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。     

粳稻种质资源苗期耐盐性综合评价与筛选

为鉴定和评价粳稻种质资源苗期耐盐性,利用125 mmol/L NaCl盐胁迫对165份粳稻种质资源进行处理,测定耐盐级别、叶片伤害百分率、苗高、根长、SPAD、地上部鲜重、根鲜重、地上部干重和根干重,计算地上部含水量和除耐盐级别、叶片伤害百分率之外各性状的相对指标。结果表明:耐盐级别与相对苗高、相对SPAD、相对地上部鲜重、相对根鲜重、相对地上部干重、相对根干重、相对植株干重和地上部含水量均呈极显著正相关,与叶片伤害百分率和相对根冠比呈极显著负相关。通过主成分分析将12个评价指标转换为5个主成分,累计贡献率为86.473%,应用隶属函数和权重,获得了客观评价粳稻种质资源苗期耐盐性的综合评价值D。筛选到Bertone、长白26、伊粳12号、宁资629和小琥板稻5个苗期综合耐盐性强的种质。通过聚类分析将165份粳稻种质资源划分为4类,第Ⅰ类群主要由盐敏感种质构成,第Ⅱ类群主要由弱耐盐种质构成,第Ⅲ类群仅包含1份盐敏感种质,为苏选2,第Ⅳ类群是以弱耐盐和耐盐种质为主的混合类群。结合主成分和逐步回归分析,确定耐盐级别、相对根长、相对地上部干重、相对根干重和地上部含水量5个指标可作为粳稻种质资源苗期耐盐性鉴定的重要指标,本研究结果可为耐盐水稻资源筛选及鉴定提供理论依据。     

基于光合系统参数建立马铃薯耐荫性综合评价体系

为构建便捷的马铃薯(Solanum tuberosum)耐荫性综合评价体系并发掘耐荫种质, 以35个马铃薯品种(系)为实验材料, 测定块茎膨大期遮荫下植株叶片叶绿素含量、光合能力和叶绿素荧光等光合参数及收获后块茎单株产量和淀粉含量等指标。根据耐荫系数, 利用主成分分析法、隶属函数法、聚类分析法和逐步回归分析法进行综合评价。通过主成分分析将马铃薯耐荫性相关的13个单项光合指标转换为6个综合指标, 代表了全部信息的87.51%。以此计算各种质的隶属函数值, 并以主成分的贡献率进行加权, 最终获得所用材料耐荫性的综合评价值(D值)。根据D值聚类分析结果将35个马铃薯分为4类, 其中Eshu10和Lishu6分别为耐荫性最强和最弱的品种。通过逐步回归分析建立了马铃薯耐荫性评价数学模型: D=0.060+0.106G_s+0.214qP+0.143NPQ。同时, 用该评价体系鉴定为耐荫性强的品种(系)在遮荫后其产量和/或淀粉含量等指标减幅均低于耐荫性弱的种质, 表明该评价体系可用于快速评价和预测马铃薯种质的耐荫性。     

基于光合系统参数建立马铃薯耐荫性综合评价体系

为构建便捷的马铃薯(Solanum tuberosum)耐荫性综合评价体系并发掘耐荫种质, 以35个马铃薯品种(系)为实验材料, 测定块茎膨大期遮荫下植株叶片叶绿素含量、光合能力和叶绿素荧光等光合参数及收获后块茎单株产量和淀粉含量等指标。根据耐荫系数, 利用主成分分析法、隶属函数法、聚类分析法和逐步回归分析法进行综合评价。通过主成分分析将马铃薯耐荫性相关的13个单项光合指标转换为6个综合指标, 代表了全部信息的87.51%。以此计算各种质的隶属函数值, 并以主成分的贡献率进行加权, 最终获得所用材料耐荫性的综合评价值(D值)。根据D值聚类分析结果将35个马铃薯分为4类, 其中Eshu10和Lishu6分别为耐荫性最强和最弱的品种。通过逐步回归分析建立了马铃薯耐荫性评价数学模型: D=0.060+0.106G_s+0.214qP+0.143NPQ。同时, 用该评价体系鉴定为耐荫性强的品种(系)在遮荫后其产量和/或淀粉含量等指标减幅均低于耐荫性弱的种质, 表明该评价体系可用于快速评价和预测马铃薯种质的耐荫性。     

人工海水胁迫下芦笋品种耐盐性评价的多元统计分析

利用浓度为25%的人工配制海水对25个芦笋品种进行了芽期和苗期的胁迫处理,调查发芽势、发芽指数、活力指数、胚根长、株高、茎数、茎粗、根鲜质量、根干质量以及根体积等10个农艺性状,以各性状耐盐系数作为衡量耐盐性的指标,利用多元统计分析方法对芦笋品种的耐盐性进行了综合评价。结果表明,调查的10个性状指标在品种间差异显著,因子分析将其集约于3个主因子上,即种子活力因子、根部因子和生长因子,主因子累计贡献率达82.2%。基于品种因子得分值进行聚类分析,25个芦笋品种可分为4类,即耐盐品种、较耐盐品种、中度耐盐品种和盐敏感品种。本研究建立的人工海水胁迫处理鉴定芦笋品种耐盐性的综合评价方法,可为芦笋材料耐盐性鉴定和耐盐育种提供理论参考。     

小麦及远缘杂交后代苗期耐盐性综合评价

对121份小麦等材料的耐盐性进行综合评价,以期为小麦耐盐生理、遗传育种等研究提供参考。结果表明,根据耐盐性将供试材料分为5类:高耐盐材料(P13、C1009、1710、1713和082-1,D值0.5877～0.6616);耐盐材料(1706、081、0819-1、PSR3628和TB1等9份种质,D值0.4222～0.5331);中耐盐材料(1707、1805、TPF8、1704和1712等41份种质,D值0.2684～0.3940);盐敏感材料(45份种质,D值0.1922～0.2640);高盐敏感材料(21份种质,D值0.0504～0.1848)。偏凸山羊草×硬粒小麦衍生系中P13、082-1、081、082-2材料的D值分布在0.4231～0.6616之间,表现为高耐或耐盐。一粒小麦×葡萄牙野燕麦衍生系,提莫菲维小麦×葡萄牙野燕麦衍生系的D值均值分别为0.4145和0.4106,显著大于普通小麦群体,它们总体上表现耐盐。8个小麦远缘杂交后代群体D值均值大于普通小麦群体,筛选出P13、1713、082-1、1706和081等耐盐新种质。     

陆地棉种质资源花铃期抗旱性鉴定及抗旱指标筛选

大田试验设置正常灌水和干旱胁迫处理,于花铃期开始干旱处理,以株高、果枝数等12个农艺性状的平均数为基础,采用综合抗旱系数、模糊隶属函数、主成分分析、关联分析和聚类分析等统计分析方法相结合进行品种抗旱性鉴定和抗旱指标的筛选,为棉花抗旱品种鉴定和棉花生产提供理论依据。12个农艺性状对水分胁迫的敏感程度各异,基于D值、CDC值和WDC值的棉花种质抗旱性分析;通过D值的聚类分析结果,将153份种质资源分为5级,Ⅰ级(强抗旱型)5份、Ⅱ级(抗旱型)35份、Ⅲ级(中抗旱型)56份、Ⅳ级(较敏感型)56份和Ⅴ级(敏感型)1份。供试棉花种质的籽棉产量与D值、CDC值和WDC值均呈极显著正相关。筛选出花铃期抗旱性强的棉花种质有以色列1101,抗旱性弱的品种盐早2号。株高、籽棉产量、单铃重、有效铃数和果枝始节高度可作为棉花种质资源花铃期抗旱性评价的指标。     

基于主成分-聚类分析构建甜瓜幼苗耐冷性综合评价体系

为了构建甜瓜(Cucumis melo)种质耐冷性的评价体系并筛选耐冷种质,以19份遗传背景差异明显的甜瓜种质为实验材料,测定低温胁迫下幼苗的9个形态指标和8个生理指标,利用主成分分析、聚类分析及回归分析等多元统计方法对各指标的耐冷系数(α值)进行综合评价。结果表明,低温胁迫下甜瓜幼苗的形态和生理指标发生了明显的变化,其α值的变异系数均大于10%,生理指标的α值变化更为明显。利用主成分分析将原有的17个指标转换为7个独立的综合指标,其累计贡献率达84.64%,以此计算各种质的隶属函数值,并以主成分的贡献率进行加权,最终获得所有种质耐冷性的综合评价值(D值)。基于D值的聚类分析将所有种质按耐冷性强弱划分为3类,其中Oujin为耐冷性最强的种质,Xujin1等11份种质具有中等耐冷性,Qiuxiang等7份种质耐冷性较弱。通过逐步回归分析建立了甜瓜幼苗耐冷性评价的数学模型:D=0.048+0.048POD–0.119SOD+0.097PRO+0.042CRI+0.084RDW+0.206OFW。模型的预测精度大于93.0%。该耐冷性评价体系可广泛用于不同甜瓜种质耐冷性的快速鉴定和预测。     

人工海水胁迫下小麦种质资源的耐盐性筛选与鉴定

利用人工配制的海水筛选耐盐性较好的小麦品种,为沿海滩涂地区的小麦耐盐育种提供重要信息。本研究利用人工海水处理的方法,对363份小麦种质资源进行了芽期耐盐性初步鉴定,筛选出芽期耐盐性为1级的小麦种质28份。进一步对芽期耐盐性较好的48份小麦种质进行了苗期耐盐性鉴定,并对其耐盐指标进行隶属值模糊评价分析,从中鉴定出了2个苗期耐盐性较强的小麦种质,分别为淮麦31和红壳洋麦。依据来源的不同,发现小麦种质资源的芽期耐盐性大小依次为地方品种>育成品种>国外引进品种。小麦芽期与苗期的耐盐性相关分析表明,二者相关性极低(r=-0.0051)。     

Symbiosis-stimulated chitinase isoenzymes of soybean (Glycine mas (L.) Merr.)

Isoforms of endochitinase in soybean were studied in relation to root symbiosis. Five selected cultivars differing in their nodulation potential were inoculated with two strains of Bradyrhizobium japonicum, the broad host-range Rhizobium sp. NGR234, and with the mycorrhizal fungus Glomus mosseae. Total chitinase activity in nodules was up to 7-fold higher than in uninoculated roots and in mycorrhizal roots. The chitinase activity in nodules varied depending on the strain-cultivar combination. On semi-native polyacrylamide gels, four acidic isoforms were identified. Two isoforms (CH 2 and CH 4) were constitutively present in al analysed tissues. The other two isoforms (CH 1 and CH 3) were strongly induced in nodules and were simulated in mycorrhizal roots as compared to uninoculated roots. The induction of CH 1 varied in nodules depending on the soybean cultivar. This isoform was also stimulated in uninfected roots when they were treated with tri-iodobenzoic acid, rhizobial lipochitooloigosaccharides (Nod factors) and chitotetraose. CH 3 was not affected by these stimuli indicating that this isoform could represent a marker for enzymes induced in later stages of the symbiotic interactions.Key words: (Brady)rhizobium, chitinase isoenzymes, mycorrhiza, (restricted) nodulation, Nod factors      

Somatic embryogenesis in Sitka spruce (Picea sitchensis (Bong.) Carr.)

Embryonal-suspensor masses from immature embryos from cones of Sitka spruce (Picea sitchensis (Bong.) Carr.) proliferated on a modified Murashige & Skoog medium with N⁶-benzyl-aminopurine, kinetin, 2,4-dichlorophenoxyacetic acid and an organic nitrogen source. The slimy white embryonal-suspensor masses with proembryos were maintained on a solid proliferation medium with reduced amounts of growth regulators. Transfer of embryonal-suspensor masses to a non-woven polyester carrier with liquid maturation media containing ±2-cis-4-trans-abscisic acid and a reduced amount of inositol and organic nitrogen resulted in synchronized embryo formation. Further development was achieved on a medium without ±2-cis-4-trans-abscisic acid and organic nitrogen. Somatic embryos were successfully transferred ex vitrum.Abbreviations ABA ±2-cis-4-trans-abscisic acid - BAP N⁶-benzyl-aminopurine - ESM embryonal-suspensor masses - KIN kinetin - 2,4-D 2,4-dichlorophenoxyacetic acid     

Root-Tiller Interrelationships in Spring Barley (Hordeum distichum (L.) Lam.)

Root-tiller relations were investigated in spring barley grownin soil in deep pots. The total dry wt of the root system reachedits maximum 6 weeks from sowing, when the shoot weight was only50 per cent of its value at maturity. Seminal and nodal rootscomprised 40 and 60 per cent, respectively, of the total rootdry wt at maturity; the majority of the nodal root weight wasassociated with the main shoot. The main shoot had approximatelytwice as many nodal roots as either of the first two primarytillers (T1 and T2), and the primary and secondary tillers appearinglater were very poorly rooted. Some tillers, especially secondarytillers that died prematurely, produced no nodal roots. Theweight of the seminal roots and nodal roots attached to themain shoot continued to increase up to maturity but the drywt of nodal roots on tillers declined with time. This patternof growth was closely related to the pattern of ¹⁴C assimilateddistribution within the root system. A very small proportionof ¹⁴C assimilated by the main shoot and T1 and T2 was exported.The majority of the exported assimilate went to the seminalroot system and to nodal roots attached to the main shoot. Individualnodal and seminal roots seemed to have different roles in supplyingnutrients to the shoot system, with the former mainly providing³²P-phosphate to its tiller of origin and the latter generallysupplying the main shoot and primary tillers. Hordeum distichum. (L.) Lam., barley, root growth, nodal roots, seminal roots, tillering, assimilate distribution, ³²P-distribution