农杆菌浸种处理对小麦种子萌发及幼苗生长发育的影响

以小麦品种(系)郑9023、中13和西农1376为主区,分别以农杆菌菌液浓度、农杆菌生长阶段和农杆菌侵染时间为副区,研究了农杆菌浸种处理后小麦种子萌发及幼苗生理生化特性变化.结果表明,小麦品种(系)分别与农杆菌菌液浓度、农杆菌生长阶段和侵染时间的互作效应不显著;随着农杆菌菌液浓度的增加,小麦种子发芽率、幼苗株高、鲜重、叶绿素含量呈下降趋势,MDA含量、白化苗率、卡那霉素抗性苗率则呈上升趋势,而POD活性则呈先升后降的趋势,小麦种子及幼苗受到的伤害逐渐增大,尤其是农杆菌菌液浓度超过1.5 OD后小麦幼苗受到的伤害更为明显;对数生长阶段的农杆菌活性最高,该阶段处理的小麦种子发芽率、幼苗株高、鲜重、叶绿素含量达到最低,而POD活性、MDA含量、白化苗则达到最大,小麦种子及幼苗受到的伤害也最为明显;随着农杆菌侵染时间的延长,小麦种子萌发及幼苗生长发育的各项指标表现出与农杆菌菌液浓度处理相同的变化趋势,尤其是侵染时间超过1.5 h时,小麦种子萌发及幼苗生长发育受到了显著抑制;各小麦不同品种(系)对农杆菌的反应存在一定基因型差异.研究发现,依据小麦种子萌发及幼苗生理生化特性影响和卡那霉素抗性苗率表现,浸种转化法中的农杆菌菌液浓度应控制在1.5 OD左右,生长阶段宜选用对数生长期,侵染时间以1.5 h较为适宜.     

水培条件下pH值对柳枝稷幼苗生长发育的影响

土壤的p H值是限制植物生长发育的一个关键因素。柳枝稷是一种可作为牧草,水土保持的多年生C4能源植物。试验在水培条件下,利用裂区试验设计,以柳枝稷品种(系)为主区,水培液p H值为副区,对反映柳枝稷幼苗生长发育状况的指标进行统计分析。结果显示,随水培液p H值的酸碱强度增大,柳枝稷不同品种(系)幼苗的分蘖数、株高、苗鲜重、根冠比、根系活力以及净光合速率都极显著降低(P0.01),而幼苗保护酶活性以及丙二醛(MDA)含量则极显著升高(P0.01)。尤其是当PH值低于5.0时,幼苗的受到的胁迫更为明显,幼苗超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性反而急剧下降。与酸胁迫(p H值7.0)相比,柳枝稷对碱胁迫(p H值7.0)的适应能力更强,其中以西稷2号的抗逆性表现最好。因此应用柳枝稷在边际土壤地区推广种植时,要尽量避免强酸性土壤(p H值5.0),且选用西稷2号品系较为适宜。     

冬小麦持绿和灌浆特征及其抗早衰特性评价

选择23个小麦品种(系),在大田条件下测定了小麦花后旗叶叶绿素含量、颖壳叶绿素含量、籽粒重量、籽粒饱满度等与早衰有关的形态和生理指标,并分别对其花后旗叶叶绿素含量、花后旗叶与颖壳的叶绿素含量比值、粒重比和饱满度以及综合4项指标进行聚类分析,以建立科学的早衰鉴定指标。结果显示:(1)23份小麦材料以花后旗叶叶绿素含量变化可分为4个类型:下降迟且幅度小型、下降早而幅度较大型、下降早且幅度小型、下降早且幅度大型,除第2类型外,其花后旗叶叶绿素含量下降幅度依次增大。(2)以花后旗叶和颖壳叶绿素含量比值变化将其分为3种类型:穗黄叶绿型、同步转黄型、穗绿叶黄型,其比值依次减小。(3)以粒重比可分为3种类型:灌浆充实型、灌浆相对不充实型、灌浆不充实型,其比值依次减小。(4)以饱满度可分为4个类型:饱满型、相对饱满型、相对瘪瘦型和瘪瘦型,其饱满度依次减小。(5)综合以上4项指标可分为4种类型:穗黄叶绿型、正常落黄成熟型、轻度早衰型和典型早衰型;而以饱满度为鉴定指标最接近综合鉴定分析结果。研究发现,籽粒饱满度(干籽粒体积与其充分吸涨后的体积的比值)可作为鉴定小麦早衰的简单、快捷指标,旗叶和颖壳叶绿素含量比较分析可作为田间的初步鉴定指标。     

农杆菌对大麦种子萌发及幼苗生长发育的影响

以大麦品种(系)为主区('云引大麦Ⅰ'、'云引大麦Ⅱ'和'U008'),农杆菌浸种时间为副区(0.5、1.5和2.5 h),农杆菌菌液浓度为副副区(0.5、1.5和2.5 OD),采用再裂区试验研究了农杆菌浸种处理对大麦种子萌发和幼苗生长发育的影响.结果表明:品种、农杆菌菌液浓度、浸种时间对大麦的种子发芽率、幼苗高度、幼苗鲜重、叶绿素含量、丙二醛(MDA)含量影响无显著的互作效应,而对幼苗POD活性的影响存在显著互作效应;随着浸种时间的延长和菌液浓度的增加,各大麦品种(系)的种子发芽率、幼苗高度、幼苗鲜重、叶绿素含量均呈逐渐降低趋势,幼苗MDA含量则逐渐增加,并以'U008'变化幅度最大;在菌液浓度为0～1.5 OD、浸种时间为0～1.5 h范围内,幼苗POD活性随着菌液浓度的增加和浸种时间的延长而增强,超过该范围则均呈下降趋势,并以'U008'下降最为明显.可见,农杆菌处理对大麦种子萌发和幼苗生长发育有抑制作用,并在菌液浓度超过1.5 OD、浸种时间大于1.5 h时达极显著水平,且大麦品种间存在一定差异.     

农杆菌共培养条件对小麦种子萌发和幼苗生理生化特性的影响

以‘郑9023’、‘中13’和‘西农1376’3个小麦品种(系)为主区,再分别以农杆菌共培养时间、共培养温度以及乙酰丁香酮(AS)浓度为副区,对农杆菌浸种处理后小麦种子萌发及幼苗生理生化特性进行了研究。结果表明,各小麦品种(系)与共培养时间、共培养温度以及AS浓度的互作效应不显著;随共培养时间的延长,小麦种子发芽率、幼苗株高、鲜重、叶绿素含量呈下降趋势,MDA含量、白化苗率、卡那霉素抗性苗率则呈上升趋势,而POD活性则呈先升后降的趋势,农杆菌对小麦种子及幼苗的伤害随共培养时间的延长而增大,且当共培养时间超过2 d时其伤害作用更为明显;共培养温度为25℃时,小麦种子发芽率、幼苗株高、鲜重、叶绿素含量达到或接近最低值,POD活性、MDA含量、白化苗率则达到最大值,此时农杆菌对小麦种子及幼苗不利影响最为明显;加入AS能促进农杆菌对小麦的侵染效果,并以150μmol/L AS的促进作用最强,对小麦种子萌发及幼苗生理生化指标的影响也最大;小麦不同品种(系)对农杆菌的反应存在一定基因型差异。依据共培养条件下小麦种子萌发和幼苗生理生化特性及卡那霉素抗性苗率综合分析认为,农杆菌浸种法转化小麦时较适宜的条件为:共培养时间应控制在2～3 d、共培养温度22～25℃、AS浓度为150μmol/L。     

小麦籽粒干物质积累的动态QTL定位

以波兰小麦品系‘XN555’与普通小麦品系‘中13’杂交产生的99个F10重组自交系(RILs)为材料,构建了包含241个SSR分子标记的A、B染色体组14个连锁群的遗传图谱,并采用Logistic方程拟合籽粒灌浆过程,对粒重增长的缓慢增长期、快速增长期和平稳期进行千粒重条件QTL和非条件QTL定位分析。结果显示:(1)在小麦A、B染色体组上共检测到5个非条件QTL和5个条件QTL。(2)在小麦粒重缓慢增长期和快速增长期各有2个非条件QTL,平稳期有1个非条件QTL,它们分别位于2B、3A、3B和7A染色体上,单个QTL可解释表型变异的9.66%～15.18%。(3)在小麦粒重快速增长期检测到1个条件QTL,平稳期检测到4个条件QTL,涉及1A、2B、5B和7B染色体,单个QTL可解释表型变异的13.01%～29.27%。(4)于2B染色体Xbarc361～Xwmc422标记区间距Xbarc361标记0.05cM处,在粒重快速增长期同时检测到一个条件QTL和非条件QTL,且在平稳期检测到一个非条件QTL。研究表明,小麦不同灌浆时期粒重增长相关QTL的数量和遗传效应各不同,同一QTL在不同灌浆时期的遗传效应也不同,即QTL的表达具有时序选择性。     

小麦遗传转化受体系统建立的研究

选用‘小偃22’和‘宁春16’小麦品种的成熟胚和幼胚进行培养,研究不同种类的胚和培养因子对愈伤组织诱导和分化的影响。结果表明,幼胚和成熟胚的愈伤组织诱导率无明显差异,但较高浓度的2,4-D有利于成熟胚的诱导,而幼胚培养时2,4-D浓度的影响效果因品种而异;两种外植体分化率的高低与KT/IAA的配比均有密切关系,但高浓度的激素水平不利于成熟胚的分化;诱导培养基中低浓度的2,4-D有利于所诱导的愈伤组织的分化。同时,在诱导培养基中添加低浓度的KT能显著提高两品种成熟胚愈伤组织的分化率;各种培养基处理与品种间都存在显著的互作效应,‘小偃22’成熟胚培养的最佳培养基组合为MSD 3.0 mg/L 2,4-D和MSD 0.5 mg/LIAA 1.0 mg/L KT,幼胚培养为MSD 4.0 mg/L 2,4-D和MSD 0.5 mg/L IAA 1.0 mg/L KT;‘宁春16’成熟胚培养为MSD 4.0 mg/L 2,4-D和MSD 1.0 mg/L IAA 1.0 mg/L KT,幼胚培养时为MSD 1.0 mg/L 2,4-D和MSD 2.0 mg/L IAA 2.0 mg/L KT。     

转叶片衰老延缓基因PSAG12-IPT小麦株系光合性能的研究

以导入叶片衰老延缓基因PSAG12-IPT小麦西农1376的T5代株系为材料,于灌浆期测定了它们功能叶片的净光合速率和叶绿体色素含量.结果表明:经过早代鉴定的转PSAG12-IPT基因小麦株系的净光合速率均高于受体对照西农1376,部分株系达到极显著水平;转基因株系叶绿体色素含量的平均值也显著高于对照.可见,转叶片衰老延缓基因PSAG12-IPT小麦株系灌浆期功能叶片的光合性能得到显著改善.     

潮霉素在大麦遗传转化中的应用研究

以‘B1202’、‘U202’和‘云引1号’3个大麦品种(系)为试材,研究了潮霉素对大麦愈伤组织生长、分化及成熟种子的影响。结果表明:潮霉素对抗性愈伤的适宜筛选浓度为60 mg/L,分化阶段的适宜筛选浓度为40 mg/L,对转基因后代种子筛选以80 mg/L较为适宜,而不同材料对潮霉素的敏感性存在一定程度的差异。通过PCR检测采用农杆菌介导法转化获得的T0和T1代潮霉素抗性苗,结果证实在大麦遗传转化中采用潮霉素进行筛选是可行的。