涝渍逆境下玉米叶片中谷胱甘肽的含量变化及其作用

涝渍逆境下玉米叶片ＧＳＨ含量和ＧＳＨ还原酶活性都明显下降,但前者的降幅小于后者,两者的变化均与叶片质膜透性以及ＭＤＡ的积累呈显著性负相关。施加外源ＧＳＨ明显减少ＭＤＡ和Ｈ２Ｏ２含量,降低Ｏ＾－２产生速率。而叶面喷施８－羟基喹啉和抗坏血酸等活性氧清除剂则减缓因涝渍而引起的ＧＳＨ含量下降。     

耐铝的和对铝敏感的玉米自交系根系的有机酸分泌

对玉米不同耐铝自交系在含A1^3 (0.1mmol/L)的完全营养液和A1C13 14．3μmol/L CaCl2 227．5μmol/L溶液等两种溶液中根系有机酸的分泌特征进行了研究。铝胁迫下,耐铝自交系Z1的生长与正常偏离不大,表现出较强的耐铝性,而铝敏感自交系Z2的生长则受到明显抑制。2种自交系根系分泌的有机酸种类包括苹果酸、柠檬酸、琥珀酸、马米酸、乙酸和草酸等,以苹果酸为主;其分泌量随铝处理时间而异。在两种溶液中,铝胁迫均可显著增加Z1苹果酸分泌量,且根系内苹果酸含量也显著增加。铝胁迫下,Z1根系NADP—苹果酸脱氢酶活性显著增加。从对试验结果分析得出：根系分泌苹果酸可能是玉米耐铝自交系适应酸性土壤逆境的生理特性之一,而分泌的苹果酸可能是在根系中通过PEP→4OAA→苹果酸途径合成的。     

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。     

菊花及其近缘种属植物耐涝评价体系建立及耐涝性鉴定

为发掘耐涝种质资源,建立了菊花近缘种属植物苗期耐涝性评价体系.根据盆栽淹水处理过程菊花近缘种属植物表型变化,将涝害指数划分为7级;采用叶色、叶形态、茎色、茎形态4个外观形态指标,并将其定量分级,制定等级得分标准及评价方案,然后以各指标得分的总和对耐涝性进行综合评价,建立评价体系.对57个菊花近缘种属植物进行了苗期耐涝性鉴定,结果表明,耐涝性鉴定时间以淹水6d为宜;菊花近缘种属植物对水涝较为敏感,大部分材料属于较不耐涝级,同种不同种源存在耐涝性差异;初步筛选出8份耐涝性强的菊花优异种质.     

虉草营养器官解剖结构与抗旱耐涝性及利用之间的关系

为了从显微结构上进一步探讨虉草(Phalaris arundinacea L.)的抗旱耐涝性及与利用的关系,于2011年采用常规石蜡切片技术,对其根、茎叶3种营养器官进行解剖观察。结果表明,虉草根的结构自外而内依次为表皮、皮层、维管束鞘、初生韧皮部和初生木质部;茎由表皮、基本组织和维管束构成;叶片内部结构可分为表皮、叶肉和叶脉3部分。根皮层大的细胞间隙和气腔,初生木质部的后生大导管和茎基本组织解体形成的髓腔都是虉草良好的通气组织,是其耐水淹的主要显微特征。茎、叶片角质化的表皮和叶表皮所含的丰富泡状细胞组是虉草具有抗旱性的主要解剖结构特征。叶肉细胞排列紧密且只有少量气孔分布于叶片下表皮,这样的结构可减少蒸腾;叶肉细胞富含叶绿体,增强光合作用,获得更多的同化产物,确保了植株在干旱条件下也有足够的光合产物来维持正常的生理活动。茎、叶维管束部分大量的木纤维起到支撑作用。虉草根的皮层和维管柱部分、茎的基本组织和维管束部分、叶的叶脉部分都含有大面积的厚壁细胞,厚壁细胞中含有丰富的粗纤维和木质素。丰富的粗纤维、木质素等成分则是虉草能成为新能源燃料植物的必备条件。     

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...     

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。     

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。     

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’。     

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。     

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...     

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。     

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。     

玉米苹果酸脱氢酶基因的分离与结构分析

以一个玉米（ＺｅａｍａｙｓＬ．）杂种一代超亲表达的ｃＤＮＡ片段为探针,从玉米幼苗期ｃＤＮＡ文库中筛选到一个全长１２８７ｂｐ的ｃＤＮＡ克隆。序列分析表明,该ｃＤＮＡ编码细胞质苹果酸脱氢酶,推导的氨基酸序列与龙须海棠（Ｍｅｓｅｍｂｒｙａｎｔｈｅｍｕｍ　ｃｒｙｓｔａｌｌｉｕｍ　Ｌ．）及拟南芥（Ａｒａｂｉｄｏｐｓｉｓ　ｔｈａｌｉａｎａ（Ｌ．）Ｈｅｙｎｈ．）同一编码基因的氨基酸序列同源性分别为９０％和８４％。这是禾谷类作物中首次克隆的编码细胞质苹果酸脱氢酶的完整基因。     

玉米耐铝性的遗传分析

以两个耐铝性不同的玉米自交系及它们的杂交和回交世代为材料,采用营养液培养方法,对玉米的耐铝性进行了遗传分析。结果表明,根系相对生物量具有较高的的遗传变异,其广义遗传率高达78.6%。但其狭义遗传率仅为15.4%,说明其遗传方式以显性效应为主。相反,地上部相对生物量具有相对较高的狭义遗传率（43.1%）,其遗传方式以加性效应为主。在0.1m mol/L Al3+ 胁迫条件下,根系总的和活跃的吸收比表面遗传率较低,说明此根系活力性状受环境影响较大。Abstract: The heredity of Al-tolerance was studied in different Al-tolerance of two inbred lines of maize and their F1, F2, B1 and B2 generations by the means of nutritional cultivation. The results indicated that the relative biomass(Al/CK) of root had high hereditary variance, the broad-sense heredity reached 78.6 %, but narrow-sense heredity only had 15.4 %. Its hereditary pattern mainly was dominant effects. On contrast, the relative biomass of shoot had high narrow-sense heredity (43.1%), it means that the hereditary pattern of relative biomass of shoot mainly was additive effects. On the hereditary ground of 0.1 mmol/L Al3+, the broad-sense heredity of total absorbing surface to volume ratio and active absorbing surface to volume ratio were 17.9 % and 36.4 %, and narrow-sense heredity of them were 10.0 % and 18.4 %. It means that the characters of root activity were obviously affected by environment.     

水稻耐淹涝性状的遗传分析和SSR标记的研究

淹涝胁迫对水稻生产造成了严重影响, 发掘可应用于耐淹涝辅助选择的分子标记(MAS), 将有助于水稻耐淹涝性状的遗传改良。应用耐淹涝材料FR13A和淹涝敏感材料IR39595-503-2-1-2为亲本做正反交获得F₁和F₂代群体。对正反交的F₁群体的耐淹涝性状进行遗传分析, 发现正反交的F₁代群体在耐淹涝性状上没有显著差异, 说明耐淹涝性状是核基因控制。从两次淹涝处理中F₂代群体的分离情况来看, 来源于FR13A的耐淹特性表现出数量-质量性状遗传的特点。当淹涝胁迫压力比较轻时表现为数量性状遗传, 具有微效多基因的作用。当淹涝胁迫压力增大时, 表现为主效基因控制的质量性状。在SSR分析中, 187对SSR引物中有73对引物在两亲本间有明显的差异, 差异率为39%。用这73对差异引物, 对F2群体进行多态筛选, 结果筛选到一个与耐淹涝性状连锁的标记RM219, 验证了耐淹涝性状确实由主效基因Sub1控制, 因此, RM219在水稻耐淹涝育种中具有利用价值。     

低温潜沼性逆境下不同耐受能力水稻根系动态变化

水稻根系生长分布与地上部生长及产量形成密切相关,定量研究低温潜沼性逆境下水稻根系分布特征对改进稻田管理方式及耐潜品种的选育等具有重要意义。以4个耐潜等级的8个水稻品种为实验材料,在水稻栽培环境模拟系统中连续栽植3年(2012—2014年),研究水稻根系在低温潜沼性逆境下的动态变化规律和分布规律,明确低温潜沼性逆境下水稻根系变化与产量构成的关系。结果表明:1)低温潜沼性逆境下水稻根系长度和数量的M值(绝对变化率)均大于0,P值(相对变化率)均小于0。表明,低温潜沼性逆境下水稻根系仍有一定增长,但与非低温潜沼性逆境相比,根系长度和数量均显著降低,降低程度因品种耐潜等级的高低而不同,耐潜指数高的品种(泸优5号和C优130)降低程度显著低于耐潜指数低的品种(川谷优204和协优027)。2)低温潜沼性逆境对0—10 cm土层根系的影响在5月底6月初最大;对10—30 cm土层根系的影响在6月底最大;对30—50 cm土层根系的影响在6月30日前后最大。3)低温潜沼性逆境下,水稻孕穗-抽穗期根系长度和数量与穗粒数、实粒数、结实率、产量之间呈显著正相关;与单株有效穗数和千粒重呈显著负相关,根系长度和数量的M值与P值,尤其是白根长度和数量的M值与P值可作为一个水稻耐潜能力评价指标进行考虑。4)低温潜沼性逆境下,不同土层水稻根系与产量构成因素间的相关性不同。0—10 cm土层根系长度和数量与有效分蘖数呈显著负相关;10—20 cm土层白根长度和数量与结实率呈显著正相关;30—50 cm土层根系长度和数量与着粒数呈显著正相关。     

培育抗旱稻和耐涝稻的研究

旱灾、涝灾(洪灾)给粮食经济作物构成了严重威胁,重者颗粒无收,造成重大经济损失。面对这些年年要发生的灾害,生物科研工作者肩负着重任。如何培育出抗旱稻和耐涝稻新品种以适应旱涝灾害,使其损失降到最低程度呢?运用现代生物技术加强这两方面的研究有可能达到既定目标。目前已     

‘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。