilled leaves was mostly higher than in non‐chilled leaves. The increase in ABA is therefore not attributable to chilling‐induced water deficit, but probably to the low temperature itself.     

低温胁迫对微胚乳超甜超高油玉米耐寒性生理生化特性的影响

为了解新型种质微胚乳超甜超高油玉米(简称为微胚乳玉米)的耐寒性,选用5个微胚乳玉米杂交组合(ME),以高油115和正甜68为对照,在发芽期和苗期低温胁迫下,测定发芽率、发芽势、相对电导率、丙二醛含量、脯氨酸含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、叶绿素含量以及SOD、POD活性等生理生化指标,鉴定其耐寒性,并利用模糊隶属函数法综合评定其耐寒性。结果表明,ME1、ME2、ME3和高油115在发芽期的相对电导率上升幅度较小,脯氨酸含量和SOD活性上升幅度较大;而ME5、ME4和正甜68在发芽期的相对电导率上升幅度较大,脯氨酸含量和SOD活性上升幅度较小。利用相对电导率、脯氨酸含量、SOD活性3个指标能较有效预测微胚乳玉米在发芽期的耐寒性。ME2、ME1和高油115在苗期的丙二醛含量上升幅度较小,脯氨酸含量、SOD和POD活性上升幅度较大;而ME5和正甜68在苗期的丙二醛含量上升幅度较大,脯氨酸含量、SOD和POD活性上升幅度较小。利用丙二醛含量、脯氨酸含量、SOD和POD活性4个指标能较好地预测微胚乳玉米在苗期的耐寒性。以隶属函数值综合评价表明,5个微胚乳玉米材料的耐寒性均强于正甜68。ME2在发芽期和苗期都表现较强的耐寒性,其次为ME1和 ME3,而ME4和ME5耐寒性均较弱。     

Variation among Andean races of maize for cold tolerance during heterotrophic and early autotrophic growth

Cold in the initial growth stages is an important stressfactor for maize grown in regions with a temperate climate,particularly in case of early sowing. Sources of tolerancehave been identified in adapted genotypes, but promisinggenes for cold tolerance should also be found in materialdeveloped under the lower-temperature margins of the cropdistribution. This research was conducted in order to testAndean maize accessions for cold tolerance expressed duringboth the heterotrophic and early autotrophic growth stages.Experiments were conducted in controlled environments tostudy cold tolerance traits (germination %, germinationindex and plant growth rate) at continuous 10^°C (heterotrophic growth) and at varying 10–16^°C (autotrophic growth). An experiment was also performed inthe field with early sowing (both heterotrophic and autotrophic growth). In each experiment, a control trialwas conducted in more favourable conditions (i.e. continuous25^°C in a controlled environment or late planting inthe field) so that cold tolerance traits could also beexamined as the ratio between the stress and the controltrial. None of the accessions was superior for all coldtolerance traits. However, several Andean maize accessionsoutperformed the US Corn-belt hybrid checks for one or moretraits, both in heterotrophic and autotrophic growth. Overall, BOZM 855, PMS 636, Poblacion D, Poblacion E andBOZM 696 were the best accessions, suggesting that they canbe a promising source of genes for improving cold toleranceof adapted maize genotypes.     

植物耐寒生理及蛋白质组学研究进展

低温伤害是农业生产中经常发生的自然灾害,不仅会严重影响农作物的品质和产量,甚至造成农作物大面积死亡。本研究归纳了国内外有关植物耐寒生理的研究动态及进展,包括低温胁迫对叶绿素含量、丙二醛含量、膜系统稳定性、保护酶活性及渗透调节物质含量的影响,并简述了蛋白质组学技术在植物耐寒研究中的应用,提出未来植物耐寒性研究的重点方向,为植物耐寒育种实践提供参考。