玉米种子萌发期抗冷鉴定指标的研究

为明确玉米抗冷性种质鉴定指标和方法,选用郑单958、吉单415、辽单632和铁单18四个抗冷性不同的玉米种子于27℃培养12 h后分别置于5、10℃低温处理3 d,经27℃恢复生长3 d,研究其种子萌发期的抗冷性。结果表明：在低温处理前、后和恢复期的电解质渗漏率、脯氨酸和可溶性糖含量受到影响,低温处理使不同抗冷品系在适...     

12℃低温锻炼对棉苗抗冷性的影响

棉花苗期的抗冷性直接影响棉花生产,抗冷性是棉花育种的一项重要指标。通过棉苗抗氧化酶活性和可溶性蛋白含量的变化来分析12℃低温锻炼棉苗后,其耐4℃冷胁迫能力。将棉种脱绒后浸泡适当时间,于28℃/12 h光照条件下培养至长出至少2片真叶后,分为2组:一组作为对照(未低温锻炼),另一组于12℃/12 h光照条件下低温锻炼5 d,然后2组一起于4℃/12 h光照条件下冷胁迫5 d后,取真叶进行研究。结果表明,晋棉35号、晋棉44号、晋棉49号这3种供试棉种经过12℃锻炼5 d后,在4℃冷胁迫过程中基本都表现出SOD,CAT,POD活性以及可溶性蛋白含量明显高于同期未经低温锻炼的棉苗,说明经过12℃临界低温锻炼5 d后的棉苗耐4℃冷胁迫能力有所提高。     

贵州地方耐冷水稻品种芽期和苗期耐冷性的相关性研究

为了探索评价贵州地方耐冷水稻品种芽期和苗期耐冷性的最佳方法和最佳指标，对贵州10个特耐冷水稻地方品种和生产上的较抗冷恢复系贵农筒恢R211和K17B进行了不同温度条件下的发芽和幼苗耐冷性试验，对各耐冷性评价指标进行了相关分析。通过试验，鉴定出了芽期和苗期特耐冷的4个品种。研究发现，低温发芽率和幼苗耐冷性呈显著的正相关(r=0．6095^*)；4℃低温下处理3d水稻幼苗根系细胞膜透性与幼苗活苗率呈显著的负相关性(r=-0．5526^*)，与发芽率也呈显著的负相关(r=-0．5529。)；幼苗经4℃低温下处理3d后叶绿素含量与其他指标之间的相关性未达到显著水平。研究表明：鉴定水稻品种芽期耐冷性以4℃低温下处理10d后的发芽率为指标比较合适，鉴定苗期耐冷性以4℃低温下处理3d后的活苗率为指标，并参考低温下幼苗根系细胞膜透性比较合适。     

陆地棉种子萌发期对低温胁迫的响应及耐冷性鉴定

【目的】研究棉花种子吸胀萌发期对低温胁迫的响应,多指标鉴定和综合评价萌发期供试品种（系）耐冷性,分析耐冷材料和冷敏感材料萌发期的生理生化特性,为进一步解析棉花耐冷性机理提供依据。【方法】以53份陆地棉品种（系）为试验材料,测定其在种子吸胀阶段的低温吸胀速率和低温相对吸胀速率,以及低温胁迫下萌发期的发芽指数、活力指数、平均发芽时间、平均发芽速度、发芽势、发芽率、萌发指数、芽鲜重、芽干重、胚鲜重、胚干重、物质效率和物质增长率等指标。利用相关分析、主成分分析、隶属函数分析和聚类分析等方法对吸胀萌发期的15项形态指标进行耐冷性综合评价。同时测定低温胁迫下不同耐冷性材料的抗氧化物酶活性、渗透调节物质浓度的变化以及抗氧化物酶基因的表达规律。【结果】低温胁迫下,棉花种子萌发期的相对吸水量和吸水速率呈下降趋势,53份材料萌发期的各个指标均呈现显著差异。相关分析表明,吸胀阶段的两项指标相关性较强,它们与萌发阶段指标间的相关性不显著或负相关;芽鲜重、芽干重、活力指数、平均发芽速度和平均发芽时间能较好地反映各个材料萌发期的耐冷性强弱。主成分分析表明,15项耐冷指标通过简化可得到3个主成分,其贡献率分别为55.17%、18.27%和8.79%。隶属函数和聚类分析结果表明,53份材料根据萌发期耐冷综合评价指标可划分为4类：强耐冷（5份）、耐冷（13份）、不耐冷（26份）和冷敏感（9份）,其中新陆中4号为耐冷性最强的材料。耐冷材料种胚内的SOD、POD和CAT酶活性能够在短时间内恢复至接近对照水平或超过对照,可溶性蛋白浓度始终显著高于冷敏感材料。抗氧化物酶基因的表达分析表明,POD酶基因和SOD酶基因的表达量变化与酶活力测定值变化结果基本一致。【结论】陆地棉萌发期鉴定指标呈多元化,胚芽鲜/干重、活力指数可作为萌发期耐冷性鉴定的正向指标,而平均发芽时间和平均发芽速度可作为萌发期耐冷性鉴定的负向指标。POD、SOD和CAT酶活力及可溶性蛋白浓度可作为棉花萌发期耐冷性鉴定的生理指标。     

临界生长温度锻炼对棉苗中POD活性及抗冷性的影响

为了研究临界生长温度锻炼对棉苗抗冷性的影响,本文将棉苗经过不同低温(12℃、14℃、16℃)锻炼7 d后,对其进行较长时间(7 d)的低温(4℃)胁迫,然后测定与抗冷性密切相关的过氧化物酶(POD)活性以及丙二醛(MDA)含量;并从理论上探讨了与其相关的可能机理。结果表明经不同(12~16℃)低温锻炼7 d后,在冷胁迫下所有参试棉花品种的幼苗,其过氧化物酶(POD)活性都比相应的对照有不同程度的增加,丙二醛含量都比相应的对照明显降低。其中尤以锻炼温度为12℃时效果最明显。由此可以认为:用临界生长温度(12℃)锻炼棉苗,由于提高了POD活性、降低了MDA含量,从而保护了膜结构,提高了棉苗对4℃低温的耐受能力。     

棉花脱水素GhDHN1的克隆及其表达

【目的】通过对棉花脱水素基因结构特征及其在低温胁迫下表达模式进行分析,探讨脱水素在棉花响应低温过程中的功能,为棉花抗冷育种提供理论基础。【方法】以棉花抗冷品种豫2067为试验材料,根据棉花陆地棉基因组序列查找已知脱水素（dehydrin,Dhn）基因的CDS序列,利用Primer5软件设计引物,克隆该基因,并命名为GhDHN1;采用生物信息学方法分析其蛋白质性质、氨基酸含量特征、功能结构域、系统进化树;选择XbaⅠ和SmaⅠ酶切位点对植物表达载体pBI121::GFP进行双酶切,采用In-Fusion连接技术构建融合蛋白瞬时表达载体pBI121-GhDHN1::GFP;分析其在洋葱表皮细胞中的瞬时表达,进行亚细胞定位;利用抗冷材料豫2067在三叶期对低温处理（4℃,24 h）前后的叶片和根系进行转录组测序,筛选差异表达基因;在三叶期时分别对豫2067（抗冷品种）和衡棉3号（冷敏感品种）进行低温（4℃,24 h）处理,利用实时荧光定量方法分别比较根、茎、叶中GhDHN1表达量,对该基因在2个抗冷差异材料叶中的表达量进行比较;对豫2067进行不同时间低温（4℃）处理,分析GhDHN1在叶片和根中的动态表达模式。【结果】该基因全长为726 bp,开放阅读编码框为636 bp,编码211个氨基酸,预测分子量为23.79 kD,等电点为5.04,富含谷氨酸（26.10%）和赖氨酸（19.40%）,不含色氨酸,半衰期为30 h,蛋白呈酸性,带负带荷,带负电荷的残基总数为60%;GhDHN1的二级结构α螺旋（Alpha helix）包含116个氨基酸残基,占54.98%,组成该蛋白的主体结构,无规则卷曲（Random coil）的氨基酸残基有87个;GhDHN1位于陆地棉D亚组第9染色体（Dt_chr9）上,在cDNA的259-348位置上含有一个长度为90 bp的内含子,2个外显子长度分别为258和378 bp;SMART和CDD分析表明该氨基酸序列含有2个保守的富含赖氨酸的K片段和1个保守的富含丝氨酸S片段,具有亲水素蛋白结构域pfam00257,表明该蛋白为K2S型脱水素;系统进化树分析表明,陆地棉亲水素GhDHN1与可可亲缘关系最近;洋葱表皮细胞中瞬时表达分析表明,GhDHN1蛋白主要定位在细胞膜附近。转录组分析表明,该基因在棉花三叶期叶片和根中,受低温处理后上调表达;荧光定量PCR分析表明,GhDHN1在4℃低温胁迫24 h后,在叶片、茎、根中均上调表达,在叶中上调表达倍数最大,在低温处理4 h和24 h时叶片中有2个表达高峰,在低温处理6 h和12 h时在根中有2个表达高峰,在抗冷材料叶片中的表达是冷敏感材料的2.47倍,说明该基因可能参与了棉花对低温的适应性调控。【结论】陆地棉GhDHN1属于典型的K2S型脱水素,与可可亲缘关系最近。该基因响应低温胁迫,在抗冷材料和冷敏感材料中表达差异显著,其表达量与棉花的抗冷性呈正相关,可以作为筛选不同抗冷材料的标记,同时可以作为重要的候选基因来培育棉花抗冷新材料。     

抗逆性极强的稻种资源—苏源1号

苏源1号是江苏水稻地方品种红壳籼群体中分离出来的一个变异材料。在水稻抗逆性鉴定研究过程中发现,该品种高度耐冷,并耐盐、抗氯酸钾,种质优异。 根据“七五”国家攻关课题“水稻种质资源抗逆性鉴定”确定的统一方法鉴定,结果如下。 (一)芽期耐冷鉴定 在30℃条件下浸种催芽,选取发芽整齐、芽长5毫米左右的芽谷30粒置于培养皿内,放入电冰箱4～5℃处理10天。出冰箱后又在常温下恢复生长10天,进行芽期耐冷性评级。评级标准分为1、3、5、7、9级。鉴定结果该资源属1级高抗,经多次复鉴结果均一致。其芽期耐冷性与笔者近年来在1802份江苏水稻地方品种、改良品种和国外引进品种中鉴定出的芽期最耐冷的品种桂园黄相同。耐冷对照品种丽江新团黑谷和吉粳44均为3级,不耐冷对照品种密阳23和IR8均为7级。     

低温胁迫对三种早春短命植物生理生化指标的影响

[目的]以三种新疆早春短命植物绵果荠、卷果涩荠和粗果庭荠苗期叶片为试验材料,分别测定4℃低温胁迫处理对各材料抗冷性生理生化指标的影响,鉴定三种植物的抗冷能力.[方法]在苗期对三种植物进行4℃低温胁迫处理,分别测定处理0、3、6、9、12、15、18、21和24 h时各材料叶片内相对电导率、丙二醛含量、游离脯氨酸含量、可溶性蛋白含量、可溶性糖含量和相关酶活性的变化,使用隶属函数法确定各植物的抗冷性大小.[结果]随着胁迫时间的延长,三种植物苗期叶片中相对电导率、丙二醛含量、游离脯氨酸含量、可溶性蛋白含量、可溶性糖含量、SOD酶活性及POD酶活性变化趋势相同,均呈逐渐上升的趋势,但变化率存在差异;使用隶属函数值分析,三种植物的抗冷性从大到小依次为:卷果涩荠＞绵果荠＞粗果庭荠.[结论]单一生理生化指标很难反映植物抗冷能力,试验所选指标中相对电导率、游离脯氨酸含量、可溶性糖含量、SOD酶活性及POD酶活性能较好反映各材料的抗冷性大小,可作为早春短命植物抗冷性鉴定的参考指标,对抗冷种质资源发掘及抗逆育种有一定指导意义.     

低温胁迫下苦瓜苗期生理变化与耐冷性评价的关系分析

[目的]分析低温胁迫下苦瓜苗期生理变化与耐冷性评价的关系,筛选适宜苦瓜苗期耐冷性评价的取材时期,为提高苦瓜耐冷性评价的准确性和可靠性提供参考依据.[方法]对已知耐冷性存在差异的苦瓜材料MC108、MC45和MC6幼苗进行10℃低温胁迫,分别测定其叶片在胁迫0、2、4、6、8和10 d时的生理指标,绘图显示生理指标的变化情况,结合隶属函数值对各胁迫时期苦瓜耐冷性的评价结果,筛选适宜苦瓜苗期耐冷性评价的取材时期.[结果]耐冷性存在差异的苦瓜材料对冷害胁迫反应机制不同,与低温胁迫0 d(对照)相比,低温胁迫第10 d时冷敏材料MC6的可溶性蛋白含量降幅较大,脯氨酸(Pro)含量增加量更多;与MC45和MC6相比,低温胁迫0、2、4、6、8和10 d时耐冷材料MC108的超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性变幅相对较小.除丙二醛(MDA)含量峰值出现的时间不同外,MC108、MC45和MC6的Pro、 可溶性蛋白含量及SOD、POD活性降低的共同时间点均为低温胁迫处理第10 d.结合隶属函数值对苦瓜耐冷性的评价结果判断,低温胁迫处理第10 d的叶片生理指标适宜作为其苗期耐冷性评价指标.[结论]苦瓜材料幼苗进行10℃低温胁迫处理第10 d是进行苗期耐冷性评价的适宜取材时期.     

蝴蝶兰叶片对低温胁迫的生理响应

以3个蝴蝶兰品种(系)(耐冷品种婚宴,不耐冷品种聚宝,中等耐冷性新品系ZD-1)为试验材料,经预处理后,测定各材料在低温(10℃、5℃和0℃)下处理12、24和48 h后叶片相对电导率、叶片中可溶性糖和丙二醛(MDA)含量以及过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)与抗坏血酸过氧化物酶(APX)的活性.结果表明:随着胁迫程度的加深,蝴蝶兰叶片的相对电导率和MDA含量逐渐增加,可作为蝴蝶兰耐冷性的鉴定指标;可溶性糖含量的变化无明显规律;CAT和SOD酶活性随着胁迫程度的加深先增大后减小;APX活性则呈持续增加趋势,也可作为蝴蝶兰耐冷性的鉴定指标;耐冷性品种婚宴在一定程度低温胁迫条件下能通过自身酶系统的保护,减少活性氧对其的伤害,而不耐冷品种聚宝的自身酶系统的保护能力较差.     

陆地棉遗传标准系TM-1的特性及其耐冷性

[目的]通过系统调查TM-1农艺性状及纤维品质,研究芽期和苗期的耐冷性,以及对其在低温胁迫条件下的耐冷相关基因进行实时荧光定量分析,深入挖掘其耐冷机理,为该种质利用提供理论依据.[方法]在田间,以中棉所35为对照,以人工调查方式对TM-1进行表型鉴定,依据国际校准棉花标准(HVICC)测定纤维品质,同时采用卡那霉素筛选...     

北方寒旱区白菜型冬油菜抗寒性与抗旱性评价及其关系

【目的】研究冬油菜的抗寒性和抗旱性,探讨抗寒与抗旱之间的关系,为中国北方白菜型冬油菜的改良及抗寒性和抗旱性的综合评价提供可借鉴的方法和理论依据。【方法】分别通过自然降温处理（15℃--5℃）和人工控制水分的方法（干旱胁迫4、7和10 d）分别对6份不同抗寒等级冬油菜摸拟低温和干旱胁迫,分析其形态、生理生化和生长指标的变化,采用隶属函数法、相关性分析法、聚类分析法、主成分分析法对不同品种的抗寒性和抗旱性进行综合评价。【结果】6份冬油菜品种越冬率相差很大（20.1%-94.7%）。抗寒性强的品种植物学形态特征表现为幼苗匍匐贴地生长、生长点洼陷低于地表、叶色深绿色、真叶刺毛多。且低温胁迫之后抗寒生理生化指标变化明显,相对电导率和MDA（丙二醛）含量增加,且抗寒性强的品种增加幅度小;SOD、POD、CAT酶活性升高,可溶性蛋白、可溶性糖、游离脯氨酸等调节性物质含量明显增加,且抗寒性强的品种变化明显,差异显著。随着干旱胁迫时间延长,膜结构首先遭到破坏,相对电导率和MDA含量升高,细胞失水,叶片相对含水量、束缚水/自由水、叶绿素含量降低（光合作用降低）,幼苗苗长、叶片和根鲜干重降低,直到幼苗萎蔫,且抗旱性强的品种变化幅度小,同时抗旱性强的品种叶片保水能力强、土壤耗水少、萎蔫系数小。通过主成分分析,6份冬油菜的抗寒性强弱依次为陇油7号＞陇油6号＞陇油9号＞延油2号＞天油2号＞Vision,而抗旱性强弱依次为陇油6号＞陇油7号＞陇油9号＞延油2号＞Vision＞天油2号。【结论】中国北方寒旱区低温、干旱并存,不同冬油菜品种间抗寒性和抗旱性差异较大,由于产生了交叉适应性,在抵御低温冻害的同时提高了对干旱胁迫的适应性,因此,白菜型冬油菜抗寒性强的品种一般抗旱性也比较强。     

蕾期低温胁迫对棉花生长发育的影响

[目的]研究蕾期低温胁迫对棉花生长发育的影响,为新疆北疆早熟陆地棉大田种植耐低温种质资源的筛选和耐低温品种选育提供依据.[方法]选择新陆早61号、新陆早36号、新陆早10号为材料,对材料蕾期给予3个低温梯度:轻度低温T1(20/15℃,昼/夜)、中度低温T2(15/10℃)、重度低温T3(10/5℃)和对照CK(28/...     

蕾期低温胁迫对棉花叶绿素荧光特性的影响

【目的】 分析棉花蕾期不同低温胁迫对不同棉花品种的叶绿素荧光特性的影响,研究棉花蕾期的抗冷响应规律,筛选棉花蕾期耐冷性相关的指标,为耐冷资源鉴定、耐冷棉花品种选育提供依据。【方法】 于棉花蕾期设置3个低温梯度：T₁（20℃/15℃,昼/夜）、T₂（15℃/10℃）、T₃（10℃/5℃）和对CK（28℃/20℃）处理。【结果】 蕾期棉花在低温胁迫条件叶绿素荧光参数Fv、Fm 、Fv/F₀、qP、SPAD下降,NPQ、F₀上升。而Fv/Fm在20℃/15℃以上低温和15℃/10℃低温初期升高;10℃/5℃以下低温和15℃/10℃低温后期下降。【结论】 可根据蕾期棉花的Fm、F₀等荧光参数来判断其受到的低温胁迫程度。     

蕾期低温胁迫对棉花光合特性的影响

【目的】分析蕾期不同低温胁迫对不同棉花品种的光合特性的影响,研究响应规律,筛选蕾期棉花耐冷性相关的光合指标,为耐冷资源鉴定、耐冷棉花品种选育提供依据和技术指导。【方法】材料蕾期设3个低温梯度: T₁(20/15℃,昼/夜)、T₂(15/10℃)、T₃(10/5℃)和对CK(28/20℃)处理。【结果】蕾期棉花在各低温胁迫条件下净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、气孔限制值(LS)明显下降,细胞间二氧化碳浓度(Ci)随着胁迫强度的提升及胁迫时间的延长总体先降后升;水分利用率(WUE)先升后降。【结论】可根据蕾期棉花的气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、细胞间二氧化碳浓度(Ci)、水分利用率(WUE)来判断其受到的低温胁迫程度。T₁胁迫下蕾期棉花光合速率降低是由气孔限制因素导致;T₂胁迫下蕾期棉花光合速率降低的主要原因先为气孔因素后转为非气孔因素;T₃胁迫下非气孔因素是限制蕾期棉花光合作用的主要因素。低温胁迫对蕾期叶片的光合作用有抑制的作用。胁迫强度越大,对蕾期棉花生长的抑制作用越明显,低温处理的时间持续越长,对蕾期棉花生长的抑制作用越明显。     

棉花枯萎病室内苗期抗病性鉴定方法及评价

【目的】采用优化苗期抗病性鉴定方法及评价,研究陆地棉种质资源对枯萎病尖孢镰刀菌萎蔫专化型(Fusarium oxysporum f.sp.Momordicae)7号生理小种的抗病性,为棉花抗病育种提供基础抗源。【方法】以265份陆地棉为材料,利用伤根灌菌液法于室内进行棉花苗期枯萎病抗性鉴定,以新疆材料军棉1号为感病对照品种,调查记录病级,以相对病情指数作为评价抗性类型指标。【结果】无免疫(I)枯萎病的品种(系),具有高抗(HR)特性的品种(系)5份,抗病(R)特性的品种(系)78份、耐病(T)特性的品种(系)130份、感病(S)特性的品种(系)材料52份,占枯萎病抗性鉴定品种(系)总数的百分比分别为1.9%、29.4%、49.1%和19.6%。【结论】耐枯萎病的品种(系)最多,具抗病性品种(系)次之。     

土壤钾水平对棉花前期生长及光合特性的影响

目的 田间小区下研究不同钾水平对棉花前期生长及光合作用的影响,为棉田钾素管理提供理论支撑。方法 采用随机区组试验设计,设置6个土壤速效钾浓度,k₁(99.77 mg/kg)、k₂(110.90 mg/kg)、k₃(123.48 mg/kg)、k₄(140.13 mg/kg)、k₅(154.43 mg/kg)、k₆(165.77 mg/kg)。于棉花子叶期选择10株测定干物重和全钾含量,苗期和蕾期分别选择10株和5株棉花测定干物重、叶面积、叶片净光合速率、胞间二氧化碳浓度、蒸腾速率、气孔导度、SPAD值、全钾含量。结果 棉花株高和茎粗在苗期的范围分别为5.10~6.37 cm和2.43~3.01 mm,均随土壤速效钾水平增加而增加,而苗期至蕾期的单日增长量差异不显著,分别在0.63和0.12 mm/d。k₆处理的棉株干物重、果枝数、现蕾数、棉花叶面积及叶面积单日增长量均显著高于k₁。在苗期和蕾期,不同土壤钾水平处理间棉花功能叶净光合速率、胞间二氧化碳浓度、蒸腾速率、气孔导度和叶绿素SPAD值均无显著差异,但各处理的棉株全钾含量和主茎叶钾含量均随土壤速效钾水平增加而显著增加。结论 土壤速效钾水平在100~160 mg/kg时,对棉株前期光合特性无显著影响,但高钾(>150 mg/kg)水平处理能够增加棉株叶面积和果枝数以保障产量结构。     

陆地棉品种资源萌发期耐盐性的隶属函数法评价

【目的】研究萌发期盐胁迫条件下,不同陆地棉品种资源之间耐盐性状差异,分析盐胁迫对棉花萌发期相关性状的影响,筛选耐盐能力强品种,为陆地棉耐盐遗传改良提供理论支持。【方法】以188份国内外棉花品种资源为材料,150.0 mmol/L NaCl为胁迫浓度,测定在盐胁迫及对照条件下,188份品种资源的发芽势、发芽率、芽长、芽鲜重等4个指标,利用4个指标相对值分析棉花的耐盐性,采用模糊数学的隶属函数法综合评价188份棉花品种资源。【结果】在150.0 mmol/L(0.8%)NaCl盐浓度下,188份品种资源的发芽势、发芽率、芽长、芽鲜重的相对值存在显著差异。经隶属函数综合评价,筛选出1份高耐盐材料(新陆中22号)、45份耐盐材料(新陆早1号、新陆早21号、苏棉12号等)、120份中耐材料(新陆中21号、新陆中54号、辽棉17号等)、22份敏感材料(春矮早、新陆中42号、云151075等)。【结论】188份陆地棉品种资源材料大部分耐盐性为中耐(占63.8%),筛选得到新陆中22号、新陆早1号、新陆早21号等45份耐盐较强材料为陆地棉耐盐遗传改良的亲本材料。