玉米抗寒生理指标的遗传效应分析

以6个不同的玉米自交系为亲本,按6×6Griffing I完全双列杂交设计组配36个组合,测定低温处理后亲子代可溶性蛋白质、可溶性糖、丙二醛（MDA）和脯氨酸（Pro）含量以及过氧化物酶（POD）活性。结果表明,除可溶性糖外,其他生理指标中的平均中亲优势均表现为正向优势。杂种F1与亲本的相应性状的中亲值关系比较密切,可利用双亲平均值预测F1表现。玉米抗寒性受细胞质影响较小,主要是核遗传。POD活性和脯氨酸含量主要受加性效应的影响,可溶性蛋白质和MDA含量主要受非加性效应的影响,可溶性糖含量受加性与非加性效应的共同作用。5个生理指标的广义遗传力均远远大于狭义遗传力。     

铜递进胁迫对芦竹生理指标、富集能力的影响

通过测定叶片中叶绿素含量、过氧化氢酶（CAT）、过氧化物酶（POD）和超氧化物歧化酶（SOD）活性、丙二醛（MDA）含量、脯氨酸含量及质膜透性,研究了不同浓度铜胁迫对芦竹幼苗植株的生理指标及富集能力的影响。结果表明：随铜处理浓度的增大,叶片中叶绿素含量、POD、SOD和CAT活性均呈先升高后降低的趋势,当铜处理浓度在100mg·kg^-1时,叶绿素含量、CAT活性达到最大值,而POD、SOD活性在200mg·kg^-1处理时达到最大值。MDA含量、脯氨酸含量及质膜透性均随铜浓度增大而升高,当铜处理浓度在800mg·kg^-1时,叶片中的MDA含量、脯氨酸含量及质膜透性达到最大值。检测芦竹中铜含量的分布规律为根（地下部分）〉茎、叶（地上部分）,当铜处理浓度未达800mg·kg^-1时,转运系数小于1,富集系数大于1。结果表明芦竹对铜污染土壤具有一定耐受力。     

水稻耐低温逆境研究:分子生理机制及育种展望

低温严重影响水稻的地理分布、生长发育及产量。水稻在低温逆境下会产生一系列的生理及代谢变化,如:叶绿素荧光的改变,电解质渗漏增加,活性氧、丙二醛、蔗糖、脂质过氧化物、脯氨酸等代谢物含量升高,植物内源激素ABA和GA的改变等。了解水稻在低温逆境下的生理代谢变化及低温应答分子机理对水稻耐低温性状的遗传改良具有重要的意义。本文系统总结了水稻在低温逆境下的生理代谢变化、已定位和克隆的耐低温基因/QTL,以及水稻应答低温逆境信号转导机制的最新研究进展,以期为水稻的耐低温育种提供参考。     

茉莉酸甲酯对水稻幼苗抗冷性的影响

测定茉莉酸甲酯（MJ）对冷胁迫条件下水稻幼苗生长和与抗冷性相关生理生化指标影响的结果表明：较高浓度的MJ（10^-3mol·L^-1）明显抑制冷胁迫下的水稻幼苗生长,增加细胞膜的渗透性;浓度低一些的MJ（10^-4、10^-5、10^-6、10^-7mol·L^-1）对冷胁迫下水稻幼苗的生长和细胞膜有不同程度的保护作用,其中以10～mol·L^-1MJ的效果为佳。10～mol·L^-1 MJ处理的叶中叶绿素降解程度小,可溶性糖、可溶性总蛋白和脯氨酸的含量以及超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）和过氧化氢酶（CAT）的活性均增加,丙二醛（MDA）含量降低,因而水稻幼苗的抗冷性提高。     

转BADH基因水稻幼苗抗盐性研究

以转甜菜碱醛脱氢酶(BADH)基因水稻品系52-7的受体亲本中花8号、旱作品种开系7和陆稻白珍珠为对照,分别用含0、5、7 g?L-1NaCl的水稻专用营养液培养水稻幼苗,对转BADH基因水稻品系52-7的抗盐性及其机理进行研究.结果表明:在正常培养条件下,转基因水稻幼苗比对照品种长势旺,根系活力强,可溶性糖和叶绿素含量高,抗氧化酶SOD和POD活性高.在盐胁迫条件下,水稻幼苗生长减慢,根冠比值减小,根系活力增强;膜透性和丙二醛(MDA)含量增加,超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性提高;脯氨酸和可溶性糖含量升高,叶绿素含量下降,蛋白质分解加强;且随着盐浓度的升高各指标变化幅度增加.与对照品种比较,转基因水稻幼苗在盐胁迫下的生长量和根冠比较大,电解质相对渗出率和MDA含量较低,蛋白质和叶绿素分解较少,表现出较强的抗盐性.盐胁迫下转基因水稻幼苗比对照品种具有更高的脯氨酸和可溶性糖含量以及SOD和POD活性,使其抗盐性强.     

野生稻近等基因系应答低温胁迫的生理生化指标分析

为了解水稻耐冷的生理机制,该文以野生稻近等基因系耐冷水稻品种DC907和其不耐冷受体亲本9311为材料,通过对水稻幼苗低温胁迫处理,检测分析了丙二醛(MDA)、超氧阴离子(O_2~-)、可溶性糖以及抗氧化酶类[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)]等生理生化指标的变化,并采用隶属函数法综合评价两个品种的耐冷能力。结果表明:(1) O_2~-产生速率、MDA含量和可溶性糖含量都随着低温胁迫时间增加而逐渐升高,在低温胁迫过程中9311的MDA含量和O_2~-产生速率均高于DC907,在低温胁迫后期DC907的可溶性糖含量显著高于9311。(2)在低温胁迫过程中,DC907的抗氧化酶(CAT、POD、SOD和APX等)活性均高于9311,其中CAT、POD随低温胁迫时间增加酶活性增强,SOD和APX随低温胁迫时间增加呈现先降低后升高的趋势。(3)这些生理指标的隶属函数值排序与平均隶属函数值排序一致,说明这些指标与水稻的耐冷性密切相关。从隶属函数值综合评价的结果看出,DC907的耐冷能力比9311强,与大田观测结果相符。     

过表达ZmSKIP基因提高烟草抗低温胁迫的能力

以野生型和过表达ZmSKIP基因烟草为试材, 研究了低温胁迫下过表达ZmSKIP对烟草抗氧化能力的影响。测定了不同低温处理时间下过表达ZmSKIP转基因烟草T3代植株和野生型植株抗氧化酶如超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、过氧化物酶（POD）活性和丙二醛（MDA）含量以及相对电导率, 结果表明, 低温下, 相对于野生型植株, 转基因烟草具有较高的抗氧化酶活性和较低的相对电导率和MDA含量, 说明过表达ZmSKIP提高了转基因植株的耐低温胁迫能力。     

孕穗期低温对冬小麦生理生化特性和产量的影响

为明确孕穗期低温对小麦生理生化特性和产量的影响,以‘小偃22’等5个冬小麦品种为材料,对其在低温（2±1） ℃胁迫下叶片中超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性、丙二醛(MDA)含量、相对电导率、可溶性糖含量、脯氨酸含量和可溶性蛋白含量等生理指标进行测定,并测定单株产量。结果表明:（1）与对照相比,低温胁迫24 h和48 h后,供试品种叶片SOD活性、POD活性、CAT活性、MDA含量、相对电导率、可溶性糖含量和脯氨酸含量均显著增加,而可溶性蛋白含量显著降低。（2）低温胁迫使各品种单株籽粒产量和单株穗粒数显著下降,但对小穗数和千粒重的影响不大。（3）经隶属函数分析,‘小偃22’、‘矮抗58’和‘西农509’属于抗寒性较强的品种,而‘郑麦9023’和‘郑麦366’为抗寒性较弱的品种,这与它们在试验中的籽粒产量表现相符。研究发现,与抗寒性弱的小麦品种相比,抗寒性强的品种在相同低温下具有相对较高的保护酶活性、较强的渗透调节物质积累能力和较低的质膜破坏程度,这是其在低温胁迫后能维持较高产量的生理基础。     

不同种植行距的大穗型小麦品种'兰考矮早八'中几种与旗叶衰老有关的生理指标变化

在大田高产栽培条件下,检测不同种植行距的大穗型小麦品种‘兰考矮早八’开花后与旗叶衰老相关生理指标以及产量性状的结果表明,相对于传统行距为20cm而言,‘兰考矮早八’种植行距缩至15cm的花后旗叶中叶绿素降解减慢,丙二醛（MDA）含量下降,抗氧化系统酶活性增强,功能叶衰老减缓,穗粒重提高;行距缩至10cm时,尽管灌浆中后期过氧化物歧化酶（SOD）活性增强,但过氧化氢酶（CAT）和过氧化物酶（POD）活性下降,花后旗叶中叶绿素降解加快,MDA含量升高,植株衰老加快,穗粒重下降。     

水稻无侧根突变体生理生化变化的研究

对水稻无侧根突变体RM109,原品种大力及杂交后代F1三者的部分生理指标进行了比较。包括抗氧化酶(SOD、POD、CAT)和琥珀酸脱氢酶(SDH)的活性及叶绿素、丙二醛(MDA)、脯氨酸(Pro)等的含量,以及可溶性蛋白质的电泳分析。结果表明:RM109超氧化物歧化酶(SOD)活性为大力的50%,F1为大力的72%;RM109过氧化物酶(POD)活性比大力高125%,F1的比大力低3%;RM109过氧化氢酶(CAT)活性为大力的56%,F1为大力的11%;RM109琥珀酸脱氢酶活性为大力的60%,差异都极显著。揭示了基因突变后引发的生理生化的变化,从中探讨突变机理。     

低温胁迫下粳稻选育品种耐冷性状的鉴定评价

选取来源于中国11个省份和其他9个国家的347份粳稻选育品种作为试验材料,分析了自然低温和冷水胁迫下,不同来源粳稻选育品种孕穗期的耐冷性及主要农艺性状的表型差异和聚类特点。研究表明,在自然低温和冷水胁迫下各省份或国家粳稻选育品种主要农艺性状及其冷水反应指数有明显的差异。在自然低温和冷水胁迫下,云南和日本品种的孕穗期结实率及其冷水反应指数均较高,表现出较强的孕穗期耐冷性。从总体趋势上看,在自然低温下,除个别省份外,我国纬度相对较高的北方省份品种的孕穗期耐冷性强于纬度相对较低的南方省份品种;而在冷水胁迫下,品种的耐冷性与其来源地的关系并不密切,没有呈现出一定的规律性。此外,聚类结果表明,不同省份或国家粳稻选育品种的聚类结果与其品种的地理来源均有一定的相关性,而与自然条件相比,冷水胁迫下粳稻选育品种的聚类结果与其品种的地理来源的相关性更为密切。     

广适性光温敏不育系Y58S幼穗分化期耐冷性表现及生理机制

为了阐明水稻光温敏不育系幼穗分化期耐冷的形态生理机制,以耐冷不育系Y58S和4个生产上常用光温敏不育系为试验材料,研究了低温胁迫(17.5℃,10 d)下结实率、穗部形态、株高、光合特性以及抗氧化物酶系统等的变化。结果表明,低温胁迫下Y58S的幼穗分化期耐冷性在5个不育系中最强,与敏感的C815S和株1S相比,Y58S表现为株高和穗长降低幅度较小,保持较高结实率;光合作用受低温影响不显著,SPAD值、光合速率等光合指标无显著变化;SOD、POD活性降低幅度较小,MDA含量、相对电导率增幅较小。     

新疆野核桃种质对低温胁迫的生理响应

以新疆巩留野核桃林37份新疆野核桃种质资源的1年生枝条为材料,6份核桃楸为对照,利用人工气候箱模拟春季低温,分别于-20 ℃和4 ℃处理12 h,测定其相对电导率、游离脯氨酸、可溶性糖、丙二醛含量、过氧化物酶活性等生理生化指标,并进行相关分析。采用隶属函数和主成分分析综合评价核桃种质对低温的生理响应。结果表明: 低温胁迫下,新疆野核桃相对电导率、游离脯氨酸含量、可溶性糖含量、丙二醛含量和过氧化物酶活性均呈上升趋势。综合评价其低温抗性与生境相关:巩留野核桃林中沟>东沟>西沟>主沟。新疆野核桃表现出比核桃楸更为耐低温的特性。本研究从37份新疆野核桃种质中筛选出7份耐低温种质,为改良核桃品种和提高核桃耐倒春寒等生长期的突然天气变化的能力提供科学参考。     

低温胁迫对不同西葫芦品种幼苗生长与生理特性的影响

在昼/夜温度为10℃/5℃的低温胁迫下,对‘特早’、‘早青’、‘冬宝’3个西葫芦(Cucurbit pepoL.)品种的幼苗生长和生理生化指标的变化规律进行研究。结果表明,随着低温处理时间的延长,幼苗单株叶面积、单株干重均有一定程度下降,叶绿素总含量也呈下降趋势;各品种的根系活力显著下降,电导伤害率均明显升高;丙二醛含量在处理9 d时有所下降但整体呈现缓慢上升的趋势,脯氨酸含量呈现逐渐上升的趋势,且处理6 d是脯氨酸和丙二醛两指标测定的理想时期;处理幼苗的POD活性呈"V"字形变化趋势,抗寒性强的品种酶活性也较高,CAT和SOD活性则呈现出先上升后下降的趋势,三者活性均显著高于相应对照,且以处理6 d时酶活性受影响最大。各测定指标间表现出一定的交叉适应和协调性。研究发现,西葫芦耐冷性强弱可根据幼苗电解质渗透率结合根系活力或干物质积累来综合评判,品种‘冬宝’对低温具较强耐受性。     

过氧化氢缓解裸燕麦幼苗低温胁迫的主成分和隶属函数分析

为探明信号分子过氧化氢（H₂O₂）提高裸燕麦幼苗耐冷性的作用,以‘定莜6号’沙培幼苗为材料,在3叶期喷施10 μmol·L^-1 H₂O₂ 12 h后于8℃/5℃（昼/夜）条件下低温胁迫,以喷蒸馏水（H₂O）为对照,分别在低温处理的0、1、2、3、4、5 d取幼苗叶片测定超氧阴离子（O₂^-·）、H₂O₂、丙二醛（MDA）、超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、过氧化物酶（POD）、抗坏血酸过氧化物酶（APX）、抗坏血酸（AsA）、谷胱甘肽（GSH）、可溶性糖（SS）、脯氨酸（Pro）、可溶性蛋白质（SP）和热稳定性蛋白质（HSP）13项与耐冷性有关的生理指标及低温处理5 d后植株株高和生物量增量,采用主成分和隶属函数分析综合评价H₂O₂对裸燕麦幼苗耐冷性的影响。结果表明,与对照相比,喷施H₂O₂显著提高了低温胁迫下裸燕麦幼苗株高和生物量增量,降低了裸燕麦幼苗叶片O₂^-·和MDA及低温胁迫2~5 d的H₂O₂含量,促进低温胁迫期间裸燕麦幼苗叶片SOD、CAT、POD和APX活性提高及AsA、GSH、SS、Pro、SP和HSP积累。主成分分析13项生理指标离差标准化数据,提取的前4个主成分累积方差贡献率达85.6%;隶属函数综合评价4个主成分得分值显示,喷施H₂O₂显著提高了低温胁迫0~5 d的综合评价值。表明喷施H₂O₂能够通过调控生理生化代谢提高裸燕麦幼苗的耐冷性。     

中国水稻微核心种质不同生育时期耐冷性鉴定及其相关分析

以204份中国水稻微核心种质为试验材料,进行了水稻发芽期、芽期、幼苗期、孕穗期等耐冷性鉴定及其相关性分析。结果表明,水稻各生育时期耐冷性在籼粳亚种间、各种质之间存在明显的差异。粳稻种质的耐冷性明显强于籼稻种质,但籼稻种质中也存在耐冷性较强的种质。高阳淀稻大红芒、肥东塘稻、木樨球、卫国、兴国、山酒谷、中花8号等粳稻种质和包选21号、红米三担白、寸谷糯、红谷等籼稻种质在水稻各生育时期均表现较强的耐冷性,在水稻耐冷性育种及耐冷基因发掘研究中应加以利用。自然低温和冷水胁迫下水稻结实率与低温下发芽率呈显著或极显著正相关,而与死苗率呈显著负相关,即低温下发芽期耐冷性和芽期耐冷性强的水稻种质一般表现为较强的孕穗期耐冷性。认为低温下发芽率和芽期低温处理后的死苗率可以作为孕穗期耐冷性早期鉴定的间接指标。     

Genetic Analysis of Cold Tolerance at the Germination and Booting Stages in Rice by Association Mapping

Low temperature affects the rice plants at all stages of growth. It can cause severe seedling injury and male sterility resulting in severe yield losses. Using a mini core collection of 174 Chinese rice accessions and 273 SSR markers we investigated cold tolerance at the germination and booting stages, as well as the underlying genetic bases, by association mapping. Two distinct populations, corresponding to subspecies indica and japonica showed evident differences in cold tolerance and its genetic basis. Both subspecies were sensitive to cold stress at both growth stages. However, japonica was more tolerant than indica at all stages as measured by seedling survival and seed setting. There was a low correlation in cold tolerance between the germination and booting stages. Fifty one quantitative trait loci (QTLs) for cold tolerance were dispersed across all 12 chromosomes; 22 detected at the germination stage and 33 at the booting stage. Eight QTLs were identified by at least two of four measures. About 46% of the QTLs represented new loci. The only QTL shared between indica and japonica for the same measure was qLTSSvR6-2 for SSvR. This implied a complicated mechanism of old tolerance between the two subspecies. According to the relative genotypic effect (RGE) of each genotype for each QTL, we detected 18 positive genotypes and 21 negative genotypes in indica, and 19 positive genotypes and 24 negative genotypes in japonica. In general, the negative effects were much stronger than the positive effects in both subspecies. Markers for QTL with positive effects in one subspecies were shown to be effective for selection of cold tolerance in that subspecies, but not in the other subspecies. QTL with strong negative effects on cold tolerance should be avoided during MAS breeding so as to not cancel the effect of favorable QTL at other loci.     

不同品种小麦叶片对拔节期低温的生理响应及抗寒性评价

以黄淮海麦区参加区试的24个小麦品种为材料,分析了拔节期低温胁迫对其叶片相对电导率、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、游离脯氨酸含量、丙二醛(MDA)含量以及超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性的影响。结果表明,低温胁迫后,叶片相对电导率、可溶性糖含量、脯氨酸含量、MDA含量、SOD活性和POD活性均高于对照(P0.01),而可溶性蛋白含量低于对照(P0.01)。小麦叶片各指标存在极显著的品种间差异(P0.01)。以叶片各指标的相对值作为抗寒性指标,采用隶属函数法和极极点排序法计算参试品种的平均隶属度值为0.19—0.63,综合排序值为1.66—4.08。通过K-means聚类,将24个小麦品种聚为5类。其中良星619、丰德存麦1号、B07-4056、石H083-363、山农055843和良星99等6个品种抗寒性最强,宿553、陕农509、A-9、中原6号、徐麦4036、舜麦1718和石麦19等7个品种抗寒性强,尧麦16、C-44、山农05-066、冀麦585和石B05-7388等5个品种抗寒性中等,偃展4110、B-33、B05-6507和石4185等4个品种抗寒性弱,石06-6136和石优20这2个品种抗寒性最弱。相关分析表明,平均隶属度值和综合排序值与相对可溶性糖含量、相对脯氨酸含量、相对POD活性呈正相关(P0.05),与相对MDA含量呈负相关(P0.05)。叶片可溶性糖含量、游离脯氨酸含量、POD活性及MDA含量可以作为拔节期小麦抗寒性的鉴定评价指标。     

外源海藻糖对高温胁迫下穗分化期水稻叶片生理特性及产量的影响

该研究以耐热型水稻品种Nagina22和热敏型水稻品种YR343为供试材料,采用盆栽试验,设置喷施清水+常温处理(NT0)、喷施清水+穗分化期高温胁迫(HT0),以及分别喷施5、10、15、20 mmol·L^-1外源海藻糖+高温胁迫(分别记为HT1、HT2、HT3、HT4)共6个处理,分析外源海藻糖对高温胁迫下穗分化期水稻叶片叶绿素含量、光合气体交换参数、抗氧化酶活性、渗透调节物质含量、活性氧含量等生理特性,以及籽粒产量及其构成因素的影响,为水稻抗热栽培和耐热品种的选育提供理论依据。结果表明:(1)在高温胁迫下水稻穗分化期,2个水稻品种叶片的叶绿素含量、光合气体交换参数及渗透调节物质含量均降低,叶片MDA和H₂O₂含量以及■的产生速率均上升,叶片抗氧化酶活性呈先增后降的趋势,最终显示水稻籽粒产量及其构成因素显著下降。(2)喷施外源海藻糖能显著增加高温胁迫下穗分化期水稻的每穗粒数、千粒重和结实率,从而提高籽粒产量,其中弱势粒千粒重和结实率的增幅高于强势粒,外源海藻糖最适喷施浓度为15 mmol·L^-1...     

中国粳稻地方品种孕穗期耐冷性评价及聚类分析

用原产于中国18个省的329份粳稻地方品种为材料,分析了自然低温和冷水胁迫下不同省份粳稻地方品种孕穗期耐冷性及主要农艺性状表型差异和聚类特点。结果表明,在自然低温和冷水胁迫下各省份粳稻地方品种的孕穗期耐冷性状及主要农艺性状有明显的差异。在自然低温和冷水胁迫下,天津、四川和台湾品种的结实率及冷水反应指数均较高,表现较强的孕穗期耐冷性和迟钝的冷水反应。云南品种在自然低温下表现为较强的孕穗期耐冷性（结实率）,而在冷水胁迫下播种至抽穗天数和株高的冷水反应指数较高,表现为迟钝的冷水反应。从总体趋势上看,自然低温和冷水胁迫下,除个别省份外,纬度相对较高的北方省份品种的孕穗期耐冷性（结实率）强于纬度相对较低的南方省份品种。此外,在自然低温和冷水胁迫下,各省粳稻地方品种的聚类结果总体上与各省品种的地理位置及其耐冷性有密切的联系,而在冷水胁迫下品种的聚类结果与品种地理位置的关系比自然低温下更为密切。