马铃薯抗旱相关表型效应分析与抗旱指标初探

以7个马铃薯品种为材料,大棚内采用随机裂区设计,进行干旱胁迫试验.把马铃薯各表型性状的抗旱系数作为评价各单项性状抗旱能力大小的指标,用主成分分析将各抗旱系数综合成4个新的相互独立的综合指标,再利用隶属函数求出综合指标的隶属值.通过各马铃薯品种的隶属值求出各品种抗旱性度量值,再评价各马铃薯品种的抗旱性.本实验的干旱处理水平下,7个马铃薯品种抗旱性顺序为:甲帮洋芋＞左力洋芋＞宁蒗152＞PI34＞永德紫皮＞宁蒗182＞马尔科,甲帮洋芋是较为抗旱的马铃薯品种.     

干旱胁迫下马铃薯品种‘克新1号’的光响应曲线

通过研究马铃薯抗旱品种‘克新1号’在干旱胁迫下光响应曲线的变化,在光合作用方面探讨‘克新1号’的抗旱机理。试验以两个抗旱性不同的品种‘克新1号’和‘大西洋’为试验材料,测定了两个品种在正常灌溉和干旱胁迫下各光和参数-光响应曲线。结果显示,干旱胁迫下,两个品种的叶片净光合速率、气孔导度及蒸腾速率均大幅度降低,但‘克新1号’叶片净光合速率高于‘大西洋’,在中强光下,‘克新1号’叶片的气孔导度及蒸腾速率均高于‘大西洋’。     

干旱胁迫条件下马铃薯品种的抗旱性评价

马铃薯的抗旱性鉴定可以通过干旱胁迫下的抗旱系数及生理生化指标变化的差异来确定。研究测定5个马铃薯品种在干旱胁迫条件下的抗旱系数及生理生化指标。与正常供水处理相比,干旱胁迫处理下5个品种的茎粗、株高和根长均降低,平均减幅分别为22.70%、17.42%、36.78%。各品种的叶片含水量均降低,‘定薯3号’减幅最小,‘定薯1号’减幅最大。干旱胁迫处理下各品种的离体叶片失水率和根含水率有增加也有减小,叶片含水量和离体叶片失水率均以‘青薯9号’最高,根含水率则以‘陇薯10号’最高。各品种的抗旱系数在0.875 4～0.940 9,均属于高抗品种。干旱胁迫处理后,各品种较正常供水处理脯氨酸含量均增加,‘青薯9号’增幅高达203.72%。各品种丙二醛含量均增加,‘青薯9号’增幅最小,为3.03%。各品种可溶性蛋白含量均增加。在新品种选育亲本选配及推广过程中,可结合各品种的抗旱特性以及生理指标进行鉴别应用。     

PEG-8000模拟干旱胁迫对马铃薯组培苗叶绿素和类胡萝卜素含量的影响

为了明确聚乙二醇(PEG-8000)模拟干旱胁迫对彩色和常规马铃薯组培苗叶绿素和类胡萝卜素含量的影响,以6个马铃薯品种(系)的脱毒组培苗为试验材料,研究比较了在固体培养基中分别添加5%,10%,15%和20%PEG-8000模拟干旱胁迫和对照处理下(不含PEG-8000)培养50 d后组培苗生长生理指标(叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素)的变化。结果表明,在0～20%PEG浓度下,马铃薯茎叶中色素含量变化复杂,彩色马铃薯品种色素相关指标较常规品种对干旱更敏感。叶绿素a较叶绿素b对干旱的反应更为敏感,类胡萝卜素含量对干旱胁迫的反应较叶绿素更敏感。叶绿素b/a值较其他指标在干旱胁迫下更稳定。在轻度干旱胁迫下,叶绿素a、b,总叶绿素含量及类胡萝卜素含量降低,在中度干旱胁迫下,叶绿素a、b,总叶绿素含量及类胡萝卜素含量增加,彩色马铃薯较常规马铃薯增幅更大,因此在进行抗旱评价时不宜单采用色素指标。干旱影响导致的色素变化由强到弱为‘D613’>‘东农303’>‘200902’>‘渭薯1号’>‘春薯2号’>‘青薯9号’。     

干旱胁迫对不同大麻品种生理特性和生长的影响研究初报

通过对4个不同地域来源的大麻品种:云麻1号、BM001、皖大麻1号和信阳1号的盆栽干旱胁迫试验,研究了不同程度干旱胁迫对这4个大麻品种生理特性和生长的影响.结果表明:1、云麻1号和皖大麻1号的叶片含水量分别在干旱胁迫前期和后期下降幅度较大,BM001和信阳1号的叶片含水量在干旱胁迫中呈持续下降状态,说明不同的大麻品种对干旱胁迫的响应模式不同;2、在土壤含水量低于15％时,四种大麻叶片保护酶活性骤降,说明15％的土壤含水量可作为大麻抗旱栽培措施的临界点;3、干旱胁迫对BM001的株高和茎粗生长影响较其他3种品种小,说明这一品种的抗旱能力较强,可用于大麻抗旱品种的选育.     

抗旱性不同的春小麦品种籽粒萌发期α-淀粉酶活性及其同工酶分析

为了解春小麦萌发期生理生化变化对干旱胁迫的响应及为早期抗旱筛选鉴定提供科学依据,选用抗旱性不同的9个春小麦品种为材料,在20%聚乙二醇(PEG6000)干旱胁迫下和非干旱胁迫下进行萌发试验,研究了α-淀粉酶活性及其同工酶的表达.结果表明:1)在两种胁迫处理下,α-淀粉酶活性在品种间都存在着差异,但干旱胁迫下抗旱品种α-淀粉酶活性显著高于干旱敏感品种;2)α-淀粉酶活性与胚芽鞘长度之间呈显著正相关;3)在20%PEG6000胁迫下,抗旱品种α-淀粉酶同工酶受抑制较小,条带较多,胚芽鞘长度与主胚根长度受抑制较小.因此认为,抗旱品种在干旱胁迫下有着较高的萌发势,可能与具有表达α-淀粉酶同工酶的强势基因型有关;干旱胁迫下α-淀粉酶活性和r淀粉酶同工酶可以作为春小麦抗旱性筛选和鉴定的指标.     

玉米根系与抗旱性关系研究

采用7个抗旱能力不同、生育期相近的玉米（Zea mays. L.）杂交种作为供试材料进行土壤含水量及根系形态指标、根系活力测定。结果表明：不同时期发生的干旱胁迫均对根系产生伤害,其生长明显受到抑制,根系在干旱胁迫下表现出适应性变化和对干旱胁迫的抗性。具体反映在根干重和根体积的减少,根系总吸收面积和活跃吸收面积的降低,最大根长的增加、根数增长和根冠比的加大。苗期所受干旱的伤害程度低于拔节期。不同抗旱能力的品种在形态上所受抑制和发生的适应性变化不同,抗旱品种在根数和根长上同时增加。     

外源ABA、SA及JA对干旱胁迫及复水下大豆生长的影响

以干旱敏感型品种黑农65和抗旱品种抗线9号为供试材料,采用沙培方式结合15%PEG-6000模拟干旱胁迫,研究了叶面喷施ABA、SA、JA对干旱及复水下的大豆生长的影响。结果表明:3种外源激素均可以显著降低干旱胁迫及复水下大豆叶片有害物质MDA和过氧化氢含量,同时还能提高干旱胁迫过程中保护性物质可溶性糖和可溶性蛋白含量,大体上表现为ABA的作用效果高于SA和JA,从而降低干旱胁迫对大豆机体的损害程度。3种外源激素均减轻了干旱胁迫对大豆株高、叶、茎、根鲜重和干重的抑制作用,其中JA对干旱敏感型品种黑农65株高、器官鲜、干重的促进效果较好,而SA对抗旱品种抗线9号的促进效果好于ABA和JA。3种外源激素均可降低干旱胁迫导致的大豆落花率,其中SA的作用效果好于ABA和SA。总体来看,外源ABA、SA、JA对干旱胁迫下干旱敏感型品种的促进效果较抗旱品种更明显。     

干旱胁迫对冬播马铃薯现蕾期生理生化指标的影响

云南省气候条件非常适合冬马铃薯栽培。为探明干旱胁迫对冬播马铃薯现蕾期生理生化指标的影响,并对马铃薯品种抗旱性进行鉴定,试验以云南省主栽的4个马铃薯品种(‘合作88’、‘丽薯6号’、‘宣薯2号’和‘会-2’)为试验材料,在干旱胁迫及对照(正常供水CK)条件下测定马铃薯各品种现蕾期的生理生化指标(脯氨酸含量、可溶性蛋白含量、超氧化物歧化酶活性、过氧化物酶活性、过氧化氢酶活性和丙二醛含量),并对各生理生化指标变幅进行模糊隶属函数分析。在干旱胁迫下,脯氨酸含量、可溶性蛋白含量、超氧化物歧化酶活性、过氧化物酶活性、过氧化氢酶活性和丙二醛含量均较对照增加。除脯氨酸与超氧化物歧化酶活性外,各生理指标的变化存在品种间差异。4个马铃薯品种抗旱性由强到弱依次是:‘会-2’‘宣薯2号’‘合作88’‘丽薯6号’。干旱胁迫下4个马铃薯品种的生理响应存在差异,即品种抗旱性有差异。     

干旱胁迫对春大豆开花期根系生理特性的影响

为明确大豆根系生理特性的变化与抗旱性的关系,在盆栽条件下,以3个抗旱性不同的大豆品种为材料,测定开花期根系相对含水率、根系活力、丙二醛含量、超氧化物歧化酶和过氧化物酶活性.结果表明:大豆根系相对含水率及根系活力随干旱胁迫程度增强而降低,抗旱品种降低程度小于不抗旱品种;根系丙二醛含量随干旱程度的增加而升高,各品种间无明显差异;抗旱品种超氧化物歧化酶活性随干旱程度的增加而升高,而不抗旱品种则表现为先升高后降低趋势;过氧化物酶活性各品种间随着干旱胁迫程度的加强均呈先升高后降低趋势,抗旱品种变化更为明显.干旱胁迫下大豆通过改变根系内部的生理变化以提高其抗旱性.     

赤霉素(GA_3)与茉莉酸甲酯(MeJA)对雾培马铃薯内源激素与生长发育的影响

试验以品种为主区,激素处理为副区进行裂区设计,研究了赤霉素(GA3)与茉莉酸甲酯(MeJA)对雾培马铃薯内源激素与生长发育的影响。结果表明:外源GA3处理增加了3个马铃薯品种叶片内源IAA和JA的含量,降低了中晚熟品种高原7号的内源ABA含量。外源MeJA对马铃薯块茎均有一定诱导作用,但结合GA3处理其诱导结薯的能力会减弱。     

马铃薯可溶性蛋白、叶绿素及ATP含量变化与品种抗旱性关系的研究

对水分胁迫下马铃薯叶片部分物质和能量代谢指标的研究结果表明,在水分胁迫下叶片中可溶性蛋白含量明显增加;叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素含量及叶绿素a/b比值与对照相比均有所下降;ATP含量有增有减,但品种抗旱性愈强,ATP含量愈高。叶片中可溶性蛋白含量、叶绿素a/b比值、ATP含量占对照百分率与品种抗旱性之间的相关系数r分别为+0.8750、-0.8509、+0.7945,P<0.01。因此,这些指标可用于马铃薯不同品种抗旱性的评定。     

玉米苗期水分胁迫下相关基因差异表达研究

采用cDNA-AFLP技术对玉米幼苗在PEG胁迫和土壤干旱胁迫下的基因表达进行了研究分析,获得转录本衍生片段(TDFs)488条,经测序和同源比对获得42个cDNAs。同源性BLAST搜索结果表明:18个cDNAs的同源序列均为功能未知的玉米克隆,7个cDNAs序列与功能已知的玉米基因同源,5个TDFs序列与功能未知的水稻克隆同源,7个TDFs序列与功能已知的水稻基因同源,剩余的cDNAs序列分别与西红柿、高粱等同源。在获得的cDNAs片段中,既有与干旱胁迫相关的重要功能蛋白,也有一些重要的转录因子。     

Antioxidant Protection Mechanisms Reveal Significant Response in Drought-Induced Oxidative Stress in Some Traditional Rice of Assam,India

Drought tolerance levels and antioxidant protection mechanisms were evaluated for 21 traditional rice varieties of Assam, India, along with Sahbhagi Dhan (drought tolerant) and IR64 (drought sensitive) as controls. Drought was imposed in hydroponic culture with polyethylene glycol 6000 (PEG6000) that was initially standardized with different concentrations. All the rice varieties showed apparent decreases in growth characteristics under drought stress (initially at 15% for 7 d followed by 20% PEG6000 for 7 d in Yoshida medium). On the basis of standard evaluation score (SES), eight rice varieties showed high drought tolerance which were carried forward for further biochemical analyses. Based on different morpho- physiological parameters, SN03 (Bora), SN04 (Prosad Bhog), SN05 (Kola Joha), SN06 (Helash Bora), SN08 (Salihoi Bao), SN12 (Kola Amona), SN20 (Ronga Bora) and SN21 (Sok-Bonglong) were identified as promising drought tolerant varieties. The non-enzymatic antioxidants activities viz., glutathione, ascorbate and enzymatic antioxidant activities such as superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT), guaiacol peroxidase (GPX), ascorbate peroxidase (APX), glutathione reductase (GR) in shoots and roots of all the selected varieties revealed significant level of protection mechanisms as compared with controls. Enhancement in activities of the overall antioxidant enzymes including SOD, GPX, CAT, GR and APX under drought stress reflects their role in the adaptation process under water stress.     

PEG胁迫下甘蓝型油菜品种（系）种子发芽耐旱性鉴定

以10%（w/v）PEG6000做渗透介质模拟干旱条件,对不同来源的甘蓝型油菜(Brassica napus L.)品种（系）进行干旱胁迫下种子发芽鉴定,分析油菜种子发芽耐旱性的遗传多样性。结果表明：干旱胁迫下,部分材料处理与对照的发芽性状有显著性差异,81个甘蓝型油菜材料的平均苗高处理比对照低36.5％,平均鲜重处理比对照低31％,成苗率降低11.1％。甘蓝型油菜品种（系）耐旱性有较大遗传差异,幼苗活力指数的变异幅度为19％－81%,平均活力指数为55％。相关分析表明,活力指数与胁迫下的发芽性状达极显著正相关,可以作为油菜种子发芽耐旱的综合指标。根据活力指数,将81个油菜资源划分为强,中,弱三个耐旱等级,并筛选到30295,30253,中双6号,30703,30296,30290,30704,中油杂9号,德油4号等一批耐旱遗传资源。     

20个甘蔗品种（系）的抗旱性比较

干旱是限制我国甘蔗产量提高的主要原因。采用桶栽和人工控水的方法,对云南省甘蔗主产区临沧市选取的20个甘蔗品种（系）进行抗旱性分析,通过测定苗期和分蘖期的8个抗逆生理指标,以及分蘖率、成活率和株高3个生长指标,采用模糊隶属函数、主成分分析和系统聚类分析方法对各甘蔗品种（系）的抗旱性进行综合评价。结果表明,干旱胁迫后,甘蔗叶片相对含水量、叶绿素含量、甘蔗分蘖率、株高和成活率呈下降趋势,而甘蔗叶片丙二醛、脯氨酸和可溶性糖含量、质膜透性、SOD和POD酶活性则呈上升趋势。通过模糊隶属函数、主成分分析和系统聚类分析可将20份甘蔗品种（系）材料分为3类,其中7个为抗旱品种（系）,6个为中等抗旱品种（系）,7个为不抗旱品种（系）;根据抗旱综合值,7个抗旱品种（系）的抗旱能力排名为：‘桂糖06-2081’>‘柳城05-136’>‘福农38’>‘柳城03-1137’>‘德蔗03-83’>‘云蔗05-49’>‘福农40’。相关分析表明,与甘蔗抗旱性呈显著正相关的指标分别为成活率、株高和叶片相对含水量,呈显著负相关的指标分别为质膜透性、脯氨酸和可溶性糖含量。     

水分胁迫下甘薯的生理变化与抗旱性的关系

用不同浓度的ＰＥＧ对甘薯进行了根际水分胁迫处理,研究叶片相对含水量（ＲＷＣ）,丙二醛（ＭＤＡ）含量,超氧物歧化酶（ＳＯＤ）活性及游离脯氨酸（Ｐｒｏ）含量的变化与品种抗旱性的关系。结果表明,在一定范围内,随着水分胁迫的加剧,甘薯叶片ＲＷＣ逐渐降低,ＭＤＡ含量ＳＯＤ活性及Ｐｒｏ含量逐渐升高。水分胁迫下生理指标的变化与品种抗旱性间有较好的一致关系。     

Response of Potato (Solanum tuberosum L.) Germplasm to Water Stress Under In Vitro Conditions

Chile is center of origin and diversity of potato (Solanum tuberosum L.). Potato yield is affected under water stress conditions, so development of varieties with better tolerance to this stress is desirable. In this study we determined the differential response of INIA-Chile potato germplasm to water stress under in vitro assays with polyethylene glycol. One-hundred-and-fourty-nine genotypes were evaluated. Polyethylene glycol 4.8 % w/v was able to distinguish genotype response by considering the morphological variables (plantlet height, leaf and root number) and fresh and dry weight. Through multivariate statistical analysis, and in comparison with their respective controls without treatment, genotypes were clustered with high (74 – 79 %), intermediate (29 – 94 %), low (29 – 57 %), and very low (4– 28 %) water stress tolerance. The high-tolerance-response cluster was mainly made up of Chilean potato landraces. These results highlight the importance of this germplasm in food security, which could be directly cultivated and/or be used as progenitors to produce new varieties with increased tolerance to water-deficit stress.     

Drought Tolerance in Rice: Focus on Recent Mechanisms and Approaches

Drought stress is a serious limiting factor to rice production,which results in huge economic losses.It is becoming a more serious issue with respect to the global climate change.Keeping in view of the current and forecasted global food demand,it has become essential to enhance the crop productivity on the drought-prone rainfed lands with priority.In order to achieve the production target from rainfed areas,there is a requirement of rice varieties with drought tolerance,and genetic improvement for drought tolerant should be a high priority theme of research in the future.Breeding for drought tolerant rice varieties is a thought-provoking task because of the complex nature and multigenic control of drought tolerant traits would be a major bottleneck for the current research.A great progress has been made during last two decades in our understanding of the mechanisms involved in adaptation and tolerance to drought stress in rice.In this review,we highlighted the recent progresses in physiological,biochemical and molecular adaptation of rice to drought tolerance.A brief discussion on the molecular genetics and breeding approaches for drought tolerance in rice will be focused for the future crop improvement program for development of drought tolerant rice varieties.     

不同生育期玉米干旱-复水补偿效应的品种差异研究

以抗旱性不同的两个玉米品种郑单958和户单4号为材料,研究不同生育期干旱-复水对产量和水分利用效率的影响。结果表明,各生育期干旱-复水后,两个品种产量均低于对照处理,尤以扬花期干旱-复水最低;两个品种水分利用效率在扬花期干旱-复水最低;郑单958的产量、水分利用效率均高于户单4号,两者耗水量基本相等。分析两个品种株高、叶面积指数、干物质积累等在复水之后的变化表明,各生育期干旱-复水后,两个品种均存在一定的补偿效应,且郑单958的补偿效应明显较强。因此,郑单958在干旱-复水后补偿能力强,从而保持较高的产量和水分利用效率。