棉花萌发期和苗期耐盐性评价及耐盐指标筛选

于2010年在江苏南京农业大学人工气候室内进行砂培试验,采用不同浓度的NaCl水溶液模拟盐胁迫,以多项指标盐害系数隶属函数值和总隶属函数值为依据,比较了13个棉花品种萌发期和苗期的耐盐性,并进行聚类分析.结果表明:150mmol·L-1NaCl是进行棉花耐盐性鉴定的适宜盐浓度.棉花的耐盐性在生育期和品种间表现不同:中棉所44和中棉所177是在萌发期和苗期均表现稳定的耐盐品种,表现稳定但不耐盐品种有中棉所102、苏棉12号和泗棉3号,表现稳定且中等耐盐品种有中棉所103、德夏棉1号和美棉33B;发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数和鲜质量的盐害系数可以作为棉花萌发期耐盐鉴定指标,株高、叶片伸展速率、地上部干质量、根系干质量、根系活力和净光合速率的盐害系数可以作为棉花苗期耐盐鉴定指标.     

番茄品种资源芽苗期和幼苗期的耐盐性及耐盐指标评价

对芽苗期和幼苗期番茄耐盐鉴定指标进行检验,明确番茄芽苗期和幼苗期耐盐性的相关性,筛选耐盐的番茄品种资源,以便为耐盐育种和栽培提供材料和方法.试验采用不同浓度的NaCl水溶液人工模拟盐胁迫,以多项指标盐害系数隶属函数值和总隶属函数值为依据,比较了20个番茄品种资源芽苗期和幼苗期的耐盐性及两个时期耐盐性的相关性,并利用单一指标盐害系数隶属函数值和总隶属函数值进行了聚类分类.结果表明:芽苗期和幼苗期番茄耐盐性有所不同,耐盐和中等耐盐材料相同率为53.85%.进行番茄耐盐性筛选时可以把发芽势、发芽率、发芽指数、萌发活力指数、下胚轴长、地上鲜重作为芽苗期耐盐鉴定指标,把地上部鲜重、根鲜重、地上部干重、根干重、壮苗指数、根/冠比作为幼苗期耐盐鉴定指标.     

盐胁迫对玉米耐盐系与盐敏感系苗期几个生理生化指标的影响

对玉米耐盐系和盐敏感系在不同浓度盐胁迫下生理变化研究的结果表明,与盐敏感系相比,玉米耐盐系叶绿素含量高,脯氨酸、MDA含量及组织外渗液的相对电导率低,且变化幅度小。随盐浓度的增加,玉米耐盐系和盐敏感系的SOD、POD活性均先增加后降低,但玉米耐盐系峰值出现较晚。耐盐系的CAT活性明显大于盐敏感系;地上部分Na/K值小于盐敏感系,且增加的幅度小,而地下部分正相反。     

水飞蓟萌发期和苗期对盐胁迫的生长生理响应

为了探讨水飞蓟萌发期和苗期对盐胁迫的响应,比较不同水飞蓟类型耐盐性的强弱,以黑色果皮（SD）和白色果皮（HW）2个类型水飞蓟为材料,用不同浓度NaCl（0、0.1%、0.3%、0.5%、0.7%、0.9%）溶液处理种子和幼苗,观察种子发芽势、发芽率和芽苗和幼苗生长及其生理生化特征。结果表明:（1）NaCl胁迫下,水飞蓟种子发芽率、发芽势下降,芽苗生长表现为低浓度促进高浓度（HW为≥0.5%,SD为≥0.3%）抑制,且盐分对子叶长、胚轴长和鲜重影响较大,对干重无显著影响。（2）盐胁迫下水飞蓟幼苗叶片中MDA含量升高,光合色素（Chl a、Chl b、Car）含量下降,幼苗生长表现为低浓度促进高浓度（HW为≥0.9%,SD为≥0.7%）抑制;植株体内可溶性蛋白、可溶性糖含量及保护酶（SOD、POD、CAT）活性先升高后降低,脯氨酸含量则持续增加,其中保护酶活性在0.7% NaCl处理下较对照显著下降,可溶性蛋白和可溶性糖含量在0.9% NaCl处理下较对照显著下降。研究发现,在水飞蓟种子萌发期,盐分主要通过改变种子吸涨能力来影响芽苗生长;在苗期,水飞蓟幼苗主要通过提高渗透物质含量和保护酶活性来缓解盐分造成的伤害;水飞蓟萌发期和苗期耐盐性有所差别,萌发期耐盐能力明显低于苗期,2个类型水飞蓟耐盐性强弱表现为白色果皮类型＞黑色果皮类型。     

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。     

野生大豆和栽培大豆光合机构对NaCl胁迫的不同响应

本文以东营野生大豆（Glycine soja Sieb. et Zucc. ZYD 03262）和山东栽培大豆（Glycine max (L.) Merr. 山宁11号）为实验材料,通过研究2种大豆植株和离体叶片对不同浓度NaCl（0,100和200 mM）处理的响应,探讨2种大豆光合机构对NaCl胁迫响应的差异和机理。结果表明：NaCl处理完整植株后,2种大豆植株叶片的光合速率（Pn）、PSII最大光化学效率（Fv/Fm）、PSII实际光化学效率（ΦPSII）和叶绿素含量都明显降低,而且生长也均受到抑制。但是,NaCl胁迫对栽培大豆各方面的抑制均显著大于野生大豆;野生大豆叶片中的Na 含量、Na /K 值都显著低于栽培大豆,而野生大豆根中的Na 含量却明显高于栽培大豆。当用100和200 mM NaCl处理2种大豆的离体叶片时,野生大豆的Fv/Fm、ΦPSII、单位面积有活性反应中心的数目（RC/CS）和光化学性能指数（PI）的下降幅度却显著大于栽培大豆;叶片中的Na 含量也显著高于栽培大豆。这些结果表明,实验所用的野生大豆的光合机构并不抗盐。但是,在盐胁迫条件下,野生大豆植株却能够有效地避免过多Na 进入叶片光合组织,以维持光合机构较高的光合活性,这是野生大豆比栽培大豆更抗盐的原因之一。     

栽培大豆和野生大豆耐盐性及离子效应的比较

以国际上常用的耐盐大豆（Glycine max L.)品种Lee68为对照,在发芽期和苗期两个阶段,利用发芽指数、指害指数和耐盐系数等指标对一年生具盐腺野生大豆（Glycine soja L.)和部分栽培大豆（Glycine max L.)及某些野生大豆品系或品种的耐盐性进行了比较,讨论了耐盐指标的可行性。从离子效应方面比较了Na^ 和Cl^-对大豆发芽率的影响,并对具盐腺野生大豆的耐盐机理进行了初步分析。结果表明,大豆品种的耐盐性在发芽期和苗期无一致相关性。轻度等渗胁迫下,Na^ 对种子发芽率的抑制作用大于Cl^-,而重度等渗胁迫下则相反。通过减少由根系吸收的Na^ 、Cl^-向叶片的运输,维持叶片中较高含量的K^ ,减轻盐离子毒害,可能是具盐腺野生大事耐盐的主要生理机制之一。     

不同耐盐品种棉花根系主要指标对盐分胁迫的响应

以盐敏感品种‘中棉所45’(CCRI45)、弱耐盐品种‘新陆早17号’(XLZ17)、中等耐盐品种‘新陆早13号’(XLZ13)和耐盐品种‘中棉所35’(CCRI35)为试验材料,利用根系分析系统研究盐分胁迫下棉花根系形态特征及其与棉株耐盐性的关系.结果表明:盐分胁迫显著降低棉花根和叶的干质量以及K^+/Na^+,其中耐盐品种CCRI35和中等耐盐品种XLZ13的根干质量、叶干质量以及根中K^+/Na^+分别比盐敏感品种CCRI45提高了69.3%~104.4%、24.8%~45.3%和25.0%~45.8%;盐分胁迫显著抑制棉花根系生长发育,其中CCRI 35和XLZ13的总根长、根系总表面积、根系总体积以及0~10 cm土层中直径为0~1.2 mm内的根长、根表面积和根体积均显著高于CCRI45,分别增加了15.2%~85.8%、12.0%~68.5%、31.7%~217.8%、27.2%~73.9%、39.6%~74.3%和99.0%~309.7%.主成分分析表明,比根长、浅层根长比例和细根比例受基因型差异的影响较为明显,是区分不同耐盐品种棉花根系形态差异的主要指标.逐步回归分析显示,比根长、0~10 cm土层的粗根根长、细根根表面积、粗根根表面积、粗根体积、中根比例,以及10~20 cm粗根根长、粗根表面积、粗根体积等根系参数对盐分响应敏感.耐盐棉花品种可通过维持表层根长比例、细根比例和比根长的增加来适应盐分胁迫.     

NaCl胁迫对红砂萌发的影响及萌发期耐盐性评价

探究盐胁迫对红砂种子萌发及萌发后生长和生理生化指标的影响,为解析红砂萌发期耐盐机制及后续研究提供数据支撑。以盐生植物红砂种子为试验材料,NaCl溶液模拟盐胁迫,研究不同浓度NaCl(0、50、100、150、200、300和400 mmol/L)处理下,红砂种子萌发及萌发后根长、株高、生理生化指标的变化趋势。结果显示:(1)与对照相比,50 mmol/L处理的红砂萌发率升高,植株根长、株高显著增加;随着处理浓度的升高,红砂的萌发时间推迟,萌发率减少,盐害率增加,根长、株高下降显著。当盐浓度增加到400 mmol/L时,红砂不能萌发,但仍保持萌发活力,400 mmol/L胁迫35 d的未萌发种子经复萌处理后,相对萌发率为105.43%。(2)随着NaCl浓度的增加,红砂中的丙二醛(MDA)、脯氨酸(Pro)含量显著增加,过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)活性呈现不同程度的增加。(3)分别以相对萌发率、植株全长下降到对照的50%为标准,确定红砂的萌发耐盐阈值为273 mmol/L,最适盐浓度为45.78 mmol/L;萌发后生长耐盐阈值为388.19 mmol/L,生长最适盐浓度为50.59 mmol/L。红砂可在胁迫环境下长期保持萌发活力,待萌发条件适宜时,可快速集中大量萌发;红砂生长阈值浓度大于萌发阈值浓度,说明萌发期是其在盐胁迫下完成生活史的关键时期;随着盐浓度的增加,红砂的生长受到不同程度的抑制,植株在一定胁迫程度内可通过提高POD、SOD活性清除MDA,增加Pro含量从而减少胁迫危害,以维持正常的生理代谢。     

大豆ERF耐盐基因的鉴定和驯化分析

土地盐渍化对大豆的产量和品质产生了极大的负面影响,培育耐盐大豆品种是改善和提高盐胁迫下大豆产量和品质的有效途径之一。ERF转录因子对植物响应逆境胁迫十分重要,但在大豆中相关研究报道较少。基于已报道的盐胁迫处理下的RNA-seq数据、549份大豆重测序数据及耐盐指数数据,以及Soybean Expression Atlas数据库中大豆组织表达数据,在大豆中鉴定能够响应盐胁迫的ERF基因。同时,在549份大豆重测序数据中鉴定响应盐胁迫ERF基因的优异等位变异,并分析其驯化与人工选择规律。其中,鉴定出ERF158H1,ERF166H2,ERF170H1单倍型是优异的自然等位变异,能够显著促进大豆对盐的耐性。对优异等位变异的核苷酸多态性分析表明,ERF170H1在大豆驯化的过程中受到了微弱的人工选择,而ERF158H1和ERF166H2在驯化的过程中发生了逐渐减少或丢失的现象。因此,本研究鉴定了大豆中响应盐胁迫的ERF基因及其优异等位变异,对丰富和完善大豆响应盐胁迫的分子机制具有重要意义,为培育耐盐大豆品种提供了重要的基因资源和育种方案。     

两种麻疯树苗对盐胁迫的生理生态响应

研究两种不同基因型麻疯树苗(南油2、3号)在不同NaCl浓度下生理生态响应特征,并比较不同基因型麻疯树苗的耐盐差异性。结果表明:①用25、50 mmo.lL-1NaCl处理,南油2号全株干重与对照无显著差异,而南油3号全株干重比对照显著降低。用100 mmol.L-1l或以上浓度的NaCl处理,随着盐度增加,两种树苗全株干重皆比对照显著降低,且3号苗降低的幅度大于2号苗。②在用200 mmol.L-1或以下浓度的NaCl处理,南油2、3号叶片相对含水量(RWC)皆与对照无显著差异,而在用300 mmol.L-1NaCl处理,则分别比对照显著降低5%和8%。③用25、50 mmol.L-1NaCl处理,南油2号可溶性糖(SS)含量比对照显著降低,3号与对照无显著差异;用200、300 mmo.lL-1NaCl处理后,两者SS含量均比对照显著降低。同时,2号苗可溶性蛋白(SP)含量比对照显著增加,3号苗SP含量与对照无显著差异。④随着盐度增加,南油2号苗超氧化物歧化酶(SOD)活性先增加后降低。用300 mmol.L-1NaCl处理,比对照显著降低。随着盐度增加,3号苗的SOD活性递减,皆显著低于对照。用25、50 mmo.lL-1NaCl处理,两种树苗的过氧化物酶(POD)活性与对照无显著差异。随着盐度增加,2号苗的POD活性比对照显著增加,而3号苗比对照显著降低。用25、50 mmo.lL-1NaCl处理,两种树苗的过氧化氢酶(CAT)活性皆比对照显著增加,且随着盐度增加,其变化趋势如SOD活性。结果表明,麻疯树幼苗具有较好的耐盐性,且南油2号比南油3号具有更高的耐盐性,因为前者具有更高的保护酶活性、叶片保水能力和叶片SP含量。     

山西不同生态型大豆品种苗期耐低温性综合评价

为探明山西不同生态型大豆(Glycine max)品种对苗期低温胁迫的应答表现, 寻求大豆苗期耐低温性综合评价指标和评价方法, 选取了山西普遍种植的‘晋大53’、‘晋大70’和‘晋豆24’ 3个不同生态型大豆品种, 在苗期将材料分别置于14、17和20 ℃人工气候箱中, 保持昼夜恒温, 进行低温胁迫处理。分别测定了各品种光合与产量性状值, 用基因型主效应及其与环境互作(GGE)双标图分析各性状对品种的效应及性状间的相关性, 应用隶属函数法综合评价各品种的苗期耐低温性。结果显示: 低温胁迫下不同生态型大豆品种苗期延长1-12天; 苗期光合性状值均下降, 其中, 叶片气孔导度(G_s)和蒸腾速率(T_r)下降最明显; 产量性状值均呈下降趋势, 单株生物量和单株荚数下降最明显; 各项性状在不同品种中对低温的应答效应不同, 且性状间存在明显的相关性, 可作为耐低温性的评价指标。品种‘晋大70’的耐低温性最佳。     

不同渍水时间对苗期和花期大豆生长及碳氮代谢的影响

以大豆品种南农99.6为材料,通过盆栽试验研究了苗期和花期渍水对大豆生长及碳氮代谢的影响.结果表明: 渍水显著抑制了大豆的生长,植株生物量、叶面积、叶片色素含量和光合速率均显著下降,而丙二醛(MDA)含量显著升高;随着渍水时间的延长,各生理指标的变化幅度增大;渍水胁迫解除后有一定的恢复,渍水10 d处理后恢复能力较渍水20 d处理强.可溶性碳、氮物质及关键酶对渍水反应不同,可溶性糖含量以及叶片谷氨酰胺合成酶和蔗糖合成酶的活性上升,而可溶性蛋白含量下降.渍水对苗期大豆植株生物量、叶面积和MDA含量的影响比花期小.苗期和花期渍水时间越短,大豆受到的伤害越小,其恢复能力也越强.渍水时间在10 d内,大豆植株能够通过自身的调节逐渐恢复.     

Morphological changes and antioxidant defence systems in soybean genotypes as affected by salt stress

Abstract

The present investigation was conducted to evaluate salt tolerance in nine genotypes of soybean (Glycine max L.). Ten-day-old seedlings, grown hydroponically, were treated with 0, 25, 50, 75, 100, 125 and 150 mM NaCl for five days. Growth, lipid peroxidation and antioxidant enzyme activities were evaluated. Growth, measured in terms of length, fresh weight and dry weight of plants, was drastically reduced in PK-416, while there was little effect of NaCl treatment on Pusa-37 genotype of soybean. A high level of lipid peroxidation was observed in PK-416 as indicated by increased level of malondialdehyde. Activities of superoxide dismutase, catalase, ascorbate peroxidase and glutathione reductase were maximum in Pusa-37 where 9-fold, 1-fold, 5-fold and 6-fold increases over control were observed, respectively. The results suggested that PK-416 and Pusa-37 are salt-sensitive and salt-tolerant genotypes of soybean, respectively, and antioxidant defence systems involved in conferring the sensitiveness and tolerance in these genotypes.     

水稻苗期耐盐突变体的遗传分析及基因定位

在籼稻品种R401辐射诱变的M2群体中筛选到一个苗期耐盐突变体, 在150 mmol/L的NaCl溶液处理下对照植株枯萎死亡, 而突变体植株依然存活。以粳稻品种Nipponbare(不耐盐)和耐盐突变体作亲本, 构建了一个F2群体, 调查该群体在150 mmol/L的NaCl溶液胁迫下的表现, 发现Nipponbare和耐盐突变体苗期耐盐性的差异受单个主基因控制, 耐盐为隐性, 将该基因暂时命名为SST(t)。利用该F2群体, 采用集团分离分析(Bulked segregant analysis, BSA)法将SST(t)定位在第6染色体上, 进一步对F2群体中137个典型的耐盐单株的分子标记进行分析, 将该基因定位在InDel标记ID26847和ID27253之间, 约2.3 cM (或406 kb)的区间内, 与两标记分别相距1.2 cM和1.1 cM。     

浑善达克沙地冰草种子萌发、出苗和幼苗生长对土壤水分的反应

研究了浑善达克沙地 4～ 10月份土壤含水量变动情况和冰草种子萌发、出苗和幼苗生长对土壤含水量的响应。结果表明 ,4月下旬至 5月上中旬的土壤含水量对冰草种子萌发、出苗和定居极为关键。控制条件下 ,冰草种子萌发和出苗的最适土壤含水量范围是 12 %～ 2 0 % ,幼苗生长的最适土壤含水量是 12 %。当土壤含水量低于 3% ,冰草种子不能萌发 ,土壤含水量低于 6 %时 ,幼苗不能出土并定居。当土壤含水量达到 16 %时 ,冰草幼苗生物量有所下降。在 6 %～ 8%的土壤含水量条件下 ,植株将更多的生物量投资于根的生长     

大豆耐盐相关QTLs鉴定和功能基因研究进展

大豆(Glycine max (L.) Merill)是重要的粮食作物和经济作物,盐胁迫能造成大豆产量的大幅度降低。本文综述了通过正向遗传学手段获得的大豆耐盐数量性状位点(Quantitative trait locus, QTL)以及通过反向遗传学方法获得的大豆耐盐功能基因方面的研究进展。目前,正向遗传学发掘基因主要有图位克隆(Map-based cloning)和全基因组关联分析(Genome-wide association study, GWAS)两种方案,其中通过图位克隆在大豆中已经获得了6个耐盐QTL位点并且定位了1个重要的耐盐基因;利用GWAS在大豆中获得了1个耐盐功能基因。利用反向遗传学在大豆中获得了大量的耐盐相关功能基因并在模式植物中验证了其功能,主要包括离子转运蛋白基因和转录因子基因。这些研究为揭示大豆耐盐分子机制以及通过分子标记辅助育种或转基因技术创制耐盐大豆奠定了基础。