宁夏水稻代表性种质及后代抗稻瘟病基因型分析北大核心CSCD

以96份宁夏水稻代表性种质资源和47份杂交后代为试验材料,采用宁夏稻瘟病菌生理小种人工接种和自然诱发相结合的方法对其进行稻瘟病抗性的大田鉴定和病圃鉴定,评价了每个材料的稻瘟病抗性;同时采用8个主效抗稻瘟病基因的功能标记对上述材料进行抗病基因的分子检测,得到了28个不同的抗稻瘟病基因型,将不同基因型的稻瘟病抗性评价进行了差异显著性分析。结果表明,同时含有Pita、Pib、Pikm、Pikh、Pi9和Pi5共6个抗病基因组成的基因型的水稻材料对稻瘟病的抗性极显著高于其他基因型的抗性。Pita基因单独与Pikm、Pikh、Pi2、Pi5基因聚合时均表现出正向聚合效应,其中Pita与Pikh基因的聚合效应最强。当Pib与Pita+Pikh聚合时,表现出负向聚合效应。这为宁夏地区通过基因聚合方法选育广谱持久抗稻瘟病水稻新品种提供了重要的参考依据。     

海岸单叶蔓荆沙埋胁迫下碳水化合物变化与其耐沙埋的关系

选择烟台海岸沙地抗沙埋强的单叶蔓荆(Vitex trifolia var.simplicifolia)为试材,在自然环境条件下根据单叶蔓荆匍匐茎长度进行了轻度(1/3茎长)、中度(2/3茎长)和重度半埋以及全埋处理。在沙埋20d后,测定了不同沙埋处理下匍匐茎各段上匍匐茎长度、枝条高度、不定根长度,以及可溶性糖、淀粉、纤维素含量,以探讨单叶蔓荆碳水化合物变化和转化在其耐沙埋中作用。结果显示,在轻度、中度半埋和全埋下单叶蔓荆匍匐茎长度均显著大于对照,被沙埋匍匐茎处有大量不定根生成;同时,可溶性糖和淀粉含量增高和纤维素含量下降,尤其是生长最快的匍匐茎顶部(如轻度半埋),茎中可溶性糖较低、淀粉增加最多,纤维素最低。但是被重度半埋和全埋的匍匐茎生长较少,茎中纤维素含量较多、淀粉含量较少。研究表明,沙埋是一种胁迫,它损伤叶片、扰乱碳水化合物代谢平衡。但它又是胁迫信号使植物产生适应性反应,它使未遭沙埋的匍匐茎顶端通过加速碳水化合物转化、分解纤维素、提高淀粉和可溶性糖含量,为顶端生长提供能量和营养,以加速匍匐茎快速生长摆脱沙埋。同时沙埋部位枝叶通过分解其纤维素,产生更多的可溶性糖和淀粉为匍匐茎不定根生长提供能量。因此,沙埋后匍匐茎内碳水化合物的转化是其快速生长和摆脱沙埋的能量来源而在其适应沙埋生长中起重要作用。单叶蔓荆对沙埋的适应性反应表现了其具有表型可塑性特性,该特性是其沙埋后维护匍匐茎顶部快速生长、不定根形成、碳水化合物转化以及具有较高抗沙埋能力的关键。     

富γ-氨基丁酸水稻种质筛选及与子粒性状相关性分析

利用高效液相色谱法,测定了108份水稻种质资源材料子粒中的γ-氨基丁酸含量,分析了不同种质资源材料间γ-氨基丁酸含量差异及与子粒性状的相关性,以γ-氨基丁酸含量差异较大的高粱稻-1与宁农黑粳配制杂交组合,测定亲本、杂交F1及216个F2子粒中的γ-氨基丁酸含量,分析其含量与相对胚重和子粒性状的相关性及变异系数,估算各性状的广义遗传力。结果表明:108份种质资源材料子粒中的γ-氨基丁酸含量变异范围为2.39~12.03 mg/100g,,平均含量为6.30±1.99 mg/100g,变异系数为31.59%;不同水稻种质资源材料子粒中的γ-氨基丁酸含量与粒厚、千粒重呈极显著的负相关;杂交F1子粒γ-氨基丁酸含量为8.39±0.11 mg/100g,介于双亲之间;F2单株子粒中的γ-氨基丁酸含量总体呈偏正态分布,且出现明显的超亲现象,说明水稻子粒中的γ-氨基丁酸含量是由多基因控制的数量性状遗传;杂交F2子粒中的γ-氨基丁酸含量与相对胚重呈极显著的正相关,与粒厚、千粒重呈极显著的负相关,与粒长呈显著的负相关;F2单株子粒中的γ-氨基丁酸含量、粒厚和千粒重的广义遗传力相对较高,分别为98.12%、91.99%、96.37%,在育种中对这些性状可进行早期选择。     

海滨沙滩单叶蔓荆对沙埋的生理响应特征

海滨沙滩单叶蔓荆(Vitex trifolia L.var.simplicifolia)是优良的抗沙埋地被植物.以烟台海岸沙地单叶蔓荆为材料,通过不同厚度沙埋过程中沙上和沙下叶片抗逆生理指标的测定以揭示其抗沙埋生理调控机制.结果表明,轻度和中度沙埋5d,成株和幼株整株叶片细胞膜透性增大、POD和SOD活力增高、MDA和脯氨酸含量和叶片相对含水量(RWC)增加、可溶性糖含量下降.但同株沙上叶片细胞膜透性、MDA含量、SOD和POD活力和可溶性糖含量均高于沙下,而沙上叶片脯氨酸含量低于沙下叶片.在轻度和中度沙埋lOd,沙上叶片细胞膜透性、MDA和可溶性糖含量、叶片POD活力降低,叶片SOD活力仍有小幅度增高,但脯氨酸含量增加,沙上叶片生长旺盛.研究表明,沙埋下叶片抗氧化酶活力和脯氨酸含量与细胞膜透性和膜脂过氧化成正相关.沙埋使植株上部叶片接近沙表面而经受干旱和地面热辐射胁迫引起细胞膜脂过氧化加剧和细胞膜透性加大.同时沙埋也使沙下叶片遭遇黑暗和缺氧胁迫诱导细胞内膜脂过氧化,但也激活了叶片抗氧化酶保护系统和叶片脯氨酸的积累抑制细胞膜脂过氧化维护细胞膜的稳定.因此在沙埋过程中,叶片快速响应沙埋胁迫激活叶片抗氧化酶系统抑制膜脂过氧化作用维持氧自由基和抗氧化酶系统的动态平衡在单叶蔓荆适应轻度和中度沙埋,维护沙上叶片旺盛生长中起重要作用,也是重度全埋下沙下植株茎顶端能快速延伸弯曲生长最后顶出沙面再生的主要生理保护原因.     

小叶锦鸡儿抗沙埋生长与抗氧化酶及同工酶变化的关系

小叶锦鸡儿(Caraganas tenophylla L.)是广泛应用于流动沙丘治理的优良固沙植物。然而关于其抗沙埋生理机理目前尚不清楚。选择生长在科尔沁沙地的小叶锦儿为试验材料,依据株高对其进行不同程度沙埋(轻度、中度、重度沙埋), 并通过测定沙埋过程中植株高度、不同部位叶片丙二醛(MDA)含量、抗氧化酶活力、抗氧化酶同工酶谱变化, 以揭示其抗沙埋生理适应机理和基因调控机理。结果表明:沙埋6d,植株各部位生长加快,尤其是顶部和基部生长更快。叶片MDA含量降低、整株植物叶片平均过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、过氧化物歧化酶(SOD)活力增加,但重度沙埋使抗氧化酶活力下降。沙埋12d,植株各部位生长继续加大, 沙下叶片凋落。与对照相比,沙上叶片MDA含量成倍增加,并与叶片POD、SOD和CAT活力的大幅度提高呈正相关,并与对照差异显著(P < 0.01)。同时,不同厚度沙埋6d,叶片CAT同工酶出现两新带CAT III和CATII;POD同工酶谱带(6条酶带)随沙埋厚度增加,叶片PODII区带加宽、色加深,POD I 和POD III酶带消失。但是,不同厚度沙埋下,沙上和沙下叶片CAT、SOD和POD酶谱带数和活力均相同。这表明在沙埋应激适应反应期(6d),叶片抗氧化酶活力的增强与抗氧化酶基因表达增强和基因启动有关。受到沙埋重力胁迫的成熟叶可能将胁迫信号传递给沙上没有沙埋的叶子及生长点,导致整株叶片产生整体适应性反应,激活抗氧化酶系统,以致加速生长。因此,小叶锦鸡儿萌蘖生物学特性和抗氧化酶对沙埋胁迫快速响应在维护氧自由基代谢平衡和植株快速恢复生长中起重要保护作用。     

Cu胁迫对狭叶香蒲体内元素吸收分配的影响

采用水培法,研究了不同浓度Cu²⁺胁迫下狭叶香蒲（Typha angustifolia）体内Cu及其他元素吸收分配的变化。结果表明：狭叶香蒲地上部和根系累积的Cu量均随Cu²⁺浓度升高显著增加;在同一浓度Cu²⁺胁迫下,根中Cu的累积量明显高于地上部。根系同一组织中的Cu百分含量随Cu²⁺浓度的升高均显著增加;同一Cu²⁺浓度下,根系各组织中Cu含量均表现为：中柱>皮层>表皮。低浓度（1和5 mg·L^-1）Cu²⁺对地上部及根中Ca、Mg含量及地上部Mn含量均无显著影响,但高浓度（80和100 mg·L^-1）Cu²⁺可促进植株对Ca的吸收,显著降低对Mg﹑Mn和Zn的吸收。较高浓度（55～100 mg·L^-1）Cu²⁺胁迫后,根系各组织对Ca的吸收增加,对Zn的吸收降低;55～80 mg·L^-1 Cu²⁺胁迫下根系不同组织对Cl和K的吸收增加,但高浓度（100 mg·L^-1）Cu²⁺胁迫下则显著降低。根系累积的Ca、Zn和K主要分配到中柱中,Cl主要分配到皮层中.     

宁夏富铁水稻种质资源筛选及籽粒铁的质量分数与粒形相关性分析

测定102份宁夏水稻种质资源（23份宁夏本地品种和79份外引品种）籽粒铁的质量分数,分析不同品种籽粒铁的质量分数间的差异及其与粒形性状的相关性,并对水稻籽粒铁的质量分数进行遗传分析。结果表明,宁夏水稻种质资源籽粒铁的质量分数为7.75～80.93 mg/kg,平均值为15.25 mg/kg,标准差为8.34,变异系数为54.69%。鉴定筛选出矮血糯、宁农黑粳和长粒5号3个富铁水稻种质资源;水稻籽粒铁的质量分数与粒长呈极显著正相关,与粒厚呈极显著负相关,与长宽比呈显著正相关,而与粒宽和千粒质量的相关性不显著。对宁农黑粳/京香1号杂交组合的292个F₂单株籽粒铁的质量分数进行频率分析,发现其籽粒铁的质量分数整体分布呈趋于单峰的偏正态分布,说明水稻籽粒铁的质量分数是受多基因控制的数量性状遗传。     

长穗颈水稻的内源GA1、IAA和ABA含量变化

分别以携有长穗颈基因eui1、eui2和野生型基因Eui的协青早不育系和保持系6个水稻品种为材料,测定它们在抽穗始期植株中内源GA1、IAA和ABA含量的变化。结果表明,携有eui1和eui2基因的水稻可以在植株体内产生大量内源GA1,携有eui1基因的GA1含量比携有eui2基因的高。携有eui1基因的ABA含量最高,携有eui2基因的其次,而携有Eui基因的最低。IAA含量也表现出同样的趋势。表明长穗颈基因主要是通过调节内源GA1含量促进水稻最上节间的剧烈伸长。