种子萌发期4种植物对干旱胁迫的响应及其抗旱性评价研究

用不同浓度PEG-6000的1/2Hoagland溶液模拟干旱胁迫条件,对沙枣、柠条、杠柳、白蜡4种植物种子的总萌发率、幼苗鲜重、活力指数进行研究.结果表明:(1)随着干旱胁迫程度的加剧4种植物种子的总萌发率、幼苗鲜重、活力指数呈下降趋势,且白蜡下降幅度最大,但柠条、沙枣、杠柳的抗旱指数显著高于白蜡;(2)4种植物种子的逐日萌发率和胚根日变化表明:低浓度PEG-6000对柠条和杠柳的种子萌发具有较好的诱发作用,白蜡和杠柳种子萌发比较集中,沙枣和柠条相对比较分散;沙枣、柠条和白蜡胚根生长呈线性增长,而杠柳呈指数式增长;(3)采用隶属函数法对干旱胁迫下4种植物的相对萌发率、相对鲜重、抗旱指数、相对活力指数进行综合评价的结果显示,4种植物种子萌发阶段的抗旱性次序为:柠条>沙枣>杠柳>白蜡.     

渗透胁迫对不同抗旱性小麦品种胚芽鞘生长的影响

20％PEG－6000作渗透介质,室内模拟干旱条件下,不同抗旱性小麦品种萌发期的胚芽鞘长度与品种的抗旱性基本一致。据此认为,低水势下穿鞘长度是冬小麦抗旱鉴定及抗旱个体选择的良好指标。     

S-腺苷甲硫氨酸代谢途径相关基因在小麦水分胁迫中的表达

以小麦品种‘晋麦47’为材料,利用半定量RT-PCR方法,对S-腺苷甲硫氨酸代谢途径中的S-腺苷甲硫氨酸合成酶(SAMS)基因、S-腺苷甲硫氨酸脱羧酶(SAMDC)基因和γ-谷氨酰半胱氨酸合成酶(-γECS)基因在正常供水、PEG-6000模拟水分胁迫和复水过程中小麦叶片的表达模式进行了分析。结果表明,3个基因在正常生长情况下有一定量的表达,SAMS和SAMDC基因在水分胁迫早期(PEG-6000胁迫6、12、244、8 h)上调表达,水分胁迫后期(PEG-6000胁迫75 h)表达量下降;复水后3~6 h上调表达,复水9 h后表达量下调至对照水平。-γECS基因在水分胁迫阶段呈上调表达,复水后表达量下调至对照水平。可见,小麦SAMS、SAMDC和-γECS基因的表达都受水分胁迫诱导,同时,SAMS与SAMDC基因还参与水分胁迫后的复水调节,说明S-腺苷甲硫氨酸代谢途径在小麦抗旱节水中具有重要作用。     

PEG胁迫对紫茎泽兰种子萌发和幼苗生长的影响

目的：开展干旱胁迫对紫茎泽兰种子萌发的影响研究，为其入侵机制的揭示和田间防治提供借鉴。方法：采用聚乙二醇（PEG-6000）梯度溶液模拟干旱胁迫环境，研究紫茎泽兰（Ageratina adenophora）种子萌发和幼苗生长对干旱胁迫的响应。结果：随着PEG-6000浓度的增加，紫茎泽兰种子的发芽率、发芽势、发芽指数和幼苗根长、根冠比均呈先升后降的趋势，而种子活力指数、幼苗胚根长度、胚轴长度、株高相对增长速率和叶片光合色素含量均呈持续下降趋势。结论：轻度干旱胁迫有利于紫茎泽兰种子萌发，而中度和重度干旱胁迫均不利于紫茎泽兰幼苗生长。紫茎泽兰在种子萌发阶段对干旱具有一定的抗逆性。     

用渗透胁迫鉴定小麦种子萌发期抗旱性的方法分析

本以聚乙二醇(PEG)-6000、甘露醇和蔗糖作为渗透剂模拟水分胁迫,胁迫溶液渗透势范围在-0．25MPa到-1．50MPa,分析适于进行小麦种子水分胁迫萌发试验的条件,以鉴定小麦萌发期的抗旱性。结果表明,蔗糖溶液易诱发霉茵,胚芽不能正常生长。渗透势为-0．25MPa的PEG-6000及-0．50MPa的甘露醇胁迫已经显抑制了胚芽伸长;-0．50MPa的PEG-6000及-1．00MPa的甘露醇显抑制种子萌发,随着胁迫强度增加,种子相对发芽率及胚芽长度减小,主要是因为渗透胁迫降低了种子吸水速度,胚芽的相对含水量和渗透势均低。在渗透势相同的胁迫条件下,PEG-6000对小麦种子萌发各项检测值的抑制作用均大于甘露醇。如果目的是通过鉴定小麦种子在高渗溶液中的萌发情况,评价萌发期的抗旱性。选用-0．50MPa的PEG-6000或-1．00MPa的甘露醇较为理想,若同时考虑降低试验成本,则应首选-0．50MPa的PEG-6000。     

PEG-6000模拟干旱胁迫对黄秋葵种子萌发和幼苗生理特性的影响

为了解黄秋葵(Abelmoschusesculentus)对干旱胁迫的应答机制,采用PEG-6000溶液模拟干旱胁迫,对‘纤指’和‘红秋葵’品种的种子萌发和幼苗的生理特性进行研究。结果表明,两品种的种子吸水率、发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数、简易活力指数,幼苗下胚轴长、根长、苗鲜重和苗干重均随PEG-6000浓度的增加呈下降的趋势,旱害率则不断增加。PEG-6000浓度为20%时,两品种的种子均未能发芽。幼苗的SOD、POD和CAT活性和可溶性蛋白、可溶性糖、游离脯氨酸、丙二醛含量随PEG-6000浓度的增加而增加,且均PEG-6000浓度为15%时最高。因此,干旱胁迫会抑制黄秋葵种子的萌发,提高细胞内含物的含量,同时引发其抗氧化系统的响应。     

塔里木盆地10种藜科植物种子萌发对干旱胁迫的响应及其抗旱性评价

以塔里木盆地分布的碱蓬、硬枝碱蓬、盘果碱蓬、五蕊碱蓬、星花碱蓬、刺藜、盐节木、盐穗木、盐角草、白茎盐生草等10种藜科植物的种子为材料,利用PEG-6000模拟干旱,研究种子萌发对干旱胁迫的响应规律,并对抗旱性进行综合评价。结果表明:(1)随渗透势的下降,干旱胁迫加重,10种藜科植物种子的最终萌发率受到不同程度的抑制,平均萌发时间逐渐延长,种子的胚根长度受到抑制;解除干旱胁迫后,碱蓬、硬枝碱蓬、盘果碱蓬、盐节木、盐穗木、盐角草和白茎盐生草种子可恢复萌发;(2)10种藜科植物种子萌发期抗旱(PEG)极限值从大到小依次为:盐穗木白茎盐生草盘果碱蓬硬枝碱蓬盐角草五蕊碱蓬盐节木星花碱蓬刺藜碱蓬;(3)采用隶属函数法,选取种子最终萌发率、平均萌发时间、胚根长度和恢复萌发率为主要评价指标,进行抗旱性综合评价,10种藜科植物种子抗旱性由强到弱依次为:盐穗木白茎盐生草硬枝碱蓬盐节木盘果碱蓬星花碱蓬盐角草刺藜碱蓬五蕊碱蓬;抗旱性较强的盐穗木、白茎盐生草、硬枝碱蓬和盐节木的隶属函数加权平均值分别为0.915、0.793、0.762和0.737。     

干旱胁迫与不同储藏时间对杠柳种子萌发的影响

为了阐明干旱胁迫与不同储藏时间对杠柳种子萌发的影响机理,在室内采用不同浓度的聚乙二醇（PEG）模拟干旱胁迫条件,对3种不同储藏时间的杠柳种子进行了萌发期对比试验,观测了种子的总萌发率、发芽势、活力指数和胚根的生长情况,分析了抗旱特性,结果表明：不同程度的干旱胁迫与储藏时间对杠柳种子萌发均有一定的影响,当PEG-6000浓度为5%,对储藏1年杠柳种子的萌芽率和发芽势起促进作用,对储藏2年种子萌芽率轻度抑制,对储藏3年种子抑制影响较大,当PEG-6000浓度>5%,3种种子的萌芽率和发芽势均呈下降趋势,但当胁迫浓度增大到25%时,种子基本没有萌发。在不同的水分胁迫处理中,3种种子的活力指数和胚根生长速度一直呈下降趋势,尤其3年种子的下降幅度最大。不同储藏时间杠柳种子对干旱胁迫的适应性有差异,储藏1~2年的杠柳种子在PEG-6000浓度为5%~15%中萌发效果较好,且储藏1年种子好于2年种子,3年种子较差。3种种子的耐旱能力由强到弱依次为：1年种子>2年种子>3年种子。     

水分胁迫对燕麦穗颖渗透调节和抗氧化能力的影响

以抗旱性不同的燕麦品种‘蒙燕1号’(抗旱性强)和‘坝莜3号’(水分敏感)为试验材料,采用盆栽方式研究了抽穗期和灌浆期水分胁迫对燕麦穗颖渗透调节和抗氧化能力的影响。结果表明:(1)水分胁迫处理均显著促进了不同抗旱性品种穗颖渗透调节物质(游离脯氨酸和可溶性蛋白)含量增加,并以抗旱品种累积水平高于水敏感品种,且两种渗透调节物质对抽穗期胁迫的反应比灌浆期胁迫更敏感。(2)两时期的水分胁迫处理均能降低不同抗旱性品种穗颖SOD和POD活性,抗旱品种的保护酶活性要高于水敏感品种,抗旱品种的SOD活性降低幅度明显低于水敏感品种,而POD活性降低幅度在两品种间差异不明显。(3)水分胁迫导致2个品种穗颖丙二醛(MDA)含量和相对电导率显著增加,细胞膜结构受到严重伤害,且水敏感品种受害程度大于抗旱品种。(4)水分胁迫使2个品种单株籽粒产量下降,且在中度胁迫和重度胁迫下,抗旱品种的减产幅度要低于同期水敏感品种;水分胁迫下,水敏感品种‘坝莜3号’减产4.54%~30.29%,抗旱品种‘蒙燕1号’减产6.69%~23.54%。可见,抗旱性强的燕麦品种在受到水分胁迫的条件下能通过增强穗颖渗透调节和抗膜质过氧化能力、减弱穗颖细胞质膜损伤程度来适应干旱胁迫,最大限度减少水分胁迫对穗颖的伤害,有利于稳产。     

用渗透剂胁迫鉴定谷子芽期耐旱性的方法研究

采用PEG-6000、甘露醇2种渗透剂7种渗透势模拟水分胁迫,以谷子芽期发芽率、芽长、根长的相对值作为鉴定评价指标,研究谷子芽期耐旱性鉴定的水分胁迫条件.结果表明在胁迫强度较弱时,40%谷子品种萌发、80%谷子品种胚芽、胚根的生长表现促进作用;在胁迫强度较强时,表现出抑制作用.在PEG-6000、甘露醇胁迫下,萌发耐旱指数与种子千粒重呈负相关,与相对发芽势主要表现为中度正相关,与相对根/芽比主要表现为负相关(PEG-6000胁迫),与相对芽长、相对根长相关系数很小;相对芽长与相对根长的相关关系主要表现为中度正相关.种子萌发耐旱指数与相对根长两个指标宜作为谷子芽期耐旱性鉴定指标,-0.75MPa PEG-6000、-1.00MPa甘露醇处理可以作为谷子芽期耐旱性鉴定的水分胁迫条件.     

薏苡种质资源萌发期抗旱性鉴定及抗旱指标筛选

干旱是影响薏苡生产的主要因素之一,鉴定薏苡种质资源的抗旱性,筛选抗旱指标,培育抗旱品种,对薏苡产业的发展具有重要意义。本研究首先以抗旱性不同的6份薏苡种质为材料,通过调查5个不同浓度的PEG-6000水溶液模拟干旱胁迫下的发芽率,确定了薏苡萌发期模拟干旱胁迫的最适PEG-6000水溶液渗透势为-0.1 MPa。然后以-0.1 MPa的PEG-6000水溶液模拟干旱胁迫,探讨50份薏苡种质发芽势、发芽率、萌发指数、芽长、芽粗、芽鲜重、芽干重、根长、根粗、根鲜重和根干重的变化,利用综合评价法对50份薏苡种质进行萌发期抗旱性鉴定及抗旱指标筛选。结果表明,干旱胁迫对薏苡萌发期各指标均有极显著影响。筛选出萌发期抗旱性强的薏苡种质分别为yy18-1、yy14-3和yy13-1,可为薏苡抗旱育种、抗旱机理及干旱调控缓解机制的研究提供基础材料。芽长、芽干重、根长、根鲜重和根干重可作为薏苡种质资源萌发期简单、直观的抗旱性评价指标。     

水稻OsPR10A的表达特征及其在干旱胁迫应答过程中的功能

利用免疫印迹(WB)分析了水稻(Oryza sativa) OsPR10A在其不同生长时期、不同组织部位及多种非生物逆境胁迫下的表达特征, 发现OsPR10A在干旱、盐胁迫以及茉莉酸甲酯(MeJA)和脱落酸(ABA)诱导下表达量明显升高, 表明该蛋白可能在干旱和盐胁迫应答过程中发挥作用。为证明这一推测, 我们构建了OsPR10A超表达载体, 经农杆菌介导转化水稻, 获得超表达OsPR10A的纯合株系。田间表型观察表明, 转基因株系株高变矮、穗长变短、结实率降低。用20% PEG6000在水稻种子萌发过程中进行干旱处理, 结果显示, OsPR10A超表达株系的根长和芽长均显著高于野生型, 证明超表达OsPR10A可增强水稻萌发期耐旱性。该研究有助于增进人们对水稻OsPR10A功能的了解。     

水稻OsPR10A的表达特征及其在干旱胁迫应答过程中的功能

利用免疫印迹(WB)分析了水稻(Oryza sativa) OsPR10A在其不同生长时期、不同组织部位及多种非生物逆境胁迫下的表达特征, 发现OsPR10A在干旱、盐胁迫以及茉莉酸甲酯(MeJA)和脱落酸(ABA)诱导下表达量明显升高, 表明该蛋白可能在干旱和盐胁迫应答过程中发挥作用。为证明这一推测, 我们构建了OsPR10A超表达载体, 经农杆菌介导转化水稻, 获得超表达OsPR10A的纯合株系。田间表型观察表明, 转基因株系株高变矮、穗长变短、结实率降低。用20% PEG6000在水稻种子萌发过程中进行干旱处理, 结果显示, OsPR10A超表达株系的根长和芽长均显著高于野生型, 证明超表达OsPR10A可增强水稻萌发期耐旱性。该研究有助于增进人们对水稻OsPR10A功能的了解。     

胡麻种质萌发期抗旱性综合评价

为研究不同类型胡麻种质萌发期抗旱性表现,以筛选抗旱品种,为抗旱育种提供科技支撑。本研究采用不同浓度的PEG-6000高渗溶液模拟干旱胁迫的方法,对定亚17、陇亚8号和2011621080进行渗透胁迫试验,筛选适宜浓度的PEG-6000溶液。对161份不同类型的胡麻种质在萌发期进行渗透胁迫试验,考查与抗旱性相关的5个性状,并运用单项抗旱系数、综合抗旱系数、隶属函数和灰色关联度相结合的方法对种质资源的抗旱性进行综合评价。结果表明,不同浓度PEG-6000胁迫对胡麻种质的萌发均有影响,当PEG-6000的浓度在18%时,各种指标的抑制作用均显著加强,因此本研究选用18%的PEG-6000浓度模拟干旱胁迫试验;PEG-6000胁迫降低了161份胡麻种质资源的相对发芽率,抑制了幼芽的生长,种质间表现出较大差异。根据抗旱性量度值将供试种质划为5级,其中1级抗旱型2份、2级15份、3级28份、4级82份、5级34份;供试种质的抗旱性强弱与地理来源息息相关。试验结果说明选择多个性状,综合评价胡麻萌发期抗旱性是可行且准确的。     

转拟南芥P5CS1基因增强羽衣甘蓝的耐旱性

为提高羽衣甘蓝的耐旱性,本文将拟南芥Δ1-吡咯啉-5-羧酸合成酶（P5CS1）基因经农杆菌介导转入羽衣甘蓝植株中,检测转基因株系与野生型植株在干旱胁迫下P5CS1 mRNA表达量、幼苗脯氨酸含量、株系根系性状、整株干重、鲜重和整株存活率。结果表明,在15%PEG6000渗透胁迫下,转基因植株的P5CS1基因mRNA表达量明显增加,转基因植株脯氨酸含量是野生型的2.4倍;主根长、最长侧根长、侧根数目、整株干重和鲜重均高于野生型,干重/鲜重则低于野生型,转基因植株的平均存活率为78%,极显著高于野生型。数据显示,AtP5CS1基因在羽衣甘蓝中的表达明显改善了转基因植株的耐旱性。     

转OvDREB2B基因陆地棉鉴定及其对水分渗透胁迫的分析

通过花粉管通道技术,以该实验室自育陆地棉品系TH₁和TH₂为材料,将诸葛菜(Orychophragmus vidaceus)抗逆转录因子OvDREB2B基因构建到植物表达载体后,导入棉花基因组,经卡那霉素筛选和分子鉴定表明目的基因已整合到棉花基因组中并表达。将T₁代转基因植株和受体对照在温室中栽培,待植株生长至四叶一心时,用不同渗透势的PEG-6000水溶液进行渗透胁迫处理,分析探讨转基因植株的抗旱效果及其抗旱机理。结果显示:当渗透势为0和0.5 MPa处理时,转基因植株和对照无明显差异;当渗透势为0.8 MPa和1.1 MPa处理时转基因植株较对照抗旱性明显提高。当渗透势为1.1 MPa处理96 h时,对照植株F_v/F_m降至0.2左右,而转基因植株仍正常生长,F_v/F_m值约为0.51,而且初始荧光（F₀）值、净光合速率（P_n）、胞间CO₂浓度（C_i）、蒸腾速率（T_r）等一系列参数转基因植株都明显优于对照,表明DREB2B基因能够提高棉花对水分胁迫的耐受性。     

豌豆种质资源芽期耐旱性评价及耐旱种质筛选

我国是第一大豌豆生产国,在世界豌豆生产中占有举足轻重的地位。然而,干旱是制约我国豌豆生产的主要因素,为了探索豌豆芽期耐旱性,以4份来自不同降雨量地区的豌豆种质为材料,在浓度为0、5%、10%、15%、20%、25%和30%PEG-6000(聚乙二醇)高渗溶液模拟干旱条件产生水分胁迫进行种子萌发试验,试验中测定种子的发芽势、发芽率、发芽指数及简易活力指数4个指标的动态变化,确定了豌豆芽期耐旱性鉴定适宜的PEG-6000浓度为20%~25%。进一步以22%PEG-6000模拟旱胁迫对来自我国18个不同省份的87份豌豆种质资源进行耐旱性鉴定,试验中测定种子相对发芽势、相对发芽率等、萌发耐旱指数及萌发胁迫指数等13个指标,主成分分析确定了相对发芽势、相对发芽率等7项指标作为耐旱综合评价因子,利用隶属函数法,筛选出1份高抗种质(G0002457),来自降水较少的新疆莎车,7份抗旱种质(G0002293、G0005403、G0002418、G0002083、G0000799、G0002017和G0002082),多来自降水较少的西北部春播区。本研究可为耐旱种质的选择提供科学指导,为豌豆耐旱品种改良奠定基础。     

水稻籼爪重组自交系群体芽期耐旱性鉴定

以20%PEG-6000作渗透介质,模拟干旱条件,芽期处理水稻籼爪重组自交系7天,测定处理后的胚根长、芽长、芽干重。以各性状相对值的耐旱级别而得出的耐旱总级别为指标,筛选出8个耐旱株系,它们可作为耐旱资源在育种和耐旱机理研究中应用。     

水分胁迫下冬小麦芽鞘长度与抗旱性的关系及其遗传特性的研究

研究结果表明：抗旱性不同的小麦品种低水势下芽鞘长差异显著,抗旱性强的品种芽鞘长度高二抗旱性弱的品种。分析了低水势下芽鞘长度与大田干旱条件下产量的相关性,发现低水势下芽鞘长度与旱田产量,抗旱系数的相关性达显著或极显著水平。对低水势下牙鞘长度的遗传率进行了测定,证明了该指标的广义遗传率及狭义遗传率都很高,可以用这一指标在抗旱育种早代材料中进行抗旱个体选择。认为,低水势下芽鞘长度是抗旱鉴定与抗旱育种个体