CoCI2 对NaCl 胁迫下大麦生长及幼苗生理指标的影响

 为了明确钴对ＮａＣｌ胁迫的缓解作用,本研究就ＣｏＣｌ_２对不同浓度ＮａＣｌ胁迫下大麦种子的萌发、幼苗生长及内源激素与相关生理指标的影响进行了探讨。结果表明,随着ＮａＣｌ胁迫程度的加重,大麦种子发芽势、发芽率显著降低,芽与根的生长受到显著抑制。幼苗脱落酸（ＡＢＡ）与丙二醛（ＭＤＡ）大量积累,抗氧化酶活性提高。加入０．１ｍｍｏｌ／ＬＣｏＣｌ_２显著提高了ＮａＣｌ胁迫下大麦种子的发芽势与发芽率,促进了芽与根的生长,抑制了幼苗ＡＢＡ的积累,同时提高了抗氧化酶活性,降低了ＭＤＡ 的含量,且在较严重ＮａＣｌ胁迫下作用更明显。ＣｏＣｌ_２提高了ＮａＣｌ胁迫下幼苗（ＩＡＡ＋ＧＡ_３）／ＡＢＡ 的值,减缓了活性氧（ＲＯＳ）的积累与膜脂过氧化进程,对种子萌发及幼苗生长起到了促进作用,在一定程度上提高了大麦幼苗对ＮａＣｌ胁迫的适应能力。     

啤酒花不同外植体筛选及再生体系构建

为研究不同外植体、不同激素配比对啤酒花愈伤组织诱导、分化和植株再生的影响,建立稳定高效的啤酒花再生体系,选用5种不同基因型啤酒花半木质化枝条,通过扦插生根发芽筛选最适外植体供体。以啤酒花根尖、腋芽、叶片为外植体,研究不同外源激素配比对其愈伤组织诱导、不定芽分化及生根的影响。结果表明:1)PJ274材料在相同生长条件下生根率最高为85%,且在日本园试配方的水培液中发芽率高达40%,是最理想的啤酒花外植体供试母体材料;2)对比根尖、腋芽和叶片为外植体诱导愈伤组织情况,腋芽为最适外植体,诱导率为51.11%;3)啤酒花腋芽愈伤组织诱导的最适激素配比是6-BA(6-苄氨基嘌呤)0.1mg·L^-1+IAA(吲哚乙酸)1.0mg·L^-1+2,4-D(2,4-二氯苯氧乙酸)2.0mg·L^-1,愈伤组织诱导率可达86.67%;4)啤酒花腋芽愈伤组织芽的分化率在6-BA1.0mg·L^-1+NAA(萘乙酸)0.2mg·L^-1+2,4-D2.0mg·L^-1的条件下最高,为66.67%;5)啤酒花腋芽愈伤组织根分化的最佳激素调控模式为6-BA0.1mg·L^-1+IBA(乙哚丁酸)1.0mg·L^-1,最高生根率为66.67%。试管苗经炼苗后移栽,成活率达80%。最终成功构建了以腋芽为外植体的啤酒花高频再生体系,为啤酒花种质资源保存、组培快繁和基因工程育种研究奠定基础。     

海拔对啤酒大麦产量和品质的影响

为丰富大麦立体栽培理论,更好地推动高海拔地区大麦的生产,通过不同海拔种植大麦试验,分析了海拔对大麦农艺性状、品质及产量的影响。结果显示,随海拔升高大麦生育期显著延长,株高显著增高,千粒重增大,籽粒发芽率和蛋白质含量显著降低,麦芽浸出物和库尔巴哈值先升高后降低,可溶性氮先降低再升高;海拔对产量也有明显影响,在试验区内产量随海拔升高呈现先升高后降低的趋势。海拔对两个大麦品种的产量和品质的效应相同。因此,生产上应因地制宜,发挥区域优势,重视海拔对大麦品质的调控作用,以改善大麦的品质。     

青稞主要性状的差异性与遗传分析

为合理评价110份青稞品种(系)的农艺性状及遗传特性,对参试种质材料的株高、穗长、穗粒数、分蘖数和千粒重进行了调查统计,同时用分布于大麦全基因组的48对SSR标记进行了遗传多样性分析。结果表明,参试材料各农艺性状变异较大,变异系数为2.92%~42.33%,其中株高、穗长、分蘖数、穗粒数和千粒重变化范围分别为53~122cm、2.5~7cm、2~19个、20~90粒和25.46~60.34g。SSR标记共检测到168个等位变异,变化范围为2~6个。110份青稞种质材料分成三大类群。SSR标记的1 128个位点成对组合中,不论是共线性成对组合还是非共线性成对组合,都存在一定的连锁不平衡(linkage disequilibrium,LD)。D′统计概率(P0.01)支持的LD成对位点438个,占全部位点的38.8%,D′的平均值为0.36,整体LD水平较高。较高水平的LD位点(D′0.5)主要分布在2H、4H、6H和7H连锁群上。     

89份大麦遗传多样性分析及其网斑病抗性位点相关SSR标记筛选

大麦网斑病是大麦(Hordeum vulgare)主要病害之一,由网斑病菌(Pyrenophora teres)引起.近年来网斑病在我国大麦产区发生并流行,网斑病之所以在我国各大麦产区发生并流行,主要是由于生产中缺乏抗网斑病品种.为分析大麦种质材料遗传多样性,筛选与大麦抗网斑病性状相关联的SSR标记,本研究利用70对品种间表现多态性的SSR标记对89个大麦品种(系)进行分析.结果显示,70个SSR标记共检测出302个等位变异,平均4.31个,变幅为2～8个;等位基因频率为0.141 2～0.916 7;基因多样性和遗传相似系数的变化范围分别是0.103 9～0.894 4和0.520～0.873;多态性信息含量(polymorphic informationcontent,PIC)为0.098 5～0.884 6,平均为0.537.群体遗传结构分析表明,供试大麦亲本材料可分为2个亚群,群体遗传相似系数变幅为0.635～0.895.品种美41/I和美43/I的遗传相似系数最高,为0.895.根据一般线性模型(general linear model,GLM)分析,发现5个与大麦抗网斑病相关的标记,解释率在7.2％～22.4％之间,标记Bmac29和Bmag0613关联达到极显著水平(P＜0.01),对表型变异的解释率为分别为10.7％和22.4％.本研究为大麦网斑病抗病育种提供了一定理论依据.     

不同重金属胁迫对盐生草种子萌发特性的影响

以盐生植物盐生草为材料,研究不同重金属胁迫下其种子萌发特性,探讨盐生草种子萌发期对不同重金属的耐受程度,旨在为盐生草对重金属污染土壤修复提供理论依据。以5种主要土壤重金属污染物(Cu、Zn、Ni、Cd、Pb)胁迫处理盐生草种子,对其发芽率、发芽势、株高、鲜重、干重、根系活力和离子含量进行测定,并对以上指标进行聚类分析和主成分分析。结果表明:在5种不同重金属胁迫下,低浓度处理对盐生草种子萌发影响较小,高浓度则产生抑制作用;但是其对幼苗生长指标的影响不同,其中,株高、鲜重和根系活力在低浓度Zn^2+、Pb^2+处理下与对照差异不显著,但在5.00 mmol·L^-1 Zn^2+和3.00 mmol·L^-1 Pb^2+胁迫下显著降低,以上指标均低于各重金属胁迫下对照的55%和52%;低浓度Cu^2+、Ni^2+、Cd^2+显著抑制盐生草幼苗的株高、鲜重和根系活力,且分别在3.00 mmol·L-1 Cu^2+和Ni^2+、0.20 mmol·L^-1 Cd^2+胁迫下降低最为显著,株高、鲜重和根系活力均低于各金属胁迫下对照的40%、46%和53%;组织内各金属离子含量随处理浓度的升高而增大,同时在5.00 mmol·L-1 Zn2+,3.00 mmol·L^-1 Pb^2+、Cu^2+、Ni^2+和0.20 mmol·L^-1 Cd2+胁迫下升高幅度最大。聚类分析结果显示,以3.00 mmol·L^-1 Zn^2+,1.00 mmol·L^-1 Pb^2+、Cu^2+、Ni^2+和0.10 mmol·L^-1 Cd^2+为结点,将各金属胁迫浓度聚为两类,并对上述结点下各指标进行主成分分析,发现在重金属Zn^2+、Pb^2+、Ni^2+胁迫下,发芽指标贡献率最大,Cu^2+、Cd^2+胁迫下,生物量指标贡献率最大。上述结果说明,在重金属Zn2+浓度低于3.00 mmol·L^-1,Cu^2+、Ni^2+和Pb2+浓度低于1.00 mmol·L^-1,Cd^2+浓度低于0.10 mmol·L^-1的处理环境下,其对盐生草种子萌发和幼苗生长的影响较小;发芽指标可首选为评价盐生草萌发期耐重金属Zn^2+、Pb^2+和Ni2+的重要参数,生物量可首选为评价盐生草萌发期耐重金属Cu2+和Cd2+的重要参数。     

大麦种质资源抗叶斑病评价

为明确不同大麦种质对叶斑病的抗性差异,筛选抗性种质材料和挖掘相关的遗传位点,在三叶期对200份大麦种质接种叶斑病强致病株Z14484,培养9 d后统计各材料发病情况,明确其抗病等级,进行抗性鉴定与评价。结合Illumina 9K SNP芯片,通过Structure和PLINK软件进行群体和显著位点分析,鉴定与性状显著关联的SNP位点。结果表明,供试大麦材料抗性差异显著,在ΔK=3水平上群体遗传结构可以分为3个亚群,分别包含100、67、33份大麦材料;全基因组关联分析（genome-wide association study,GWAS）共检测到12个与大麦叶斑病抗性相关的位点,其中位于3H染色体上的11_11436和SCRI_RS_201075与大麦叶斑病抗性关联最大。研究结果为大麦叶斑病抗病基因定位与抗病育种提供参考依据。     

100份大麦种质资源成株期抗旱性鉴定及抗旱指标筛选

为了筛选大麦抗旱新种质及成株期抗旱性指标,以100份大麦种质为材料,连续2年在大麦生长期降水量不足40 mm的甘肃省敦煌试验站种植,试验设置正常灌水和干旱胁迫2个处理,通过测定100份大麦种质材料的株高（PH）、穗长（SL）、穗粒数（GNS）、分蘖数（TN）、有效分蘖（ET）、单株生物量（IB）、千粒重（TGW）和产量（Y）,采用抗旱性度量值（D）、综合抗旱系数（CDC）、加权抗旱系数（WDC）、相关分析、频次分析、灰色关联分析、主成分分析等方法,鉴定了100份大麦种质的抗旱性,并进行了抗旱指标的筛选。结果表明,干旱胁迫对大麦成株期株高、穗长、单株生物量、分蘖数、有效分蘖数、穗粒数、千粒重和产量均有极显著影响。通过对大麦成株期抗旱能力的综合评价指标进行分析,发现D值与WDC值相结合可以较为准确地评价大麦成株期的抗旱性;单株生物量、穗粒数、分蘖数、有效分蘖和株高可作为评价大麦成株期抗旱性的指标;成株期抗旱性较强的种质有S-130、BNOC168、LL-53、资源160-早熟3号、IL-18、Z16、沾益红毛大麦和资源21-6B98-9339。     

119份春小麦种质萌发期抗旱性鉴定及抗旱相关基因表达特性分析

为了解不同小麦种质萌发期抗旱性强弱,以20% PEG6000溶液模拟干旱胁迫,对119份春小麦萌发期种子发芽势、种子发芽率、根鲜重、根干重、苗鲜重、苗干重、叶鲜重、叶干重、根长和苗长进行测定分析,并综合评价其抗旱性。结果表明,种子发芽势、种子发芽率、苗鲜重、苗干重、叶鲜重和苗长可以作为评价春小麦萌发期抗旱能力的主要指标,并筛选出了1份抗旱型材料、36份较抗旱型材料、43份较敏感型材料和39份敏感型材料。为进一步研究抗旱相关基因在抗旱型与干旱敏感型材料萌发期响应干旱胁迫的表达特性,从而验证抗旱材料鉴定的准确性,以筛选出的2份抗旱性最好的种质（蒙茬1号、黑穗）和2份干旱敏感型种质（09594、K250）为材料,利用qRT-PCR对其在不同时长（0 h、1 h、6 h、12 h、24 h）的20% PEG6000胁迫下 TaNAC29、 TaC2DP1、 TaDLEA3、 TaCP 、 Taα-AMY 和 TaGPX 的表达特性进行分析表明,随着胁迫时间的增加,以上6种基因在小麦叶片和根系中均上调表达,表达量均在胁迫24 h时达到峰值,且 TaNAC29、 TaDLEA3、 TaCP 和 TaGPX 在根系中的表达量均明显高于叶片,而 TaC2DP1和 Taα-AMY 在叶片中的表达量更高;此外,抗旱材料蒙茬1号和黑穗中6种基因的表达量均高于敏感材料09594和K250。