铝毒胁迫对两种基因型油菜苗期根系形态及生理特性的影响

运用水培法研究铝毒胁迫下两种基因型油菜苗期根系的生长特征及生理响应。结果表明,铝毒明显抑制了两种油菜根系总长、根表面积、根直径和根体积,且随着Al3+胁迫浓度的增加和处理时间的延长抑制效果增强,但湘杂油二号的根系生长受抑制相对较轻。两种基因型油菜根系的MDA含量、质膜透性、根系活力大小均在50 µmol/L Al3+处理时与对照差异不显著,100和200 µmol/L Al3+处理使MDA含量、质膜透性迅速上升,根系活力下降,且胁迫14d的伤害程度大于胁迫7d。在胁迫7d时,两种基因型油菜根系的SOD、POD和CAT活性整体上均呈上升趋势;当胁迫延长至14d时,二者的SOD活性增幅减少,POD和CAT活性呈下降趋势。Al3+胁迫促进了两种基因型油菜根系脯氨酸的积累,在7d和14d时铝毒处理的脯氨酸含量均高于对照;胁迫7d时根系可溶性蛋白含量和抗坏血酸含量先增加后下降,胁迫14d时两者均随着Al3+浓度增加而下降。由此可见,与浙双758比较,湘杂油二号的根系通过相对较高的保护酶活性及非酶保护物质含量来增强对铝毒的抗性。     

母本基因型对油菜种间可交配性的影响

按照不完全双列杂交试验方式,以20个甘蓝型油菜品种为母本与3个芥菜型油菜品种杂交,配制了60个组合。分析结果表明,母本甘蓝型油菜在种间可交配能力上存在着较大的遗传变异。尤其是在受精能力上,母本的广义遗传力和狭义遗传力都较高,分别为0.683和0.464。而结籽指数这一性状的基因型方差以亲本互作为主,母本的加性方差很小,狭义遗传力极低。结角长度和结角率这两个可交配性的外观性状与受精指数和结籽指数之间存在着显著的表型相关和遗传相关。并提出了在甘蓝型油菜中筛选和培育种间杂交高亲和品系的方案,以及通过容易观测的外观指标快速准确地鉴别具高度可交配性品系的具体措施。     

不同基因型油菜对苗期水分胁迫的生理响应

通过盆栽试验分析了17个不同基因型甘蓝型油菜对苗期水分胁迫的生理响应及抗旱性差异。结果表明,水分胁迫下不同油菜材料9个生理生化指标的抗旱系数（Dc）存在显著差异,其中叶片萎蔫指数（WI）的变异系数和改良潜力最大。17份材料的平均隶属函数值（AS）变幅在0.12～0.94之间。相关分析表明AS与9个生理生化指标达显著或极显著相关,其中相关性最高的是WI和叶绿素含量,而且WI还与其余的8个生理生化指标具有很高的相关性。利用隶属函数法和系统聚类法对供试材料的抗旱性进行了评价分级,发现两种分类方法的评价结果一致,均可将供试油菜材料划分为不抗、低抗、中抗和高抗4种类型。鉴定获得了华杂10号、B108、Q2和中双7号等4份高度抗旱材料（AS > 0.75）。由于WI与苗期综合抗旱性高度相关,且测定简便,因此叶片萎蔫指数可作为油菜苗期抗旱性鉴定的关键指标。     

不同小麦品种耐铝性差异的比较研究

为了研究不同小麦品种的铝敏感性差异,以铝敏感品种Scout 66和耐铝材料Atlas 66为对照。分析了小麦主栽品种鄂麦12、鄂麦18、小偃6号和山农1355在不同铝离子浓度条件下根内铝离子的富集和根部有机酸的释放情况。结果表明,供试的4个小麦主栽品种均对铝离子表现出不同的敏感性,其中鄂麦12和小偃6号在铝离子浓度为100μmol／L时表现出较强的敏感性,而鄂麦18和山农1355则在铝离子为150μmol／L表现出较强的敏感性。经铝胁迫后,未检测到4个小麦主栽品种及铝敏感品种Scout 66根尖有机酸分泌的现象,而耐铝小麦品种Atlas66经铝诱导后检测到有明显的苹果酸积累。这些结果说明小麦对铝的耐性与铝诱导的有机酸分泌有关。     

花生基因型耐铝性生物学标定

根据植物耐铝性与其遗传的关系,在花生生态分类学四大类型中,选取40个不同基因型花生,通过组合式溶液培养试验、上培试验和田间试验,结果表明：（1）不同耐铝性花生品种具有不同的生物学特征,在根色、根形、根长、根系体积、植株生长量、叶色、叶形和荚果等具有明显差异;在植物细胞排列、细胞壁厚度、细胞形状以及细胞内的变化等也具有明显差异。（2）通过生物学标定,选择6个典型花生品种划分为高耐、中耐和敏感型三种耐铝基因型。（3）三种耐铝基因型在铅胁迫下,其浓度与花生主根长度、主根生长速率、根系体积、植株生长量和荚果发育量呈极显著负相关,其相关绝对值是敏感型＞中耐型＞高耐型。（4）三种耐铝基因型在溶液培养条件下,铝胁迫临介值分别为5．9、2．9和1．1mg／L,而在土培条件下,铝胁迫临界值（交换性铝饱和度）分别为12％、6％和1％左右。     

外源有机酸对铝毒胁迫下大豆根系形态的影响

通过添加三种不同浓度的有机酸(柠檬酸、草酸和苹果酸) ,测定铝毒胁迫下大豆的根系活力及主要根系 性状,研究了三种外源有机酸对大豆铝毒害的缓解效应。实验结果显示,三种有机酸在适当低浓度条件下,对大豆 铝毒害都有一定的缓解效果,其中以柠檬酸的缓解效果最好,草酸和苹果酸的缓解效果相当;但当有机酸浓度较高 时,反而会使大豆根系活力降低,根伸长受到抑制;有机酸对浙春2号的缓解作用强于浙春3号, 15d处理的缓解效 果优于30d。     

不同耐密性玉米品种对根系生长空间的响应

选用DY405与ZD958,通过PVC土柱栽培法,设1株/柱(D1)与2株/柱(D2)两个处理,研究不同根系生长空间条件下玉米品种根系生长与氮素积累特征。结果表明,根系生长空间由1株/柱(D1)降低至2株/柱(D2),DY405与ZD958根系干重均降低,吐丝期及成熟期1株/柱条件下DY405根系干重较大,2株/柱下品种差异不显著。不同土层根系干重分布,0~20 cm土层DY405分布比例高于ZD958,21~40 cm、41~60 cm土层DY405分布比例低于ZD958;DY405与ZD958单株子粒产量均降低,穗粒数分别下降36.1%、17.5%。DY405与ZD958成熟期干物质积累差异不显著,ZD958花后干物质积累量及比例显著高于DY405;全株氮素积累量差异与干物质积累表现趋势相同,DY405氮素积累量及花后氮素吸收量显著低于ZD958。减小根系生长空间条件下,ZD958产量与氮素积累量高于DY405,主要由于吐丝至成熟期根系干重下降缓慢且下层根系分布比例较大,促进植株对水分及氮素的吸收,从而使产量与氮素利用效率提高。     

铝胁迫对大豆幼苗根系形态和生理特性的影响

采用砂培法研究了不同铝浓度条件下, 2个大豆品种(浙春3号和华春18)幼苗根系形态特征和生理特性的变化.结果表明:低浓度(50mg/L)的铝促进大豆根系长度、根系体积、根系表面积和根系活力的增加,降低根系细胞质膜透性,对大豆生长有一定的促进作用;高浓度的铝(5000mg/L)明显抑制根系长度的增长,使根系直径显著增大,降低大豆根系活力,使根系细胞质膜透性大大增加,明显不利于大豆的生长发育.2个大豆品种对铝胁迫存在着一定的差异,浙春3号对铝毒胁迫的耐受能力要强于华春18.     

甘蓝型油菜的抗耐病性及其遗传效应研究

以一批甘蓝型普通油菜和单、双低油菜品种(系)及其组配的不同杂交组合为材料,进行田间自然鉴定和室内人工接种相结合的系统鉴定与研究,结果表明,与育种实践所获得的结果一致.现有甘蓝型油菜(包括双高和单、双低油莱)品种(系)间存在着抗耐菌核病性的显著差异,用强耐病性亲本组配的杂交和回交1代2代,均具有明显的偏亲本的强耐病特性,并表现强耐病性为部分显性,表明基因型间存在耐病性差异.这种耐病性具有较高的遗传力(56%~64.8%).在今后育种中选用强耐病亲本杂交或回交,并加强早期世代的分离、鉴定与选择,就可能选育出耐病性强的单、双低优质油菜新品种.现已获得一批耐菌核病性强的单、双低甘蓝型油菜品种和系选材料,并为优质抗耐病高产育种提供了有益的分离鉴定和选择方法.     

渍水胁迫对油菜根系形态与生理活性的影响

盆栽条件下研究连续渍水胁迫对2个甘蓝型油菜品种中双9号和中油杂12号苗期根系形态及生理活性的影响.结果表明,渍水处理初期(前5d)两个油菜品种根系超氧自由基阴离子(O2-)产生速率均较对照显著提高,超氧化物歧化酶(SOD)活性较对照显著升高,活性氧累积引起的细胞膜脂过氧化程度(MDA含量)变化不显著,根系生物量及形态参数未发生显著变化.但随着渍水时间延长至5d后,根系O2-产生速率继续加快而SOD和过氧化氢酶(CAT)活性显著降低,细胞膜脂过氧化程度(MDA含量)显著提高;根系组织坏死严重,根生物量显著降低;根系形态发生显著变化,根表面积、根体积、主根长和总根长显著降低,平均根直径显著增加,须根数量明显减少.     

不同氮效率油菜苗期根系形态及养分累积差异研究

为了解低氮胁迫下氮效率差异油菜在根系形态及养分吸收累积方面的差异,以一对氮效率差异油菜种质为材料,通过水培研究在低氮胁迫下苗期根系形态和养分累积的变化及差异。结果表明,在不同氮浓度处理下,两个材料根系和养分累积量都存在显著差异（P<0.01）。低氮胁迫下（N浓度为0.38mmol/L）,油菜主根长和侧根长显著增加,根系木质化程度降低,养分累积量显著下降。与氮低效油菜种质相比,氮高效油菜总根长、根表面积、根体积、侧根数及主根长,分别高出30.96%、22.02%、24.13%、28.20%和40.62%,且植株氮、磷、钾累积量分别是氮低效油菜的2.02、1.89、3.37倍。此外,氮高效油菜根尖分生区细胞分裂数目增加,伸长区细胞长度增加,可能导致了油菜主根的伸长生长。综上所述,与氮低效油菜相比,氮高效油菜对低氮胁迫耐受力更强,根系较为发达、养分累积 量降低幅度小。因此,氮高效油菜种质可能通过更发达的根系和更多的养分累积来应对低氮胁迫。     

甘蓝型油菜抗寒性鉴定方法的建立和种质资源筛选

为筛选可利用的抗寒种质资源,建立了甘蓝型油菜抗寒性鉴定方法：将3叶期到4叶期的幼苗经4℃预处理（低温锻炼）24h,然后分别做4种冷冻处理（-2℃1h、-2℃1h+-4℃1h、-2℃1h+-4℃1h +-6℃1h）,随后统计存活率,计算抗寒指数,评估抗寒性。通过该方法对来自国内外的226份油菜资源进行抗寒性评价,结果表明：4种冷冻处理下,供试材料的存活率差别明显,抗寒指数范围是0~52。从中筛选出6份强抗寒性的种质,抗寒指数大于33;根据不同生态区划分,冬性、半冬性和春性材料的平均抗寒指数分别为8.10、7.70和9.10,春性材料抗寒性最优,也说明鉴定方法具有准确性。     

甘蓝型油菜对常用稻田除草剂的耐性评价

为降低稻田除草剂残留对油菜生产的风险,筛选不同除草剂耐性的油菜品种,以19个长江流域大面积应用的油菜品种为材料,选择吡嘧磺隆、丙草胺、灭草松、氰氟草酯等4种常用稻田除草剂,通过营养液纸培试验,考查发芽率及幼苗期株高、最大根长、鲜重、干重等性状,以各性状的耐除草剂系数作为衡量指标,对油菜品种进行除草剂的耐性综合评价。结果发现,在稻田除草剂胁迫下,油菜各生长指标反应因基因型而不同,差异显著。通过聚类分析筛选出与除草剂对应的耐性相对较强的油菜品种,并认为主成分分析、隶属函数法和聚类分析的方法综合评价更全面更稳定可靠。在稻-油生产模式中,建议根据水稻除草剂种类,选择对应的耐性油菜品种,降低生产风险。     

PEG模拟干旱胁迫下甘蓝型油菜的根系特性与抗旱性

采用砂培法,利用14%（m/V）聚乙二醇（PEG-6000）模拟干旱胁迫,研究39份甘蓝型油菜发芽期根系性状的变化及其与抗旱性的关系。结果表明,干旱胁迫对油菜根鲜重和侧根数有明显的抑制作用,而对根长和根冠比的影响较小。相关分析表明,相对侧根数与活力指数之间以及根长与活力指数之间均呈显著正相关,可作为抗旱性鉴定的辅助指标。杂交种和常规种在根系性状上差别不显著,表明其抗旱能力相当。对油菜的抗旱性进行综合评价和聚类分析发现,在欧式距离为60时39份材料可分为5个类群,其中A类抗旱性最强,平均相对侧根数77.9%,相对根长98.9%;E类抗旱性最差,平均相对侧根数69.3%,相对根长84.5%。筛选出发芽期抗旱性较强的3份材料：OR918、OR805和OR2025。       

不同钾效率类型油菜的农艺性状及钾素积累特征比较

为了解甘蓝型油菜不同钾素利用效率的植株所具有的表型特征,以长江流域冬油菜主产区广泛种植的34个甘蓝型油菜品种为试验材料,在田间试验小区以最佳肥料用量（每公顷210kg 氮,45kg五氧化二磷,67.5kg氧化钾）种植油菜,比较不同品种油菜对钾素的吸收利用率。根据平均值法可将材料分为四类：A-高效吸收高效利用型、B-低效吸收高效利用型、C-高效吸收低效利用型、D-低效吸收低效利用型。比较发现：A类的一次分枝数、一次分枝角果数、籽粒产量和茎秆干物质均显著高于B、C、D三类,每角粒数显著大于D类,而分枝节位则显著小于D类。A类籽粒钾含量和钾（氧化钾）积累显著高于其他类型。地上部钾积累总量表现为A（和C）高于B（和D）。     

2001-2010年国家审定冬油菜品种的产量与主要性状分析

对2001—2010年间全国审定的205份冬油菜品种按十五和十一五两个时期,进行产量性状、品质性状与农艺性状统计和对比分析,并对14个性状与产量之间的关系进行相关分析和通径分析。调查品种的各个性状发现：种子产量由十五期间平均2 388.78kg/hm2增加到十一五期间2 670.13kg/hm2,增幅达11.12%,单株角果数、每角粒数和千粒重3个产量因子的增幅分别为4.03%、0.36%和7.10%,表明单株角果数和千粒重的增加是油菜产量提高的主要原因。相关性分析发现,十五期间油菜产量与每角粒数、分枝数、增产点率和生育期呈显著或极显著正相关,另外,十一五期间油菜产量还与单株角果数（r=0.38）达到极显著正相关。通径分析发现,十五期间对产量的直接作用较强的性状分别为：菌核病病株率、菌核病指数、病毒病指数、病毒病病株率、每角粒数和单株角果数。十一五期间对产量的直接作用较高的性状分别为：每角粒数、菌核病病株率、株高、生育期、单株角果数和千粒重。     

油菜杂交种宁杂21号及其双亲苗期在盐胁迫条件下差异表达基因分析

为了解甘蓝型油菜杂种优势在盐胁迫中的表现,遏制减产,以油菜强优势杂交种宁杂21号及其亲本为材 料,通过转录组测序,筛选鉴定得到1078个芽苗期差异表达基因（DEG）与耐盐杂种优势密切相关,并能被已有盐胁 迫相关QTL注释,部分基因的表达能被荧光定量PCR验证,说明所得DEG具有可靠性,有潜在的油菜耐盐育种价 值。杂交组合中耐盐杂种优势相关DEG表达模式与母本更为类似,大部分表现为正调控,功能倾向于生物合成的 同化作用,而表达模式类似父本的DEG其功能倾向于氧化还原等调节作用。本研究还对耐盐性杂种优势特异的 SNP位点进行了预测和注释,以期为杂交油菜耐盐分子标记的开发以及耐盐育种提供理论依据。     

通过油菜与播娘蒿远缘杂交获得黄籽油菜种质

对双低甘蓝型油菜(NJ5280)与播娘蒿远缘杂种自交后代进行选择和品质鉴定,在F3代群体中得到13份黄籽材料,其中有4份黄籽双低高油油菜新种质,其品质符合含油量大于45%、硫苷低于30μmol/g、芥酸小于0.5%的双低高油标准。在F4代群体中又得到24份黄籽材料,其中有8份黄籽双低高油甘蓝型油菜新种质。因此,通过甘蓝型油菜与播娘蒿远缘杂种的选择,可获得黄籽双低高油油菜优异种质。     

油菜和甘芥杂交后代薹花期耐旱性鉴定

为筛选远缘杂交后代中的抗旱材料,连续4年于生殖生长关键时期（薹花期）,设正常灌水及干旱胁迫处理,考察包括甘蓝型油菜、芥菜型油菜及甘芥杂交后代共计43份材料成熟期产量及12个产量相关性状,采用经典抗旱指数法结合连锁聚类分析,筛选优异抗旱资源,并分析干旱对产量相关因子,尤其是产量组成因子的影响,筛选关键的抗旱性鉴定指标。结果表明,3个产量构成因子中,角果数对薹花期干旱最敏感,千粒重及每角粒数变化不大,干旱使得一次分枝数、侧枝角果数显著减少,导致总角果数下降,成为影响产量下降的主要原因,相关分析表明,干旱条件下相对总角果数、相对侧枝角果数、相对株高与抗旱指数呈显著正相关,相对侧枝角果数、相对总角果数可作为油菜薹花期抗旱性筛选指标,相对一次分枝数、相对株高也可作为初筛指标;同一材料在不同程度干旱胁迫下,其抗旱性表现有差别,4年共筛选出17份抗旱材料,抗旱性比较稳定的有3份,其中1份甘芥杂交后代材料抗旱性稳定且干旱条件下产量较高。