外源精胺对水分胁迫下小麦幼苗保护酶活性的影响

通过营养液培养试验,研究了水分胁迫下外源精胺(Spm)对抗旱性不同的小麦品种幼苗叶片质膜相对透性及保护酶活性的影响.结果表明:水分胁迫下,小麦叶片的质膜相对透性、M DA含量增加、SOD、CAT和POD活性上升,外源精胺处理可延缓水分胁迫下小麦叶片质膜相对透性和M DA含量上升,提高了SOD、CAT、POD酶活性的上升幅度;并且对抗旱性弱的品种保护酶活性增幅高于抗旱性强的品种.因此,外源精胺处理对抗旱性弱的品种缓解水分胁迫作用大于抗旱性强的品种.     

稻田水氮氧环境因子对水稻生长发育、光合作用和氮利用的调控研究进展

水分和氮素是影响水稻生长发育的两个重要环境因子.适宜的水氮耦合模式可通过“以水调氮、以水控氧”调控稻田根际氮形态和溶氧量等环境因子,促进良好根系形态构建,提高叶片光合速率和光合产物“源-库”分配平衡,提高水稻群体质量和产量形成.同时,稻田水氮氧环境因子驱动的微生物调控机制在水稻-土壤系统氮高效利用方面也发挥重要作用.本...     

小麦高密度遗传图谱构建及抗旱相关生理性状的遗传解析

生理调控是小麦应对干旱胁迫的主要途径,解析小麦抗旱相关生理性状的遗传基础,发掘利用分子标记将为小麦抗旱性的高效改良提供有力支撑。本研究以加倍单倍体(DH)群体(旱选10号×鲁麦14)的150个株系为材料,利用小麦660K SNP芯片及SSR标记构建高密度遗传图谱,解析不同水分环境下孕穗期及灌浆中期小麦冠层温度(CT)、叶绿素含量(SPAD value)和植被覆盖指数(NDVI)的遗传基础。遗传图谱覆盖小麦21条染色体,分为30个连锁群,总长度4082.44 c M,标记间平均距离为2.20 c M。共检测到抗旱相关生理性状QTL 86个,分布于除3D以外的20条染色体上。冠层温度、叶绿素含量和植被覆盖指数的QTL数目分别为30、40和34个;17个QTL具有一因多效性,其中4个QTL与冠层温度和植被覆盖指数相关,8个QTL与冠层温度和叶绿素含量相关,7个QTL与叶绿素含量和植被覆盖指数相关,位于4D染色体的QPT52与3种性状均相关。本研究为小麦抗旱基因挖掘及分子育种提供了参考信息和技术支撑。     

新疆超高产棉花冠层光分布特征及其与群体光合生产的关系

以新疆超高产棉田(皮棉产量在4000 kg·hm^-2以上)为研究对象,分析不同生育时期棉花冠层光分布、群体光合速率和干物质积累量的变化,研究不同产量水平棉田冠层的光环境变化特征及其与群体光合生产的关系.结果表明： 超高产田盛花期到盛铃后期冠层上、中、下层光吸收率的比例为2∶2∶1,呈均匀分布,群体散射辐射和直射辐射透过系数分别为0.20～0.55和0.22～0.56,处于较适宜范围,中、下层叶片受光良好,冠层各层次叶片群体光合速率差异较小.与高产(3500 kg·hm^-2)和一般高产(3000 kg·hm^-2)棉田相比,超高产田在盛铃前期具有较高的叶面积指数和群体光合速率峰值,在初絮期和盛絮期的叶面积指数下降缓慢,群体光合速率峰值仍保持较高值,非叶绿色器官对产量形成的光合贡献增大,群体干物质积累量较高.在栽培过程中,调节冠层结构,使垂直方向上光辐射和群体光合能力分布均匀是确保棉花高效利用光能、实现超高产的重要途径.     

东乡野生稻BILs群体苗期抗旱性综合评价及其遗传分析

本研究选用旱稻、R974//R974/东乡野生稻回交重组自交系及其亲本等66份水稻材料,进行苗期抗旱性鉴定及其综合指标筛选,测定了水分胁迫下最大根长、根基数、茎长、根干重、根鲜重、根系相对含水量、叶片相对含水量、卷叶级别及干旱反复存活率等9个性状。利用主成分分析和逐步回归分析法进行苗期抗旱综合评价,结果表明株系1949最为抗旱;回归分析和相关分析表明最大根长、根数、根鲜重和根系相对含水量对抗旱性影响显著,可作为苗期抗旱性鉴定综合指标。采用综合抗旱D值进行抗旱遗传分析,表明BILs群体的苗期抗旱性表现2对独立主基因+多基因控制。结果可知,东乡野生稻可作为水稻抗旱遗传改良的宝贵资源。     

冠层温度在水稻抗旱性基因型筛选中的应用及其测定技术

本文综述了冠层温度在水稻抗旱性基因型筛选中的应用及其研究进展,并介绍了利用红外测温仪测定冠层温度的方法。作物不同基因型之间存在冠层温度的差异,并且从理论上讲,冠层温度与作物水分利用相关,因而把冠层温度用于作物基因型筛选是有价值而且是可行的。利用红外测温仪测定水稻冠层温度是一项非接触性测温法,为水稻抗旱性基因型的筛选提供了一种简便、快速、非破坏性的技术。     

不同树形龙安柚冠层特性

以开心形、Y字形、双层分层形和自然圆头形的龙安柚为试验材料,比较不同树形的冠层特性、叶片结构和生理特征,以期为龙安柚果园小环境的调控提供理论基础。结果表明:(1)开心形间隙分数阈值最高,是自然圆头形的4.33倍。开心形与Y字形的冠层光合辐射与透射系数均显著高于其他树形,但二者无显著差异,表明开心形和Y字形的冠层通风透光特性较好。(2)开心形与Y字形叶片厚度增加,叶面积和气孔密度较大,栅栏/海绵组织厚度和组织紧密度较高,叶片组织疏密度较低,且二者无显著差异,表明开心形与Y字形利于提高叶片的光合作用,降低蒸腾作用。(3)Y字形和开心形净光合速率、水分利用率、最大表观电子传递速率、初始斜率和半饱和光强较高,而蒸腾速率较低,二者对强光的耐受能力较强;其中开心形蒸腾速率最低为2.43 mmol m~(-2)s~(-1),且其结果枝光抑制参数最小,为0.629。说明开心形为最佳的高光效树形。(4)冠层微环境因子、叶片结构及光合生理指标之间多呈极显著相关关系,但开心形叶片结构和生理的大部分指标与冠层环境因子之间相关性较低,说明开心形树形不同部位的营养枝和结果枝的叶片性状差异较小,其光渗透性好,整个冠层的光截获能力和有效光辐射的分布差异较小,笔者认为开心形是龙安柚栽培中的适宜高光效树形。     

不同水氮条件下水稻冠层反射光谱与植株含水率的定量关系

研究了不同土壤水氮条件下水稻 (Oryzasativa) 冠层光谱反射特征和植株水分状况的量化关系。结果表明, 水稻冠层近红外光谱反射率随土壤含水量的降低而降低, 短波红外光谱反射率随土壤含水量的降低而升高。相同土壤水分条件下, 高氮水稻的冠层含水率高于低氮水稻的冠层含水率 ;同一水分条件下, 高氮处理的可见光区和短波红外波段光谱反射率低于低氮处理, 近红外波段光谱反射率高于低氮处理。发现拔节后比值植被指数 (R810 /R460 ) 与水稻叶片含水率和植株含水率呈极显著的线性相关, 模型的检验误差 (RootmeansquareError, RMSE) 分别为 0.93和 1.5 0。表明比值植被指数R810 /R460 可以较好地监测不同生育期水稻叶片和植株含水率。     

淹水和干旱条件下水稻根系形成的QTLs及候选基因分析

为了研究不同水分条件下组成型根系性状和适应性根系性状的遗传机制,利用由IR64／Azucena发展的双单倍体（DH）群体分析了淹水和干旱条件下水稻幼苗种子根长（SRL）、不定根数（ARN）、总根干重（RW）及其对应的相对参数（干旱和淹水条件下根系性状的比值）的QTLs。淹水与干旱条件下检测到一个共同的种子根长QTL和一个共同的总根干重QTL。同时对前人发表的遗传群体定位的根系性状QTLs进行比较分析,检测到几个共同的根系性状QTLs。对与细胞伸长、分裂相关的候选基因进行了定位,其中4个细胞壁相关的ESTs（OsEXP2,OsEXP4,EXT和Xet）被定位在与不同水分条件下检测出的根系性状QTLs的相同区间。     

水稻群体冠层光分布及光合作用模型

作物冠层光分布及光合作用模型,是作物栽培学、作物育种学研究的共同基础,对优化设计和评价作物株型、模拟作物生长发育与对环境变化的响应研究都有十分重要的价值.本文根据水稻群体冠层结构的特点,在虚拟切层法的基础上,建立了水稻群体冠层光分布及光合速率模型,模型包括冠层形态子模型、冠层光分布子模型和冠层光合速率子模型等.利用本模型,对设定的15625种水稻株型的光合速率进行了模拟计算,获得水稻最佳株型模型.结果表明,水稻群体光合速率与叶片数、叶含氮量、叶长、叶宽和叶倾角等5因素密切相关;最佳株型的上述5因素在冠层上部取值大,向下逐渐变小.     

冠层温度在水稻抗旱性基因型筛选中的应用及其测定技术

本文综述了冠层温度在水稻抗旱性基因型筛选中的应用及其研究进展,并介绍了利用红外测温仪测定冠层温度的方法。作物不同基因型之间存在冠层温度的差异,并且从理论上讲,冠层温度与作物水分利用相关,因而把冠层温度作于作物基因型筛选是有价值而且是可行的。利用红外测温仪测定水稻冠层温度是一顶非接触性测温法,为水稻抗旱性基因型的筛选提供了一种简便、快速、非破坏性的技术。     

水分管理调控水稻氮素利用研究进展

水、氮是调控水稻生长发育的两个重要环境因子。通过"以水调氧"增加根际溶氧量(如干湿交替、好氧栽培等)能够提升土壤硝化势和氧化还原电位,刺激土壤氮的矿化作用,使水稻处于NH+4与NO-3混合营养中,并能通过诱导水稻的生理特性及改善根系的吸收功能增强其抗旱性能,提高水稻产量及氮素利用率。光合作用是形成干物质的主要途径,土壤氮水平、氮形态与水稻光合速率紧密相关,提高叶片光合速率将有助于提高水稻的氮素利用率和产量。从稻田水分管理对土壤氮素形态特征、水稻氮吸收利用、光合速率及氮环境效应的影响等方面综述了国内外相关研究进展,并指出进一步的研究方向。     

根源信号参与调控气孔行为的机制及其农业节水意义

在土壤干旱情况下,根源信号一方面向植物地上部分的长距离传输,为地上部分提供了土壤水分获取能力的测度,另一方面调控气孔开度,抑制蒸腾作用并提高植物的水分利用效率．文中综述了根源信号参与调控植物水分利用的生理机制和理论模型,指出该模型与根系吸水模型、气孔导度模型耦合,能够更好地反映植物叶片对土壤干旱以及大气干旱的响应、评述了在根源信号参与调控植物水分关系的基础上发展的调亏灌溉(RDI)、部分根系干旱(PRD)和控制性交替灌溉(CAI)等有效灌溉手段,有助于合理配置根系层供水量,通过根土相互作用和信号物质的传输,降低蒸腾和提高水分利用效率、另外,根源信号在调控根系生长发育、延缓地上部分生长以调节根冠比例,优化资源分配以利于生殖生长等方面均有所为,为全面提高农田水分利用效率提供节水生理基础。     

东乡野生稻回交重组系的抗旱性评价体系

选用协青早B//东乡野生稻/协青早B回交重组系及其亲本共79份水稻材料,研究了水稻发芽期、苗期、孕穗期、成熟期的种子萌发抗旱指数等31个指标与东乡野生稻回交重组系抗旱性的关系.结果表明:15％ PEG-6000溶液处理的相对发芽势、20％ PEG-6000溶液处理的种子萌发抗旱指数和相对发芽势及水分胁迫后最长根长、苗高、根鲜质量、根干质量、根系相对含水量、萎蔫率、叶片可溶性糖含量、叶片脯氨酸含量、叶片丙二醛含量、叶片相对含水量、卷叶级别、株高、单株分蘖数、单株有效穗数、穗实粒数、着粒密度、结实率、千粒重等21个指标的相对值与抗旱系数或抗旱指数的相关性显著.通过逐步回归分析筛选出9个抗旱性鉴定指标:20％ PEG-6000溶液处理的相对发芽势及水分胁迫后根干质量、根系相对含水量、叶片可溶性糖含量、叶片脯氨酸含量、叶片丙二醛含量、单株有效穗、结实率和千粒重的相对值.根据这些指标和偏相关系数,建立了不同时期的抗旱性评价(D值)方程和评价体系,可对东乡野生稻回交重组系抗旱性进行较好的评价.     

水稻苗期根系性状的数量遗传分析

根系不仅是水稻吸水吸肥和支持地上部的重要器官 ,同时也是许多重要生理活性物质的合成器官 ,发达的根系是水稻生长发育和产量形成的基础〔1,2〕。在我国水稻生产中具有重要地位的杂交水稻之所以高产稳产 ,其生理基础之一就是其根系发达 ,吸肥吸水能力强 ,生理代谢旺盛 〔3,4〕。由于对根系的观测很烦琐 ,因此在过去的育种实践中很少将其列入育种计划。今天 ,随着分子标记技术的发展 ,分子标记辅助选择 (marker- assisted selection,MAS)使得育种学家能较简便地对根系性状进行有针对性的选择和改良〔5,6〕。因此 ,有必要进一步加强对水稻…     

叶片水力性状研究进展

叶片水力性状表征了叶片为适应外在环境而形成的水分传输方面的生存策略。叶片水力性状会限制整个植株的水分传输,并影响植物的气体交换及其对干旱的响应,因此关于叶片水力性状的研究已成为植物水分关系领域的研究热点之一。本文概括了叶片水力性状的基本指标(包括叶片整体水力导度(Kleaf)、叶片木质部水力导度(Kxylem)、叶片木质部外水力导度(Kout-xylem)等)和叶片水力导度的5种主要测量方法;总结了叶脉网络结构和环境因素对叶片水力性状的影响、叶片水力性状与叶片功能指标(气孔导度、叶片水势、叶片最大光合速率)的匹配与权衡关系,以及叶片水力性状与植物抗旱性关系的最新研究进展;对今后叶片水力性状的研究提出了两点建议:1)将叶片水力性状与气体交换和叶解剖结构等相结合,构建叶片碳-水耦合模型,揭示叶片应对外界环境变化而采取的生态策略,以及植物的水-碳投资机理;2)开展植株各部分(根-茎-叶)间水分传输的交互作用研究,筛选出水力系统高效安全的物种。     

黑龙江中上游地区早熟野生大豆种质资源的抗旱性鉴定

一年生野生大豆是栽培大豆的祖先种,具有遗传变异丰富、蛋白质含量高、抗逆性强等特点。我国东北北部地区野生大豆分布广泛,但对该地区野生大豆种质资源的性状鉴定和育种利用相对滞后。本试验选用来自黑龙江中上游地区、生育期相近的30份野生大豆资源,在人工控制水分的条件下进行全生育期多性状抗旱性鉴定。试验结果表明,不同性状对干旱胁迫的反应存在一定差异,其中产量和株高反应敏感,生育期性状及百粒重反应钝感。对所得抗旱性度量值(D)进行聚类分析,将供试材料划分为5个级别,其中I级(高度抗旱型) 2份(锦05017,C05038)、II级(中度抗旱型) 4份、III级(弱抗旱型) 12份、IV级(水分敏感型) 10份、V级(水分高度敏感型) 2份。抗旱性度量值(D)与营养生长期(V)、分枝数及单株产量呈极显著正相关,与生殖生长期(R)及R/V比值呈负相关,表明在干旱胁迫条件下,营养生长期(V)相对较长、生殖生长期(R)相对较短、R/V较小的材料抗旱性较高。综上所述,根据多性状指标计算的抗旱性度量值(D)是评价野生大豆资源抗旱性的可靠指标。营养生长期、R/V、分枝数和单株产量等性状可作为野生大豆抗旱性评价的简便指标。     

水分胁迫下小麦叶片的电容与水分含量关系

以6个冬小麦品种的幼苗为材料,测定了它们在不同PEG胁迫时间下对叶片总含水量、束缚水/自由水比值和电容值进行测定,并对其叶片水分参数与叶片的电容值的变化及其相关性进行比较分析。结果显示:随着干旱胁迫程度的逐渐加重,小麦叶片的生理电容值在0.1～100.0kHz内均逐渐变小,且以5kHz为最适测定频率;各小麦品种的叶片含水量、束缚水/自由水比值、电容值均随着干旱胁迫时间的延长而逐渐降低,并以抗旱性较强品种叶片的值较高且降低幅度较小;干旱胁迫下各冬小麦品种叶片电容值与其相应含水量呈极显著正相关关系(P<0.01),其相关系数为0.850～0.994。表明,生理电容值能较灵敏地反映小麦叶片含水量的变化,可作为表征小麦叶片水分参数变化的一项灵敏指标,干旱胁迫下小麦品种叶片电容值变化大小可以反映其抗旱性强弱及其受旱程度。     

水稻叶片早衰成因及分子机理研究进展

植物叶片衰老是叶片发育的最终阶段,也是植物在长期进化过程中形成的适应性机制。水稻(Oryza sativa)叶片的衰老对其产量和品质影响极大,相关研究主要集中在早衰。该文综述了水稻早衰及其调控基因的研究进展,尤其对水稻叶片早衰的形成原因、发生过程、生理变化及防治措施进行了阐述,以期为深入解析水稻早衰的分子机制奠定理论基础,同时为水稻育种提供参考。     

FACE条件下水稻冠层蒸散和水分利用率的模拟

利用开放式CO₂浓度增高（FACE）系统平台,通过在水稻拔节期至成熟期对水稻冠层微气候及相关生理指标的连续观测,并结合能量平衡分析,模拟研究了FACE对水稻冠层蒸散和水分利用率的影响.结果表明：将水稻叶片气孔导度与光合有效辐射、饱和水气压差的定量关系与Penman-Monteith方程相结合,可以较好地模拟FACE和对照条件下的水稻蒸散量;观测期间,CO₂浓度升高使水稻的水分利用比对照减小约10 mm,结合水稻生物量增加12%,FACE条件下水稻水分利用率（WUE）增加约12%.