人工环境鉴定小豆芽苗期耐冷性研究

对来自中国北京187份、天津33份、河北25份、山西16份、山东6份、河南1份、安徽1份、江苏22份、四川2份、陕西3份、辽宁18份、吉林33份、黑龙江5份,日本31份和韩国1份共384份小豆种质资源进行发芽期耐冷性鉴定,并以31份资源和18个品种为试验材料,进行三叶期耐冷性鉴定研究.结果表明:筛选出发芽期耐冷性较好(耐冷指数>0.80)的资源31份;在三叶期低温8～5℃胁迫7d,资源G-I-34、JN95-0和E0064等表现出较强的耐冷性.采用三叶期低温8～5℃胁迫7d,只统计生长正常苗的方法进行小豆苗期耐冷性鉴定评价是可行的;小豆发芽期与三叶期耐冷性存在差异;苗期持续耐冷性存在差异.     

茄子种质资源的耐冷性鉴定

采用低温胁迫下幼苗叶片冷害指数、种子活力指数、叶片电导百分率为指标,对34份不同类型的茄子种质资源进行耐冷性鉴定。结果表明,活力指数与冷害指数、电导百分率均呈极显著负相关,电导百分率与冷害指数呈极显著正相关。通过耐冷隶属函数值和聚类分析,初步筛选出11份耐冷性较强的材料。     

茄子种质资源的耐冷性鉴定

采用低温胁迫下幼苗叶片冷害指数、种子活力指数、叶片电导百分率为指标,对34份不同类型的茄子种质资源进行耐冷性鉴定.结果表明,活力指数与冷害指数、电导百分率均呈极显著负相关,电导百分率与冷害指数呈极显著正相关.通过耐冷隶属函数值和聚类分析,初步筛选出11份耐冷性较强的材料.     

粳稻芽期耐冷性鉴定方法研究

利用22个粳稻品种,在不同低温胁迫、不同处理天数下进行水稻芽期耐冷性鉴定,并提出了适合于粳稻芽期耐冷性的鉴定方法.研究结果表明,在低温胁迫和不同天数的处理中,以2℃/6d低温胁迫下的22个粳稻品种死苗率的方差和变异范围表现为最大,并且死苗率的分布比较合理,据此认为该低温胁迫对于粳稻芽期耐冷性鉴定是比较合适的胁迫条件.在2℃/6d低温胁迫下,靖粳7号、辐优1号、合系15、沈农15、东农422、滇系1号等品种芽期耐冷性属3级,为强耐冷性品种;云南省粳稻品种的芽期耐冷性普遍好于东北三省的粳稻品种.     

水稻耐冷性鉴定评价方法

水稻耐冷性是我国东北和西南高海拔地区、日本、韩国和朝鲜等国水稻育种的重要研究目标,至今许多学者对水稻耐冷性进行了广泛的研究,并且目前所采用的耐冷性鉴定评价方法已基本成熟,但国内还没有对其进行技术规范化.本文汇总了国内外至今所采用的水稻耐冷性鉴定方法和耐冷指标及分级标准等,将为水稻耐冷性种质资源鉴定和育种以及我国水稻耐冷性鉴定评价技术规范的制定提供参考依据.     

水稻种质资源芽期耐冷性的鉴定与评价

对新收集的879份水稻种质资源进行了水稻芽期耐冷性的鉴定与评价,从中筛选出芽期耐冷性极强的水稻种质资源39份,均为贵州地方粳稻品种.供试粳稻品种61.23%具有强芽期耐冷性(3级),而籼稻品种只有13.77%具有强芽期耐冷性(3级 ),粳稻品种的芽期耐冷性显著强于籼稻品种.无论籼稻,还是粳稻,贵州地方稻种的芽期耐冷性显著强于来自其他地区的品种,从贵州地方稻种中挖掘极强耐冷种质资源的潜力较大 .     

黄瓜萌芽期和苗期耐冷性评价

选用13份黄瓜材料,研究萌芽期和苗期共12个指标与黄瓜耐冷性的关系,对材料进行耐冷性评价.结果表明:17℃下的相对发芽率、相对发芽势、相对胚根长和相对活力指数在13份黄瓜材料中差异显著(P＜0.05),并与黄瓜耐冷性的相关关系显著;苗期4℃处理2d时各材料之间生理差异明显,冷害指数与恢复后成活率的相关性显著,而与总蛋白、电导率、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性的相关性不显著.通过聚类分析将黄瓜材料耐冷性分为3个等级,通过逐步回归分析建立了两个生育期黄瓜耐冷性方程,可根据置信区间估计值对黄瓜的耐冷性进行较好的评价.     

植物耐冷性基因工程

温度决定物种的分布,同时还影响作物的产量和品质。植物耐冷的机制涉及到许多方面,包括膜脂组成的变化、可混溶溶质的积累、抗氧化酶活性的提高、低温相关基因的诱导表达等。由于植物的耐冷性状由多基因控制,采用传统的育种方法往往难以取得理想的结果,而植物基因工程技术的发展及应用则提供了另外可能的途径,可以通过转移耐冷性状形成的关键基因从而对植物进行改良。本文从膜脂组成、可混溶溶质、抗冻蛋白、抗氧化酶和诱导植物低温相关基因的转录因子等方面对植物耐冷性的基因工程研究进行了综述,以期为植物育种者和从事冷胁迫机制研究的工作者提供参考。     

早稻旱育与湿润育秧苗期耐冷性差异的初步研究

在人工低温下比较旱秧和湿润秧苗的耐冷性。在人工气候箱以日平均气温8.5℃处理5d期间旱秧植株还有缓慢生长,受害苗率较少,受害程度也较轻,而湿润秧则植株生长停滞,受害苗率多,植株中度矮缩且叶片大部萎蔫。旱秧比湿润秧较为耐冷。     

玉米耐冷性的数值分类研究

1928年,Sellschop和Salman研究了起源于热带的若干农作物的耐冷性反应,将其分为抗冷类型、中间类型和敏感类型。玉米是喜温作物,玉米种植受温度制约。随玉米耐冷性研究不断深入,运用多因子试验综合评估玉米耐冷性,为选育耐冷玉米品种提供依据。我们研究了8个玉米自交系的52个耐冷特征,结果表明,玉米自交系可分为耐冷性强、中等和弱三种类型。     

棉花在广西南宁的越冬耐冷性鉴定和遗传分析

在广西南宁对不同种质来源的棉花材料及其杂交后代进行越冬耐冷性鉴定,为多年生棉花耐冷育种提供基础材料。在开展最佳处理时间和处理温度筛选的基础上,采用5个耐冷生理生化指标(相对电导率、可溶性糖、可溶性蛋白、丙二醛和脯氨酸)和露地越冬指标综合鉴定63份材料的越冬耐冷性,并运用系统聚类的方法将其聚为4大类,即耐冷型23份、中度耐冷型19份、中度冷敏型9份和冷敏型12份,分别占供试材料的36.51%、30.16%、14.29%和19.05%。所有耐冷型材料均和多年生海岛棉种质有关,说明多年生海岛棉在越冬耐冷性育种上具有很高的利用价值。供试棉花材料越冬性的细胞质效应不显著,杂交后代的越冬性有向亲本的平均类型回归的趋势。     

黄瓜的冷害及耐冷性

随着蔬菜反季节栽培面积的不断扩大,如何提高黄瓜(Cucumis sativus L.)耐冷性已成为选育新品种的研究重点。系统地综述近几年黄瓜耐冷性的鉴定、获得途径、冷害机理以及遗传和分子遗传学等方面的研究,以促进对黄瓜冷害机制的研究, 加速耐冷品种的培育。耐冷性鉴定时要从耐冷指数、低温发芽能力、MDA (丙二醛)含量和电解质渗漏率等几个方面综合鉴定。耐冷性的获得途径主要有冷驯化、激素处理、热激处理和培育耐低温品种,最重要的途径是耐冷品种选育。黄瓜冷害机理包括细胞膜的流动性降低及透性增加,光合作用被抑制,根系吸收减弱,可溶性糖含量减少,淀粉粒积累增加,微管的稳定性受到破坏等。黄瓜低温发芽能力由非加性基因决定,而幼苗时期主要由加性基因控制。黄瓜 耐冷的分子遗传学研究进展缓慢,目前已克隆出在低温锻炼中特异表达的功能未知的基因CCR18。今后还应研究黄瓜低温胁迫时的信号转导系统,以进一步揭示黄瓜的冷害机理;利用野生资源的抗逆性状,拓宽栽培黄瓜的遗传基础,选育适于保护地栽培的耐低温品种。     

黄瓜的冷害及耐冷性

随着蔬菜反季节栽培面积的不断扩大,如何提高黄瓜(Cucumis sativus L.)耐冷性已成为选育新品种的研究重点.系统地综述近几年黄瓜耐冷性的鉴定、获得途径、冷害机理以及遗传和分子遗传学等方面的研究,以促进对黄瓜冷害机制的研究,加速耐冷品种的培育.耐冷性鉴定时要从耐冷指数、低温发芽能力、MDA(丙二醛)含量和电解质渗漏率等几个方面综合鉴定.耐冷性的获得途径主要有冷驯化、激素处理、热激处理和培育耐低温品种,最重要的途径是耐冷品种选育.黄瓜冷害机理包括细胞膜的流动性降低及透性增加,光合作用被抑制,根系吸收减弱,可溶性糖含量减少,淀粉粒积累增加,微管的稳定性受到破坏等.黄瓜低温发芽能力由非加性基因决定,而幼苗时期主要由加性基因控制.黄瓜耐冷的分子遗传学研究进展缓慢,目前已克隆出在低温锻炼中特异表达的功能未知的基因CCRl8.今后还应研究黄瓜低温胁迫时的信号转导系统,以进一步揭示黄瓜的冷害机理;利用野生资源的抗逆性状,拓宽栽培黄瓜的遗传基础,选育适于保护地栽培的耐低温品种.     

粳稻品种幼苗耐冷性比较研究

利用人工模拟低温胁迫的方法,研究了３个日本粳稻品种日本晴、金南风和福光以及２个台湾粳稻品种台竹１５７、加南２０的苗期耐冷性,并以当地推广高产籼稻品种特三矮２号作对照。从对株高、主茎叶片数、地上部干物重、死苗率等形态性状的调查和叶绿素含量、电解质外渗率等生理性状测定的结果显示,日本晴、金南风、福光和台竹１５７苗期的耐冷性较强,加南２０的耐冷性较弱,但比特三矮２号的耐冷性略强。这为防止早稻烂秧死苗而开     

高产水稻幼苗耐冷性

1998年早季在广东省农业科学院水稻研究所的人工气候箱内对5个不同类型的高产水稻幼苗作耐冷性比较,结果表明两系法杂交稻培矮64s/E32的耐冷性最强,培矮64s/9311次之;两系法杂交稻组合粤杂122和常规水稻品种粤香占、特三矮2号耐冷性稍差。     

水稻RIL群体苗期耐冷性QTL分析

水稻苗期冷害是影响早春季节和高纬度地区水稻成苗和秧苗生长的重要限制因素之一。为了鉴定控制水稻苗期耐冷性的QTL,研究采用了1个水稻“粳籼交”重组自交系(RIL)群体,结合1张高密度分子遗传图谱,对3叶期幼苗经过10℃冷处理3d、恢复培养2d和4d时的秧苗存活率进行复合区间作图。亲本Lemont和特青的苗期耐冷性具有极显著差异,Lemont的苗期耐冷性很强,而特青对低温敏感。在重组自交系群体中,苗期耐冷性表现为连续变异,在两个方向上均出现大量超亲分离。共检测到5个水稻苗期耐冷性QTL,分别位于水稻1、3、8和11号染色体上,单个QTL对性状的贡献率为7％～21％。其中,4个QTL的增效基因来源于亲本Lemont,另1个QTL的增效基因来源于亲本特青。2个主效QTL(qSCT-3和qSCT-8)分别位于3号染色体标记区间RM282-RM156和8号染色体标记区间RM230—RM264,对性状的贡献率达到或接近20％,被检测到的LOD值显著较高,其增效基因均来自于耐冷性亲本Lemont。研究结果进一步揭示了水稻苗期耐冷性QTL具有丰富的位点多样性,表明耐冷性普遍较强的粳稻是发掘苗期耐冷性优异基因的主要稻种资源。     

广西水稻地方品种耐冷性鉴定及相关分析

对419份广西水稻地方品种初级核心种质进行芽期、苗期的耐冷性鉴定及相关分析,结果表明:广西水稻地方品种芽期、苗期耐冷性主要集中在7级和9级,总体耐冷性较弱。芽期、苗期极强耐冷种质(1级)分别为24份和27份,占参试总数的5.73%和6.44%,其中10份种质芽期和苗期均表现极强耐冷(1级)。芽期、苗期耐冷性呈极显著正相关(r=0.66)。粳稻芽期、苗期耐冷性均显著高于籼稻;粘糯稻之间耐冷性差异是由籼粳稻类型的耐冷差异引起的;来自高寒山区稻作区的品种芽期和苗期平均耐冷表现最强。利用34个SSR标记与芽期、苗期耐冷性进行Pearson相关分析,在第7和第9染色体上,各鉴定出1个同时与芽期和苗期耐冷性相关联的位点。本研究为水稻芽期、苗期耐冷育种提供新的抗源材料,并为水稻耐冷基因定位及机理研究奠定基础。     

水稻籼粳交DH群体苗期耐冷性基因的分子标记定位

水稻苗期低温冷害导致的烂秧现象是水稻生产中重要的限制因素之一。以一个水稻籼粳交(圭630／02428)DH群体为材料,在幼苗3叶1心时用10℃低温处理3d,随后恢复培养,以恢复培养5d后的秧苗成活率(％)为指标,鉴定该DH群体的苗期耐冷性。利用已构建的RFLP连锁图谱和基于混合线性模型的定位软件QTLMapper1.0对水稻苗期耐冷性进行QTL分析,检测到控制水稻苗期耐冷性的3个QTLs,分别位于第3、11、12染色体上,贡献率分别为7．9％、18．3％和24.4％,其增效等位基因均来自于亲本“02428”。同时检测到控制水稻苗期耐冷性的上位性互作位点8个,分散分布于第2、7、8、9、11染色体上,其中有2对互作的贡献率在15％左右,这2对互作的增效基因型均为来自2个亲本的重组基因型。苗期耐冷性在2个亲本间差异很大,在DH群体中呈现出连续变异,有明显的超亲分离。这些结果表明,水稻苗期耐冷性是受多基因控制的数量性状,基因的上位性互作是其重要的遗传基础之一。     

水稻剑叶气孔性状与孕穗期耐冷性的关系研究

以人工气候室鉴定的孕穗期耐冷性不同的10个水稻品种为材料,采用扫描电子显微镜观测其剑叶的气孔密度、气孔大小和单位面积气孔周长等性状特点,以探讨水稻剑叶气孔性状与孕穗期耐冷性的关系.结果表明:耐冷性强品种'培杂软香'、'天优688'、'冈优825' 的气孔密度和单位叶面积气孔总周长较小,分别为380～410个/mm2和29.8～32.6 cm;耐冷性弱的品种'粤杂763'气孔密度和单位叶面积气孔总周长较大,分别为618个/mm~2和46.9 cm; 耐冷性中等的品种'培杂泰丰'等介于二者之间,分别为460～510个/mm~2和35.1～39.3 cm.气孔密度相近时,气孔较大的品种耐冷性较弱;单位叶面积气孔总周长相近时,气孔密度大的品种耐冷性较弱.研究发现,水稻品种剑叶的气孔密度和单位叶面积气孔总周长与其孕穗期耐冷性均呈极显著正相关,可以作为水稻孕穗期耐冷性的鉴定指标.     

植物耐冷性分子机理的研究进展

近年来对植物耐冷性分子机理的研究不断深入。主要体现在以下4个方面：植物的冷敏感性可以通过调节膜脂的不饱和脂肪酸水平得到调控,调节的途径是通过酰脂去饱和酶和甘油-3-磷酸酰基转移酶的作用;利用转基因技术在植物中超表达抗氧化酶基因,如编码SOD、APX、CAT和GR等的基因,可望提高耐冷性;植物低温逆境信号转导的研究表明,ABA不仅是重要的低温逆境信号,而且可调节冷害下基因的表达,Ca^2 是一个主要的第二信使,蛋白激酶途径也参与了植物冷害的信号转导;低温诱导的蛋白或酶类主要有脱水蛋白和热稳定蛋白。