东乡野生稻BILs群体苗期抗旱性综合评价及其遗传分析

本研究选用旱稻、R974//R974/东乡野生稻回交重组自交系及其亲本等66份水稻材料,进行苗期抗旱性鉴定及其综合指标筛选,测定了水分胁迫下最大根长、根基数、茎长、根干重、根鲜重、根系相对含水量、叶片相对含水量、卷叶级别及干旱反复存活率等9个性状。利用主成分分析和逐步回归分析法进行苗期抗旱综合评价,结果表明株系1949最为抗旱;回归分析和相关分析表明最大根长、根数、根鲜重和根系相对含水量对抗旱性影响显著,可作为苗期抗旱性鉴定综合指标。采用综合抗旱D值进行抗旱遗传分析,表明BILs群体的苗期抗旱性表现2对独立主基因+多基因控制。结果可知,东乡野生稻可作为水稻抗旱遗传改良的宝贵资源。     

东乡野生稻回交重组系的抗旱性评价体系

选用协青早B//东乡野生稻/协青早B回交重组系及其亲本共79份水稻材料,研究了水稻发芽期、苗期、孕穗期、成熟期的种子萌发抗旱指数等31个指标与东乡野生稻回交重组系抗旱性的关系.结果表明:15％ PEG-6000溶液处理的相对发芽势、20％ PEG-6000溶液处理的种子萌发抗旱指数和相对发芽势及水分胁迫后最长根长、苗高、根鲜质量、根干质量、根系相对含水量、萎蔫率、叶片可溶性糖含量、叶片脯氨酸含量、叶片丙二醛含量、叶片相对含水量、卷叶级别、株高、单株分蘖数、单株有效穗数、穗实粒数、着粒密度、结实率、千粒重等21个指标的相对值与抗旱系数或抗旱指数的相关性显著.通过逐步回归分析筛选出9个抗旱性鉴定指标:20％ PEG-6000溶液处理的相对发芽势及水分胁迫后根干质量、根系相对含水量、叶片可溶性糖含量、叶片脯氨酸含量、叶片丙二醛含量、单株有效穗、结实率和千粒重的相对值.根据这些指标和偏相关系数,建立了不同时期的抗旱性评价(D值)方程和评价体系,可对东乡野生稻回交重组系抗旱性进行较好的评价.     

耐低氮茄子基因型的筛选

在正常供氮和低氮胁迫条件下,比较了10个茄子不同基因型的果实产量、地上部生物量和氮素吸收总量的变化。结果显示,与正常供氮相比,在低氮胁迫条件下,供试基因型的果实产量、地上部生物量和氮素吸收总量均有下降,但不同基因型下降幅度不同。在低氮胁迫条件下,06—991的果实产量、地上部生物量和氮素吸收总量的相对指数均显著高于其他基因型,是一个理想的耐低氮茄子基因型。     

东乡野生稻及其渐渗系应答低磷胁迫的基因差异表达分析

以东乡野生稻耐低磷渐渗系IL171及其双亲(栽培稻‘协青早B’和东乡野生稻)为试材,采用cDNA-AFLP技术分析其幼苗期应答低磷胁迫的差异表达谱特征,并采用实时荧光定量PCR分析验证差异表达基因的表达特性,为探究东乡野生稻耐低磷胁迫的分子机制、发掘耐低磷相关的基因奠定基础。结果显示:(1)基于17对扩增效果较好的cDNA-AFLP引物分析发现,不同胁迫时间的参试材料与其对照组(正常磷水平)相比,具有很多(20~159个)上调或下调表达的差异片段。(2)与‘协青早B’相比,IL171中特异性上调的差异带有36条,下调表达61条,而东乡野生稻中分别有79条和136条;IL171与东乡野生稻共有的上调差异带为13条,下调差异带有15条。(3)回收纯化其中60条特异性差异表达条带,最终克隆测序获得50个差异表达基因片段TDFs;通过Blast比对和功能分析,可将TDFs分为8类,包括能量与代谢、基因表达调控、信号转导和转录因子等。(4)实时荧光定量PCR验证其中6个TDFs发现,各差异片段的荧光定量PCR表达模式与cDNA-AFLP结果一致,表明该实验的cDNAAFLP差异表达结果可靠,东乡野生稻的部分耐低磷相关基因已成功导入到渐渗系中,是发掘利用东乡野生稻耐低磷相关基因、探究其耐低磷分子机制的重要资源。     

东乡野生稻耐冷渐渗系DNA甲基化水平和模式变化研究

根据水稻全基因组和特定位点的CpG岛序列设计引物,采用McrBC酶酶切DNA,以东乡野生稻耐冷渐渗系(IL5335和IL5423)及其双亲为试材,研究其基因组和特定位点的DNA甲基化水平和模式变化特征,探讨甲基化变异对野生优异基因渐渗的影响。结果显示:(1)在覆盖全基因组的83个CpG岛中,IL5335和IL5423的基因组甲基化频率分别为46.6%和53.8%,低于受体亲本协青早B的62.6%;大部分(75.9%~80.7%)受体亲本的甲基化模式在两耐冷渐渗中能稳定遗传,另外一些位点发生了甲基化模式的改变,主要表现为脱甲基化(13.3%~18.1%)和过甲基化(4.4%~6.0%)。(2)在耐冷QTLs区间,两耐冷渐渗系的甲基化水平为13.3%~26.7%,远低于受体亲本的61.4%;它们在该区域的甲基化模式变异主要为脱甲基化(33.3%~40.0%),高于全基因组的平均变异率。(3)分析逆转座子Houba和Osr14区域的51个CpG岛发现,耐冷渐渗系在该区域具有较高频率的甲基化修饰和较低的甲基化模式变异。研究表明,种间杂交渐渗诱发了受体亲本广泛的甲基化水平和模式变异,为野生优异基因的有效利用提供了新的机遇和挑战。     

耐低磷水稻基因型筛选指标的研究

采用溶液培养试验,并结合大田试验,研究和探讨了耐低磷水稻基因型的筛选指标.结果表明,溶液培养试验中,在正常供磷和低磷胁迫条件下,在所有调查性状中水稻单株干重都具有较大的基因型间变异(CV分别为21.73%和19.54%).在所有调查性状的相对值中,相对单株干重(低磷胁迫/正常供磷)也具有较大的基因型间变异(CV为19.60%);相关分析表明,相对单株干重与相对根干重、相对株高、相对单株吸磷量、相对地上部磷积累、相对磷利用效率和相对植株磷浓度均呈极显著正相关(P＜0.01).因此,水稻相对单株干重可以作为苗期筛选水稻耐低磷基因型的一个筛选指标.溶液培养试验中水稻的相对单株干重和大田试验中水稻的相对稻谷产量(不施磷/施磷)没有显著相关性,因此溶液培养试验的相对单株干重不能作为评价大田试验中水稻耐低磷能力的指标.低磷营养液培养的水稻体内磷利用效率与缺磷土壤生长的水稻体内磷利用效率呈极显著正相关.因此,直接以低磷营养液培养水稻苗期体内磷利用效率作为筛选指标,然后进行大田试验验证,是一条筛选水稻磷高效利用基因型的有效途径.     

保护性耕作对土壤交换性盐基组成的影响

以辽宁省彰武县保护性耕作示范推广基地土壤为研究对象,通过实地调查和取样分析,对比研究了传统犁耕和6年保护性耕作（免耕秸秆覆盖）条件下的土壤交换性盐基组成.结果表明：在15 cm土层内,保护性耕作土壤的交换性K、Ca、Mg含量和盐基总量（SEB）较传统犁耕均有不同程度增加,表明保护性耕作使土壤的保肥和缓冲能力增强.相关分析表明,这与土壤的有机质和粘粒含量的变化密切相关;保护性耕作土壤的K/SEB和Ca/Mg高于传统犁耕,而(Ca+Mg)/SEB、Ca/K和Mg/K低于传统犁耕,说明保护性耕作对土壤交换性盐基比例关系的影响以交换性Ca、K特别是K的相对富集为主要特征;保护性耕作提高了交换性K、Ca、Mg含量与SEB的分层比率(0～5 cm/5～15 cm和0～5 cm/15～30 cm),表明交换性盐基在耕层剖面的垂直变异性增强.     

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。     

基于光合系统参数建立马铃薯耐荫性综合评价体系

为构建便捷的马铃薯(Solanum tuberosum)耐荫性综合评价体系并发掘耐荫种质, 以35个马铃薯品种(系)为实验材料, 测定块茎膨大期遮荫下植株叶片叶绿素含量、光合能力和叶绿素荧光等光合参数及收获后块茎单株产量和淀粉含量等指标。根据耐荫系数, 利用主成分分析法、隶属函数法、聚类分析法和逐步回归分析法进行综合评价。通过主成分分析将马铃薯耐荫性相关的13个单项光合指标转换为6个综合指标, 代表了全部信息的87.51%。以此计算各种质的隶属函数值, 并以主成分的贡献率进行加权, 最终获得所用材料耐荫性的综合评价值(D值)。根据D值聚类分析结果将35个马铃薯分为4类, 其中Eshu10和Lishu6分别为耐荫性最强和最弱的品种。通过逐步回归分析建立了马铃薯耐荫性评价数学模型: D=0.060+0.106G_s+0.214qP+0.143NPQ。同时, 用该评价体系鉴定为耐荫性强的品种(系)在遮荫后其产量和/或淀粉含量等指标减幅均低于耐荫性弱的种质, 表明该评价体系可用于快速评价和预测马铃薯种质的耐荫性。     

12种园林植物耐荫性鉴定指标的筛选

在对遮荫条件下12种园林植物的生长增量、叶片厚度、比叶面积、叶片含水量、叶绿素a＋b含量、叶绿素a,b、类胡萝卜素含量、糖含量、过氧化物酶活性、日平均净光合速率、光补偿点、表观量子效率等生理生化指标测定基础上,对各项指标进行了主成分分析和逐步回归分析,结果表明生长增量、比叶面积、叶绿素a,b、过氧化物酶活性、目平均净光合速率等5个指标对植物的耐荫性有显著影响。采用所建立的最优回归方程对供试植物进行耐荫性预测及排序的结果与栽培试验观察结果相一致,表明这5个指标可作为快捷的植物耐荫性鉴定指标。     

基于光合系统参数建立马铃薯耐荫性综合评价体系

为构建便捷的马铃薯(Solanum tuberosum)耐荫性综合评价体系并发掘耐荫种质, 以35个马铃薯品种(系)为实验材料, 测定块茎膨大期遮荫下植株叶片叶绿素含量、光合能力和叶绿素荧光等光合参数及收获后块茎单株产量和淀粉含量等指标。根据耐荫系数, 利用主成分分析法、隶属函数法、聚类分析法和逐步回归分析法进行综合评价。通过主成分分析将马铃薯耐荫性相关的13个单项光合指标转换为6个综合指标, 代表了全部信息的87.51%。以此计算各种质的隶属函数值, 并以主成分的贡献率进行加权, 最终获得所用材料耐荫性的综合评价值(D值)。根据D值聚类分析结果将35个马铃薯分为4类, 其中Eshu10和Lishu6分别为耐荫性最强和最弱的品种。通过逐步回归分析建立了马铃薯耐荫性评价数学模型: D=0.060+0.106G_s+0.214qP+0.143NPQ。同时, 用该评价体系鉴定为耐荫性强的品种(系)在遮荫后其产量和/或淀粉含量等指标减幅均低于耐荫性弱的种质, 表明该评价体系可用于快速评价和预测马铃薯种质的耐荫性。     

玉米苗期耐低铁能力的综合评价及其预测

为了筛选和鉴定耐低铁玉米品种应用于生产,本研究以23个玉米品种为材料,测定低铁胁迫和正常供铁(对照)玉米幼苗的株高、茎粗、可见叶、展叶、叶面积、根长、根体积、总干重、活性铁、含铁量、铁积累量和叶绿素含量等15个性状,以各性状的相对值作为衡量指标,利用主成分分析、隶属函数分析和聚类分析对其进行耐低铁能力的综合评价。结果表明不同玉米品种耐低铁能力存在明显的基因型差异;邡玉1号、福康玉909、正大619、正红102、福得2号、正红2号耐低铁能力较强;展叶数、叶面积、根长、根干重、铁积累量可作为玉米耐低铁品种苗期筛选指标;可利用玉米苗期耐低铁能力的回归模型:D=(-384.23+2.71X4+2.50X5+3.22X6+1.70X9+4.86X14)×10-3对玉米苗期耐低铁能力进行预测。     

花生苗期耐盐性评价及耐盐指标筛选

评价鉴选耐盐品种对于盐碱地花生生产具有重要意义。采用盆栽试验,设置不同盐胁迫浓度,对200个花生品种(系)萌发至幼苗期通过出苗速度、植株形态和生物量等指标进行耐盐性系统评价。结果表明,随盐胁迫浓度的增加,出苗时间延长,植株形态建成抑制加重,物质积累减少。鉴选花生品种耐盐性强弱的适宜盐胁迫浓度为0.30%—0.45%,超过此浓度不能出苗。地上部形态和生物量可作为耐盐评价的首选指标,主根长和出苗速度可作为辅助指标用以判断花生品种的综合耐盐能力。200个品种(系)在不同盐胁迫浓度下均可分成高度耐盐型、耐盐型、盐敏感型和高度盐敏感型4组。耐盐品种数量随盐胁迫强度加大而下降,盐敏感品种数量则上升。0.15%浓度下200个品种全部出苗,4个类型品种数分别占供试材料的29.0%、39.0%、27.5%和4.5%;0.30%浓度下185个品种出苗,4个类型品种数分别占供试材料的5.5%、34.5%、23.5%和29.0%;0.45%浓度下107个品种出苗,4个类型品种数分别占供试材料的5.5%、5.5%、20.0%和22.5%。14个品种在各盐浓度胁迫下均表现耐性,10个品种在各盐浓度胁迫下均表现敏感,为花生耐盐机理研究及生产应用提供了不同类型材料。     

苎麻种质资源耐瘠性鉴定评价

南方坡耕地土壤大部分较贫瘠,筛选出适合在丘陵坡地贫瘠土壤种植的苎麻种质,对于生态恢复和经济生产非常重要。本研究将田间平地试验、田间坡地试验、盆栽试验相结合,以10个苎麻种质为材料,测定株高、分株数、叶片数、叶面积、叶片SPAD、总鲜重、总干重、原麻重、氮肥利用效率、钾肥利用效率等10个指标,运用主成分分析、隶属函数、聚类分析方法,对筛选指标和抗性分类进行综合分析。通过主成分分析筛选出分株数、总鲜重、叶面积、株高、叶片SPAD、叶片数、氮肥利用效率、钾肥利用效率等8个指标可以有效的评价苎麻耐瘠性;对各性状隶属函数进行聚类分析,10个苎麻种质可划分为两类,一类是冷水江野麻、浏阳野麻;另一类是湘苎三号、多倍体一号、湘苎X2、湘苎X1、湘苎X3、湘苎XB、中苎一号、长沙野麻。通过研究苎麻耐瘠相关指标,建立了苎麻耐瘠性评价的指标体系,筛选和鉴定出了苎麻耐瘠性资源。     

协青早B//协青早B/东乡野生稻BC1F9群体低磷耐性鉴定及其生理机制

通过水培法对协青早B∥协青早B/东乡野生稻BC1F9群体221个株系低磷耐性进行了鉴定,测定了株高、叶龄、黄叶数、地上部干物质量等形态指标及丙二醛(MDA)、可溶性糖和地上部磷含量等生理指标,计算了磷效率,并对各指标间相关性进行了分析.结果表明:221个株系的7个指标均显示出差异性,耐性株系在低磷胁迫下表现为相对叶龄、相对株高、相对地上部干物质量和相对可溶性糖含量较高,相对黄叶数和相对MDA含量较低,相对地上部磷含量差异不明显;磷效率与磷利用效率和磷吸收效率均呈正相关,其中磷利用效率与磷效率达到极显著水平(P＜0.01),表明东乡野生稻回交重组自交系中耐性株系低磷耐性原因主要是具有高磷利用效率,即其单位吸磷量干物质合成力较高.     

深圳地区8种园林地被植物耐涝性综合评价

为高效筛选雨水花园适用植物,以香彩雀Angelonia salicariifolia等8种园林地被植物为试材,采用盆栽模拟涝渍的方法,研究不同时间淹水胁迫处理后8种植物的观赏性状及生理指标,通过主成分分析与隶属函数法对其耐涝性进行综合评价,并筛选评价植物耐涝性的有效指标。结果表明,8种园林地被植物的耐涝性强弱依次为香彩雀、水鬼蕉Hymenocallislittoralis、龙船花Ixorachinensis、朱槿Hibiscusrosa-sinensis、大花马齿苋Portulacagrandiflora、朱蕉Cordylinefruticosa、巴西野牡丹Tibouchinasemidecandra、四季海棠Begoniasemperflorens;植物叶片的相对含水量、MDA含量、相对电导率与Fv/Fm值是反映植物耐涝性的重要指标。     

协青早B//协青早B/东乡野生稻BC1F9群体低磷耐性鉴定及其生理机制

通过水培法对协青早B//协青早B/东乡野生稻BC₁F₉群体221个株系低磷耐性进行了鉴定,测定了株高、叶龄、黄叶数、地上部干物质量等形态指标及丙二醛（MDA）、可溶性糖和地上部磷含量等生理指标,计算了磷效率,并对各指标间相关性进行了分析.结果表明：221个株系的7个指标均显示出差异性,耐性株系在低磷胁迫下表现为相对叶龄、相对株高、相对地上部干物质量和相对可溶性糖含量较高,相对黄叶数和相对MDA含量较低,相对地上部磷含量差异不明显;磷效率与磷利用效率和磷吸收效率均呈正相关,其中磷利用效率与磷效率达到极显著水平（P<0.01）,表明东乡野生稻回交重组自交系中耐性株系低磷耐性原因主要是具有高磷利用效率,即其单位吸磷量干物质合成力较高.     

萝卜种质资源耐抽薹性鉴定评价

以来源于国内外的73份代表性萝卜种质为研究对象,以4℃春化处理种子21 d,田间鉴定评价萝卜种质的耐抽薹性。结果显示,田间生长136 d时,9份国外材料仍未显蕾,表现为极耐抽薹,其中来源于韩国(6份)和日本(1份)的大萝卜资源7份,来源于日本的黑萝卜和俄罗斯的樱桃萝卜各1份。采用7个指标对显蕾开花的64份萝卜种质进行系统评价分析表明,各指标的次数分布基本符合正态分布,蕾期薹高略向低值区域偏离。方差分析结果显示,7个指标在不同材料间的差异显著。相关性分析表明,显蕾期和开花期的相关性达到极显著水平,显蕾期和开花期均可作为评价萝卜抽薹早晚的指标。抽薹速度分别与花期薹高、薹高差、抽薹天数的相关性达到极显著水平,综合了这4个指标的描述特性,较好地反映了不同萝卜种质的抽薹能力。花期薹高与薹高差、抽薹速度的相关性极显著,可用该指标评价抽薹能力,简单易行。分别用主成分分析和隶属函数法评价64份抽薹开花萝卜种质的耐抽薹性,不同耐性种质均能被很好地区分开,其中筛选出的2份耐抽薹种质的评价结果一致,主成分聚类分出1份极不耐抽薹种质。     

木芙蓉对淹水胁迫的响应及其耐涝性综合评价

为挖掘木芙蓉(Hibiscus mutabilis)耐涝种质资源,对13个木芙蓉品种水淹15 d后的形态和生理生化指标进行研究,并构建耐涝评价体系.结果表明,水淹胁迫后,木芙蓉品种各性状的变化趋势和幅度均不同,部分性状间的相关性显著(P<0.05).14个指标按贡献率大小归因为形态生长指标、不定根形态指标、膜脂过氧化指...     

不同小麦品种对低温胁迫的反应及抗冻性评价

以济麦19、济麦21、济南17等15个冬小麦品种为材料,对其在低温胁迫条件下功能叶和叶鞘超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性、丙二醛(MDA)含量与可溶性蛋白含量等生理指标进行测定,以功能叶各项指标的抗冻系数作为衡量抗冻性的指标,利用主成分分析、聚类分析对其抗冻性进行综合评价。低温胁迫条件下,不同冬小麦品种起身拔节期功能叶和叶鞘中SOD活性、POD活性和CAT活性均不同程度地上升,MDA含量和可溶性蛋白含量均下降。通过主成分分析和聚类分析,将15个冬小麦品种划分为3类:济麦19、山农8355属强抗冻类型;山农664、泰山9818、济麦21、济麦22、烟农24、烟农19、烟农21、汶农6号、鲁麦21、济南17属中度抗冻类型;其余3个品种(泰山23、聊麦18、临麦2号)属弱抗冻类型。