不同基因型春小麦对磷胁迫适应性研究

采用盆栽试验,测定了4种基因型春小麦在不同生育期,3种磷水平下植株体内酸性磷酸酶活性、根长、根半径、根干重、根冠比、地上部干重、产量等指标,研究了小麦生长对磷素的利用效率。结果表明：甘春20号对磷素的敏感性在酸性磷酸酶活性、根干重、地上部干重、增产潜力均强于陇春16号、会宁18号和定西33号,是磷高效基因型;高磷对陇春16号的根冠比和根干重影响显著,定西33号和会宁18号的根长较长,因此陇春16号、会宁18号和定西33号仍具有一定的磷素利用潜势。     

不同大豆品种磷吸收利用特性比较研究

土壤缺磷和低磷利用率是现代农业生产发展的主要限制因素之一,筛选和培育磷商效吸收利用品种是提高磷素利用率的有效途径。采用土壤盆栽试验方法进行了不同大豆（Glycine max（L.）Merr．）品种磷吸收利用特性比较研究。结果表明。在缺磷和正常供磷条件下,不同大豆品种植株在株离、根干重、地上部干重、根冠比率、植株磷含量和其相对值、磷吸收量和其相对值、磷利用效率和其相对比值等方面表现出显著的差异。多数达到了极显著水平。相关分析表明,在缺磷条件下,大豆不同品种植株磷的利用效率及其相对比值与植株磷含量和磷吸收量以及它们的相对值呈显著或极显著负相关。植株磷含量与植株磷吸收量呈极显著正相关。以植株干物质量和其相对值、植株磷吸收量和其相对似以及植株磷利用效率为筛选指标,筛选出3个大豆磷高效品种。     

基于SLAF-BSA技术挖掘大豆酸性磷酸酶候选基因及标记开发

磷利用效率与大豆产量密切相关,根尖酸性磷酸酶活性是筛选大豆品种磷效率的重要指标。挖掘酸性磷酸酶活性候选基因并开发其功能标记对获得磷高效功能基因、解析磷利用分子机制和培育磷高效大豆新品种意义重大。本研究利用酸性磷酸酶活性重组自交系群体F12构建了2个极端性状混池DNA文库,通过SLAF-BSA技术,获得了268个与大豆酸性磷酸酶活性关联的SNP,包括12个非同义突变,其中亲本间7个,后代混池间5个;在2个关联候选区域,获得79个酸性磷酸酶活性相关基因,其中第3号染色体的20138271～20268154间4个,17号染色体的14368648～15526449间75个;对该区域内基因进行了功能注释。开发了非同义突变基因Glyma.17G166200.1功能标记GMsnp-B,用该标记检测169份大豆栽培品种基因型,与表型符合率达到82.8%。     

CO2浓度和磷对不同种植方式玉米大豆生长效应研究

通过顶置光源植物生长室控制380和760 μmol·mol-1 2个CO2浓度水平,研究了磷缺乏与正常供磷条件下,CO2浓度升高对玉米/大豆间作、玉米单作和大豆单作3种种植模式下作物株高、茎粗、叶面积及干物质积累的影响.结果表明:(1)CO2浓度升高能显著增加单/间作玉米、大豆的株高、茎粗、叶面积、根干重、地上部干重及总干重.(2)CO2浓度升高对供磷水平下单、间作玉米大豆的株高、茎粗、叶面积及干物质积累量增加的正效应均大于缺磷处理.(3)两种CO2浓度下,间作大豆与单作大豆生长差异不显著,而间作玉米较单作玉米有明显的生长优势,且供磷和CO2浓度的升高均能够促进这种优势.     

小麦耐低磷相关性状的全基因组关联分析

通过对小麦耐低磷相关性状进行全基因组关联分析(GWAS,genome-wide association study),挖掘与小麦耐低磷性显著相关的单核苷酸多态性标记(SNP,single nucleotide polymorphism)位点及候选基因,为小麦耐低磷性状的遗传基础和分子机制研究提供理论参考。本试验以198份黄淮麦区小麦品种(系)为试验材料,设置低磷和正常磷营养液水培试验,利用小麦35K芯片对分布于小麦全基因组的11896个SNP,采用Q+K关联模型对小麦耐低磷性相关性状进行关联分析。结果表明,小麦耐低磷性状表现出广泛的表型变异,变异系数为15.65%~26.59%,多态性信息含量(PIC,polymorphic information content)为0.095~0.500。群体结构分析表明,试验所用自然群体可分为2个亚群,GWAS共检测到67个与小麦耐低磷相关性状显著关联的SNP位点(P≤0.001),这些位点分布在除3A、3B和3D以外的18条染色体上,单个SNP位点可解释5.826%~9.552%的表型变异。在这些显著位点中有4个SNP位点同时关联到了2个不同的耐低磷性状。对67个SNP位点进行发掘,筛选到7个可能与小麦耐低磷性有关的候选基因。TraesCS6A02G001000和TraesCS6A02G001100在锌指合成中有重要作用;TraesCS6A02G118100可能为低磷胁迫诱导基因;TraesCS5D02G536400、TraesCS1B02G154200和TraesCS5D02G536500与低磷胁迫相关酶类基因家族有关;TraesCS1D02G231200与植物DUF 538结构域蛋白有关,是植物胁迫相关调控蛋白候选基因。     

水稻苗期磷高效基因型筛选研究

采用难溶性磷酸盐Ca3 (PO4) 2 为唯一磷源 ,在pH值为 5 .5条件下产生相对高浓度低磷胁迫及以NaH2 PO4为磷源配制P浓度为 0 .5mg·L-1的相对低浓度低磷胁迫的两个水培环境 ,分别对不同基因型水稻的磷效率进行评价 .以相对分蘖干重 (RTW )、相对总生物量 (RPW )、相对分蘖数 (RTN)、相对根系干重(RRW )、相对地上部干重 (RSW )、相对叶龄 (RLA)和相对株高 (RPH)作为耐性指标进行相关分析 .结果表明 ,供试材料的磷效率存在极显著差异 ,若以能产生分蘖的相对高浓度低磷胁迫进行筛选时 ,相对分蘖干重、相对地上部干重、相对总生物量可作为较好的筛选指标 ,其中相对分蘖干重不仅与其它指标间的相关性强 ,且品种间差异和变异系数均较大 ,能准确、灵敏地反映不同基因型间的耐低磷胁迫能力 ;若采用相对低浓度的低磷胁迫对不同基因型水稻进行耐低磷种质筛选时 ,筛选指标则不同 ,最好的单一筛选指标应是相对地上部干重或相对总生物量 .     

营养液不同磷浓度对柠条苗期植株生长发育的影响

在室内营养液培养条件下,研究了不同磷浓度对柠条苗期植株生长发育的影响.结果表明,不同磷浓度对植株主根长度、侧根数、株高、根冠比、鲜重、干重、茎叶中含磷量、吸收量和磷的利用效率等都产生显著的影响.通过不同的磷浓度对植株生长发育的影响和综合植株主要生长发育性状指标,发现柠条苗期营养液培养的适宜磷浓度为10～500μmol·L-1,最适宜磷浓度为100μmol·L-1,缺磷的临界浓度在1～10μmol·L-1间.柠条苗期植株地上部含磷量随外界营养液中磷浓度的增加呈现先增加后减少的趋势,当外界磷浓度达到1000μmol·L-1时对植株生长产生一定程度的抑制作用.     

低磷和干旱胁迫对大豆植株干物质积累及磷效率的影响

土壤缺磷和季节性干旱已经成为南方酸性红壤地区大豆生产的主要限制因素之一。选取2个大豆品种巴西10号(磷高效)和本地2号(磷低效),研究其在不同磷素(0,15, 30 mg/kg P)和水分处理(分别在开花期和结荚期进行干旱胁迫)下的反应,从植株生物量、叶绿素含量、磷效率指标等方面研究不同基因型大豆对水磷耦合胁迫的适应机制。研究结果表明,随着土壤磷素水平的增加,两个品种的生物量和叶片叶绿素含量显著增加,根冠比则显著下降。在同一磷素水平处理下,干旱胁迫则导致较高的根冠比,对叶片叶绿素含量影响不大,两个品种表现一致。两个基因型大豆受到干旱胁迫后,其产量均显著低于正常水分处理。中等施磷能显著提高两个大豆品种的产量,但高磷处理对产量的增加幅度有限,甚至高磷处理还造成本地2号减产。巴西10号的产量随土壤中磷素的增加而增加,而本地2号的产量则为中磷>高磷>低磷,不管是磷处理还是水分处理,巴西10号的产量均高于本地2号。无论是花期干旱还是结荚期干旱,巴西10号和本地2号的根磷效率比、磷吸收效率及磷转移效率均随土壤磷浓度的增加而增加,磷利用效率则降低。总体上来讲,巴西10号的磷吸收效率和利用效率高于本地2号,而根磷效率比、磷转移效率则小于本地2号。     

不同磷效率小麦品种对缺磷胁迫反应的比较

在营养液培养条件下,以根据相对产量为指标筛选出的6个不同磷效率的小麦(Triticum aestivum L.)品种为材料,对其苗期在缺磷条件下生长、根冠磷含量及其分配,以及叶片韧皮部汁液中磷浓度等进行了比较研究。结果表明,缺磷抑制植株地上部生长,但刺激根系生长,导致植株根／冠比增加。无论在供磷或缺磷条件下,磷高效品种的根冠生长速率都低于磷低效品种。缺磷导致植株体内的磷含量下降与根系相比,地上部磷含量的下降速率更快。但在缺磷条件下,不同磷效率的小麦品种根冠间的磷分配变化没有差异。研究发现,在正常供磷条件下,磷高效小麦品种的叶片韧皮部汁液中磷浓度较低,而磷低效品种的叶片韧皮部汁液中磷浓度较高。但开始缺磷后,磷高效品种的叶片韧皮部汁液中的磷浓度下降较慢,使其相对磷浓度较高。缺磷后10天,磷低效品种叶片韧皮部汁液中的磷浓度为供磷对照的35．9％,而磷高效品种叶片韧皮部汁液中的磷浓度为供磷对照的59％。     

不同磷效率小麦品种对缺磷胁迫反应的比较

在营养液培养条件下,以根据相对产量为指标筛选出的6个不同磷效率的小麦(Triticum aestivum L.)品种为材料,对其苗期在缺磷条件下生长、根冠磷含量及其分配,以及叶片韧皮部汁液中磷浓度等进行了比较研究.结果表明,缺磷抑制植株地上部生长,但刺激根系生长,导致植株根/冠比增加.无论在供磷或缺磷条件下,磷高效品种的根冠生长速率都低于磷低效品种.缺磷导致植株体内的磷含量下降与根系相比,地上部磷含量的下降速率更快.但在缺磷条件下,不同磷效率的小麦品种根冠间的磷分配变化没有差异.研究发现,在正常供磷条件下,磷高效小麦品种的叶片韧皮部汁液中磷浓度较低,而磷低效品种的叶片韧皮部汁液中磷浓度较高.但开始缺磷后,磷高效品种的叶片韧皮部汁液中的磷浓度下降较慢,使其相对磷浓度较高.缺磷后1 0天,磷低效品种叶片韧皮部汁液中的磷浓度为供磷对照的35.9%,而磷高效品种叶片韧皮部汁液中的磷浓度为供磷对照的59%.     

不同供水条件下水稻幼苗根系形成的遗传分析

利用分子标记图谱对溶液培养与旱作培养（纸培养）下的水稻（Oryza sativa L.)幼苗的种子根与最长不定根长,不定根数,总根干重,根冠比等性状进行了基因定位与遗传分析。4种参数共检测到6个数量性状位点（quantitative trait loci,QTLs)与22对上位性互作位点,其中溶液培养中的最长不定根长,总根干重和旱作培养中的总根干重检测到的QTLs位点对总变异的贡献率分别为20％,23％和13％左右;旱作培养中的最长不定根长,不定根数,根冠比和溶液培养中的根冠比仅检测到上位性位点,对表型变异的贡献率在12％－61％之间,溶液培养与旱作条件下没有一个或一对检测到的QTL或互作位点完全相同,提示溶液培养和旱作条件下影响幼苗根系生长的遗传机制差异,上位性作用对旱作培养条件下的根生长具重要影响。     

小麦与蚕豆间作体系根系形态与磷吸收的定量解析

豆科与禾本科作物间作能够改变作物根系生长,但不同施磷水平下间作-根系形态-磷吸收之间的关系尚未明确。本研究通过田间定位试验和根箱模拟试验,研究不同种植模式(小麦单作、蚕豆单作和小麦-蚕豆间作)和不同磷水平下小麦和蚕豆的产量、生物量、磷吸收及根系形态特征,分析探讨不同施磷条件下小麦-蚕豆间作对根系形态和磷吸收的影响。结果表明: 根箱试验中,与单作相比,间作小麦的根干重、根冠比分别增加21.2%、61.5%,地上部干重降低14.6%,根系磷含量和总吸磷量分别提高23.8%和12.1%;间作蚕豆的地上部干重、根干重、根冠比、总根长和根体积分别增加16.5%、47.3%、24.0%、3.5%和8.4%,间作蚕豆地上部磷含量、根系磷含量和总吸磷量分别提高14.7%、26.2%和21.5%。田间试验中,与单作相比,分蘖期间作小麦地上部磷吸收量降低8.7%,而在拔节期、抽穗期、灌浆期和成熟期分别提高40.6%、19.7%、7.8%和12.4%;但种间互作导致开花期、结荚期和成熟期间作蚕豆的地上部磷吸收量分别降低9.8%、9.0%和5.2%。偏最小二乘法(PLS)回归分析表明,小麦的根表面积和根体积、蚕豆的根表面积对作物磷吸收的贡献最大,在低磷胁迫条件下,间作同时提高了小麦和蚕豆的根体积和根表面积,促进了磷的吸收。总之,在缺磷或低磷条件下,种间互作扩大了小麦和蚕豆根土接触面积,促进了苗期磷的吸收,为后期间作优势的形成奠定了基础。     

耐低磷山羊草基因型的筛选与鉴定

为研究小麦近缘属种的耐低磷特性,本试验通过砂培法,以9种山羊草为供试材料,对低磷和正常供磷2个处理下山羊草苗期的相对地上部干重、相对根干重、相对生物量、相对根长、相对根冠比、相对磷积累量、相对磷吸收效率进行研究。结果表明,不同基因型山羊草对低磷胁迫的反应存在一定的差异。相关分析和主成分分析结果表明,相对地上部干重、相对根干重、相对生物量和相对磷积累量可作为耐低磷基因型山羊草筛选的指标。筛选结果表明,双角、粘果、小伞和拟斯卑尔脱山羊草为耐低磷型山羊草,尾状山羊草为磷敏感型山羊草。     

利用紧缩线性模型和贝叶斯模型对猪总产仔数和产活仔数性状的全基因组关联研究

全基因组关联分析策略已逐渐成为家畜重要经济性状研究的强有力工具。文章使用猪60K SNP芯片对一个具多胎繁殖性状记录的商业母猪群(n=820)进行分型检测,共计57 814个SNP通过设定质控标准。主成分分析显示群体内不存在显著的群体分层现象,而后分别运用两种统计模型Compressed Mixed Linear Model(GAPIT程序包)、Bayes CPi(GenSel软件)进行第1和第2胎次总产仔数和产活仔数性状的全基因组关联分析。从两种分析方法所得结果中各取最显著的50个SNP位点进行比较:对于第1胎次总产仔数,两种方法分析结果存在31个重合SNP位点,对于第1胎次产活仔数,有20个重合SNP位点;且两种统计分析结果中最显著的SNP位点都在另一方法中得到验证。与第1胎次总产仔数显著关联的SNP位于1、2、3、7、13、16和18号染色体,与第1胎次产活仔数显著关联的SNP位于1、3、4、13和16号染色体上的11个区域内。在1、3、13和16染色体上共有5个区域同时与这两个性状显著关联。与第2胎次总产仔数和产活仔数显著关联的区域主要位于7、10、12、13、14和16号染色体的6个重叠区域内。     

云南水稻地方品种磷高效种质的筛选及生态分布规律研究

在土壤有效磷含量为0.02 mg/kg和80 mg/kg条件下,采用土壤盆栽法对云南5个稻作区的548份云南水稻地方品种核心种质进行磷高效种质的筛选和生态分布规律研究。通过考查18个相对表型性状,发现相对穗干重、相对总干重、相对地上干重对低磷反应较为敏感,可作为鉴定云南水稻地方品种核心种质磷高效材料的首选指标,并筛选出极强磷高效稻种(穗干重、总干重和地上干重的相对值均>90%的稻种)27份。平均值变量分析和差异显著性检验结果显示,滇西北高寒粳稻区和滇东北高原粳稻区稻种磷高效能力较强,南部边缘水陆稻区和滇南单双季籼稻区稻种磷高效能力强且呈现多样性分布,滇中一季籼粳稻区则相对较弱。     

不同水分条件下玉米株高和穗位高的QTL分析

干旱是影响玉米产量的重要因素.在干旱条件下,玉米株高和穗位高往往受到影响,因此是研究耐旱性的重要指标.本研究利用A188×91黄15的F2∶3家系,进行株高和穗位高的数量性状位点(QTL)分析.结果表明,在水分胁迫条件下,分别各有10个QTL与株高和穗位高有关;在水分充足条件下,则检测到各有6个QTL与株高和穗位高有关.各QTL解释的表型变异在7.3%～53.9%之间.位于第8染色体上的QTL个数占总QTL近50%,LOD值均大于4.6,推测该染色体存在控制玉米株高和穗位高QTL的重要区域.本研究在bnlg1812标记附近检测到在水分胁迫下同时控制株高和穗位高的QTL,解释的表型变异在20%以上,该QTL是值得进一步研究和利用的位点.     

大豆种子储藏性磷对幼苗适应低磷胁迫的作用

选用种子大小不同、磷效率不同的两个大豆品种‘巴西10号’(B10)和‘本地2号’(L2),在不同供磷条件下进行营养液浇灌沙培,从大豆萌发至2片三出复叶完全展开期测定植株主要器官总磷、可溶性磷浓度、子叶可溶性蛋白、酸性磷酸酶比活性、植酸酶比活性的变化动态,探讨储藏性磷在大豆幼苗期适应磷胁迫中的作用。结果发现:(1)磷效率不同的两个大豆品种的种子中磷含量差异显著。(2)大豆萌发和幼苗生长过程中子叶的磷逐渐转入根、茎、叶中,并以转入叶中的磷最多,其中磷高效品种B10在发芽过程中子叶磷向各个器官转移的总磷量要高于磷低效品种L2,且持续时间长。(3)大豆萌发和幼苗生长过程中外源供磷水平显著影响子叶磷的转移,在外源供磷充足条件下各器官中总磷均高于低供磷条件,子叶中磷和外源磷存在补偿关系。(4)磷高效品种B10子叶中酸性磷酸酶活性在低磷条件下显著高于高磷条件,但磷低效品种L2在高、低磷间无显著差异。研究表明,大豆种子储藏性磷在幼苗期耐低磷能力建立方面具有重要作用。     

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。     

缺磷条件下不同水稻品种磷素吸收特性的研究

缺磷条件下,供试粳稻品种植株的单株鲜重、干重、全磷含量和单株磷累积量等具有较大差异,从中筛选出磷高效品种TP309和优质8号,其中TP309较磷低效品种早88-1的全磷含量和单株磷累积量分别增加37.50%~40.00%和82.76%~102.00%。单株根数、平均根长和根系体积与单株磷素吸收量的相关程度较小,光合速率(Pn)、叶片可溶蛋白含量和叶片可溶性糖含量均表现为随着吸磷量的增加而不断增大。     

磷胁迫下大豆酸性磷酸酶活性变化及磷效率基因型差异分析

在3种磷水平处理后,对23个大豆品种的叶片和根尖酸性磷酸酶活性、根冠比、干物质量、全磷含量及磷效率进行测定、比较和分析。结果表明,叶片或根尖酸性磷酸酶活性、叶片或根尖酸性磷酸酶活性相对值、根冠比,磷效率、磷效率相对值之间具有极显著差异(P相似文献