涝渍胁迫下5种菊花近缘种属植物生理特性

采用土培模拟涝害的方法,对5种菊花近缘种属植物的根系活力、叶绿素含量和光合生理特性以及涝渍胁迫后的形态表现进行研究和观察,比较了其耐涝能力.结果表明:涝渍胁迫下,5种菊花近缘种属植物根系活力急剧下降,但紫花野菊在胁迫初期表现出强的根系活力;5种植物叶绿素含量总体呈现先升后降的趋势;涝渍胁迫15d时纪伊潮菊、泡黄金菊的光合强度明显降低,CO2同化作用下降,并出现负值,叶片已丧失光合作用能力,其次是大岛野路菊和那贺川野菊,而紫花野菊维持了一定水平的净光合速率.结合叶片外观形态观察发现,紫花野菊最为耐涝,泡黄金菊最不耐涝,而大岛野路菊、纪伊潮菊和那贺川野菊的耐涝性介于两者之间.     

基于光谱特征的棉花苗期耐涝性鉴定

耐涝性是一个复杂农艺性状,采用传统方法大规模鉴定难度大。高光谱成像在作物表型检测方面具有无损、高效的优点,可望实现作物耐涝性的快速鉴定。本研究以27个陆地棉品种为供试材料,测定低氧胁迫与正常供氧条件下的株高、茎粗、叶面积、总根长,利用便携式光谱仪获取光谱图像,分析涝渍特征曲线并提取与色素、水分及氮素相关的6个光谱特征指数,采用主成分、逐步回归、系统聚类、相关性等多元分析方法,构建了基于光谱特征的棉花苗期耐涝性鉴定模型。利用主成分分析将10个耐涝单项指标简化为4个主成分。根据主成分贡献率和权重,将4个主成分简化为耐涝综合评价系数D值。逐步回归分析建立D值与10个单项指标耐涝性系数最优线性回归方程：D=0.161+0.220 SD+0.068 LA+0.358 PSSRa+0.404 I1+0.292 NDSI(R2=0.9849,式中SD为茎粗,LA为叶面积,PSSRa为色素比值指数a,I1为红外指数1,NDSI为归一化差值胁迫指数)。聚类分析将27份供试材料耐涝性划分为4个等级,即强耐涝、耐涝、中等耐涝、涝渍敏感。相关性分析结果显示,茎粗与色素比值指数a、色素比值指数b、植物氮光谱指数...     

菊花近缘种属植物幼苗耐阴特性分析及其评价指标的确定

以龙脑菊、菊花脑、野菊等15个菊花近缘种属植物幼苗为材料,对其进行不同梯度遮荫处理(全光照,遮光率60%,遮光率78%,遮光率95%),从形态和生理等方面的22个指标进行测定,以各项指标的耐阴系数作为衡量耐阴性的指标,利用主成分分析、回归分析和聚类分析法对其耐阴性进行综合评价。结果表明:遮光率78%时的植物茎粗(X2)、叶片厚度(X10)、叶绿素含量(X16),遮光率60%时的植物叶绿素含量(X15),以及遮光率95%时的植物叶面积(X13)、相对含水量(X14)和胞间二氧化碳浓度(X21)8个指标可作为菊花近缘种属植物耐阴性评价指标,建立菊花近缘种属植物耐阴性评价的数学模型:Y=82.876-0.153X2+0.094X10+0.741X13+0.084X14+0.054X15-0.087X16-0.472X2,(R2=0.998),预测精度大于0.97。13份材料的耐阴性极强,矶菊的耐阴性较差,即多数菊花近缘种属植物具有较好的耐阴能力。     

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。     

不同番茄种质的耐涝能力评价

为了筛选出耐涝能力良好的番茄(Solanum)种质,以50份番茄种质作为研究对象,比较其在半淹及全淹处理后的成活率和各项生理指标,筛选出12个在7 d全淹处理后存活率为100%的耐涝型番茄种质,发现耐涝型番茄种质在普通番茄(S. lycopersicum)、樱桃番茄(S. lycopersicum var. cerasiforme)和醋栗番茄(S. pimpinellifolium)中均有分布;进一步对耐涝型番茄TK017和淹水敏感型番茄TK039的分析表明耐涝型番茄TK017在全淹胁迫下能够更有效地控制体内活性氧含量,从而提高番茄的耐涝能力。     

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...     

涝渍逆境下玉米根系苹果酸代谢与耐涝性的关系

耐涝玉米品种根系淹水后可各累一定量的苹果酸,与水稻结果相似;而不耐涝品种则不能积累苹果酸,淹水对玉米根系草酰乙酸和内酮酸的影响与品种的耐涝性无关。淹水的玉米根系苹果酸酶和乙醇脱氢酶活性增加,线粒体琥珀酸脱氢酶活性降低,耐涝品种增减幅度较小。     

3个玉兰材料对水涝胁迫的响应与耐涝性评价

为评价星花玉兰及其实生选育品种‘菊花’以及其与柳叶玉兰的杂交品种‘皮鲁埃特’的耐涝性强弱,并为后续星花玉兰耐涝品种选育提供理论依据。通过14 d的水涝胁迫,研究3种玉兰叶片生理、内源激素和光合特性等相关的14个指标变化。利用主成分分析法,比较超氧化物歧化酶(SOD)、丙二醛(MDA)、可溶性蛋白、脱落酸(ABA)和1-氨基环丙烷-1-羧酸(ACC)这5个作为评价耐涝性指标的重要性以及评价耐涝性,同时利用隶属函数分析法对5个指标进行耐涝性评价。结果表明:(1)3种玉兰在水涝胁迫后叶片的净光合速率(P n)、气孔导度(G_(s))、蒸腾速率(T_(r))、叶绿素含量、初始荧光(F_(o))、最大荧光(F_(m))、PSⅡ最大光化学量子产量(F_(v)/F_(m))、PSⅡ有效光化学量子产量(Yield)和可溶性蛋白含量均显著降低,MDA、ABA含量和SOD活性均有不同的增加幅度。‘菊花’和星花玉兰处理组的C_(i)、ACC显著增加,而‘皮鲁埃特’的显著降低。(2)评价3种玉兰耐涝性的生理及内源激素指标重要性依次为ACC、SOD、ABA、可溶性蛋白和MDA。(3)通过主成分分析法和隶属函数分析法对3种玉兰进行综合评价,耐涝性强弱依次为‘皮鲁埃特’、星花玉兰和‘菊花’。     

观察不同植物耐涝性的一种实验方法

植物在生命过程中离不开水分,但在水分过多或淹水条件下,会对植物产生伤害,不同植物抗涝性不同：通常在讲授涝害时,学生只是从理论上了解．没有感性认识：为使学生能直接观察到植物在淹水条件下的受害特征,增强对理论知识的理解,我们引导学生通过实验观察不同植物的耐涝性,培养学生主动学习的情趣,取得较好的实验效果。     

‘LD-1'砧米良一号猕猴桃的耐涝性

猕猴桃是一类不耐涝的植物,为了解决猕猴桃的涝害问题,吉首大学近年来尝试用‘LD-1’作为猕猴桃的耐涝性砧木。该研究以米良一号实生苗砧米良一号猕猴桃和‘LD-1’砧米良一号猕猴桃为材料,观测根系淹水后叶片可溶性糖含量、丙二醛含量、叶绿素含量、可溶性蛋白质含量、SOD 活性和形态的变化规律,探讨了‘LD-1’砧米良一号猕猴桃的耐涝性。结果表明：(1)米良一号实生苗砧米良一号猕猴桃根系淹水后,可溶性糖含量6 d 后极显著(P<0.01)升高;丙二醛含量8 d 后显著(P<0.05)升高;叶绿素含量和可溶性蛋白质含量没有显著变化;SOD 活性6 d 后显著(P<0.05)升高,8 d 后不再有显著变化;叶片2 d 后出现轻度萎蔫,10 d后全部枯死。(2)‘LD-1’砧米良一号猕猴桃根系淹水后,可溶性糖的含量4 d 后显著(P<0.05)升高;丙二醛含量、叶绿素含量、可溶性蛋白质含量和 SOD 活性无显著变化;叶片10 d 后未出现显著的萎蔫和枯死现象,30 d 后仍正常。这说明米良一号实生苗砧米良一号猕猴桃耐涝性较弱,‘LD-1’砧米良一号猕猴桃耐涝性较强,‘LD-1’作砧木显著增强了米良一号猕猴桃的耐涝性。该研究结果为‘LD-1’在米良一号猕猴桃栽培上的应用提供了依据。     

转vgb基因油菜的耐涝性

油菜是我国重要的油料作物和蛋白质饲料作物,涝害严重影响了我国油菜产业的发展,提高油菜的耐涝能力对于我国油菜可持续发展具有非常重大的意义。本研究采用PCR、Southern杂交等方法对转vgb基因油菜植株进行鉴定,15 d淹涝实验结果显示,转基因油菜的超氧化物歧化酶、丙二醛和脯氨酸含量在淹涝前后的变幅显著低于对照。对淹水后的农艺性状进行调查,转vgb基因的油菜相比较对照抗涝性明显得到增强,证明vgb基因在油菜中的表达对油菜的抗涝性具有显著作用。     

ALA Pretreatment Improves Waterlogging Tolerance of Fig Plants

5-aminolevulinic acid (ALA), a natural and environmentally friendly plant growth regulator, can improve plant tolerance to various environmental stresses. However, whether ALA can improve plant waterlogging tolerance is unknown. Here, we investigated the effects of ALA pretreatment on the waterlogging-induced damage of fig (Ficus carica Linn.) plants, which often suffer from waterlogging stress. ALA pretreatment significantly alleviated stress-induced morphological damage, increased leaf relative water content (RWC), and reduced leaf superoxide anion (O2⋅¯) production rate and malonaldehyde (MDA) content in fig leaves, indicating ALA mitigates waterlogging stress of fig plants. We further demonstrated that ALA pretreatment largely promoted leaf chlorophyll content, photosynthetic electron transfer ability, and photosynthetic performance index, indicating ALA significantly improves plant photosynthetic efficiency under waterlogging stress. Moreover, ALA pretreatment significantly increased activities of leaf superoxide dismutase (SOD) and peroxidase (POD), root vigor, and activities of root alcohol dehydrogenase (ADH), and lactate dehydrogenase (LDH), indicating ALA also significantly improves antioxidant ability and root function of fig plants under waterlogging stress. Taken together, ALA pretreatment improves waterlogging tolerance of fig plants significantly, and the promoted root respiration, leaf photosynthesis, and antioxidant ability may contribute greatly to this improvement. Our data firstly shows that ALA can improve plant waterlogging tolerance.     

丝瓜作砧木提高黄瓜耐涝性的研究

研究了涝害胁迫下黄瓜自根苗、南瓜砧嫁接苗和丝瓜砧嫁接苗的耐涝性能。结果表明：涝害胁迫时,丝瓜砧嫁接苗能维持较高的根系活力与较高的叶绿素含量;根系电解质渗出率、丙二醛(MDA)含量和超氧阴离子自由基(O2^-)的含量显著低于黄瓜自根苗和南瓜砧嫁接苗;根系SOD、POD和CAT等细胞保护酶活性高于黄瓜自根苗和南瓜砧嫁接苗;丝瓜作砧木可以提高黄瓜的耐涝性。     

丝瓜作砧木提高黄瓜耐涝性的研究

研究了涝害胁迫下黄瓜自根苗、南瓜砧嫁接苗和丝瓜砧嫁接苗的耐涝性能。结果表明：涝害胁迫时,丝瓜砧嫁接苗能维持较高的根系活力与较高的叶绿素含量;根系电解质渗出率、丙二醛（MDA）含量和超氧阴离子自由基（O2-）的含量 显著低于黄瓜自根苗和南瓜砧嫁接苗;根系SOD、POD和CAT等细胞保护酶活性高于黄瓜自根苗和南瓜砧嫁接苗;丝瓜作砧木可以提高黄瓜的耐涝性。     

Dynamic QTL Analysis and Candidate Gene Mapping for Waterlogging Tolerance at Maize Seedling Stage

Soil waterlogging is one of the major abiotic stresses adversely affecting maize growth and yield. To identify dynamic expression of genes or quantitative trait loci (QTL), QTL associated with plant height, root length, root dry weight, shoot dry weight and total dry weight were identified via conditional analysis in a mixed linear model and inclusive composite interval mapping method at three respective periods under waterlogging and control conditions. A total of 13, 19 and 23 QTL were detected at stages 3D|0D (the period during 0–3 d of waterlogging), 6D|3D and 9D|6D, respectively. The effects of each QTL were moderate and distributed over nine chromosomes, singly explaining 4.14–18.88% of the phenotypic variation. Six QTL (ph6-1, rl1-2, sdw4-1, sdw7-1, tdw4-1 and tdw7-1) were identified at two consistent stages of seedling development, which could reflect a continuous expression of genes; the remaining QTL were detected at only one stage. Thus, expression of most QTL was influenced by the developmental status. In order to provide additional evidence regarding the role of corresponding genes in waterlogging tolerance, mapping of Expressed Sequence Tags markers and microRNAs were conducted. Seven candidate genes were observed to co-localize with the identified QTL on chromosomes 1, 4, 6, 7 and 9, and may be important candidate genes for waterlogging tolerance. These results are a good starting point for understanding the genetic basis for selectively expressing of QTL in different stress periods and the common genetic control mechanism of the co-localized traits.     

玉米地方种质竹山白马牙耐渍性生物学基础分析

在中国南方,涝渍已成为包括玉米在内的多种植物的主要非生物胁迫之一,发掘和有效利用玉米耐渍种质、探讨玉米耐渍性生物学特征、培育耐渍性新品种是减少南方玉米产量损失,扩大玉米种植面积的最为经济有效的途径。本研究多方面证据表明白马牙比渍水敏感性玉米自交系B73具有较强的耐渍性。在表型水平上:渍水胁迫下,白马牙的叶绿素相对含量、苗高、根长、茎鲜重/干重、根干重/鲜重、不定根数目及根长均显著高于B73;渍水28 d,白马牙的平均存活率为86%,B73的存活率仅为8.25%,说明白马牙相对于B73渍水耐受性较强,白马牙在渍水胁迫下具有发达的不定根和诱导性通气组织的形成。在生理生化水平上:渍水处理6 d,B73中丙二醛含量显著增加,而白马牙维持在相对较低水平,且白马牙在渍水胁迫后过氧化物酶和超氧化物歧化酶的活性增强,证明白马牙具有较强的活性氧清除能力。在磷吸收利用上:白马牙较强的磷吸收能力增强了抵抗非生物胁迫的能力,本研究揭示了耐渍性地方种质白马牙苗期耐渍性产生的形态特征和生物学基础,为进一步利用该资源进行耐渍性品种选育提供了理论依据。     

粪透明颤菌血红蛋白基因促进转基因矮牵牛在水培条件下生长并增强其抗涝能力

通过PCR程序克隆粪透明颤菌（Vitreoscilla steroraria Pringsheim)血红蛋白基因（vhb)的编码区。将其置于CaMV35S启动子的驱动下导入矮牵牛（Petunia hybriad Vilm),PCR和Southern杂交分析证明vhb基因已整合到受体基因组中,而RT-PCR检测证实了转基因矮牵牛中vhb基因转录水平的表达。观察了转基因株系在液体培养基中对淹水和缺氧的反应,发现vhb的表达明显促进了水培植物的生长。为进一步研究转基因植物在低氧条件的耐受能力。将上述的转基因株系在静置的液体培养基中进行完全的淹没培养,结果显示转基因植株具有较强的低氧耐受能力。培养两周后能从淹没状态长出液面,并由此而在液体中较正常地生长,而未转基因的对照不能长出淹没的培养基表面,在4-5周后因缺氧而窒息死亡。另将上述转基因株系在温室中盆栽并进行抗涝分析。在模拟的持续淹水胁迫中,转基因株系比对照表现出较强的忍受能力。这些结果预示vhb基因在抗涝作物培育和提高水培植物缺氧耐受能力的分子育种方面具有较良好的应用前景。     

粪透明颤菌血红蛋白基因促进转基因矮牵牛在水培条件下生长并增强其抗涝能力

通过PCR程序克隆粪透明颤菌(Vitreoscilla stercoraria Pringsheim)血红蛋白基因(vhb)的编码区,将其置于CaMV 35S启动子的驱动下导入矮牵牛(Petunia hybrida Vilm). PCR和Southern杂交分析证明vhb基因已整合到受体基因组中,而RT-PCR检测证实了转基因矮牵牛中vhb基因转录水平的表达.观察了转基因株系在液体培养基中对淹水和缺氧的反应,发现vhb的表达明显促进了水培植物的生长.为进一步研究转基因植物在低氧条件的耐受能力,将上述的转基因株系在静置的液体培养基中进行完全的淹没培养, 结果显示转基因植株具有较强的低氧耐受能力,培养两周后能从淹没状态长出液面,并由此而在液体中较正常地生长,而未转基因的对照不能长出淹没的培养基表面,在4～5周后因缺氧而窒息死亡.另将上述转基因株系在温室中盆栽并进行抗涝分析,在模拟的持续淹水胁迫中,转基因株系比对照表现出较强的忍受能力.这些结果预示vhb基因在抗涝作物培育和提高水培植物缺氧耐受能力的分子育种方面具有较良好的应用前景.