冷驯化和冷冻条件下不同抗寒性冬小麦品种三个COR基因表达差异的实时荧光定量分析

COR基因是含有CRT/DRE调控元件的一类冷响应基因,在植物抗寒耐寒过程中发挥着重要作用.为了分析不同抗寒性的冬小麦品种中COR基因表达的差异,明确在抗寒中起关键作用的COR基因,本实验以抗寒品种东农冬麦1号和不抗寒品种济麦22为材料,设定一系列低温处理,用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)分析低温下Wrab17、Wcor80和Wcs120三个基因的表达差异.结果表明,在所有冷处理中,这三个基因在抗寒品种东农冬麦1号的相对表达量均比不抗寒品种济麦22高,上调表达时间更长,响应时间更短.处理组和对照组中也出现较大差异,在某些处理组中的相对表达量明显更高.其中冷驯化处理8～12 h和冷冻处理4h时Wrab17在东农冬麦1号中分别上调表达11.2、14.7和26倍,同时期同处理的济麦22中此数值分别为2.7、6.2和4.3倍;冷冻处理6h时Wcor80在东农冬麦1号中上调表达6.5倍,在济麦22中则出现小幅下调;冷驯化处理1h后Wcs120在东农冬麦1号中上调8.7倍,在济麦22中未发现上调表达.     

寒地冬小麦返青期抗氧化特性

为了解寒地冬小麦返青期抗氧化特性,以返青率存在明显差异的5个寒地冬小麦品系为试验材料,通过返青期田间分阶段取样,测定和分析了MDA、GSH和AsA含量,以及SOD和POD活性的变化。结果表明,降温后冬小麦幼苗叶鞘MDA含量增加,且与返青率呈显著负相关;返青期大幅度降温过程中返青率较高的品系的SOD活性和AsA含量增加较快,AsA含量与返青率显著正相关;POD活性与MDA含量呈极显著正相关,SOD活性、AsA和GSH含量与MDA含量相关不显著。因此,提高寒地冬小麦返青期SOD活性和AsA含量,降低MDA含量,能减轻膜质过氧化程度,增强抗寒性。     

低温下冬小麦与中国春的TPS基因表达分析

海藻糖-6-磷酸合成酶基因(trehalose-6-phosphate synthase,TPS)是海藻糖合成途径中的关键酶基因,在植物耐寒过程中发挥着重要作用。为了分析不同耐寒性的小麦品种中TPS基因在低温处理下的表达差异,明确TPS基因在抗寒中所起的关键作用,以抗寒品种东农冬麦1号(D1)和对照品种中国春(CS)为材料,设定一系列低温处理,用qRT-PCR分析7个TPS基因的表达差异。结果表明,低温驯化初期,TPS4和TPS7在D1中大量表达。低温驯化后期,D1中TPS1、TPS2、TPS4、TPS6和TPS7基因的表达量均明显高于CS中的表达量。TPS2、TPS3、TPS5和TPS6基因在小麦低温冷冻中后期相对表达量达到最高。-16℃下D1中的TPS1、TPS6和TPS7基因相对表达量分别为同时期CS的72.8倍、308.68倍和32.83倍。D1中的TPS3基因在7个冷处理中有6个为下调表达,而TPS7基因在各处理下均为上调表达。本研究结果对高抗寒性新品种的选育具有重要意义。     

寒地冬小麦抗寒性评价方法的初探

为了快速评价寒地冬小麦耐低温特性,通过室内低温处理和自然条件种植两种方式,采用调查低温下植株成活率和反应植株受伤害程度的电导法,研究抗寒性不同的冬小麦植株低温下其受伤害程度的差异。结果表明,实验室内抗寒品种低温-24℃处理5天后植株受伤害程度一致,而不抗寒品种-18℃处理5天后植株受伤害程度一致;室内抗寒品种-12℃处理7天其成活率低于50%,而不抗寒品种-12℃处理1天其成活率低于50%。由此得出,室内种植和室外种植的冬小麦植株经冷冻后其成活率差异不显著;抗寒品种‘东农冬麦1号’的半致死温度为-32℃,不抗寒品种‘济麦22’的半致死温度为-15℃。     

冬小麦抗寒性鉴定的低温处理方式和鉴定指标的研究

为了筛选冬小麦抗寒性鉴定的低温处理方式和鉴定指标,以冬小麦强抗寒品种东农冬麦1号、弱抗寒品种济麦22和不抗寒品种中国春为试验材料,设室内快速低温、室内缓慢低温和田间种植三种处理,测定和分析了不同处理下小麦叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性及抗坏血酸(ASA)、谷胱甘肽(GSH)、丙二醛(MDA)、过氧化氢(H2O2)含量.结果表明,与室内缓慢低温处理相比,室内快速低温处理下小麦各项指标较接近田间种植处理,且与田间种植处理相关性较显著.低温下抗寒品种的H2O2及MDA含量显著低于弱抗寒品种和不抗寒品种,SOD活性和ASA含量与H2O2含量呈极显著负相关.因此,室内快速低温处理结合SOD活性及ASA、H2O2和MDA含量分析可以进行小麦品种抗寒性鉴定.     

外源海藻糖对冬小麦低温下胚芽长及幼苗抗寒性的影响

为了解外源海藻糖对小麦抗寒性的影响与作用机理,通过室内盆栽,模拟低温(冷冻)条件,研究外源海藻糖处理下抗寒品种东农冬麦1和弱抗寒品种济麦22的胚芽长、抗寒性相关指标及返青率。结果表明,在4℃条件下,抗寒品种东农冬麦1号在10mmol·L-1海藻糖处理下胚芽生长最快,弱抗寒品种济麦22在50mmol·L-1海藻糖处理下胚芽生长相对较快。在-5~-25℃冷冻处理后,东农冬麦1号和济麦22分别在10mmol·L-1和50mmol·L-1海藻糖处理下,分蘖节相对含水量、脯氨酸含量、可溶性糖含量及返青率相对较高,MDA含量较低。结果说明,外源施加一定浓度的海藻糖可以在一定程度上提高冬小麦对低温(冷冻)的抵抗能力。     

小麦不同杂交组合杂种优势及后代变异比较分析

以3个春小麦杂交组合的亲本及4个世代(F1、F2、F3、F4)为试验材料,对亲本、F1代及各分离世代个体的10个农艺性状的表现进行了分析.结果表明,F1在多数性状上其均值介于高亲值与低亲值之间.组合P1×P2中表现为正向超亲优势的性状较多,其超亲优势较大,而株高又表现出负向的中亲优势;组合P3×P4中表现为正向超亲优势的性状最多;组合P2×P5的优势较弱.不同组合间后代性状改进幅度差异较大.总的趋势是各性状在后代的变异大小及改进幅度大小与亲本表现及双亲差异的大小关系更为密切.     

协调指数对小麦后代中优良类型选择效果的研究

以3个杂交组合的亲本及4个世代(F1,F2,F3,F4)为试验材料,对亲本、F1代及各分离世代个体,依12个农艺性状的表现,分别计算了协调指数。结果表明,3个组合的F1代协调指数均小于亲本,说明在各性状协调性方面,亦存在杂种优势;分离世代的个体单株粒重与协调指数间存在着明显的负相关关系;以单株粒重大而协调指数小的类型为优良变异类型,不同组合各世代优良变异类型出现的几率存在差异;如果在各分离世代不加以选择时,优良变异类型出现的频率有随世代增加而下降的趋势。建议应在协调指数小的基础上,加强早期分离世代对优良变异类型的选择,以增大后期世代优良变异类型出现的比率,提高育种效率。     

寒地冬小麦CBF转录因子的克隆与表达分析

研究以已经报道的抗寒相关基因CBF的序列设计引物,从冬小麦"东农冬麦1号"中进行PCR,克隆得到长482 bp的CBF2序列,并对该序列进行比对、功能预测和RT-qPCR分析。结果表明,克隆得到的序列与一粒小麦的COR/DREbindg fartor 2(AY951945.1)、黑麦的CBFIVa-2B(ABY59787.1)和大麦的CBF(2ABE02653.1)相似度分别为100%、99%和100%;该序列N端40～60区域氨基酸表现为较强的疏水性;RT-qPCR结果表明,在小麦叶片中的CBF2表达量4℃作用6 h达到最高,24 h后降到最低;0℃作用2 h,CBF2表达量最高。     

播种方式与追肥时期对寒地冬小麦根系生理活性及子粒品质的影响

为探寻黑龙江省冬小麦合理种植模式,利用田间大田试验,设置播种方式和追肥时期处理,探讨对冬小麦根系生理活性及子粒品质的影响.结果表明,拔节期追肥可显著提高生育后期根系活力、SOD活性、POD活性,延缓根系衰老.拔节期追施适量氮肥可促进子粒蛋白的转移、积累,显著提高子粒蛋白组分含量.追氮时期的后移有助于提高子粒沉降值及容重.沟播各生育时期根系活力、SOD活性、POD活性明显高于平播处理,沟播各追肥处理蛋白组分含量、沉降值、容重明显高于平播处理的.综合来看,黑龙江省冬小麦采取沟播种植模式,结合拔节期追施氮肥150kg/hm2,有助于生育后期根系活力维持及品质改善.