室内冷冻法鉴定小麦抗寒性的研究

冬季冻害是制约我国北方小麦生产的重要因素之一,田间鉴定小麦抗寒性方法易受环境影响。本研究以209份抗寒性存在显著差异的小麦种质资源为材料,进行人工冷冻处理,测定不同冷冻温度处理下植株电导率及冷冻成活率,分析相对电导率、冷冻成活率和半致死温度与田间冻害等级的相关性,以建立室内鉴定小麦抗寒性的最适方法,为小麦抗寒性育种提供优良品种资源。结果表明,-14℃处理3 h后的冷冻成活率与冻害等级呈显著负相关,该方法可快速、准确鉴定小麦不同品种抗寒性,同时鉴定出河农05(9)7-11-4-15、冀麦585、乐639、石麦15、保5108、石新828、众麦1号和河农7069等抗寒性较强品种。     

不同品种小麦叶片对拔节期低温的生理响应及抗寒性评价

以黄淮海麦区参加区试的24个小麦品种为材料,分析了拔节期低温胁迫对其叶片相对电导率、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、游离脯氨酸含量、丙二醛(MDA)含量以及超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性的影响。结果表明,低温胁迫后,叶片相对电导率、可溶性糖含量、脯氨酸含量、MDA含量、SOD活性和POD活性均高于对照(P0.01),而可溶性蛋白含量低于对照(P0.01)。小麦叶片各指标存在极显著的品种间差异(P0.01)。以叶片各指标的相对值作为抗寒性指标,采用隶属函数法和极极点排序法计算参试品种的平均隶属度值为0.19—0.63,综合排序值为1.66—4.08。通过K-means聚类,将24个小麦品种聚为5类。其中良星619、丰德存麦1号、B07-4056、石H083-363、山农055843和良星99等6个品种抗寒性最强,宿553、陕农509、A-9、中原6号、徐麦4036、舜麦1718和石麦19等7个品种抗寒性强,尧麦16、C-44、山农05-066、冀麦585和石B05-7388等5个品种抗寒性中等,偃展4110、B-33、B05-6507和石4185等4个品种抗寒性弱,石06-6136和石优20这2个品种抗寒性最弱。相关分析表明,平均隶属度值和综合排序值与相对可溶性糖含量、相对脯氨酸含量、相对POD活性呈正相关(P0.05),与相对MDA含量呈负相关(P0.05)。叶片可溶性糖含量、游离脯氨酸含量、POD活性及MDA含量可以作为拔节期小麦抗寒性的鉴定评价指标。     

基于小麦种子发芽逆境抗逆指数的种子活力评价

以16个小麦品种的种子为材料,通过标准发芽、逆境发芽和田间出苗试验,测定不同基因型小麦品种的种子活力,以不同发芽条件下种子活力指数的抗逆指数和田间出苗率作为衡量抗逆性的指标,利用主成分分析、聚类分析对种子活力进行综合评价.结果表明: 干旱胁迫、人工老化和冷浸胁迫3种逆境对种子活力都有一定的影响.人工老化抗逆指数和冷浸胁迫抗逆指数与田间出苗率呈显著正相关,干旱胁迫抗逆指数与田间出苗率的相关性不显著.通过主成分分析和聚类分析将16个小麦品种划分为3类、豫农949、豫麦49-198、鲁原502、郑育麦9987、石麦21、山农23号、石新828为高活力品种;许农5号、豫农982、唐麦8号、济麦20、济麦22、济南17号、山农20为中活力品种;长4738和轮选061属低活力品种.     

柴胡幼苗越冬抗寒性及其相关生理指标筛选

以北柴胡、地产柴胡、三岛柴胡的根为试验材料,以早春植株成活率为越冬抗寒性指标,测定越冬期不同柴胡品种根系生理生化特征,进行柴胡抗寒性综合评价,并对主要抗寒生理指标进行通径分析和相关性分析,以探讨冬季自然低温条件下柴胡生理特性与抗寒性的关系,筛选适合柴胡越冬抗寒性鉴定的生理指标。结果表明:(1)北柴胡、地产柴胡、三岛柴胡返青期的返青率依次为80%、50%、10%,且各品种间差异显著。(2)3个品种柴胡越冬期根系可溶性糖含量、游离脯氨酸含量、可溶性蛋白含量、根系活力与返青率大小顺序一致,其中北柴胡根系游离脯氨酸平均含量分别为地产柴胡和三岛柴胡的2.44倍和4.49倍,且可溶性蛋白含量显著高于地产柴胡、三岛柴胡,但3个品种柴胡的相对电导率、丙二醛含量水平与返青率大小顺序相反。(3)自然越冬过程中,各柴胡品种的根系活力均呈下降趋势,且以三岛柴胡根系活力下降幅度最大,达80%,而北柴胡根系活力下降幅度最小为52.04%。(4)越冬期3个柴胡品种的越冬抗寒性综合排序为:北柴胡地产柴胡三岛柴胡;柴胡根中脯氨酸含量、可溶性蛋白含量与综合评价值呈极显著正相关关系,相对电导率与综合评价值呈显著负相关关系;生理指标决策系数的大小顺序依次为脯氨酸含量可溶性蛋白含量电导率。研究表明,越冬期柴胡根系游离脯氨酸含量是影响其抗寒性的主要影响因素,其含量可作为评价柴胡抗寒性的指标。     

6种含笑属植物抗寒性分析与综合评价

以6种含笑属植物为试材,进行田间冻害调查,拟合Logistic方程计算其低温半致死温度,采用石蜡切片技术,测定9项叶片解剖结构指标,运用隶属函数法对各树种的抗寒性进行综合分析与评价.结果表明: 6种含笑属植物叶片的相对电导率与0～25 ℃低温处理3 h的半致死温度之间呈显著正相关.6种含笑属植物低温半致死温度在-20.48～-8.67 ℃,高低顺序为深山含笑>红花深山含笑>峨眉含笑>杂交11-8>阔瓣含笑>六瓣含笑;叶片表皮细胞1～2层,垂周壁略呈波浪状,栅栏组织细胞1～3层,9项叶片解剖结构指标差异显著,栅栏组织厚度、栅海比和主脉厚度是影响抗寒性的主要叶片解剖结构指标.电导法和隶属函数法对6种含笑属植物的抗寒性评价结果与田间调查结果基本一致.6种含笑属植物抗寒性强弱顺序为:六瓣含笑>阔瓣含笑>杂交11-8>峨眉含笑>红花深山含笑>深山含笑.     

不同冷冻保护剂对早期卵裂期小鼠胚胎冷冻后成活率和发育的影响

为了评价利用不同冷冻保护剂冷冻早期卵裂期胚胎的效果,用小鼠为实验动物,采用慢速冷冻、快速融解的冷冻技术,比较丙二醇、二甲基亚砜和甘油作冷冻保护剂对小鼠2-细胞、4-细胞、8-细胞胚胎冷冻后胚胎存活率和囊胚形成率的影响。发现以丙二醇和蔗糖为冷冻保护剂冷冻4-细胞、8-细胞胚胎,解冻后胚胎成活率和囊胚形成率显著高于以二甲基亚砜或甘油为冷冻保护剂。结果表明,丙二醇是一种冷冻早期卵裂期小鼠胚胎有效的冷冻保护剂。     

TTC染色鉴定葡萄抗寒性方法的优化与应用北大核心CSCD

以‘左山1号’、101-14、3309C、SO4、140R和‘黑比诺’等葡萄砧木和品种直径为0.5~0.7 cm的一年生枝条为材料,经低温梯度(0℃、-14℃、-19℃、-24℃、-29℃和-34℃)处理后,对TTC染色的温度和时间进行优化并观察统计葡萄枝条不同组织的存活情况,测定枝条的相对电导率,以及韧皮部和木质部的可溶性蛋白、游离脯氨酸、可溶性糖、淀粉含量和束缚水自由水比例(束自比)5个生理指标,分别用枝条纵切面染色面积、相对电导率拟合Logistic方程计算枝条的半致死温度(LT_(50))来评价枝条的抗寒性,同时通过隶属函数法综合评价枝条韧皮部和木质部抗寒性,并将3种方法的评价结果进行比较,以建立一种直观高效鉴定葡萄品种抗寒性的方法。结果表明:(1)依据低温胁迫下各品种葡萄砧木扦插枝条的萌芽率和生根率表现,其抗寒性由强到弱依次为‘左山1号’、101-14、3309C、SO4、140R和‘黑比诺’。(2)葡萄枝条TTC活力染色的最佳条件为pH=7.0,0.5%TTC-0.1 mol/L磷酸缓冲液在35℃下避光染色36 h。随着胁迫温度的降低,各品种枝条纵切面染色面积均逐渐降低,根据优化TTC法获得‘左山1号’、101-14、3309C、SO4、140R和‘黑比诺’枝条的LT_(50)分别为-31.38℃、-26.51℃、-26.10℃、-23.60℃、-23.33℃和-19.26℃。(3)随着胁迫温度的降低,各品种枝条的相对电导率逐渐增加,且‘黑比诺’的相对电导率基本保持最高、增幅最大(51.93%),而‘左山1号’的相对电导率始终最低、增幅最小(44.07%);根据相对电导率获得‘左山1号’、101-14、3309C、SO4、140R和‘黑比诺’枝条的LT_(50)分别为-30.02℃、-26.40℃、-25.75℃、-23.16℃、-21.13℃和-17.72℃。(4)通过5种生理指标进行枝条抗寒性隶属函数综合性评价结果显示,同一品种中韧皮部抗寒性强于木质部,同一部位不同品种的抗寒性表现为:‘左山1号’>101-14>3309C>SO4>140R>‘黑比诺’。研究发现,TTC染色法与电导法和综合隶属函数法获得的葡萄枝条抗寒力评价结果一致,也与枝条生长恢复鉴定结果一致;但与其他两种方法相比,TTC染色法能更加直观和有效地预测评估葡萄枝条的抗寒性。     

HRGP在小麦抗寒锻炼过程中的变化及其与抗寒性的关系

强抗寒小麦品种(R-025、中品94-19、品83-1、品83-2、品83-3、米罗诺夫808)经抗寒锻炼后,其幼苗体内的游离脯氨酸、细胞壁结合的羟脯氨酸和糖蛋白含量发生了明显的变化.游离脯氨酸含量比未经抗寒锻炼处理时增加5～32倍,细胞壁结合的羟脯氨酸含量比对照增加1.77～2.17倍,糖蛋白含量比对照增加4.68～9.72倍,而不抗寒小麦品种(中国春、冬103)增加量较小.脯氨酸积累进程各个品种间差异比较大,品83-1、品83-2积累较快,抗寒锻炼第21d时达到最高峰,而R-025在第56d达到最高峰.脯氨酸含量与小麦品种抗寒性相关不显著(相关系数为0.3462),而羟脯氨酸含量、糖蛋白含量与小麦品种抗寒性相关显著,相关系数分别为0.6491和0.7039.从小麦细胞壁纯化得到了2种伸展蛋白Extensm1和Ex-tensin2,其含量都和小麦品种抗寒性呈正相关.Extensin1是分子量为28kD、羟脯氨酸为主要成份(32mo1%)的富含羟脯氨酸糖蛋白.     

杏花及幼果的抗寒性研究

以红扁杏（抗寒），意大利７号（抗寒中），广杏（不抗寒）为试验材料。观察了同一品种花不同时期，三个不同组成部分（花瓣，雄蕊，雌蕊）的抗寒性大小；测定了不同品种在盛花期的电导率及丙二醛（ＭＤＡ）的变化。实验结果表明，花不同时期的抗寒性强弱为蕾期＞盛花期＞幼果期；不同组成部分的抗性大小为花瓣＞雄蕊＞雌蕊。不同品种花期的电导率，ＭＤＡ呈规律性变化，同时也说明ＭＤＡ可作为抗寒性鉴定的指标。     

不同类型稻种资源对稗草化感潜力差异评价

以120份不同类型稻种资源为研究对象,将田间鉴定和室内叶浸提液处理鉴定方法相结合,对其化感作用差异进行了鉴定评价.结果表明,在田间不同类型稻种资源对稗草生长的抑制效果大小趋势为地方品种＞选育品种(系)＞引进品种(系)＞杂交水稻(恢复系和不育系),对稗草苗鲜重和苗干重的抑制效果大于对苗高的抑制效果.室内叶浸提液处理鉴定结果,不同类型稻种资源间化感作用差异相对较小,但仍以地方品种较强,并对稗草根长的抑制效果大于对稗草苗高的抑制效果.地方品种中具有较强化感作用的种质资源频率高于其他类型品种,今后要加强对地方品种资源的化感潜力鉴定和评价.     

小麦种质芽期和苗期的耐盐性鉴定评价

【目的】研究不同来源小麦种质资源的耐盐性差异,筛选耐盐性较好的品种（系）,探索不同生育期小麦耐盐性鉴定的适合盐浓度,为小麦耐盐鉴定及耐盐小麦品种选育提供参考。【方法】对来源不同的293份小麦种质,在1.5%NaCl盐溶液下进行盐胁迫处理,调查各种质的芽期相对盐害指数;选择芽期相对耐盐指数小于40%的24份小麦资源,在苗期进行不同盐浓度胁迫鉴定,测量不同处理的根长及苗高相对生长率。【结果】筛选出16份芽期相对盐害指数小于20%的高耐盐种质和42份芽期相对盐害指数20-40%耐盐的小麦种质;苗期鉴定表明1.0% NaCl盐浓度为合适的筛选浓度、根长相对生长率为适合的苗期耐盐性鉴定指标,以此为鉴定技术筛选出了Marmin-Minhardi譎44-Minturki和花树蒲两份芽期及苗期均表现耐盐的优异小麦种质;【结论】来源不同的小麦资源中芽期综合耐盐性大小依次为地方品种>国外引进品种>中间试验品系;Marmin-Minhardi譎44-Minturki和花树蒲两份耐盐小麦种质可作为小麦耐盐育种新种质。     

木聚糖酶对不同品种小麦戊聚糖降解的影响作用研究

以黑曲木霉C2-56菌株所产木聚糖酶为材料,研究木聚糖酶对不同小麦品种籽粒戊聚糖降解的影响作用。选取4个代表性小麦品种随机区组、重复设计,测定酶解前、后的戊聚糖含量,并对数据进行统计学处理。木聚糖酶降解不同小麦品种戊聚糖的差异不显著。本研究为合理利用小麦资源、开展专用小麦育种等方面提供理论参考。     

抗冷冻蛋白基因(afp)转化大豆的研究

目的:通过农杆菌介导法遗传转化大豆。方法:通过热激法将质粒pCAAFP66导入根癌农杆菌菌株EHA105中获得含有抗冷冻蛋白基因(afp)及除草剂抗性筛选标记基因(bar)的农杆菌工程菌株;以大豆品种华春6号和马祖1号种子的下胚轴为外植体,经过农杆菌介导将抗冷冻蛋白基因导入大豆基因组中,在含有除草剂草丁膦(PPT)的培养基中筛选、并经过PCR鉴定获得大豆转化植株。结果:PPT的最佳筛选浓度为1.0mg/L,华春6号和马祖1号的阳性植株数分别为6株和2株,转化效率分别为3.70%和0.94%。结论:不同基因型大豆的转化率存在差异,抗冷冻蛋白基因成功遗传转化进大豆细胞中。     

应用电导率探讨邓恩桉不同优株的抗寒性

本文通过测定邓恩桉不同优株在常温下电导率日变化与不同低温胁迫处理电导率的变化,探讨不同处理条件下,电导率变化与个体抗寒性的关系。结果表明,不同个体在常温下电导率存在日波动变化,但日波动性与抗寒性没有直接联系。在不同低温胁迫处理下, 不同优良个体电导率随抗寒能力不同而变化,抗寒能力越强,电导率发生骤变的低温区间越滞后,且变化幅度也较小。由不同处理下的电导率,分别求得不同个体的logistic方程, 经回归分析得出各不同个体的半致死温度,定量评价不同个体抗寒能力,为抗寒-速生优株筛选提供科学依据。     

低温处理后4个越橘品种部分生理指标的比较及其抗寒性分析

以‘美登’(‘Blomidon ’)、‘北陆’(‘Northland ’)、‘蓝丰’(‘Bluecrop ’)和‘密斯梯’(‘Misty ’)4个越橘( Vaccinium spp.)品种为研究对象,对经-15℃、-20℃、-25℃、-30℃、-35℃和-40℃低温处理后各品种枝条的相对电导率( REC)、丙二醛( MDA)含量、过氧化物酶( POD)和过氧化氢酶( CAT)活性以及各指标的增长量进行比较;在此基础上,建立各品种REC值与温度的Logistic方程并获得各品种的低温半致死温度( LT50),初步确定各品种的抗寒性。结果表明：经不同低温处理后,各品种枝条的REC 值以及 POD 和 CAT 活性总体上极显著(P<0.01)高于对照(10℃),MDA含量极显著或显著(P<0.05)高于对照。随处理温度降低,各品种枝条的REC值和MDA含量逐渐升高,但不同品种间这2个指标的变幅不同;各品种枝条的POD和CAT活性随处理温度降低呈“单峰型”曲线,但不同品种枝条POD和CAT活性的峰值及其达到峰值的处理温度均存在差异,其中,经-25℃低温处理后品种‘密斯梯’枝条的POD和CAT活性最高,而其余3个品种的POD和CAT活性经-30℃低温处理后最高。总体上,品种‘密斯梯’枝条的REC值和MDA含量增长量处于较高水平,POD和CAT活性增长量处于较低水平;而品种‘美登’枝条的REC值和MDA含量增长量则处于较低水平,POD和CAT活性增长量处于较高水平。各品种的Logistic方程拟合度为0.8622~0.9778,且各品种间的拟合度差异均达到极显著或显著水平;REC值与温度的相关性极显著,其相关系数为0.9285~0.9888;品种‘密斯梯’、‘蓝丰’、‘北陆’和‘美登’的LT50值分别为-18.87℃、-26.85℃、-27.52℃和-30.83℃。综合分析结果显示：LT50值、MDA含量变化量、保护酶活性及其变化量均可作为越橘品种抗寒性的评价指标,据此初步确定供试4个越橘品种抗寒性由强至弱依次为‘美登’、‘北陆’、‘蓝丰’、‘密斯梯’。     

人工海水胁迫下小麦种质资源的耐盐性筛选与鉴定

利用人工配制的海水筛选耐盐性较好的小麦品种,为沿海滩涂地区的小麦耐盐育种提供重要信息。本研究利用人工海水处理的方法,对363份小麦种质资源进行了芽期耐盐性初步鉴定,筛选出芽期耐盐性为1级的小麦种质28份。进一步对芽期耐盐性较好的48份小麦种质进行了苗期耐盐性鉴定,并对其耐盐指标进行隶属值模糊评价分析,从中鉴定出了2个苗期耐盐性较强的小麦种质,分别为淮麦31和红壳洋麦。依据来源的不同,发现小麦种质资源的芽期耐盐性大小依次为地方品种>育成品种>国外引进品种。小麦芽期与苗期的耐盐性相关分析表明,二者相关性极低(r=-0.0051)。     

孕穗期低温对冬小麦生理生化特性和产量的影响

为明确孕穗期低温对小麦生理生化特性和产量的影响,以‘小偃22’等5个冬小麦品种为材料,对其在低温（2±1） ℃胁迫下叶片中超氧化物歧化酶(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、相对电导率、可溶性糖含量、脯氨酸含量和可溶性蛋白含量等生理指标进行测定,并测定单株产量。结果表明:（1）与对照相比,低温胁迫24 h和48 h后,供试品种叶片SOD活性、POD活性、CAT活性、MDA含量、相对电导率、可溶性糖含量和脯氨酸含量均显著增加,而可溶性蛋白含量显著降低。（2）低温胁迫使各品种单株籽粒产量和单株穗粒数显著下降,但对小穗数和千粒重的影响不大。（3）经隶属函数分析,‘小偃22’、‘矮抗58’和‘西农509’属于抗寒性较强的品种,而‘郑麦9023’和‘郑麦366’为抗寒性较弱的品种,这与它们在试验中的籽粒产量表现相符。研究发现,与抗寒性弱的小麦品种相比,抗寒性强的品种在相同低温下具有相对较高的保护酶活性、较强的渗透调节物质积累能力和较低的质膜破坏程度,这是其在低温胁迫后能维持较高产量的生理基础。     

水杨酸对大叶黄杨茎抗寒性和电阻抗图谱参数的影响

在抗寒锻炼前,对当年生大叶黄杨(Euonymus japonicus)扦插苗喷施不同浓度水杨酸,用电阻抗图谱(EIS)法和电导(EL)法估测茎的抗寒性,以探明抗寒锻炼期间水杨酸对大叶黄杨抗寒性和电阻抗图谱参数的影响,找到适合不经冷冻处理估测大叶黄杨茎抗寒性和经冷冻处理后测定其抗寒性的EIS参数。结果表明,水杨酸处理能够提高大叶黄杨茎的抗寒性,最适浓度为5.0mmol.L-1;不经冷冻处理茎的EIS参数电阻率r和r1、胞外电阻率re、胞内电阻率ri、弛豫时间τ、弛豫时间分布系数ψ与EL法测定的抗寒性有较高的相关性(r=0.70~0.87),说明不经冷冻处理样本用以上参数估测大叶黄杨茎抗寒性是可行的,r1为最佳参数;冷冻处理后茎的re、τ、ri求得的抗寒性与EL法测定的抗寒性有较高的相关性(r=0.85~0.94),说明冷冻处理后re、τ、ri可以作为测定大叶黄杨茎抗寒性的参数,re为最佳参数。     

低温下抗氧化酶活性与冬油菜根细胞结冰关系的初步研究

以4个抗寒性不同的油菜品种的根为材料,于低温试验箱内连续降温处理(4℃/24 h,0℃/24 h,-3℃/24 h,-6℃/24 h,-9℃/24 h,-15℃/24 h,-21℃/24 h),检测其抗氧化酶(POD、CAT)活性,并结合POD同工酶电泳和冷冻前后幼苗的形态变化特征,探讨油菜根部抗氧化酶活性变化与细胞冰冻状态间的相关性以及油菜根的抗冻机理.结果显示:(1)弱抗寒性油菜品种(‘临油7号’和Vision)在低温冷冻后,叶面出现大量水渍,之后叶片萎缩直至焦枯,根部出现水渍后软化直至干枯死亡;强抗寒性品种(‘陇油6号’和‘陇油8号’)在冷冻后不产生水渍或水渍极少,其根在冻后损伤也较轻微.(2)在连续冷冻条件下,弱抗寒性油菜根部POD和CAT活性在降温初期有较大幅度的变化,之后就保持恒定,说明根部细胞已完全结冰;而强抗寒性油菜根部POD和CAT活性在降温初期变化较小,后期持续大幅增加,表明根部细胞仍保持溶液状态;POD同工酶分析也反映出类似的变化规律.研究表明,低温下冬油菜根部抗氧化酶活性变化和细胞冰冻状态之间存在相关性;细胞结冰通常会给植物造成致死性伤害,强抗寒油菜品种能安全越冬的关键就是能通过某种机制避免细胞内结冰,其结冰温度越低,抗寒性越强.     

用质膜透性鉴定玉米苗期抗寒性

我们试图以质膜受损,引起K~+外渗量的增加作为玉米苗期抗寒性鉴定的一项指标。关于K~+外渗的问题国外已有不少报告。Lieberman等注意到,当植物受低温伤害时,细胞膜透性显著增加,并指出透性增加是低温对细胞伤害的标志之一。Palta等指出,K~+外渗与冻害有关。为筛选抗寒的玉米品种,充分利用种质资源,两年来我们对513份玉米材料,以K~+外渗量为指标进行鉴定,并与大田鉴定结合,探讨用质膜透性鉴定玉米苗期抗寒的可能性及有关问题。