水稻耐盐/碱性鉴定评价方法

土壤盐/碱化是盐/碱稻作区水稻生产稳定发展的主要限制因素.为了提高水稻耐盐/碱性,扩大水稻种植面积,减轻盐/碱胁迫导致的水稻减产,许多学者广泛开展了水稻耐盐/碱性的基因型差异、生理生化、遗传及定位等研究,并取得了显著成绩.但国内在耐盐/碱性鉴定评价方法方面还缺乏统一标准,这影响着水稻耐盐/碱性研究的深入开展.本文阐述了国内外至今所采用的水稻耐盐/碱性鉴定方法、耐盐/碱指标和分级标准等,以期为我国水稻耐盐/碱性鉴定评价技术规范的制定以及水稻耐盐/碱性种质资源鉴定、生理生化分析和遗传育种提供参考依据.     

水稻分蘖期耐盐性鉴定评价方法确立及种质筛选

分蘖期是水稻由秧田生长向本田生长过渡的营养生长关键时期。在盐渍化土壤上种植水稻,分蘖期耐盐性对水稻能否正常生长至关重要。合适的耐盐性鉴定方法是水稻耐盐种质筛选的前提。本研究目的在于通过水稻分蘖期盐浓度梯度筛选试验,明确水稻分蘖期耐盐性鉴定最适盐胁迫浓度和调查时间;利用确立的鉴定方法,筛选出水稻分蘖期耐盐种质。本研究选取具有不同程度耐盐性的26份水稻品种,于2015年和2016年分别在10个和7个盐浓度梯度下,以盐害等级为分蘖期耐盐评价指标,开展水稻分蘖期耐盐性鉴定评价试验。结果表明,在0.5%盐浓度下,处理4～6周后供试种质的盐害等级差异表现为最大,因此认为0.5%盐浓度是水稻分蘖期耐盐性鉴定的最适盐胁迫浓度,盐处理后4～6周是水稻分蘖期盐害等级调查的最佳调查时间。参照国际水稻所提出的水稻分蘖期耐盐性评价标准,本研究对其进行了改进,提出以单株为单位进行水稻分蘖期耐盐性评价方法,利用平均盐害等级评估分蘖期耐盐性。该方法能够方便、准确地评价水稻耐盐性强弱。依据上述确立的水稻分蘖期耐盐性鉴定评价方法,本研究于2017-2019年期间对2886份来自不同生态区域的水稻种质进行分蘖期耐盐性鉴定评价,鉴定筛选出137份耐盐种质,为水稻耐盐遗传机制和育种研究提供资源支撑。     

水稻资源芽期和苗期耐盐碱性综合评价及耐盐基因分析

培育耐盐碱水稻品种是应对全球人口日益增长的重要途径之一。文中以21份耐盐碱性不同的水稻品种(系)为材料,在芽期和苗期设置6个不同盐碱浓度处理,测定了发芽势、发芽率、芽长、根长、根数、芽鲜重和苗鲜总重等指标,以各指标盐害率的平均值作为耐盐碱性的综合评价标准。结果表明随着盐碱浓度的提升,对种子萌发和生长的抑制越明显。在1%NaCl加0.25%NaHCO3溶液处理下,发芽率盐害率变异最大,为0%–89.80%。在所有浓度处理下,各性状指标的盐害率都具有相似的变化趋势。筛选到4份综合耐盐碱能力强(大酒谷、日本晴、魔王谷和02428)和7份弱的种质资源。比较了4份耐盐碱强和3份耐盐碱弱的资源耐盐基因序列:OsHAL3和OsRR22基因在7份材料中没有差异,SKC1和DST基因在耐盐碱强和耐盐碱弱的品种之间有明显的变异。研究结果为进一步挖掘水稻耐盐碱基因和培育耐盐碱水稻新品种提供了种质资源和理论基础。     

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.     

应用组织培养方法选育耐盐碱水稻新品种

本文报道了应用组织培养方法,选育耐盐碱水稻.作法是将去壳的水稻种子经常规消毒接种在脱分化培养基诱导形成愈伤组织,继代一次,转移到加压培养基(MS+2.4-D2mg/L+NaCl1%+NaHCO_30.5%),处理20天,再转移到分化培养基,分化并培育出组培水稻119份,简称为D水稻.D水稻又经过盐碱地的实际种植,大批D水稻被田间粗筛而淘汰掉,保存下20份从形态表现和耐盐碱性较好的材料.然后对20份D水稻的脯氨酸含量和叶绿素含量进行测定分析并与其耐盐碱性进行比较,把各项指标综合起来鉴定其耐盐碱性,最终筛选出7价为耐盐碱性较强的水稻新品系.其中647—4表现为最耐盐碱、抗病、高产的水稻.     

水稻全生育期耐盐性鉴定评价方法研究北大核心CSCD

土壤盐渍化是危害水稻生产的重要非生物胁迫因素,而遗传改良是提高水稻耐盐性的有效途径之一。全生育期耐盐性是对水稻各生育时期耐盐性的综合反映。科学、准确、高效的水稻全生育期耐盐性鉴定评价方法是水稻耐盐遗传改良必要条件,也是正确判别水稻种质耐盐真实性的关键所在。本研究挑选19份不同耐盐性水稻种质作为研究材料,在正常环境和0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%、0.7%盐处理浓度下,调查11个农艺性状并计算其耐盐系数,运用品种间四分位差法分析,明确水稻全生育期耐盐性鉴定最适浓度。品种间四分位差最大的盐浓度被认为是盐处理最佳浓度;综合多种多元统计分析方法,包括主成分分析、隶属函数分析、回归分析、聚类分析,对水稻全生育期耐盐性鉴定合理评价方法进行探索。结果表明,0.3%盐胁迫浓度下多数性状耐盐系数品种间四分位差最大,0.3%盐胁迫浓度是水稻全生育期耐盐性鉴定最适浓度。主成分分析结果表明,11个农艺性状的耐盐系数可简化为3个主成分。利用主成分贡献率和隶属函数分析,可进一步将3个主成分值简化为水稻耐盐性综合评价指标D值。D值能够简便、准确的评价水稻种质的耐盐性。本研究还利用逐步回归分析,建立D值与11个农艺性状耐盐系数最优线性回归方程:D=-0.365+0.647PL+0.152GP+0.274TW。从该方程可知穗长、穗粒数和总干物重耐盐系数是影响D值的关键指标。利用回归分析建立的模型,可准确完成对D值预测。本研究利用聚类分析,将19份水稻种质耐盐性划分为5个等级,对应于水稻5个耐盐等级划分,即极强、强、中、弱、极弱,可作为其他水稻种质耐盐性评价重要参考。     

水稻全生育期耐盐性鉴定评价方法研究

土壤盐渍化是危害水稻生产的重要非生物胁迫因素,而遗传改良是提高水稻耐盐性的有效途径之一。全生育期耐盐性是对水稻各生育时期耐盐性的综合反映。科学、准确、高效的水稻全生育期耐盐性鉴定评价方法是水稻耐盐遗传改良必要条件,也是正确判别水稻种质耐盐真实性的关键所在。本研究挑选19份不同耐盐性水稻种质作为研究材料,在正常环境和0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%、0.7%盐处理浓度下,调查11个农艺性状并计算其耐盐系数,运用品种间四分位差法分析,明确水稻全生育期耐盐性鉴定最适浓度。品种间四分位差最大的盐浓度被认为是盐处理最佳浓度;综合多种多元统计分析方法,包括主成分分析、隶属函数分析、回归分析、聚类分析,对水稻全生育期耐盐性鉴定合理评价方法进行探索。结果表明,0.3%盐胁迫浓度下多数性状耐盐系数品种间四分位差最大,0.3%盐胁迫浓度是水稻全生育期耐盐性鉴定最适浓度。主成分分析结果表明,11个农艺性状的耐盐系数可简化为3个主成分。利用主成分贡献率和隶属函数分析,可进一步将3个主成分值简化为水稻耐盐性综合评价指标D值。D值能够简便、准确的评价水稻种质的耐盐性。本研究还利用逐步回归分析,建立D值与11个农艺性状耐盐系数最优线性回归方程:D=-0.365+0.647PL+0.152GP+0.274TW。从该方程可知穗长、穗粒数和总干物重耐盐系数是影响D值的关键指标。利用回归分析建立的模型,可准确完成对D值预测。本研究利用聚类分析,将19份水稻种质耐盐性划分为5个等级,对应于水稻5个耐盐等级划分,即极强、强、中、弱、极弱,可作为其他水稻种质耐盐性评价重要参考。     

俄罗斯水稻种质资源的苗期耐盐鉴定

采用在沿海滩涂用海水灌溉的方法,对从俄罗斯引进的104份水稻种质资源进行了苗期耐盐性鉴定.结果表明,随着海水灌溉时间延长,土壤电导率和盐度逐渐增加,水稻受盐害的程度加剧,不同材料之间差异明显.敏感对照日本晴在海水灌溉第9天全部死亡.根据国际水稻所水稻耐盐性9级分级方法进行苗期耐盐性评价,从俄罗斯资源中筛选出1级耐盐材料2份, 3级耐盐材料14份,两次重复鉴定结果基本一致.试验结果表明,水稻耐盐性受生态环境影响较大,有必要对引进的资源进行重新筛选和评价.     

俄罗斯水稻种质资源的苗期耐盐鉴定

采用在沿海滩涂用海水灌溉的方法,对从俄罗斯引进的104份水稻种质资源进行了苗期耐盐性鉴定。结果表明,随着海水灌溉时间延长,土壤电导率和盐度逐渐增加,水稻受盐害的程度加剧,不同材料之间差异明显。敏感对照日本晴在海水灌溉第9天全部死亡。根据国际水稻所水稻耐盐性9级分级方法进行苗期耐盐性评价,从俄罗斯资源中筛选出1级耐盐材料2份,3级耐盐材料14份,两次重复鉴定结果基本一致。试验结果表明,水稻耐盐性受生态环境影响较大,有必要对引进的资源进行重新筛选和评价。     

鉴定水稻发芽种子成苗过程中耐盐性的NaCl琼脂固定法

相对于水培法和砂培法而言,NaCl琼脂固定法鉴定发芽水稻成苗过程中的耐盐性,能较维持NaCl浓度的相对稳定,利于直接观察幼苗的地上部形态和根系生长情况,以此法鉴定比较3个耐盐力不同水稻品种的幼苗株高,地上部干重,根长,根数及根干重的结果表明,不同耐盐力品种之间的这些指标有明显差异。     

植物种子萌发期耐盐碱性提高技术研究进展

种子萌发是种胚从生命活动相对静止恢复到生理活跃状态的生长发育过程,最易受到外部环境影响,其中盐碱胁迫是最严重的生态限制因素之一。中国盐碱地面积大、分布广,总面积约1亿hm^2,占全国土地面积的10%,盐碱逆境下种子萌发受阻已成为我国盐碱地植物天然更新和农林业生产的首要障碍因子。目前,已知植物种子萌发期耐盐碱性提高技术主要有物理方法、化学调控、生物途径和育种技术4个方面,其中物理方法包括种子引发、低温、超声波、微波、电场等物理因素处理;化学调控包括无机、有机外源物质调控;生物途径包括植物促生细菌和真菌共生;育种技术包括耐盐性鉴定筛选和转基因技术。综述了植物种子萌发期耐盐碱性提高技术研究进展,简述了这些技术的特点及不足,并提出了进一步开展工作的建议,旨在为解决我国盐碱地植物种子萌发受阻难题、实现盐碱地低成本规模化的生物修复和盐碱地区农林业生产提供参考。     

耐盐水稻种质资源的筛选

用0.8% NaCl溶液和国际水稻所水稻耐盐性9级评价方法对前人选留的38份水稻耐盐种质资源(用0.5%NaCl盐土筛选)进行了重复筛选,以期获得极端耐盐水稻种质资源.同时研究了不同盐浓度对水稻发芽率的影响.结果表明:高浓度盐溶液显著抑制水稻种子的发芽率,但品种间有较大差异;筛选出苗期极端耐盐品种6份,其中1级1份,2级4份,3级1份;极端耐盐水稻品种苗高的增长受高浓度盐溶液抑制,但品种间差异不显著;而盐溶液对极端耐盐水稻品种出叶速率的影响因品种而异.     

RFLP tagging of a salt tolerance gene in rice

A salt tolerant rice mutant (M-20) was obtained through selection in vitro. Its tolerance was stably inherited over eight generations and most traints between M-20 and its sensitive original 77–170 (Oryza sativa) were very similar. By deriving an F₂ population of M-20 × 77–170 and splitting every F₂ individual into two parts, with one part planted in normal conditions and another part in saline conditions, the inheritance of salt tolerance in rice was studied. Under normal conditions, there was no apparent segregation among F₂ individuals. Under saline conditions, however, the segregation of traits was obvious. According to our standards, the ratio of salt sensitive:moderately-tolerant:tolerant plants was 25:42:18, in accordance with a 1:2:1 ratio. It suggested that the improvement of salt tolerance in our materials was induced by the mutation of a major tolerant gene which showed incomplete dominance. By use of 130 RFLP probes distributed throughout the rice genome, the gene was tagged by a single copy DNA probe, RG4, which was located on chromosome 7. The genetic distance between the salt tolerant gene and RG4 was 7.0 ± 2.9 cM. Based on the split method, a method which could be currently used to evaluate the damage of salt stress in rice was proposed.     

Detection and validation of single feature polymorphisms using RNA expression data from a rice genome array

Background  

A large number of genetic variations have been identified in rice. Such variations must in many cases control phenotypic differences in abiotic stress tolerance and other traits. A single feature polymorphism (SFP) is an oligonucleotide array-based polymorphism which can be used for identification of SNPs or insertion/deletions (INDELs) for high throughput genotyping and high density mapping. Here we applied SFP markers to a lingering question about the source of salt tolerance in a particular rice recombinant inbred line (RIL) derived from a salt tolerant and salt sensitive parent.     

耐盐碱细菌DQSA1的分离鉴定及盐碱胁迫下对绿豆的促生作用

【背景】近年来,大庆地区土壤盐碱化程度逐渐加剧,而微生物改良盐碱土是当今的研究热点。【目的】从大庆盐碱土中筛选出耐盐碱菌株,验证其促生作用,为改良大庆盐碱土壤提供微生物资源。【方法】采用筛选培养基从大庆盐碱土中获得耐盐碱促生菌,对其进行形态学观察、生理生化和16S rRNA基因鉴定,并测试菌株在盐碱胁迫下对绿豆植株和土壤细菌群落结构的影响。【结果】筛选得到一株耐盐碱促生菌DQSA1,具有固氮、产ACC脱氨酶、产铁载体、产吲哚乙酸(Indole-3-Acetic Acid,IAA)功能;通过生理生化鉴定和系统发育分析,判定该菌株为卓贝尔氏菌属(Zobellella)。在盐碱土中种植绿豆后接种菌株DQSA1,处理后的绿豆较对照相比根系鲜重、根系干重及叶绿素含量分别增加了33%、32%和79%;植株叶部可溶性糖、脯氨酸和可溶性蛋白含量分别升高了10%、80%和73%;根系的脯氨酸及可溶性蛋白含量分别增加了78%和44%。对种植绿豆的土壤细菌进行高通量测序,发现菌株DQSA1可以在盐碱环境下定殖并促进根瘤菌和鞘氨醇杆菌等有益菌的生长。【结论】菌株DQSA1可以在盐碱条件下调节土壤细菌群落结构并促进植物生长,为改良盐碱土地提供了有效的微生物资源。     

生物有机肥对盐碱地水稻叶片的影响转录组分析

改良修复盐碱地对保障粮食安全和守护耕地红线具有重要意义,种植水稻配施生物有机肥是修复改良盐碱地的一项有效措施。基于生物有机肥肥料效应,测定水稻灌浆期农艺性状,开展叶片转录组测序,通过基因本体(GO)和京都基因与基因组百科全书(KEGG)数据库分析差异基因的生物学功能和代谢通路,以期揭示生物有机肥对盐碱地水稻的潜在促生机制。试验共设置4个处理,生物有机肥+化肥(T1)、生物有机肥灭活+化肥(T2)、化肥(T3)和空白对照(T4),结果表明,施用生物有机肥能够显著提高水稻叶面积和叶绿素、植株分蘖数和干物质量(P<0.05);T2vsT1、T3vsT1、T4vsT1、T4vsT3差异基因数量分别为6593、4796、6976和1866条,生物有机肥配施化肥引起差异基因表达数量最高,其次为灭活生物有机肥,单施化肥最小;GO分析显示,生物有机肥主要影响水稻叶片肽和酰胺的生物合成与代谢、翻译过程、细胞器及细胞器膜等,化肥对水稻叶片生物学过程影响的差异基因无显著富集(P>0.05);KEGG分析表明,施用生物有机肥差异显著基因主要富集在核糖体和能量代谢相关途径,核糖体相关基因差异表达较多...     

Comparative proteomic analysis of early salt stress responsive proteins in roots and leaves of rice

Growth and productivity of rice (Oryza sativa L.) are severely affected by salinity. Understanding the mechanisms that protect rice and other important cereal crops from salt stress will help in the development of salt‐stress‐tolerant strains. In this study, rice seedlings of the same genetic species with various salt tolerances were studied. We first used 2DE to resolve the expressed proteome in rice roots and leaves and then used nanospray liquid chromatography/tandem mass spectrometry to identify the differentially expressed proteins in rice seedlings after salt treatment. The 2DE assays revealed that there were 104 differentially expressed protein spots in rice roots and 59 in leaves. Then, we identified 83 proteins in rice roots and 61 proteins in rice leaves by MS analysis. Functional classification analysis revealed that the differentially expressed proteins from roots could be classified into 18 functional categories while those from leaves could be classified into 11 functional categories. The proteins from rice seedlings that most significantly contributed to a protective effect against increased salinity were cysteine synthase, adenosine triphosphate synthase, quercetin 3‐O‐methyltransferase 1, and lipoxygenase 2. Further analysis demonstrated that the primary mechanisms underlying the ability of rice seedlings to tolerate salt stress were glycolysis, purine metabolism, and photosynthesis. Thus, we suggest that differentially expressed proteins may serve as marker group for the salt tolerance of rice.     

花生萌发期耐盐性综合评价及耐盐种质筛选

为了解江苏花生种质资源的耐盐性,挖掘耐盐种质资源,本试验对47份花生种质材料进行耐盐性综合评价,以发芽势、发芽指数、活力指数、发芽率、鲜重、相对含水量、干重的相对值为鉴定指标,采用主成分分析、隶属函数法以及聚类分析方法,对其进行萌发期耐盐性综合评价及耐盐种质筛选。结果表明,花生种质材料萌发期的耐盐性强弱判定结果受多个指标影响,相对含水量和鲜重可以作为花生种质萌发期耐盐性的最佳鉴定指标,5 g/L Na Cl溶液可以作为花生萌发期耐盐性鉴定的合适浓度,47份花生材料划为5个耐盐级别,筛选出JP42、JP29、JP23、JP43、JP35、JP4等6份耐盐性强的种质,JP27和JP98为高度敏感材料,隶属函数法结合耐盐分级可以作为一种简便快速鉴定花生萌发期耐盐性的方法。     

Overexpression of OsHsp17.0 and OsHsp23.7 enhances drought and salt tolerance in rice

Heat shock proteins (Hsps) play an important role in plant stress tolerance. We previously reported that expression of OsHsp17.0 and OsHsp23.7 could be enhanced by heat shock treatment and/or other abiotic stresses. In this paper, stress tolerance assays of transgenic rice plants overexpressing OsHsp17.0 and OsHsp23.7 have been carried out. Both OsHsp17.0-OE and OsHsp23.7-OE transgenic lines demonstrated higher germination ability compared to wild-type (WT) plants when subjected to mannitol and NaCl. Phenotypic analysis showed that transgenic rice lines displayed a higher tolerance to drought and salt stress compared to WT plants. In addition, transgenic rice lines showed significantly lower REC, lower MDA content and higher free proline content than WT under drought and salt stresses. These results suggest that OsHsp17.0 and OsHsp23.7 play an important role in rice acclimation to salt and drought stresses and are useful for engineering drought and salt tolerance rice.     

盐胁迫对花生种子际细菌菌群结构的调控

盐胁迫影响种子萌发和植株形态建成,提高盐胁迫下花生种子萌发速率和成苗健苗率是盐碱地花生高产高效栽培的重要环节之一,花生种子际土壤细菌菌群结构与种子萌发关系密切。为揭示盐胁迫对花生种子际微生物菌群结构的影响,以耐盐花生品种（花育25号,HY25）和盐敏感花生品种（花育20号,HY20）为试验材料,采用盆栽实验和高通量测序技术,研究不同耐盐性品种种子萌发吸胀吸水阶段种子际细菌菌群结构的变化。结果表明,种子际土壤细菌群落以变形菌门（Proteobacteria）、厚壁菌门（Firmicutes）、放线菌门（Actinobacteria）、拟杆菌门（Bacteroidetes）及芽单胞菌门（Gemmatimonadetes）等为优势菌门,盐胁迫处理可以不同程度的提高厚壁菌门和放线菌门的相对丰度。在属水平上,盐胁迫可以增加有益菌芽胞杆菌属（Bacillus）的相对丰度,增强盐胁迫下种子存活能力,提高萌发率。细菌功能预测结果显示,信号转导机制、免疫系统和防御机制等相关功能在盐胁迫处理后明显增强,可能是促进花生萌发并增强花生胁迫应答的重要原因之一。种子际优势菌群的鉴定及机理分析可为通过改良种子际土壤微生物环境,提高花生耐盐性和出苗健苗率提供重要的借鉴意义,同时为开发利用盐碱地提供参考。