空心莲子草DNA溶液浸胚处理水稻的变异系分子检测及耐旱性评价

通过SSR标记检测了以空心莲子草DNA溶液浸胚处理获得的10个农艺性状稳定遗传的水稻变异系,结果表明,10个水稻变异系均整合了供体空心莲子草DNA的部分片段。在此基础上,以8个水稻变异系及2个对照为试验材料,采用二因素裂区设计,并以主成分分析、逐步回归分析等多种统计方法分析了变异系的耐旱性。结果表明,以综合评价指标与耐旱指数相结合的复合评价体系,可增强水稻耐旱评价的可靠性。导入系H8最耐旱,H6和H7较耐旱,均优于巴西陆稻。本研究结果对水稻的耐旱性评价与耐旱品种选育具有重要意义。     

携带空心莲子草DNA片段的水稻导入系耐旱生理研究

以8个导入了空心莲子草DNA的水稻导入系和2个对照品种(原受体6527和巴西陆稻)为材料,采用裂区试验设计,在干旱胁迫条件下测定其剑叶的超氧化物歧化酶、丙二醛、电导率、脯氨酸、叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量等生理指标,并进行主成分分析和逐步回归分析.结果表明,导入系H8的产量、综合评价值和耐旱指数明显大于对照,其耐旱性强.主成分分析和最优回归方程分析均表明丙二醛、脯氨酸、叶绿素和电导率等对水稻耐旱性有显著影响,可作为水稻耐旱性生理评价的重要参考指标.     

空心莲子草具有较强抗盐能力的原因初探

为了探讨空心莲子草(Alternantheraphiloxeroides(Mart.)Griseb)的抗盐机理,测定了盐胁迫条件下的空心莲子草和水稻中保护酶活性和渗透调节物质的变化。结果表明,在盐胁迫下,空心莲子草中的脯氨酸、甜菜碱以及SOD、POD等含量增加速度比水稻快,膜脂过氧化产物丙二醛的含量在两种植物中虽亦增加,但在空心莲子草叶中的增加幅度小于水稻。证明盐胁迫下保护酶活性和渗透调节物质含量的迅速增加是空心莲子草具有较强抗盐能力的重要生理学基础。     

利用多光谱扫描仪测定空心莲子草冠层光谱的影响因素

【背景】太阳光的入射辐射是影响多光谱扫描仪测定植物冠层光谱反射率的主要因素。本研究旨在探讨不同测定条件对空心莲子草冠层光谱特征值的影响,确定应用多光谱扫描仪测定空心莲子草冠层光谱特征的适宜环境条件。【方法】采用多光谱扫描仪,在不同天气条件、仪器探头高度、太阳高度角、叶片湿度等外界因素条件下,测定空心莲子草冠层光谱反射率的变化。【结果】天气条件、仪器探头高度、太阳高度角、叶片湿度4个因素对空心莲子草冠层在绿光区560nm、黄光区660nm和近红外光区810nm3个特征波段处的光谱反射率均有显著影响。【结论与意义】利用多光谱扫描仪测定空心莲子草冠层光谱数据,应选择晴朗无云的天气,仪器探头距离冠层1.3m,适宜的数据采集时间为10：00～14：00,以保障适度的太阳高度角和干燥的叶面,从而保持稳定的光谱测量结果。本研究可为完善多光谱扫描评价技术提供理论依据。     

玉米花期耐旱导入系群体的构建与评价

以黄早四X齐319回交群体（BC2F1）为试验材料,在花期进行高强度干旱胁迫和耐旱导入系筛选,获得花期耐旱性显著高于亲本材料的玉米耐旱导入系。利用分子标记对其导入片段进行分析结果表明,在全基因组范围内,耐旱群体在36．59％的位点上含有供体亲本的特异标记,尤其在第4、5染色体上分别达到63．94％、56％,显著高于群体平均值;同时发现,导入频率的提高主要集中于染色体的部分区段,其中部分基因组区域与已定位的耐旱性相关QTL相邻或重叠。     

地上-地下植食性天敌对入侵植物空心莲子草与本地种莲子草种间关系的影响

生物入侵是全球生物多样性的主要威胁,外来种与本地种的种间竞争能力会影响其能否成功入侵。本研究选用入侵植物空心莲子草和其本地同属种莲子草为对象,探究其专食性天敌莲草直胸跳甲与南方根结线虫对空心莲子草与莲子草的生长及种间关系的影响。结果表明: 与无天敌胁迫相比,线虫处理显著降低了莲子草的株高(28.1%),但显著增加了空心莲子草的株高(52.8%)和莲子草的地上生物量(63.7%);跳甲处理显著降低了莲子草的株高(40.7%),对空心莲子草无显著影响;而跳甲与线虫的共同胁迫显著降低了莲子草的株高(35.3%)和空心莲子草的地下生物量(62.2%),显著增加了莲子草的地上生物量(69.1%);天敌胁迫对两种植物的茎粗、分枝数和根长均无显著影响。无天敌作用下,两种植物的相对邻体效应指数(RNE)均为正值,且空心莲子草的RNE比莲子草高21.3%;天敌胁迫下,空心莲子草的RNE均为负值,而莲子草的RNE在线虫或跳甲单独胁迫下为正值,在线虫和跳甲共同胁迫下为负值。表明地上-地下天敌互作可以使两种植物的种间关系发生改变,并可能促进空心莲子草的入侵。     

空心莲子草对南京春季杂草群落组成和物种多样性的影响

空心莲子草(Alternanthera philoxeroides)是目前我国危害最为严重的外来植物之一。利用样方法调查了南京市春季有空心莲子草分布的不同生境下杂草的种类和分布情况,用主成分分析及聚类分析法进行数据处理分析,目的是研究空心莲子草对杂草群落组成和物种多样性的影响。结果表明,南京市春季有空心莲子草分布的样点杂草有36科142种,其中禾本科、菊科、蓼科最多;影响空心莲子草及伴生杂草分布、发生的主要因素是土壤水分条件和人为干扰强度。依据这两个因素的不同,可将样点划分为4个聚类群,比较了各聚类群物种多样性指数,结果显示:各聚类群里随着空心莲子草重要值的升高,Simpson优势度指数也逐步上升,表明空心莲子草的优势度得到加强;Shannon-Weiner指数和Pielou均匀度指数均逐渐下降,说明了群落的物种多样性持续降低,原来的优势种危害加大,空心莲子草的入侵影响群落结构,使物种多样性降低。     

福寿螺取食对空心莲子草生长和繁殖的影响

福寿螺(Pomacea canaliculata)和空心莲子草(Alternanthera philoxeroides)是我国南方淡水生态系统中常见的两种入侵生物, 空心莲子草是福寿螺的植物性食物之一。以福寿螺和空心莲子草为研究对象, 研究了不同福寿螺取食强度对空心莲子草生长和繁殖的影响, 探讨了两者之间的相互关系。结果表明: 与对照相比, 福寿螺取食抑制了空心莲子草的生物量积累, 但不同取食强度的影响存在差异。在每盆1、3 只取食强度下, 空心莲子草鲜重先下降然后上升, 而在每盆5、7 只取食强度下, 其鲜重一直保持下降的趋势。与处理前相比, 福寿螺取食下空心莲子草的节数和分枝数均增加(每盆7 只除外), 而叶片数一直保持下降的趋势。每盆7 只福寿螺的取食强度下, 空心莲子草的花数显著高于对照(P<0.05), 为对照的10.5 倍(处理20 天时)。可见, 福寿螺取食在一定程度上抑制了空心莲子草的生长, 但空心莲子草对不同的取食强度产生不同的生长响应。低取食强度可能促进了空心莲子草的营养生长, 高取食强度抑制了空心莲子草的营养生长, 却促进了其有性繁殖。同时, 福寿螺对空心莲子草叶片的取食偏好性优于其茎秆。     

9种植物水浸提液对空心莲子草的化感作用

【背景】空心莲子草是难以防除的恶性入侵杂草,因此,探索高效无毒的化感防治方法具有重要意义。【方法】利用水浸提法研究了博落回、苦瓜、樟树、柳杉、凤尾蕨、柑橘、夹竹桃、洋葱及大蒜9种植物不同器官对空心莲子草的化感作用。【结果】与对照相比,博落回叶、苦瓜果肉与种子、凤尾蕨、樟树叶和柳杉叶的水浸提液对空心莲子草具有较强的化感作用,主要表现为空心莲子草叶片数和茎节数减少,株高与生物量的增长受到抑制。【结论与意义】不同植物水浸提液对空心莲子草的化感作用有所差异。本研究为利用植物的化感作用控制空心莲子草提供了依据。     

异质生境对水生型空心莲子草-双穗雀稗共存的影响

物种共存取决于生物自身属性及生境异质性等多重因素的综合效应。本研究基于较大空间尺度(21°—35° N)的野外调查,比较了水生型入侵植物空心莲子草与其本土共存种双穗雀稗在形态及化学计量特征等方面的差异,并分析了环境因子对二者属性差异的影响。结果表明: 空心莲子草盖度和重要值显著大于双穗雀稗(34.3%、104.0%),而双穗雀稗高度显著大于空心莲子草(13.8%)。空心莲子草全氮(TN)、N∶P显著高于双穗雀稗(55.1%、55.8%),而双穗雀稗全碳(TC)、C∶N显著高于空心莲子草(4.1%、83.8%)。空心莲子草盖度随经度增大而增加,其多度随水体硝态氮和经度增大而增加,其重要值随水体铵态氮上升而增加;双穗雀稗盖度、多度和重要值均随铵态氮上升而降低。空心莲子草C∶N随铵态氮上升而降低;随年均温和年均降雨量上升,双穗雀稗C∶N增加,而N∶P降低;两种植物的C∶P均随铵态氮和电导率上升而降低;空心莲子草N∶P基本不受环境影响。这表明空心莲子草具有较高的盖度及N吸收能力,且水体N含量上升会增大空心莲子草的入侵优势度;但双穗雀稗在水热条件优越的生境中可通过提高C同化物储量及采取“生长竞争策略”应对入侵。二者对环境响应的差异性使其可在水生系统中广泛共存。     

干旱胁迫对大豆生长的影响及抗旱性评价方法与指标筛选

2014-2015年在年降雨量不足40 mm的敦煌市,设干旱和正常灌水两个处理,通过测定12份大豆品种的8个形态指标(株高、主茎节数、有效分枝数、单株荚数、单株粒数、单株粒重、单株生物量和百粒重)及小区产量,采用改进抗旱指数法及权重隶属函数值D对其进行抗旱性评价,并筛选出3份不同抗旱类型的大豆品种进行生理指标测定,验证该方法和指标。结果显示,与灌水处理(CK)相比较,干旱胁迫下的8个形态指标及产量,2014年除有效分枝数及百粒重差异不显著外,其余考察性状均达到了极显著差异,2015年所有考察表型性状均达到极显著差异;两年权重隶属函数法评价结果显著相关,小区产量与两年两种评价方法极显著相关;两种处理下,中度抗旱(中黄24)、弱抗旱品种(WDD00172)的SOD活性、POD活性、CAT活性、丙二醛含量、可溶性糖含量差异极显著,且与权重隶属函数值D显著相关,而强抗旱品种(晋豆21号)中SOD活性、POD活性、脯氨酸含量差异不显著,且6个生理指标与权重隶属函数值D均不相关。因此,权重隶属函数法和小区产量可作为大豆抗旱性评价单一可靠的方法与指标。     

不同抗旱性花生品种的根系形态发育及其对干旱胁迫的响应

为明确不同抗旱性花生品种的根系形态发育特征,探讨其根系形态发育特征对不同土壤水分状况的响应机制,在防雨棚旱池内进行土柱栽培试验,研究抗旱型品种“花育22号”、“唐科8号”和干旱敏感型品种“花育23号”3个不同抗旱性花生品种根系形态发育特征及其对干旱胁迫的响应.结果表明:抗旱型品种根系较发达,具有较大的根系生物量、总根长、总根系表面积.干旱胁迫使抗旱型品种根系总表面积和体积增加,而干旱敏感型品种则相反.干旱胁迫显著增加抗旱型品种“花育22号”20 cm以下土层内根长密度分布比例及根系表面积和体积,但“唐科8号”相应根系性状仅在20-40 cm土层内增加;干旱胁迫使干旱敏感型品种“花育23号”40 cm以下土层内各根系性状升高,但未达显著水平且其深层土壤内各根系性状增加幅度小于“花育22号”.花生根系总长、总表面积及0-20 cm土层内根系性状与产量间呈显著或极显著正相关.土壤水分亏缺条件下,花生主要通过增加深层土壤内根长、根系表面积和体积等形态特性,优化空间分布构型,以调节植株对水分的利用.     

Isolation of cDNA clones for genes up-regulated in drought-treated <Emphasis Type="Italic">Alternanthera philoxeroides</Emphasis> root

Alternanthera philoxeroides is one of the rather few amphibious plants that can normally grow in both water and upland conditions. Adventitious roots of Alternanthera philoxeroides seedlings will grow long, thick, fleshy during drought stress, which are assumed to improve performance of the plant by more efficient storage and extraction of water from deep soil layers. In order to isolate cDNA clones of morphogenesis-related genes from A. philoxeroides roots, the seedlings were treated with drought and the differential display technique was used. By using 18 primer combinations, nineteen putative drought up-regulated gene segments were obtained and one of them was confirmed having been up-regulated by reverse northern blot and subsequently cloned and sequenced. A homologous analysis revealed that it might be a new gene segment. Semi-quantitative RT-PCR analysis showed that the gene was up-regulated by drought and salt stress.     

糜子育成品种苗期抗旱性评价与鉴定指标筛选

在年降雨量不足40 mm的敦煌市,对我国不同地区育成的56份糜子品种,采用反复干旱法进行了苗期抗旱性鉴定,利用反复干旱存活率和抗旱性综合评价值D的聚类结果筛选出一级抗旱品种4份,分别是陇糜5号、吉3、蒙粳糜1号和蒙粳糜7号;配对t测验显示:反复干旱胁迫后糜子苗高、植株含水量、单株叶面积、生物学产量分别降低了16.097 cm、0.393 g/株、10.358 cm2/株、0.075 g/株,差异达到了极显著水平,而根长、相对生长率反向增加了0.555 cm、3.213%;主成分分析中,植株含水量、生物学产量、单株叶面积3个指标在第1主成分中起决定作用(系数均≥0.881),且与两种抗旱评价参数值相关性均达到了极显著水平,因此,确定植株含水量、生物学产量、单株叶面积作为糜子苗期抗旱性鉴定1级指标。     

Modern elite rice varieties of the 'Green Revolution' have retained a large introgression from wild rice around the Pi33 rice blast resistance locus

During the breeding process of cultivated crops, resistance genes to pests and diseases are commonly introgressed from wild species. The size of these introgressions is predicted by theoretical models but has rarely been measured in cultivated varieties. By combining resistance tests with isogenic strains, genotyping and sequencing of different rice accessions, it was shown that, in the elite rice variety IR64, the resistance conferring allele of the rice blast resistance gene Pi33 was introgressed from the wild rice Oryza rufipogon (accession IRGC101508). Further characterization of this introgression revealed a large introgression at this locus in IR64 and the related variety IR36. The introgressed fragment represents approximately half of the short arm of rice chromosome 8. This is the first report of a large introgression in a cultivated variety of rice. Such a large introgression is likely to have been maintained during backcrossing only if a selection pressure was exerted on this genomic region. The possible traits that were selected are discussed.     

中国骨干玉米自交系抗旱性分析与评价

在新疆典型干旱、半干旱地区,通过玉米自交系的14个主要产量性状对干旱胁迫的响应特征进行分析,用主成分分析法筛选其抗旱性的主要鉴定指标,并采用抗旱系数和抗旱指数对自交系的抗旱性进行聚类分析,综合评价47份自交系的抗旱性。结果显示:(1)干旱导致玉米自交系株高、穗位高、叶绿素含量降低,果穗短小,秃尖增大,穗行数和行粒数减小,千粒重和穗粒重降低,最终造成产量下降。(2)各自交系抗旱性强弱与干旱条件下的穗粒重、穗粗、行粒数、千粒重、株高、穗位高、穗长、秃尖长、穗行数、叶绿素含量等性状具有较密切的关系,其中抗旱性表现较好的自交系是掖52106、英64、478等,其次是Mo17Ht、Mo17、丹340、郑58、X178、C103等。研究表明,在育种实践中,田间自交系抗旱性筛选应以穗粒重、穗粗、行粒数、千粒重、株高、穗位高、穗长、秃尖长、穗行数、叶绿素含量等为主要指标,并结合产量抗旱系数、抗旱指数对自交系抗旱性进行综合评价。     

Fine Mapping QTL for Drought Resistance Traits in Rice (<Emphasis Type="Italic">Oryza sativa</Emphasis> L.) Using Bulk Segregant Analysis

Drought stress is a major limitation to rice (Oryza sativa L.) yields and its stability, especially in rainfed conditions. Developing rice cultivars with inherent capacity to withstand drought stress would improve rainfed rice production. Mapping quantitative trait loci (QTLs) linked to drought resistance traits will help to develop rice cultivars suitable for water-limited environments through molecular marker-assisted selection (MAS) strategy. However, QTL mapping is usually carried out by genotyping large number of progenies, which is labour-intensive, time-consuming and cost-ineffective. Bulk segregant analysis (BSA) serves as an affordable strategy for mapping large effect QTLs by genotyping only the extreme phenotypes instead of the entire mapping population. We have previously mapped a QTL linked to leaf rolling and leaf drying in recombinant inbred (RI) lines derived from two locally adapted indica rice ecotypes viz., IR20/Nootripathu using BSA. Fine mapping the QTL will facilitate its application in MAS. BSA was done by bulking DNA of 10 drought-resistant and 12 drought-sensitive RI lines. Out of 343 rice microsatellites markers genotyped, RM8085 co-segregated among the RI lines constituting the respective bulks. RM8085 was mapped in the middle of the QTL region on chromosome 1 previously identified in these RI lines thus reducing the QTL interval from 7.9 to 3.8 cM. Further, the study showed that the region, RM212–RM302–RM8085–RM3825 on chromosome 1, harbours large effect QTLs for drought-resistance traits across several genetic backgrounds in rice. Thus, the QTL may be useful for drought resistance improvement in rice through MAS and map-based cloning.