利用籼粳交RIL群体进行水稻发芽期与芽期耐冷性QTL分析

为定位控制水稻发芽期和芽期耐冷性的QTL,探究其遗传机制,以耐冷性强的粳稻品种彩稻为母本、耐冷性弱的籼稻品种WD为父本杂交衍生的含有189个株系的重组自交系群体为试验材料,以低温胁迫下的相对发芽率、平均发芽天数、成苗率、芽期耐冷级别为鉴定指标,结合978个Bin标记,运用IciMapping 4.2对发芽期和芽期耐冷Q...     

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。     

多样性国际稻种四个生长发育时期的耐冷性及其与籼粳性的关系

水稻整个生长时期都可能有低温冷害的发生。低温冷害是水稻获得稳产、高产的主要限制因素之一。鉴定耐冷资源、开展耐冷性育种是减少水稻冷害损失最有效的途径。为了找到优良的水稻耐冷资源,并分析水稻不同发育时期耐冷性之间的关系,以及耐冷性与籼粳性的关系,本研究以来自11个国家、多样性丰富的34份水稻品种为材料,分别在发芽期、芽期、苗期和开花期进行耐冷性鉴定,并应用对籼粳性有专一鉴别性的分子标记对测试品种的籼粳性进行量化,考察水稻籼粳性分化与不同生长发育期耐冷性的关系。研究结果表明,在发芽期有3个品种的低温相对发芽率在85.0%以上,芽期有4个品种冷处理后的存活率超过90.0%,苗期有3个品种冷处理后的存活率超过75.0%,穗期有4个品种耐冷指数高于0.55,没有品种在4个时期均有强的耐冷性。对这些材料4个时期耐冷性的相关分析显示,芽期和苗期的耐冷性呈显著正相关,决定系数为0.28;其它生长时期的耐冷性相互之间的相关性不显著。在测试品种中,籼粳性专一的分子标记所决定的籼性度与芽期和苗期的耐冷性呈显著负相关。研究结果揭示了水稻不同生长发育时期有不同的耐冷遗传基础,并为水稻耐冷种质的筛选以及耐冷性育种策略的制定提供了科学的依据。     

一个水稻耐冷主效QTL-qCT10的分离鉴定

东乡野生稻是迄今为止世界上耐冷性最强的稻种资源之一,研究耐冷性遗传特征,挖掘耐冷基因,对把耐冷优良特性应用到水稻育种中具有重要意义。本研究结合前人对东乡野生稻耐冷性定位结果,以东乡野生稻为供体亲本,协青早B(XQZB)为受体亲本,结合分子标记,回交构建近等基因系,再用耐冷近等基因系与协青早B杂交加自交,得到F2群体作为试验材料,对耐冷主效QTL-qCT10进行分离鉴定。最后把qCT10界定在第10染色体分子标记In Del10-9与InDel10-22间224.5 kb范围内,是一个新主效耐冷QTL。研究结果有助于进一步探明东乡野生稻强耐冷性遗传机制,为培育强耐冷水稻品种打下基础。     

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。     

直播早籼稻品种芽期耐冷性鉴定研究

低温胁迫是水稻生产面临的重要非生物胁迫之一,鉴定水稻种质资源芽期耐冷性,筛选耐冷品种对水稻生产具有重要意义。以江西地区主推的33份早籼杂交稻品种和8份常规稻为试验材料,设置12个芽期低温胁迫处理,以死苗率为指标探讨了早籼稻芽期耐冷性的适宜鉴定方法。同时在8℃低温处理10d,恢复生长后调查其成苗率、苗高、根长、根数、地上部生物量、根系生物量和根冠比。运用主成分分析、模糊隶属函数法和聚类分析法来探讨直播早稻芽期的耐冷性评价方法及筛选耐冷品种。结果表明,8℃低温处理10d,直播早籼稻品种死苗率的方差和变异幅度大,能较好地鉴别品种间耐冷性差异,是直播早籼稻芽期耐冷性鉴定的最合理方式;杂交稻品种的耐冷性强于常规稻;低温胁迫后成苗率、苗高、根长、根数、地上部生物量、根系生物量和根冠比基本低于25℃对照处理;利用主成分分析将7个单项指标转化为3个独立的综合指标（CI₁、CI₂、CI₃）,主成分分析表明,根系生物量和地上部生物量最能代表直播早籼稻对低温胁迫后的响应情况,可作为芽期耐冷性鉴定的评价指标。通过聚类分析,将41份早籼稻品种划分为3类,筛选出陵两优7108、两优287、锦两优816等9份强耐冷品种,株两优1号、潭两优83、株两优22等15份中度耐冷品种,温229、中早33、五丰优157等17份冷敏感品种。这些品种可以进一步为耐冷育种和生产服务。     

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。     

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。     

低温胁迫对水稻苗期根系影响的蛋白质组学研究

为了从蛋白质水平揭示水稻苗期响应低温胁迫的分子机理,以耐冷性强的东乡野生稻和冷敏感品种中嘉早17为材料,于5℃低温处理0,1,2,3 d后分别测定根系活力、过氧化物酶活性、超氧化物歧化酶活性、丙二醛含量等生理指标。随后利用iTRAQ技术对5℃低温处理3 d后水稻幼苗的根系差异蛋白质组进行分析。通过生理指标分析,5℃低温处理影响东乡野生稻和中嘉早17的根系生理指标,且在低温处理第3天,两者已出现明显差异。通过差异蛋白质组学分析,与常温(25℃)相比,东乡野生稻经低温处理后共鉴定到167个差异蛋白,其中,上调表达蛋白61个,下调表达蛋白106个;中嘉早17经低温处理后共鉴定到261个差异表达蛋白,其中,上调表达蛋白122个,下调表达蛋白139个。通过GO功能分析,这些差异蛋白质主要参与代谢、细胞和单机体过程,主要涉及细胞及细胞成分,主要起着结合和催化作用。通过KEGG分析,这些差异蛋白质主要参与代谢、次级代谢产物合成和碳代谢等代谢通路。通过对东乡野生稻和中嘉早17中均发生差异表达的29个蛋白质的进一步分析,了解到两者受低温危害后根系部分蛋白质的表达动态。本研究鉴定到的差异表达蛋白质为进一步阐述水稻耐冷机理及耐冷基因的挖掘提供理论依据。     

东乡野生稻耐冷分子机制研究进展

东乡野生稻是分布于世界最北的普通野生稻,耐冷性较强,具有较高的育种利用价值。随着水稻分子生物学的快速发展,东乡野生稻耐冷分子机制也得到初步的研究。综述近年来东乡野生稻耐冷分子机制研究方面取得的进展,旨在为今后相关研究提供依据。     

转录激活因子CBF与植物的抗胁迫能力

很多低温相关基因的启动子中都含有CRT/DRE元件,CBF蛋白可以与该元件结合而使这些基因得以表达。拟南芥CBF基因有4种,分别为CBF1、CBF2、CBF3和CBF4。CBF1、CBF2和CBF3基因聚集在拟南芥第4染色体的短臂上,CBF4定位在第5染色体上。CBF2与CBF1、CBF3与CBF1的核苷酸序列具有较高的同源性,分别为81%和84%。CBF2和CBF3的氨基酸序列分别与CBF1大约有84%和86%相似,且表达模式完全相同。CBF4蛋白由224个氨基酸组成,与其他CBF蛋白有63%的同源性。在CBF1、CBF2、CBF3和CBF4转基因拟南芥植株中,不需低温刺激,4种CBF基因的组成表达都能够激活含有CRT/DRE元件的COR基因表达,从而提高植株的抗冻性。自1997年发现CBF1基因以来,已有很多成功导入CBF基因的报道。本文就这4个转录因子的性质及其在植物抗寒、抗旱和耐盐方面的作用进行了阐述。     

盐胁迫下杂交水稻种子发芽特性及耐盐性评价

根据不同杂交水稻组合发芽期对盐胁迫的反应,筛选出适合在盐渍土壤种植的杂交水稻组合。采用人工气候箱内培养皿培养,用4、8和12 g/L 3个NaCl单盐浓度对8份杂交水稻组合进行盐胁迫处理,以蒸馏水处理为对照,每培养皿放30粒种子。分别于4天和7天后调查种子发芽率,7天后调查芽长、主根长和根数。以相对盐害率对杂交组合进行耐盐性评价。发芽率、芽长、主根长和根数随盐浓度升高总体呈下降趋势,但较低盐浓度(4、8 g/L)时的下降不明显,部分组合还高于对照;高浓度盐溶液(12 g/L)显著抑制水稻种子的发芽率,芽长、主根长和根数均显著下降,降幅分别为35.8%、57.6%、76.1%和83.8%;随着盐浓度的提高,根数下降较快,盐胁迫对杂交水稻组合的根数影响要大于芽长和根长;筛选出发芽期强耐盐组合‘桂源优500’、‘II优1040’（1级）,‘II优1050’、‘甬优12号’（3级）。以12 g/L NaCl单盐浓度可作为杂交水稻组合发芽期耐盐性分级评价的适宜浓度,相对盐害率可以作为杂交水稻发芽期耐盐性的评价指标。     

河北省地方水（陆）稻品种耐逆性研究

对河北省地方水（陆）稻品种耐逆性进行了鉴定,并在此基础上分析了耐寒性、耐旱性、耐盐性种质分布情况。对耐性频度较高的耐寒性、耐旱性从水、陆稻,熟期,不同稻作区等方面进行了详细研究。结果表明：耐寒、耐旱品种频度高、强度大,耐寒品种高达86.44%,高耐率23.53%;耐旱品种为48.77%,高耐率31.65%;耐盐性品种仅为6.46%,并且无高耐性和耐性品种。耐寒品种频度水稻高于陆稻,各熟期类型分布频度接近,随纬度增加、经度西移和温热条件降低而增加;耐旱性品种频度和强度均是陆稻高于水稻,早稻早熟耐性频度最高,其余熟期比较接近,河北省东北地区高,西北及冀中库淀地区低。     

金荞麦变异株系叶片显微结构特征与抗逆性的初步评价

旨在了解⁶⁰Co-γ射线对金荞麦变异株系叶片结构产生的辐射效应,并对不同株系的抗逆能力进行评价。通过光学显微和电镜扫描对照和变异株系叶片的形态结构,利用主成分分析和隶属函数法对叶片指标进行抗逆性的初步评价。结果表明,红茎株系叶片结构与绿茎对照相比有显著差异,红茎株系叶片厚度减小18.63%,上表皮厚度增大18.94%,栅栏组织和海绵组织分别减小26.96%、13.74%,气孔平均长度显著增大,气孔密度显著减小。红叶株系与绿茎对照叶片结构没有明显差异,但气孔平均长度显著增大,气孔密度显著减小。通过主成分分析筛选出栅栏组织厚度、下表皮气孔密度、上表皮厚度、海绵组织厚度、叶片结构紧密度5项指标作为金荞麦的抗逆性评价指标,应用隶属函数法评价抗逆性顺序为：绿茎＞红叶＞红茎。⁶⁰Co-γ射线辐照对金荞麦叶片结构具有显著的辐射效应,不同变异株系的抗逆能力有差异,研究结果为金荞麦下一步选育工作提供理论依据。     

ABA与植物耐盐信号转导途径的研究进展

盐胁迫是常见的非生物胁迫因素之一并严重地影响着植物的生长发育。简述了植物在应对盐胁迫时,在胁迫信号的感知、信号的转导和传递、胁迫诱导基因的表达等方面所形成的一系列适应性的分子机制,回顾了近年来对脱落酸信号转导和其受体的研究。分析表明脱落酸受体PYR/PYL/RCAR (pyrabatin resistance/like-pyrabatin resistance/regularly component of ABA receptors)的发现使得ABA的信号转导通路更为清楚,使ABA与植物耐盐胁迫的关系更加明确,认为ABA在植物耐盐信号转导途径中发挥了重要的作用,与经济作物的耐盐性密切相关。     

Production of Drought and Salt Tolerant Transgenic Cereal Plants

Genetic transformation of cereal plants is a powerful method for producing agronomically useful transgenic plants. Salt and drought stress result in substantial yield losses, which amounts to many billions of dollars each     

小麦灌浆期不渍和高温对植株早衰和籽粒增重的影响

用3种土壤湿度、2种空气温度研究了10个小麦品种对灌浆期水渍和高温的反应。结果表明，在湿和热二种因素中，湿害对叶片枯衰、穗部失水和百粒重降低影响甚大，而高温的影响相对较小，湿热互作效应显著。小麦品种对高温水渍处理的反应也有时显差异，这种差异主要是由品种间耐湿性不同造成的，品种间耐热性差异也有关系，但品种     

盐胁迫下3种纤维亚麻NHX基因表达规律

旨在运用半定量RT-PCR技术探究不同浓度盐胁迫下3种纤维亚麻耐盐基因NHX的表达规律。提取不同浓度盐胁迫6天的3种亚麻无菌苗茎叶组织总RNA,反转录得到cDNA,利用优化的半定量RT-PCR法检测3种亚麻无菌苗的NHX基因表达量。结果表明,‘范妮’和‘双亚5号’无菌苗经100 mmol/L NaCl胁迫6天后NHX表达量最高,‘天鑫3号’无菌苗经200 mmol/L NaCl胁迫6天后NHX基因表达量最高。与对照相比,3种纤维亚麻经盐胁迫后NHX基因表达量均上调,因此可将NHX基因的检测作为鉴定这3种纤维亚麻耐盐性的依据。     

盐胁迫下陆地棉耐盐品种根系的抑制消减文库构建

 采用抑制消减(SSH)杂交技术构建了陆地棉耐盐品种中棉所35在盐(0.4%NaCl)胁迫后1 d、3 d、5 d和7 d的混合SSH文库。文库质量检测表明,差减杂交效率较高,质量较好。随机挑选200个阳性克隆进行测序,获得160余条高质量的表达序列标签（EST）。对序列进行BLAST比对及功能注释,其中有62条unigene 未获得同源性匹配, 42条与未知功能的序列同源性较高;其余56条功能已知的unigene中,与抗逆直接相关的基因有14个,占8.8%,参与新陈代谢及信号转导的基因有11条和10条, 分别占6.9%和6.3%,参与转录调控的基因8条,占5.0%。最后,对这些基因在盐胁迫中的作用进行了注释与讨论。     

不同类型辣椒种子发芽期的耐盐耐旱性分析

以4个类型的8个品种为试材,分析了辣椒种子发芽期的耐盐耐旱性。结果表明:相对发芽势、发芽率和发芽指数等3个指标均能区分不同辣椒品种的耐盐耐旱性,但鉴定结果并不完全一致。不同的辣椒类型的耐盐耐旱性表现出显著差异,耐盐性最强的是尖椒类型,最弱的是甜椒类型,朝天椒类型和线椒类型居中;耐旱性最强的线椒类型,最弱的是尖椒类型,朝天椒与甜椒居中。辣椒种子发芽期的耐盐性和耐旱性之间并无明显的相关关系。