小豆种质资源苗期抗旱性评价及抗旱资源筛选

为了探讨小豆苗期抗旱性特点,建立抗旱性鉴定指标评价体系,筛选抗旱基因型材料,本研究以苗期盆栽控水方式,对不同来源的235份小豆种质资源进行了干旱胁迫试验。在测定其根系形态、株高、生物量和冠层萎蔫等15项指标的基础上,利用隶属函数值法、主成分分析和聚类分析对抗旱性进行了综合评价。结果表明,干旱胁迫条件下主根长、侧根长、总根长和根冠比值均比对照组高;主根表面积、侧根表面积、总根表面积、主根体积、侧根体积、总根体积、地上部干重、地下部干重、整株干重和株高值均低于对照组。各性状隶属函数值相关性分析表明隶属函数值平均值与总根表面积相关性最大。主成分分析将15个性状归纳成3个主成分(累积贡献率为82.8%),其中第Ⅰ主成分的载荷主要是根表面积,第Ⅱ主成分的载荷主要是干重,第Ⅲ主成分的载荷主要是主根长。聚类分析将235份小豆种质资源聚成抗旱型、中间型和敏感型3类,分别占供试材料的8%、63%、29%。根据隶属函数值法和主成分分析法结合不同类型根系形态,可将总根表面积作为小豆苗期抗旱性评价的主要指标。初步筛选出15份小豆耐旱资源材料,为进一步开展小豆抗旱育种和挖掘抗旱基因提供了基础材料。     

绿豆种质资源抗旱性鉴定评价

培育抗旱品种是应对全球气候干旱最经济、有效的途径之一,而抗旱种质的鉴定与筛选是其前提和基础。本研究以303份绿豆种质资源为材料,在新疆奇台县自然条件下,于2017年、2018年连续2年开展绿豆种质抗旱性研究。通过考察不同种质单株产量、单株荚数、单株粒数、单株生物量、株高等指标,计算各指标在旱胁迫与灌水条件下的比值,运用相关性分析确定抗旱指标;采用抗旱系数、隶属函数和抗旱指数法,评价绿豆的抗旱性;比较3种评价结果,选择最适宜的评价方法,进而筛选抗旱种质。结果表明,抗旱系数与单株荚数、单株粒数、单株生物量、小区产量在旱胁迫与灌水条件下的比值呈极显著正相关,从而遴选这4项指标作为绿豆抗旱性鉴定的评价指标;抗旱系数、隶属函数和抗旱指数三者呈极显著的正相关,3种评价方法抗旱分级结果一致性较高,但抗旱指数法筛选的高抗、抗旱资源在旱胁迫和灌水条件下平均单株产量高于通过其他2种方法筛选的相应级别的平均单株产量,故认为抗旱指数法更适宜于自然条件下大规模的绿豆抗旱性鉴定;2年抗旱指数评价结果一致的种质103份,其中,高抗种质9份、抗旱种质11份、中抗种质61份、敏感种质8份和14份极敏感种质。本研究为绿豆种质抗旱性研究提供理论指导和信息支撑。     

苜蓿种质资源萌发期抗旱指标筛选及抗旱性综合评价

为筛选苜蓿萌发期抗旱性鉴定指标以及抗旱苜蓿种质材料,为苜蓿抗旱新品种选育提供理论和基础材料。以59份抗旱性不同的国内外苜蓿种质为材料,设置加蒸馏水和加-0.6 Mpa PEG-6000水溶液2个处理,研究了与抗旱性相关的根长、芽长、发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数和根芽比等7个指标的变化,采用相关性分析、隶属函数、综合抗旱系数、灰色关联、逐步回归和聚类分析相结合的方法,对59份苜蓿种质萌发期抗旱性进行综合评价及抗旱指标筛选。结果表明:干旱胁迫对苜蓿萌发期各指标均有显著影响。筛选出萌发期抗旱性较强的苜蓿种质材料有草原3号、赛迪7、WL903,可作为抗旱育种和抗旱机理研究材料。根长、发芽率和活力指数对干旱胁迫的反应较其他指标敏感,可作为苜蓿品种抗旱性鉴定及抗旱品种选育时优先考虑的指标。试验结果也说明采用以抗旱性度量值(D值)为主要参数,以加权抗旱系数(WDC值)作为辅助参数的综合评价方法进行苜蓿抗旱性综合评价、评价指标筛选是合理准确的。     

云瑞甘蔗创新亲本抗旱性综合评价

甘蔗基础杂交以种质创新为主,是甘蔗育种的基础和前提。为建立规范的云瑞甘蔗亲本抗旱性鉴定方法,并对所创造的具有新血缘的种质资源进行抗旱性评价。以36份云瑞创新亲本为研究材料,设置正常供水和水分胁迫两个处理,测定水胁迫下甘蔗叶片质膜透性、丙二醛、脯氨酸、叶绿素荧光参数等12个性状指标,结合抗旱系数DC、综合抗旱系数CDC、加权抗旱系数WDC、主成分、隶属函数、聚类以及灰色关联度和逐步回归分析方法,对其抗旱性进行综合评价并筛选适宜指标。结果表明:干旱对甘蔗亲本各指标有极显著影响,配对处理t检验各指标处理间P=0.0001,所选指标对干旱胁迫响应较敏感;主成分分析表明7个主成分可代表甘蔗亲本抗旱性89.2686%的原始数据信息量,可概括为光合作用因子、水分利用因子和生理调控因子3类;系统聚类分析将36份亲本材料划分为高度抗旱型(Ⅰ)、中高度抗旱型(Ⅱ)、中度抗旱型(Ⅲ)、低度抗旱型(Ⅳ)和敏感型(Ⅴ)5类,所占比例分别为25%、25%、25%、13.9%、11.1%,筛选出云瑞14-195、云瑞15-88、云瑞11-98、云瑞11-256、云瑞15-158、云瑞14-78、云瑞13-26、云瑞12-137和云瑞15-73共9份抗旱材料;通过灰色关联度分析和逐步回归分析,进一步明确了质膜透性、丙二醛、脯氨酸、自由水/束缚水等是甘蔗抗旱性评价的关键指标,可有效评价甘蔗种质抗旱性。为建立云瑞甘蔗亲本规范的抗旱鉴定体系,大规模筛选抗旱甘蔗种质资源提供科学依据。     

淹水和盐胁迫对湿地植物菰生长的影响

气候变化不断加剧盐碱湿地的水盐胁迫,进而加速盐碱湿地植被的退化。本研究以莫莫格自然保护区的菰(Zizania latifolia)为实验材料,利用温室控制开展了淹水与盐度的双因素交互盆栽实验,设置4个淹水深度(5、15、30和60 cm)和4个盐度(0、15、50和100 mmol·L^-1),探究菰对于淹水和盐胁迫的耐受程度及适应策略,为松嫩平原西部盐碱湿地的保护与恢复提供科学依据。结果表明:(1)淹水显著影响了菰的生长和生物量分配(P<0.05),随着淹水深度的增加,菰的株高和地上生物量增大,而根茎长、根长、总生物量、地下生物量及根冠比均显著减小,叶面积则先增加后减小;(2)盐度影响了除根冠比外的其他所有指标,随着盐度的增加,菰的株高、叶面积、根茎长、根长、总生物量及地上、地下生物量均受到抑制(P<0.05);(3)淹水深度和盐胁迫具有一定的协同效应,二者的交互作用对株高和地上、地下生物量的影响达到显著水平(P<0.05)。总体来看,菰在实验设定的60cm淹水深度及100 mmol·L^-1盐度下均可以生存,不同胁迫条件下其...     

不同西瓜基因型对干旱胁迫的生理响应及其抗旱性评价

以来源于不同地区的12个西瓜基因型为试材,采用盆栽控水的方式进行持续干旱处理,研究干旱胁迫对西瓜幼苗株高、根长、鲜质量及干物质积累等生长状况的影响,比较不同基因型材料对干旱胁迫的生理响应差异,同时依据旱害指数对其抗旱性进行直接评价,并采用隶属函数法进一步验证和综合评价.结果表明: 干旱处理下,12个西瓜基因型对干旱胁迫的耐受能力存在明显差异,各基因型开始出现旱害症状的时间和发生旱害的程度各不相同.干旱胁迫降低了西瓜幼苗的株高、地上、地下鲜质量和地上干物质积累量,普遍提高了根冠比,而对根长和地下干质量存在正向和负向两种不同的影响.干旱处理后,西瓜叶片的相对含水量和叶绿素含量均不同程度降低,丙二醛、过氧化氢和超氧阴离子含量增加,脯氨酸大量积累,而可溶性蛋白含量以及抗氧化酶活性则因基因型的不同而表现出不同的结果.分析认为,3个野生型材料M20、KY-3和Y-2为抗旱性强的西瓜种质,Y34、金美人和04-1-2为敏感种质,而其余基因型为中抗种质.     

陆地棉种质资源花铃期抗旱性鉴定及抗旱指标筛选

大田试验设置正常灌水和干旱胁迫处理,于花铃期开始干旱处理,以株高、果枝数等12个农艺性状的平均数为基础,采用综合抗旱系数、模糊隶属函数、主成分分析、关联分析和聚类分析等统计分析方法相结合进行品种抗旱性鉴定和抗旱指标的筛选,为棉花抗旱品种鉴定和棉花生产提供理论依据。12个农艺性状对水分胁迫的敏感程度各异,基于D值、CDC值和WDC值的棉花种质抗旱性分析;通过D值的聚类分析结果,将153份种质资源分为5级,Ⅰ级(强抗旱型)5份、Ⅱ级(抗旱型)35份、Ⅲ级(中抗旱型)56份、Ⅳ级(较敏感型)56份和Ⅴ级(敏感型)1份。供试棉花种质的籽棉产量与D值、CDC值和WDC值均呈极显著正相关。筛选出花铃期抗旱性强的棉花种质有以色列1101,抗旱性弱的品种盐早2号。株高、籽棉产量、单铃重、有效铃数和果枝始节高度可作为棉花种质资源花铃期抗旱性评价的指标。     

红三叶苗期抗旱性指标筛选及综合评价

应用主成分分析、通径分析及隶属函数分析法对国内外12份红三叶材料进行抗旱性评价,结果表明：比根长、最长根长、可溶性糖、地下生物量、游离脯氨酸、相对持水量、叶绿紊持有率和丙二醛8个指标是评价红三叶苗期抗旱性的重要指标;抗旱性综合评价得出材料的抗旱性由强到弱依次为：CQ9〉CQ7〉CQ3〉瑞德（Red）〉多丽（Dory）〉CQ2〉CQ8〉CQ6〉巫溪红三叶〉CQ5〉CQ4〉CQI。     

野生大豆（Glycine soja）耐高盐碱土壤种质的鉴定与评价

使用总含盐量为3%的海滨盐碱土壤盆栽,对津唐渤海湾沿海地区的895份野生大豆株系进行全生育期高强度耐盐碱性鉴定,有109份株系成活并收获种子.对109份高度耐盐碱性株系的10个形态和农艺性状进行主成分分析表明,在高盐碱土壤环境下,野生大豆高耐材料第一主成分的主要构成依次为单株产量、单株粒数、百粒重、单株收获指数、生育期、单株地上干重和株高,贡献率为42.67%.使用总级别值法和隶属函数法对这些高耐盐碱种质进行评价,筛选出高耐盐碱种质15份.     

籼粳稻杂交衍生RIL系的苗期抗旱性评价

为鉴定籼粳稻杂交衍生系的苗期抗旱性,以课题组自育的高代抗逆品系ZD15为母本、籼稻品种IR29为父本,以及杂交衍生的重组自交系群体120份为试验材料,利用PEG-6000对各材料苗期进行干旱胁迫处理,测定根长、根冠比、地上部鲜重、地下部鲜重、地上部干重和地下部干重;利用PEG-6000对各材料芽期进行干旱胁迫处理,测定芽鞘长和芽长。采用主成分分析和隶属函数法对各材料的抗旱性进行综合评价,根据综合抗旱D值可将122份材料分成3类,D值在0.201～0.400之间的有33份,属于不抗旱材料;D值在0.401～0.600之间的有79份,属于中等抗旱材料;D值在0.601～0.800之间的有10份,属于抗旱材料。利用D值进行逐步回归分析,结果表明根长、根冠比、地上部鲜重、地下部鲜重、地上部干重、地下部干重、芽鞘长和芽长8个性状均可作为水稻苗期抗旱性的评价指标。本研究筛选出的抗旱材料,可作为育种中间材料进一步培育,或作为育种资源加以利用,以丰富本区水稻育种的资源库。     

Investigation of the mechanism of temperature sensitivity of the electroreceptors of ampullae of lorenzini

In experiments on Black Sea skates (Raja clavata), the potential of the receptor epithelium of the ampullae of Lorenzini and spike activity of single nerve fibers connected to them were investigated during electrical and temperature stimulation. Usually the potential within the canal was between 0 and –2 mV, and the input resistance of the ampulla 250–400 k. Heating of the region of the receptor epithelium was accompanied by a negative wave of potential, an increase in input resistance, and inhibition of spike activity. With worsening of the animal's condition the transepithelial potential became positive (up to +10 mV) but the input resistance of the ampulla during stimulation with a positive current was nonlinear in some cases: a regenerative spike of positive polarity appeared in the channel. During heating, the spike response was sometimes reversed in sign. It is suggested that fluctuations of the transepithelial potential and spike responses to temperature stimulation reflect changes in the potential difference on the basal membrane of the receptor cells, which is described by a relationship of the Nernst's or Goldman's equation type.I. P. Pavlov Institute of Physiology, Academy of Sciences of the USSR, Leningrad. I. M. Sechenov, Institute of Evolutionary Physiology and Biochemistry, Academy of Sciences of the USSR, Leningrad. Pacific Institute of Oceanology, Far Eastern Scientific Center, Academy of Sciences of the USSR, Vladivostok. Translated from Neirofiziologiya, Vol. 12, No. 1, pp. 67–74, January–February, 1980.     

Principles of organization and evolution of systems of regulation of functions

Evolution of living organisms is closely connected with evolution of structure of the system of regulations and its mechanisms. The functional ground of regulations is chemical signalization. As early as in unicellular organisms there is a set of signal mechanisms providing their life activity and orientation in space and time. Subsequent evolution of ways of chemical signalization followed the way of development of delivery pathways of chemical signal and development of mechanisms of its regulation. The mechanism of chemical regulation of the signal interaction is discussed by the example of the specialized system of transduction of signal from neuron to neuron, of effect of hormone on the epithelial cell and modulation of this effect. These mechanisms are considered as the most important ways of the fine and precise adaptation of chemical signalization underlying functioning of physiological systems and organs of the living organism