外源激素破除桔梗种子休眠的方法研究

[目的]为解除桔梗种子休眠提供方法。[方法]以桔梗种子为材料,设GA3、NAA、6-BA各6个浓度梯度处理,不做预处理为对照,研究了不同处理的种子萌发情况。[结果]50~250 mg/L GA3溶液浸泡种子24 h,可以促进种子萌发。与对照相比,GA3浸种后种子发芽率、发芽势和发芽指数均显著提高,以250 mg/L GA3浸种24 h处理效果最佳。与对照相比,不同浓度的NAA溶液浸泡后种子发芽率、发芽势发芽指数有升有降;与蒸馏水处理相比,NAA浸种处理后种子发芽率、发芽势和发芽指数均有所降低。与对照相比,低浓度的6-BA处理可以明显促进种子发芽,而高浓度6-BA抑制桔梗种子萌发。与蒸馏水相比,不同浓度6-BA浸种后种子发芽率、发芽势和发芽指数均有所下降。[结论]250 mg/L GA3浸种24 h破除种子休眠的效果最佳。     

北方旱寒区冬油菜根系抗寒指标分析

为了研究北方旱寒区冬油菜根部生理特性与其抗寒性的相关性,对6个不同抗寒性冬油菜品种整个生育期根部的干物质积累、含水量、可溶性蛋白含量及相关保护性酶活性的变化进行了分析,并将各指标与越冬率进行了相关性分析,用与越冬率相关性显著、极显著的6个指标对冬油菜进行聚类分析。结果表明,降温前,各指标与越冬率的相关性均不显著;降温后,越冬率与可溶性蛋白含量、SOD活性极显著正相关,与POD、APX活性显著正相关,与根直径、根冠比、CAT活性正相关,与根含水量负相关;根据聚类分析结果,可将试验材料分为3类,第1类：07-G01,天油2号,天油4号,此类抗寒性弱,为耐寒性品种;第2类：上党,74-1,此类抗寒性一般,为中抗寒性品种;第3类：陇油6号,此类抗寒性强,为强抗寒性品种。由此推断,在北方旱寒区,冬油菜越冬前根直径大、根冠比高、根含水量低有利于冬油菜安全越冬;降温后,冬油菜可溶性蛋白、SOD、POD 、CAT和 APX酶活性值越高,其抗寒性越强。     

白菜型冬油菜抗寒相关性状的遗传分析

【目的】了解白菜型冬油菜抗寒相关性状的遗传方式,为油菜抗寒性的遗传育种提供一定的理论依据。【方法】以6个抗寒性不同的白菜型冬油菜品种(系)为亲本材料,按照GriffingⅠ配制完全双列杂交组合,将亲本和F_1种植后测定抗寒性相关的性状以获得试验数据。采用QGAStation软件中的加性-显性遗传模型和MINQUE(1)法,对白菜型冬油菜越冬率及11个理化性状的遗传方差分量比率、遗传相关性、亲本加性效应、组合显性效应和遗传率以及杂种优势进行分析。【结果】越冬率、POD活性、SOD活性、可溶性糖含量、相对电导率、叶绿素含量、蒸腾速率和气孔导度的遗传主要以加性效应为主,显性效应影响较小;CAT活性、丙二醛含量、可溶性蛋白含量和净光合速率则主要以显性效应为主。在基因型和表现型的相关分析上,越冬率与CAT活性、POD活性、SOD活性、可溶性蛋白含量、可溶性糖含量、叶绿素含量、蒸腾速率、气孔导度和净光合速率呈极显著正相关,与丙二醛含量和相对电导率则呈极显著负相关。陇油7号和陇油8号在越冬率、CAT活性、POD活性、SOD活性、可溶性蛋白含量、可溶性糖含量、叶绿素含量、蒸腾速率、气孔导度和净光合速率上的加性效应均呈正值,表明陇油7号和陇油8号可用作提高后代抗寒性的亲本。显性效应分析表明,陇油7号×GY和陇油7号×陇油8号是抗寒性强的组合。狭义遗传率以SOD活性、相对电导率、蒸腾速率和越冬率的表现最好,分别为74.63%、59.06%、57.49%和56.87%,CAT活性最低,为2.83%。CAT活性、可溶性蛋白含量和净光合速率3个抗寒相关性状具有很强的群体平均优势和群体超亲优势。【结论】越冬率、SOD活性、相对电导率和蒸腾速率适宜在早代选择,亲本评价分析指出,陇油7号的一般配合力高,可作为冬油菜抗寒性改良的首选亲本。     

夜间低温对白菜型冬油菜光合机构的影响

【目的】探讨夜间低温对白菜型冬油菜叶片光合机构的影响机理及品种间差异。【方法】采用人工气候室内模拟夜间低温对白菜型冬油菜幼苗叶片气孔形态、叶绿体超微结构、光合特性及产物分配与积累的影响。【结果】昼/夜温度为20℃/10℃时,与弱抗寒品种天油2号相比,超强抗寒品种陇油7号生长点较低,株型匍匐,叶色深,叶绿素含量、胞间CO₂ 浓度（C_i）、叶片净光合速率（P_n）处于同一显著水平。当夜间温度降至5℃处理7 d后,不同抗寒品种气孔导度（G_s）、C_i、P_n下降,叶绿素含量、根/冠升高,表明低夜温下不同品种均有更多光合产物被优先输送到根部;天油2号叶片叶缘、叶尖呈卷曲状或水渍斑状,表现明显冻害症状,陇油7号叶色加深,叶片平展,生长点下陷,未见冻害;夜温降低处理后白菜型冬油菜叶片叶绿素均升高,不同品种叶绿素升高幅度明显不同,天油2号比对照升高6.0%,陇油7号升高9.6%;此时,天油2号大部分气孔关闭或半关闭,其叶片胞间C_i高于陇油7号,G_S、P_n显著低于陇油7号,表明在夜间温度为5℃时,天油2号光合作用受到显著抑制,非气孔限制是引起其光合效率降低的主要原因;而陇油7号在5℃低夜温条件下,叶片气孔大部分仍保持开放,叶片P_n、C_i虽略有下降,但与对照（昼夜温度为20℃/10℃）处于同一显著水平,在5℃低夜温条件下仍保持较高的光合能力。昼/夜温度为20℃/10℃时,白菜型冬油菜叶绿体紧贴细胞内壁整齐排列,基粒片层垛堞整齐紧密,基质片层整齐有序,叶绿体外形呈梭状或单面凹透镜形,内含淀粉颗粒,陇油7号淀粉粒数量和直径均大于天油2号;当昼/夜温度降为20℃/-5℃时,天油2号下部叶片已全部干枯,持绿叶片叶出现水渍状冻害,陇油7号心叶深绿色,下部叶变黄,但叶片平展,叶面呈块状泛红;天油2号相邻叶绿体融合、叶绿体外膜破裂、释放出內溶物,基粒溶解、基质片层断裂,叶绿体膜有序结构完全损坏;陇油7号叶绿体外膜完整清晰,保持部分基粒结构,基质片层结构较完整,其内仍有少量淀粉粒存在;-5℃低夜温处理后冬油菜不同品种C_i升高,叶绿素含量、G_s、P_n下降;但不同品种叶绿素含量、气体交换参数等存在显著差异,天油2号叶绿素含量显著低于陇油7号,其P_n迅速降低到0.210 μmol CO₂·m^-2·s^-1,比对照下降256.2%,陇油7号P_n为0.434 μmolCO₂·m^-2·s^-1,是天油2号的2.06倍,在-5℃低夜温处理后陇油7号仍有较高的光合速率;陇油7号根/冠显著高于天油2号,表明陇油7号更多光合物质被优先输送到根部保存。【结论】低夜温造成白菜型冬油菜叶绿体光合膜结构损伤,引起叶片P_n降低,昼/夜温度为20℃/5℃时,P_n的下降主要与气孔限制相关,而昼/夜温度为20℃/-5℃时,P_n下降主要由非气孔限制引起。     

北方寒旱区白菜型冬油菜抗寒性与抗旱性评价及其关系

【目的】研究冬油菜的抗寒性和抗旱性,探讨抗寒与抗旱之间的关系,为中国北方白菜型冬油菜的改良及抗寒性和抗旱性的综合评价提供可借鉴的方法和理论依据。【方法】分别通过自然降温处理（15℃--5℃）和人工控制水分的方法（干旱胁迫4、7和10 d）分别对6份不同抗寒等级冬油菜摸拟低温和干旱胁迫,分析其形态、生理生化和生长指标的变化,采用隶属函数法、相关性分析法、聚类分析法、主成分分析法对不同品种的抗寒性和抗旱性进行综合评价。【结果】6份冬油菜品种越冬率相差很大（20.1%-94.7%）。抗寒性强的品种植物学形态特征表现为幼苗匍匐贴地生长、生长点洼陷低于地表、叶色深绿色、真叶刺毛多。且低温胁迫之后抗寒生理生化指标变化明显,相对电导率和MDA（丙二醛）含量增加,且抗寒性强的品种增加幅度小;SOD、POD、CAT酶活性升高,可溶性蛋白、可溶性糖、游离脯氨酸等调节性物质含量明显增加,且抗寒性强的品种变化明显,差异显著。随着干旱胁迫时间延长,膜结构首先遭到破坏,相对电导率和MDA含量升高,细胞失水,叶片相对含水量、束缚水/自由水、叶绿素含量降低（光合作用降低）,幼苗苗长、叶片和根鲜干重降低,直到幼苗萎蔫,且抗旱性强的品种变化幅度小,同时抗旱性强的品种叶片保水能力强、土壤耗水少、萎蔫系数小。通过主成分分析,6份冬油菜的抗寒性强弱依次为陇油7号＞陇油6号＞陇油9号＞延油2号＞天油2号＞Vision,而抗旱性强弱依次为陇油6号＞陇油7号＞陇油9号＞延油2号＞Vision＞天油2号。【结论】中国北方寒旱区低温、干旱并存,不同冬油菜品种间抗寒性和抗旱性差异较大,由于产生了交叉适应性,在抵御低温冻害的同时提高了对干旱胁迫的适应性,因此,白菜型冬油菜抗寒性强的品种一般抗旱性也比较强。     

冬前低温胁迫下白菜型冬油菜抗寒性的形态及生理特征

【目的】为白菜型冬油菜抗寒种质创新及抗寒品种选育提供依据。【方法】以抗寒性不同的白菜型冬油菜品种为材料,采用田间观察、比色法、冰晶消长法、显微测微、光合测定等技术,探讨北方寒旱区主要冬油菜品种抗寒性差异形成的形态、生理及分子机理。【结果】冬前低温阶段,弱抗寒品种多数气孔关闭或半开放,而强抗寒品种（陇油6号）气孔仍保持完全开放状态,且光合速率、根冠比、根部干物质积累均较高;可溶性蛋白与抗寒性显著正相关,而SOD、POD、CAT活性、游离脯氨酸、MDA含量与抗寒性无明显相关关系;与天油2号相比,低温下陇油7号质外体蛋白提取液形成冰晶体积小、分布均匀,形态以五边形、椭圆形和双菱形为主,具有明显重结晶抑制活性和饰晶活性。【结论】冬前低温阶段,白菜型冬油菜强抗寒品种叶片气孔多数仍保持开放,Pn较高,光合产物优先分配至地下部贮存;根部抗冻蛋白表达上调,增强了其抗寒性。     

PEG模拟水分胁迫对白菜型冬油菜幼苗生长及生长特性的影响

采用不同质量分数的聚乙二醇6000(Polyethylene glycol 6000,PEG6000)溶液模拟水分胁迫,研究4种白菜型冬油菜幼苗形态特征及生理生化特性,评判不同品种的抗旱性强弱。结果表明,PEG对4种白菜型冬油菜的成苗率、主根长、苗高、单株鲜质量、相对活力指数有显著的抑制效应;PEG质量分数为5%~15%时,超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性与胁迫质量分数呈正相关关系,在质量分数15%~20%时酶活性出现峰值,达显著性水平(P0.05),随之下降。可溶性糖(SS)含量、可溶性蛋白(SPr)含量、脯氨酸(Proline)含量、相对电导率、丙二醛(MDA)含量与胁迫质量分数呈显著正相关关系。线性回归分析得到白菜型冬油菜PEG胁迫的半致死质量分数(LC50)为18.2%、半致死相对电导率(EC of LC50)为15.73%。4个品种的抗旱性顺序依次为:陇油6号陇油7号天油7号≥天油5号。     

抗除草剂转基因水稻研究进展

本文综述了转抗除草剂Bar基因、pat基因和aroA基因水稻的抗性机理,抗除草剂基因导入水稻的常用方法及导入后对稻米品质的影响,抗除草剂基因在水稻研究和生产上的应用以及抗除草剂转基因水稻的安全性问题,同时指出了目前研究中存在的有关问题及今后的发展方向。     

干旱胁迫对桔梗种子萌发及幼苗生长的影响

【目的】阐明桔梗种子萌发及幼苗生长对干旱胁迫的形态与生理响应机制。【方法】以桔梗种子为材料,采用质量分数5%,10%,15%,20%,25%的聚乙二醇(PEG-6000)模拟不同程度的干旱胁迫,以蒸馏水处理为对照,测定干旱胁迫下桔梗种子的发芽特征及幼苗叶片的抗氧化酶活性、渗透调节物质和丙二醛含量等指标,探讨干旱胁迫对桔梗种子萌发和幼苗生长的影响。【结果】(1)干旱胁迫下桔梗种子初始萌发时间延后,发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数、胚芽长、胚根长、胚根长/胚芽长和苗鲜质量等指标均较对照明显降低,且随干旱胁迫程度的加剧,以上指标均呈显著下降趋势;干旱胁迫对桔梗幼苗胚根生长的抑制作用较其对胚芽的影响更为明显。(2)随着干旱胁迫程度的增大,桔梗幼苗叶色逐渐变为暗绿色,叶片卷曲,气孔关闭。(3)质量分数10%PEG-6000处理桔梗幼苗的脯氨酸含量略高于对照,其余各处理的游离脯氨酸含量均低于对照;低质量分数(≤5%)PEG-6000处理桔梗幼苗的可溶性糖含量略低于对照,但高质量分数(≥10%)PEG-6000处理的可溶性糖含量均显著高于对照。(4)与对照相比,不同质量分数PEG-6000处理后桔梗幼苗叶片的SOD活性均显著升高,而POD活性均显著下降;质量分数5%PEG-6000处理桔梗幼苗叶片的CAT活性较对照略有升高,但差异并不显著,而高质量分数(≥10%)PEG-6000处理叶片的CAT活性较对照显著降低;PEG-6000处理幼苗叶片的MDA含量均显著高于对照。【结论】干旱胁迫对桔梗种子萌发和幼根、幼芽生长均有明显的抑制作用,但对幼根生长的抑制作用更加明显,轻度干旱胁迫即能显著抑制幼根生长可能是造成桔梗种子田间出苗率低的主要原因之一。     

白菜型冬油菜铁超氧化物歧化酶（Fe-SOD） 基因的克隆及表达分析

【目的】了解SOD酶蛋白家族Fe-SOD在超强抗寒冬油菜中的表达情况及其在低温胁迫下的作用。【方法】采用RT-PCR技术克隆超强抗寒白菜型冬油菜陇油7号Fe-SOD的cDNA序列。对该序列进行生物信息学分析,采用半定量以及相对定量RT-PCR研究Fe-SOD在低温胁迫下的表达模式,采用氮蓝四唑（NBT）光还原法测定冬油菜叶片和根中的总SOD酶活性。【结果】获得Fe-SOD,GenBank登录号为KF178713,该基因cDNA片段全长645 bp,包含一个639 bp完整的开放阅读框,编码212个氨基酸的蛋白质,与白菜(Chiifu)的蛋白质氨基酸序列同源性高达99%。该基因编码的酶蛋白是1个主要由α-螺旋组成的亲水性稳定蛋白,无信号肽,无跨膜结构域。Fe-SOD表达模式分析显示初期低温胁迫下（4℃）,该基因上调表达,继续低温胁迫处理（-4℃和-8℃）,Fe-SOD表达量受到抑制。总SOD酶活性测定显示冬油菜根中酶活性高于叶片,以利于冬油菜安全越冬。【结论】从白菜型冬油菜克隆的Fe-SOD具有已知物种Fe-SOD的特征。Fe-SOD在冬油菜品种陇油7号抗寒过程中起作用。