干旱胁迫及复水对甘草叶片抗氧化酶活性和光合特性的影响

采用盆栽控水试验法,研究了不同程度干旱胁迫及复水处理对甘草(Glycyrrhiza uralensis Fisch.)叶片抗氧化酶活性和光合特性的影响。结果表明:丙二醛(MDA)含量随着干旱胁迫程度的加剧呈持续上升趋势,中度和重度干旱胁迫下MDA含量显著高于正常浇水,复水后各干旱胁迫处理MDA含量均降低,差异不显著。超氧化物岐化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)活性均随着干旱胁迫程度的增加发生变化,SOD活性呈先上升后下降的趋势,CAT和POD活性呈先下降后上升的趋势,复水后SOD、POD和CAT都得到了不同程度的恢复。甘草叶片叶绿素含量、蒸腾速率(Tr)、净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和胞间CO_2浓度(Ci)随着干旱胁迫程度的加剧呈持续下降趋势,Pn、Gs、Ci在不同干旱胁迫处理间差异显著(P0.05);复水后叶绿素含量在中度与重度干旱胁迫下继续下降,Pn、Gs、Tr与Ci在中度和重度干旱胁迫条件下均显著上升。研究表明,复水可以有效降低MDA含量及抗氧化酶活性,缓解干旱胁迫对细胞造成损害;复水可以使甘草叶片重新开放气孔,迅速提高水分和CO_2在细胞内的交换量,有效缓解干旱胁迫对甘草光合作用的抑制,保证甘草的正常生长。     

干旱复水激发玉米叶片补偿效应的生理机制

采用盆栽控水试验,在旱后复水条件下,于苗期对2个不同抗旱性玉米品种叶片生理生化指标进行了测定,结果表明:干旱导致细胞膜结构破坏、叶绿素含量及光合作用下降,抗旱性强的品种变化较小;渗透调节物质和保护性酶活性增加,抗旱性强的品种升幅较大.复水后细胞膜结构迅速恢复,保护性酶活性和可溶性糖含量继续增加,叶绿素含量、光合速率、Fv/F0和Fv/Fm等光合作用参数出现超补偿现象.中度干旱10 d后复水激发了作物的生理补偿效应,主要生理机制是干旱复水后细胞膜结构迅速修复和叶绿素含量的超补偿增加,大大提高了光合作用的潜力和速率;前期干旱锻炼增强了玉米抗旱能力,抗旱品种表现出较高的超补偿效应,有利于适应干湿交替和低水多变的环境,实现节水高产.     

干旱及复水对辣木幼苗生理特性的影响

[目的]研究干旱及复水对辣木幼苗生理特性的影响。[方法]以辣木(Moringa oleifera)为试验材料,研究干旱胁迫4、8、12、16 d和复水处理4、8 d辣木幼苗根际土壤相对含水量、叶片相对含水量、叶绿素a、叶绿素b及其叶绿素总含量和抗氧化酶的变化特性。[结果]水分胁迫下,根际土壤相对含水量和叶片相对含水量呈逐渐下降趋势;叶绿素a和叶绿素总含量呈现下降—上升—下降趋势,叶绿素b含量和叶绿素a/b则表现出先上升后下降趋势;辣木幼苗过氧化物酶(POD)活性随着干旱时间的持续呈现先降低再上升趋势,辣木幼苗超氧化物歧化酶(SOD)活性则表现出上升—下降—上升的趋势,但在干旱胁迫前8 d,2种抗氧化酶活性变化差异并不显著(P0.05)。复水后,各生理指标得到不同程度恢复,除POD活性显著低于CK外(P0.05),其他指标均与CK无显著差异(P0.05)。[结论]辣木幼苗具有一定的耐旱能力,复水对干旱胁迫具有缓解作用。     

作物干旱复水补偿效应研究

中国水资源分布不均,干旱情况严重影响着农业生产.许多研究表明,一定程度的干旱胁迫后复水作物会逐渐恢复至正常的生长状态,甚至加速作物生长,显现出补偿效应.但对作物的补偿作用程度以及如何根据补偿效应调整农业灌溉制度、减少干旱胁迫对农业生产的不利影响还有待明确.通过总结干旱复水补偿效应对各种农作物的生理、形态和产量方面影响的...     

干旱胁迫和复水对金沙柚生理变化的影响

通过盆栽试验,设置3个干旱胁迫处理(对照、轻度胁迫、重度胁迫),研究干旱胁迫和复水对金沙柚叶片抗氧化酶活性及丙二醛(MDA)含量等生理指标的影响。结果表明:干旱胁迫下,随着干旱胁迫程度的加强,超氧化物歧化酶(SOD)活性提高,过氧化氢酶(CAT)活性降低,MDA、脯氨酸、可溶性蛋白、可溶性糖的合成加快,叶片相对含水量降低。复水20d后,SOD、POD活性及可溶性糖含量先上升后下降,脯氨酸含量、可溶性蛋白含量、叶片相对含水量和CAT活性与干旱胁迫表现一致,而MDA含量则先下降后上升。各处理下生理指标均随着试验时间推移产生一定程度变化。各生理指标通过协同作用,为金沙柚应对干旱及旱涝急转环境变化起到保护作用。     

水稻对干旱复水过程的响应机制研究进展

水稻（Oryza sativa L.）是世界主粮作物之一,同时也是农业第一用水大户。农业灌溉用水的日益短缺严重制约着水稻生产的可持续发展。目前,大部分水稻节水灌溉技术或体系的一个共同特点是稻田要多次经历由水层到适度干旱,再到复水的循环过程。有关水稻植株从土壤适度干旱状态到复水状态转变过程中的响应机制缺乏系统总结。本文系统综述了水稻的主要节水灌溉技术、水稻响应干旱复水过程中的品种间差异、地上部农艺和生理特征、根系形态和生理特征及水稻对干旱复水响应的分子机制等方面的研究进展,提出了目前的挑战和未来的研究趋势,旨在为选育高产节水水稻品种和高效节水栽培技术提供参考。     

利用中国秋大豆(Glycine max(L.) Merr)筛选SSR核心位点的研究

 选择中国秋大豆为试验材料 ,对基因组DNA进行SSR标记筛选和鉴定。经过 2 0 0个位点在琼脂糖胶上初筛和 96个位点在变性聚丙烯酰胺胶上复鉴 ,选出 6 0个位点 ,这些位点具有以下特点 :(1)分布在大豆 2 0个整合遗传连锁群 ,相邻位点间平均遗传距离在 5 0cM左右。除连锁群C2 、O上分别有 5个位点 ,G、K、M上分别有 2个位点外 ,其余 15个连锁群均分布有 3个位点 ;(2 )与 96个位点在 80份秋大豆种质检测到种质间遗传关系达到极显著相关 (r =0 .910 ) ;(3)在 80份秋大豆初选核心种质中表现出较高多态性 ,平均每个位点等位变异数为 9.3,多态性信息含量 (PIC)值为 0 .773;(4)在检测的秋大豆绝大多数种质基因组中 ,均为单一拷贝的位点 ,具有较高特异性 ;(5 )在相同的PCR扩增条件下 ,同一位点不同等位变异间易于识别且扩增强度较为一致。这套SSR核心位点的确定为中国大豆核心种质的构建奠定了基础。     

中国栽培大豆(Glycine max (L.) Merr.)微核心种质的群体结构与遗传多样性

【目的】评价中国栽培大豆微核心种质的群体结构和遗传多样性水平,为拓宽大豆遗传基础、发掘优异基因、改良大豆品种提供理论依据。【方法】利用大豆20个连锁群上的100个SSR位点,对来自全国28个省补充完善的248份栽培大豆微核心种质进行SSR遗传多样性及群体结构分析;采用PowerMarker Version 3.25软件统计等位变异数、平均等位变异数、多态性信息量(PIC值)及亚群特有等位变异数等参数;基于遗传距离建立了栽培大豆微核心种质的无根Neighbor-Joining树;用Structure2.2软件对微核心种质的群体结构进行评价。【结果】100个SSR位点在248份材料中共检测出等位变异1460个,每个位点变异范围为2—33个,平均为14.6个,每个位点PIC值变异范围为0.158—0.932,平均为0.743。基于模型的群体结构分析显示,依据LnP(D)无法判断最佳K值(群组数),但通过计算系数ΔK发现,K=3为微核心种质的最佳群体结构。结合种质的生态类型及品种类型分析发现,地理来源相同的种质具有聚在一起的倾向,但来源相同的种质也有分在不同组的情况。不同生态类型及品种类型间均存在较多的互补等位变异和特有等位变异。【结论】中国栽培大豆微核心种质具有丰富的遗传多样性,可以用来拓宽大豆品种遗传基础;不同生态类型及品种类型间存在较多的互补及特有等位变异,是种质创新及品种改良的物质基础;栽培大豆微核心种质存在明显的群体结构,为微核心种质在育种中的直接或间接利用提供了理论依据。     

苗期干旱胁迫及复水对玉米植株生长及抗氧化酶活性的影响

采用盆栽控水试验,研究了对水分敏感性不同的2个玉米品种酒单2号和豫玉22号幼苗在水分胁迫及复水后株高、植株生物量、叶片MDA含量、SOD、POD及CAT等酶活性的变化,以探讨干旱胁迫及复水对玉米生长发育及抗氧化酶的影响机制。结果表明,干旱胁迫可抑制2个玉米品种苗期植株生长,导致株高、地上部生物量显著下降,酒单2号对干旱的敏感性高于豫玉22号。复水后,2个品种的株高、生物量都产生了补偿效应,豫玉22号更明显。干旱胁迫增加了2个品种叶片的丙二醛含量,豫玉22号变化幅度小于酒单2号。复水后豫玉22号叶片中MDA含量更接近于对照水平。干旱胁迫下,豫玉22号通过保持较高的SOD活性来减弱活性氧伤害,而复水后通过较高的SOD、POD协同作用有效清除活性氧,避免对细胞膜造成伤害。     

干旱后复水对侧柏幼苗叶绿素含量的影响

以盆栽1年生侧柏幼苗为试验材料,采用盆栽称重控水法在苗期进行干旱及复水处理,分析不同历时和不同程度土壤干旱及二者同时胁迫后复水对侧柏幼苗叶绿素含量的影响,探讨侧柏幼苗叶绿素含量对干旱胁迫做出的抗旱性响应和旱后复水的恢复情况及补偿效应。结果表明：随着干旱胁迫时间的延长,侧柏幼苗叶绿素含量缓慢下降;随着土壤水分胁迫程度的加剧,呈现先降低再上升的趋势。其中干旱胁迫60 d后,土壤相对含水量为40%的侧柏幼苗的叶绿素a、叶绿素b、叶绿素总量及叶绿素a/b分别比CK降低15.4%、14.0%、15.1%和1.6%。复水后,侧柏幼苗叶绿素含量得到了恢复,在复水第3天基本恢复至CK,之后出现补偿效应。土壤相对含水量为70%的侧柏幼苗叶绿素a、叶绿素b以及叶绿素总量在复水第9天比对照分别增加了24.8%、30.1%和25.8%,叶绿素a/b比CK低4.0%。因此,不同历时、不同程度土壤干旱胁迫及二者同时胁迫虽然对侧柏幼苗叶绿素含量有影响,但侧柏幼苗通过调节自身的生理响应机制逐渐适应这种干旱环境,并在复水后及时恢复,出现补偿效应。     

大豆异黄酮及其组分含量的配合力和杂种优势

 为了能在大豆异黄酮及其组分的育种中合理选配亲本，利用杂种优势，本研究选用8个异黄酮含量不同的大豆品种采用NCⅡ设计配置杂交组合，对大豆籽粒异黄酮及其组分含量进行遗传分析。研究结果表明，大豆籽粒异黄酮及其组分含量在供试品种间表现有明显的差异，籽粒异黄酮含量和黄豆甙元既受加性效应又受非加性效应的控制，染料木甙主要受非加性效应控制，染料木素、大豆甙元和大豆甙这3个性状的遗传主要受加性效应控制；不同亲本组配的不同组合的GCA和SCA差异较大。在中亲优势测定中，除黄豆甙元含量和大豆甙表现为正向超亲外，其余性状均表现为负向超亲。本研究认为在大豆高异黄酮育种中应选择高异黄酮材料作为亲本之一，选配组合时亲本最好采用高×高类型或高×低类型配置组合。     

Genetic Analysis of Combining Abilities and Heterosis for the Contents of Soybean Isoflavone and Its Components Among the Soybean Varieties [Glycine max (L.) Merr.]

The genetic analysis of soybean isoflavone content and its components were carried out based on the NC Ⅱ mating design in eight soybean varieties. The results showed that the isoflavone contents and its components of soybean seed are quite differences among the tested materials, the contents of isoflavone and daidzein are controlled not only by additive effects and but also by non-additive effects, while the content of genistin is dominated by non-additive effects,and genistein, glycitin and daidzin are mainly controlled by additive effects. There are significant differences in the contents of isoflavone and its components among the combinations derived from different parents. Results also indicated that the tested traits are negatively heterosis except for the contens of daidzein and daidzin are positively heterosis based on the data of the GCA and SCA in average heterosis values. In this research we have a suggestion that soybean variety with high isoflavone should be used as one of the parents in the breeding program, and it is the best choice that the combinations crossed between two high isoflavone varieties or a high variety and a low one.     

我国大豆根瘤内生菌资源多样性研究

植物内生菌已成为植物微生态系统中的重要组成部分,根瘤内生菌和根瘤菌普遍共存于特殊的根瘤生 境。比较了根瘤内生菌和根瘤菌与宿主间关系存在的区别,对大豆根瘤内生菌的种类、宿主和适应性、生物固氮、促 进植物生长、增强宿主抗逆、抗病能力以及联合修复环境污染等功能多样性进行论述,指出大豆根瘤内生菌研究的 发展方向,对进一步促进植物生长、发展可持续农业具有重要意义。 ）     

Genetic Analysis of Embryo, Cytoplasm and Maternal Effects and Their Environment Interactions for Isoflavone Content in Soybean [Glycine max （L.） Merr.]

Soybean seed products contain isoflavones （genistein, daidzein, and glycitein） that display biological effects when ingested by humans and animals. These effects are species, dose and age dependent. Therefore, the content and quality of isoflavones in soybeans is a key factor to the biological effect. Our objective was to identify the genetic effects that underlie the isoflavone content in soybean seeds. A genetic model for quantitative traits of seeds in diploid plants was applied to estimate the genetic main effects and genotype x environment （GE） interaction effects for the isoflavone content （IC） of soybean seeds by using two years experimental data with an incomplete diallel mating design of six parents. Results showed that the IC of soybean seeds was simultaneously controlled by the genetic effects of maternal, embryo, and cytoplasm, of which maternal genetic effects were most important, followed by embryo and cytoplasmic genetic effects. The main effects of different genetic systems on IC trait were more important than environment interaction effects. The strong dominance effects on isoflavone from residual was made easily by environment conditions. Therefore, the improvement of the IC of soybean seeds would be more efficient when selection is based on maternal plants than that on the single seed. Maternal heritability （65.73%） was most important for IC, followed by embryo heritability （25.87%） and cytoplasmic heritability （8.39%）. Based on predicated genetic effects, Yudou 29 and Zheng 90007 were better than other parents for increasing IC in the progeny and improving the quality of soybean, The significant effects of maternal and embryo dominance effects in variance show that the embryo heterosis and maternal heterosis are existent and uninfluenced by environment interaction effects.     

Analysis of QTLs for the Trichome Density on the Upper and Downer Surface of Leaf Blade in Soybean [Glycine max （L.） Merr.]

Trichomes （plant hairs） are present on nearly all land plants and are known to play important roles in plant protection, specifically against insect herbivory, drought, and UV radiation. The identification of quantitative trait loci （QTL） associated with trichome density should help to interpret the molecular genetic mechanism of soybean trichome density. 184 recombinant inbred lines （RILs）, derived from a cross between soybean cultivars Kefeng 1 and Nannong 1138-2 were used as segregating population for evaluation of TDU （trichome density on the upper surface of leaf blade） and TDD （trichome density on the downer surface of leaf blade）. A total of 15 QTL were detected on molecular linkage groups （MLG） A2, Dla, Dlb, E and H by composite interval mapping （CIM） and among all the QTL, qtuA2-1, qtuD 1 a-1, qtuD lb-2, qtuH-2 qtuE-1, qtdDlb-2, and qtdH- 2 were affirmed by multiple interval mapping （MIM）. The contribution ofphenotypic variance of qtuH-2 was 31.81 and 29.4% by CIM and MIM, respectively, suggesting it might be major gene Ps loci. Only 10 pairs of main QTL interactions for TDU were detected, explained a range of 0.2-5.1% of phenotypic variations for each pair for a total of 22.8%. The QTL on MLG Dlb affecting trichome density were mapped near to Rsc-7 conditioning resistance to SMV （soybean mosaic virus）. This study showed that the genetic mechanism of trichome density was the mixed major gene and polygene inheritance, and also suggested that the causal nature between trichome density and other agronomic traits.     

江西湖口黑豆皮红色素提取及其理化性质研究

[目的]探讨江西湖口黑豆的皮红色素提取工艺和理化性质,以期探讨其产业应用价值。[方法]进行了传统溶剂提取、微波提取和超声波提取等色素提取方法的比较,通过正交试验优化提取工艺,以吸光度为指标,分析热、光、H2O2、Na2SO3和金属离子对黑豆色素稳定性的影响。[结果]湖口黑豆色素提取以超声波提取法较优;最佳提取工艺流程为：pH值为1,乙醇体积分数为20%,料液比为1∶40,提取温度为60℃,提取功率为80W,提取时间为20min;色素耐热性、耐光性均较好,而氧化剂、还原剂和金属离子等因素对该色素影响较大。[结论]该试验得到提取黑豆皮红色素的最佳提取工艺,为江西湖口黑豆皮红色素的产业化应用奠定了基础。     

一种快速、高效的大豆农杆菌转化技术

【目的】拟通过改进大豆外植体的组织培养、农杆菌侵染以及植株再生等关键性环节,构建快速、高效的大豆转基因技术体系,解决外源基因难以导入大豆的难题。【方法】成熟大豆种子在环境温度25～28℃、含有1 mg•L-1 6-苄氨基嘌呤的MSB5培养基上催芽24 h。保留大豆下胚轴、胚尖及1片子叶作为外植体,并在相同条件下预培养24 h。将外植体转入2/3 MSB5液体培养基（1 mg•L-1 6-苄氨基嘌呤＋100 μmol•L-1乙酰丁香酮＋携带有Ti质粒pBI121的根瘤农杆菌GV3101）中,在28℃黑暗环境下侵染21 h。侵染后的外植体在28℃黑暗条件下共培养3 d。外植体经无菌水处理后移栽到灭菌土中,并在适宜条件下培养。【结果】分子检测结果表明,本研究涉及的新型外植体的再生率高达90%以上（中品661为95%,垦农18为93%,绿75为90%）,转化效率明显提高;而利用子叶节和胚尖进行培养获得的外植体的再生率仅50%和70%。此外,本研究涉及的大豆转化体系省去了外植体后期繁琐、耗时的组织培养步骤,再生周期明显缩短。【结论】与前人报道的大豆遗传转化体系技术相比,本研究所使用的方法更加快速、高效,可为农杆菌介导的大豆转基因、突变体构建等基因组学研究提供强有力的技术平台。     

大豆耐旱种质鉴定及其与根系的相关研究

从301份大豆品种中按根系类型选取黄淮海和长江中下游地区代表性材料59份,在苗期干旱胁迫和非胁迫条件下对地上部和地下部性状进行2年重复鉴定,发现材料间性状隶属函数值具有丰富遗传变异,以株高、叶龄、根干重和茎叶干重隶属函数的算术平均数为抗旱综合指标,从中筛选出汉中八月黄、晋豆14、科丰1号、圆黑豆等强耐旱型(1级)材料和临河大粉青、宁海晚黄豆等干旱敏感型(5级)材料。比根干重、比总根长、比根体积与耐旱隶属函数平均值均呈极显著正相关,可作为耐旱性的根系性状指标。