期刊首页 在线期刊 专题

精选专题

抗旱节水
我国是一个水资源短缺且水资源利用效率相对较低的国家,水资源短缺严重制约了我国农业的发展。本专题筛选《华北农学报》刊载的抗旱节水相关论文,研究领域涉及农艺节水、生物节水、工程节水等。点击相关论文即可打开该文网页并可下载全文。为方便读者引用及分享,每篇文章都包含完整的中英文引文格式(包含国际DOI号)及专有二维码,长按该文二维码即可打开该文网页,同时可以实现移动端分享。感谢您的下载引用及转发分享。
Please wait a minute...
  • 全选
    |
  • 兰巨生, 胡福顺, 张景瑞
    田间测定农作物抗旱性所使用的胁迫敏感指数(1-Yd/Yp)/(1-∑Yd/∑Yp)是所谓抗旱系数Yd/Yp的变型,二者相关系数r=-1.因此,前者并没有改进后者的缺陷.作者以30个冬小麦为材料,经过两年试验,提出了作物抗旱指数的概念,其表达式:品种旱地产量×抗旱系数/供试品种旱地平均产量,使抗旱生理指标的抗旱系数与农艺指标品种旱地产量得到较好的结合,更适合育种工作者应用.
  • 王永丽, 王珏, 杜金哲, 管延安
    采用盆栽控水方法,研究不同生育时期干旱胁迫对谷子物候期、株高、叶片数、顶叶叶面积、穗长、根轮数等农艺性状及产量的影响。结果表明,干旱延迟谷子物候期的出现;拔节期干旱对谷子株高的影响最大;干旱不会引起谷子总叶片数的改变,但对叶片发生时间有一定影响;拔节期干旱和孕穗期干旱使谷子顶叶叶面积减小;干旱抑制谷子根系的生长,但复水后生长迅速恢复。拔节期干旱对谷子农艺性状造成的影响最严重、最持久,干旱胁迫使谷子的产量降低,尤以灌浆期干旱对产量影响最显著。
  • 夏璐, 赵蕊, 王怡针, 金海燕, 吴锡冬, 葛均筑, 臧凤艳, 李子芳, 王金龙
    为了揭示干旱半干旱区夏玉米品种对干旱胁迫的光合生理响应机制,以3个常用夏玉米品种(浚单20、津北288和迪卡667)为研究对象,分别对其实施不同程度的干旱胁迫处理(对照CK,轻度胁迫LD和重度胁迫HD),利用便携式光合作用系统Li-6400测定了叶片净光合速率-光合有效辐射强度响应(Pn-PAR)和净光合速率-细胞间隙二氧化碳浓度响应(A-Ci),并利用便携调制叶绿素荧光仪MINI-PAM测定了叶绿素荧光参数对光合有效辐射强度的响应。结果发现:3个玉米品种,Pn与气孔导度(Gs)随光合有效辐射强度增加的变化规律相似,干旱胁迫程度的增加,Pn-Gs响应关系左移;无论何种处理,Pn下降的同时Ci值不变或升高;重度胁迫(HD)显著降低了3个品种的初始羧化效率(CE)和光合能力(Amax);与对照相比,干旱胁迫(包括LD和HD)降低了浚单20和迪卡667 2个品种的非光化学淬灭系数(qN)和调节性能量耗散的量子产量(Y(NPQ))2个指标的响应,增大了非调节性能量耗散的量子产量(Y(NO))的响应值;仅在重度胁迫(HD)下,津北288的光化学淬灭系数(qP)降低;与对照相比,在轻度胁迫(LD)下,津北288的最大净光合速率(Pmax)和初始量子效率(AQY)有少许提高。相对于其他2个品种,津北288在轻度干旱胁迫条件下可降低qQ,增大Y(NO)来维持高的Pmax和AQY,这些结果不仅表明津北288具有较强的干旱胁迫耐受性,且能为作物耐旱性品系的筛选提供技术参考。
  • 孔照胜, 武云帅, 岳爱琴, 李贵全, 彭永康
    选用12个大豆品种(系),于大豆开花结荚期,分别在正常供水与水分胁迫条件下,研究了与抗旱性有关的4类生理指标,并结合大田试验结果进行了抗旱性综合分析。结果表明,叶片相对含水量(RWC)、相对电导率、净光合速率(Pn)与超氧化物歧化酶(SOD)活性与大豆抗旱性(DC)密切相关,此4项生理指标的隶属函数加权平均值(D值)与抗旱系数的相关系数达极显著水平,表明D值可用于大豆品种的抗旱性评价与分级。对大豆抗旱育种的方法进行了讨论。
  • 谢冰, 向金友, 饶在生, 曹跃强, 唐明, 袁继超, 易蔓
    为研究干旱胁迫对嫁接烤烟生理特性的影响,以KRK26为接穗,KRK26、K326和Anyan 2为砧木,采取盆栽方式,分析了不同处理根系形态、植株形态、抗性生理指标。结果表明,在前期干旱条件下,烟株的叶绿素相对含量(SPAD值)降低,脯氨酸含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性以及过氧化物酶(POD)活性升高。随着干旱胁迫的加剧,嫁接烟株的根系长度、表面积、株高、茎围、节距、LAI等呈降低趋势,Pro含量持续升高;随着生长发育,SPAD值、SOD活性、CAT活性、POD活性则呈现下降趋势,但降幅不同,异根嫁接苗降幅较低。KRK26/Anyan 2受到干旱胁迫的影响小于KRK26/K326、KRK26/KRK26,其中KRK26/KRK26受损最重。通过相关分析,嫁接烤烟形态指标与抗性指标间存在正相关关系。不同嫁接烟株的生长特性对干旱的响应存在明显差异,综合看来,嫁接烟株抗旱能力强弱依次为KRK26/Anyan 2、KRK26/K326、KRK26/KRK26。
  • 代小冬, 杨育峰, 朱灿灿, 鲁晓民, 王春义, 杨晓平, 杨国红, 李君霞
    为了探索谷子萌芽期抗旱性相关指标,筛选抗旱谷子品种,采用PEG渗透剂模拟干旱胁迫,测定萌发抗旱指数、活力抗旱指数、相对发芽势、相对发芽率、相对胚芽长和相对胚根长6个指标,对20个谷子品种进行抗旱性鉴定。结果表明:活力抗旱指数、相对发芽率、相对发芽势、相对胚芽长和相对胚根长与萌发抗旱指数呈极显著正相关(相关系数分别为0.867* *,0.995* *,0.997* *,0.762* *,0.680* *),可以作为谷子萌芽期抗旱性鉴定的指标。其中,相对发芽势和相对发芽率可以作为萌芽期抗旱性鉴定的一级指标;活力抗旱指数可以作为萌芽期抗旱性鉴定的二级指标;相对胚芽长和相对胚根长可以作为萌芽期抗旱性鉴定的三级指标。抗旱性评价结果表明,在20个谷子品种中,长农40、 晋中208、长生08-2、汾选446、复12、保200302、郑12、长生08-1这8个品种的萌发抗旱指数分别为0.917 3,0.920 5,0.865 1,0.869 9,0.836 6,0.831 3,0.843 0,0.979 5,抗旱性较好。
  • 张冠初, 张智猛, 慈敦伟, 丁红, 杨吉顺, 史晓龙, 田家明, 戴良香
    为明确干旱和盐胁迫对花生生长发育及衰老特性的影响,以花生品种花育25为试验材料,采用盆栽试验探究了开花期干旱和盐胁迫对花生叶片中渗透调节物质含量及抗氧化酶活性的影响。结果表明,干旱处理(D)、盐胁迫处理(S)和旱盐共同胁迫处理(DS)均增加了叶片中可溶性蛋白质、可溶性糖、游离氨基酸、脯氨酸、O2·、MDA的含量。S处理和DS处理降低了叶片中SOD、POD、CAT活性,且随着胁迫时间的延长而持续降低;而D处理使叶片中SOD、CAT活性有所提高。复水10 d后,D处理叶片中的可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸、游离氨基酸、O2·、MDA的含量较复水前下降,除可溶性蛋白外,D处理叶片SOD、POD活性和上述指标与CK差异不显著,但DS处理叶片中的SOD、POD、CAT活性、O2·、MDA含量与S处理均差异显著。收获期,D处理单株产量和出仁率与CK差异不显著,但DS处理的单株产量和出仁率与S处理差异显著。分析DAT9的数据得出:干旱和盐胁迫对叶片可溶性糖、可溶性蛋白、游离氨基酸和脯氨酸含量无显著的交互作用,但对SOD、POD、CAT活性和O2·、MDA含量存在显著的交互作用,旱盐互作抑制了SOD、POD、CAT活性,加剧了对植物细胞膜的过氧化作用,MDA含量增加,最终降低了花生产量和出仁率。因此,盐胁迫下种植花生应及时补水,避免开花期干旱,减少盐胁迫、干旱胁迫和旱盐互作对花生的危害。
  • 张振旺, 吴金芝, 黄明, 李友军, 赵凯男, 侯园泉, 赵志明, 杨中帅
    摘要 (809) RichHTML (32) PDF全文 (177)

    为了明确干旱胁迫对不同抗旱性冬小麦灌浆期下午旗叶光合荧光特性和产量的影响,2018—2019年度和2019—2020年度,在防雨棚池栽条件下,以强抗旱性冬小麦品种晋麦47(JM47)和弱抗旱性冬小麦品种偃展4110(YZ4110)为材料,采取测墒补灌的方法,设置重度干旱(W1:播前65% MFC(最大田间持水量)+拔节后45%~55% MFC)、中度干旱(W2:播前75% MFC +拔节后55%~65% MFC)、轻度干旱(W3:播前75% MFC +拔节后65%~75% MFC)、适宜供水(W4:播前75% MFC +拔节后75%~85% MFC)4个处理,测定了灌浆前期、中期和中后期14:00—16:00的旗叶净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)、蒸腾速率(Tr)、瞬时水分利用效率(IWUE)、PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ实际光化学效率(ΦPSⅡ)以及成熟期的产量及其构成因素。结果表明,水分和品种对小麦灌浆期下午的旗叶光合、荧光特性和成熟期的产量均有显著影响。从2 a均值来看,与W4相比,干旱胁迫处理(W1、W2和W3)灌浆期下午的旗叶Pn、Gs和ΦPSⅡ,JM47分别降低2.07%~68.92%,-3.23%~50.00%和-1.89%~30.19%;YZ4110分别降低7.71%~80.19%,11.11%~59.26%和0~73.47%;JM47和YZ4110灌浆中期下午的旗叶Tr分别降低6.30%~32.87%和6.49%~41.74%,灌浆中后期下午旗叶Fv/Fm分别降低1.20%~18.52%和2.50%~30.00%,且上述指标的降幅基本表现为JM47<YZ4110。与YZ4110相比,干旱胁迫处理(W1、W2和W3)JM47灌浆期下午的旗叶Pn、Gs、ΦPSⅡ和Fv/Fm分别提高0.86%~64.89%,8.33%~36.36%,1.96%~184.62%和1.25%~17.86%,JM47的产量分别提高28.91%,8.06%和5.40%。除IWUE外,灌浆期下午旗叶光合荧光参数与产量均显著或极显著相关,但相关系数因品种和灌浆时期而异,JM47以灌浆前期旗叶Tr,灌浆中期旗叶ΦPSⅡ,灌浆中后期Pn、Gs和Fv/Fm的相关系数最大;YZ4110以灌浆前期旗叶Pn、Gs和Tr,灌浆中期旗叶ΦPSⅡ,灌浆中后期旗叶Fv/Fm的相关系数最大。综上,干旱会导致灌浆期下午旗叶光合能力和籽粒产量降低,强抗旱性品种JM47在灌浆期下午能保持较好的旗叶光合荧光特性,可在干旱胁迫下显著提高灌浆中期下午的旗叶ΦPSⅡ和灌浆中后期下午的旗叶Pn、Gs和Fv/Fm,从而提高籽粒产量。

  • 田又升, 范术丽, 庞朝友, 孙国清, 张国丽, 叶春秀, 于航, 马盼盼, 苗领娟, 谢宗铭
    为研究全生育期持续干旱处理对棉花生长发育和最终产量的影响,采用盆栽法,对新陆早19号、新陆早27号和新陆早54号进行轻度和中度干旱胁迫处理,在苗期、蕾期、花铃期和吐絮期测定形态学指标、生理指标和光合作用参数,收获时调查产量构成因素。结果表明:棉花的株高和茎粗随干旱胁迫的加强而下降;活性氧含量和抗氧化酶活性在不同生育期存在较大差异,相关性分析显示,活性氧含量与抗氧化酶活性间存在显著或极显著相关性,说明抗氧化酶活性随活性氧含量有规律变化,以清除体内过多活性氧,防止活性氧伤害;棉花蕾期光合作用随干旱胁迫的加强而降低,吐絮期(除新陆早27号)则随干旱胁迫加强而升高,可能由持续干旱处理使棉花生育后期所处发育阶段不同造成;干旱胁迫降低新陆早27号和新陆早54号的单株产量和纤维长度,轻度干旱胁迫对单铃重的影响较小,甚至起促进作用;棉花花铃期有4项指标与单株产量存在显著相关性,说明花铃期可能是受环境影响最大且决定最终产量的关键时期。
  • 郭昭阳, 殷宇航, 刘钰, 解一桐, 裴玉贺, 宋希云, 赵美爱
    摘要 (787) RichHTML (27) PDF全文 (163)

    干旱胁迫对玉米生长发育造成严重影响,从而导致玉米产量降低。紫色酸性磷酸酶是一种参与植物多种生理生化功能的磷脂酶蛋白,为进一步深入研究紫色酸性磷酸酶家族基因在玉米抗逆过程中的作用,探究了ZmPAP26b基因在干旱胁迫下响应模式,利用实时荧光定量分析模拟干旱条件下不同玉米自交系中的基因相对表达量;从玉米中克隆ZmPAP26b(GenBank:NC_050104.1),并对玉米、拟南芥、水稻、小麦、高粱和二穗短柄草中的PAP基因进行鉴定和生物信息学分析;同时构建原核过表达菌株进行功能验证。结果表明,干旱胁迫下该基因在耐旱材料中表达量下降,干旱敏感材料中表达量上升。该基因CDS全长1 431 bp,编码476个氨基酸。在6个物种中共发现228个PAP基因,系统发育分析发现,共分成4个亚家族。玉米中的19个PAP基因分布在9条染色体上并且具有相似的保守结构域,启动子顺式作用元件分析显示含有响应干旱和激素等元件。原核表达试验发现,含有重组质粒pET28a-ZmPAP26b的菌株在10%PEG-6000和15%PEG-6000模拟干旱胁迫下的生长与空载菌株都受到了抑制。综上所述,推测ZmPAP26b在干旱胁迫下呈负调控模式。

  • 巩巧玲, 冯佰利, 高金锋, 柴岩, 石虎, 周继华
    以4个荞麦品种为材料,采用PEG模拟干旱胁迫方法,研究了干旱胁迫对荞麦幼苗生长发育的影响.结果表明,随着胁迫强度和胁迫时间的延长,叶绿素含量逐渐下降,SOD、POD与CAT活性均表现为先升后降趋势、而MDA含量呈现上升趋势;与其他荞麦品种相比,西农9976具有较高的叶绿素含量,SOD、POD与CAT活性峰值最大,且活性最高值出现时间最晚,后期维持较高的酶活性,同时具有较低的MDA含量.
  • 贾斯淳, 王娜, 郝兴宇, 宗毓铮, 张东升, 李萍
    旨为研究不同时期、不同程度干旱对大豆品种生理的影响,选取2个不同抗旱性的大豆品种,采用盆栽控水试验,分别设置湿润(CK)、持续轻度干旱(T1)、持续中度干旱(T2)、鼓粒期干旱(T3)处理,研究不同生育时期干旱胁迫下大豆抗逆指标及生理特征,探讨大豆响应不同发育期、不同干旱强度的生理机理。结果表明,在干旱条件下,2个大豆品种的叶绿素含量都有所上升,晋大早春2号在前期上升比较明显,鼓粒期晋大早春2号的上升幅度不如晋大74;晋大早春2号在轻度干旱及中度干旱处理的各个发育期MDA含量增加显著,晋大74中度干旱处理的POD活性和MDA含量均显著增加;在分枝期时,晋大74在中度干旱时还原糖含量显著下降,在鼓粒期,晋大早春2号大豆叶片还原糖含量均显著增加,晋大74只有鼓粒期中度干旱处理下还原糖含量显著增加,但在开花期时,晋大早春2号的还原糖含量下降,晋大74的还原糖含量显著增加;2个大豆品种的株高、节数、茎粗在干旱胁迫下均下降,其中,晋大74的株高、茎粗下降更明显。晋大74的综合抗逆能力要高于晋大早春2号,这可能与晋大74在干旱条件下可以通过减少植株高度,从而减少水分消耗,提高其抗旱性有关。
  • 刘丹丹, 万勇善, 刘风珍, 张昆
    Baidu(11)
    以12个抗旱性差异的花生品种为试验材料,于苗期进行正常供水和重度干旱胁迫处理,研究不同抗旱性花生品种对苗期干旱胁迫的生理响应,并分析品种抗旱性与各叶部性状的关系,探讨抗旱机制。结果表明:干旱胁迫下各参试品种的单株生物量明显降低。根据各品种单株生物量的抗旱系数得出,山花11号、如皋西洋生和A596抗旱性强,山花9号、农大818、海花1号、花育20、79266和花17抗旱性中等,蓬莱一窝猴、白沙1016和ICG6848抗旱性弱。花生品种叶部性状与抗旱机制密切相关,根据干旱条件下各叶部性状的变化规律可探讨品种的抗旱机制,山花11号具有较高的光合生产能力和御旱、耐旱性;如皋西洋生具有较好的御旱和避旱性;A596和花17则表现出节水型的抗旱机制;山花9号属于耗水型抗旱机制;海花1号具有较好的耐旱性;花育20和79266表现出避旱性的特征;蓬莱一窝猴和白沙1016具有耗水型御旱的特点;而ICG6848在以上性状的表现上不具有优势。
  • 邓珍, 徐建飞, 段绍光, 刘杰, 卞春松, 庞万福, 金黎平
    为了明确聚乙二醇(PEG-8000)模拟干旱胁迫对马铃薯组培苗的影响,以11 个马铃薯主栽品种的脱毒组培苗为试验材料,研究比较了在固体培养基中分别添加5%,10%,15%,20%的 PEG-8000模拟干旱胁迫和对照处理下(不含PEG-8000)组培苗生长指标的变化,对供试品种组培苗的株高、最大根长、茎鲜质量、根鲜质量、茎干质量、根干质量和植物水分含量共7 个生长指标进行测定和分析。结果表明,随着胁迫处理PEG-8000浓度的增加,所有材料的组培苗表现出受干旱胁迫现象越严重,当固体培养基中PEG-8000浓度为15%时,11个品种间的差异最大,所测的7 个指标值均显著低于对照,是鉴定马铃薯品种组培苗对干旱胁迫反应的最佳浓度。在该胁迫浓度下,供试马铃薯材料的平均相对根鲜质量为26.9%,变异系数为50.6%,是下降幅度和变异系数最大的一个指标,表明根鲜质量更易受到干旱胁迫的影响。利用6 个相对指标值,对11个马铃薯品种的干旱敏感性进行聚类分析,在欧氏距离为40处,11 个马铃薯品种可分为3 类,Ⅰ 类包括坝薯10号、高原7 号、克新1号和晋薯2号;Ⅱ 类包括中薯2号和中薯20号;Ⅲ 类包括中薯3号、大西洋、夏坡蒂、费乌瑞它和疫不加,3 个类群受干旱胁迫的影响逐渐加重。综合聚类分析和植株含水量的结果,筛选到坝薯10号和高原7号2个耐旱品种。
  • 吴姗姗, 徐学欣, 张霞, 盖红梅, 赵长星, 王维华, 石岩, 战园
    为了探寻快速高效筛选冬小麦抗旱品种的方法,给冬小麦抗旱品种筛选提供参考依据,以烟农999、泰麦1918、济麦22号、济麦23号、泰山27和师栾02-1 6个冬小麦品种为供试材料,设置正常水分处理(土壤相对含水量75%)、轻微干旱处理(土壤相对含水量55%)和中度干旱处理(土壤相对含水量40%),研究了苗期叶绿素荧光参数、生物量、根冠比、SPAD、超氧化物歧化酶(SOD)活性和丙二醛(MDA)含量及其之间相关关系。结果表明:与其他冬小麦品种相比,干旱胁迫下,泰麦1918的抗旱系数(DTC)最大,根冠比降低程度最小,SPAD值、光系统Ⅱ最大光合效率(Fv/Fm)、光系统Ⅱ实际光合效率(φPSⅡ)和相对电子传递速率(ETR)的降低程度最小,SOD活性的降低程度最小,非光化学淬灭(NPQ)升高程度最大,丙二醛含量升高程度最小。6个供试冬小麦品种的抗旱性强弱依次为泰麦1918 > 烟农999 > 济麦22号 > 济麦23号 > 泰山27 > 师栾02-1。通过相关性分析发现,叶绿素荧光参数与抗旱系数、SOD活性以及MDA含量的相关性均达到极显著水平。综上,供试材料中泰麦1918的抗旱性最强,叶绿素荧光参数可作为在苗期筛选冬小麦抗旱性品种的重要依据。
  • 吕亮杰, 刘少兴, 陈希勇, 赵爱菊, 孙丽静, 李辉
    为了解干旱对不同类型小麦籽粒灌浆期糖类、淀粉、蛋白质和微量元素的动态规律,明确干旱对营养物质在高产小麦、优质小麦和节水小麦灌浆过程中的差异,以黄淮北片麦区的小麦品种冀麦325、冀麦418、冀麦323为试验材料。选取同一天抽穗、开花的植株进行标记,于花后7~31 d每6 d取各品种籽粒样本,研究了灌浆期间干旱对籽粒中可溶性总糖、蔗糖、葡萄糖、果糖、蛋白质、Fe、Zn、Mn、Cu含量、直链和支链淀粉积累量、淀粉积累速率及淀粉合成关键酶活性的影响。结果表明,在灌浆过程中,干旱胁迫显著降低了小麦籽粒蔗糖和葡萄糖的含量,对果糖含量的影响相对较小,高产品种冀麦325的蔗糖和果糖受干旱影响较小。干旱胁迫降低了小麦籽粒支链淀粉和总淀粉含量,对直链淀粉含量的影响相对较小。干旱胁迫对高产品种和优质品种淀粉含量的影响明显大于耐旱品种冀麦418。干旱胁迫在灌浆初期和中期提高了淀粉合成酶的活性,中后期活性较灌溉对照迅速下降。随籽粒灌浆的进行,4种微量矿质元素的含量呈下降趋势,在小麦籽粒中的表现为Mg > Fe > Zn > Mn。冀麦325籽粒的Fe、Zn和Mg积累量较高。研究干旱条件下不同类型小麦籽粒灌浆过程中营养物质积累差异,为优化栽培措施,实现专用小麦优质、高产、节水提供理论数据和参考依据。
  • 王聚辉, 程子祥, 修文雯, 蒋迁, 谢瑞芝, 张凤路
    为了研究玉米茎叶夹角与根系入土角度的关系,于2013-2014年在河北农业大学试验站进行了研究工作.采用我国1950年以来6个主要推广品种为试材(1950年的白鹤、 1967年的吉单101、1972年的中单2号、1998年的掖单13、2000年郑单958和2004年先玉335),采用测渗仪培养方法系统研究了在充足灌水条件下不同品种玉米的叶面积发育动态、果穗性状及产量情况,在收获期测定了各品种的不同根层的根系入土角度.研究认为,随着品种的不断更替,玉米的叶面积变化不大,但玉米籽粒产量不断提高,单株产量由1950年品种白鹤的82.5 g升高到2004年先玉335的149.4 g;叶片与主茎的平均夹角逐渐缩小,由最大的平均叶片夹角45°降为26°不同根层根系的平均下扎角度也逐渐减小,由最大的根系平均入土角度56°降为33.8°.植株的茎叶夹角与根系的入土角度间呈高度的正相关.玉米地上地下构型的改变有利于提高大田玉米种植密度,并增加根系对深层土壤水分和养分的吸收.对指导玉米育种和节水高产栽培实践有重要意义.
  • 刘海龙, 郑桂珍, 关军锋, 李广敏
    研究了干旱胁迫下盆栽玉米叶片含水量、根系活力和质膜透性的变化,结果表明:干旱胁迫下,玉米叶片相对含水量下降,叶片及根系质膜透性上升,根系活力下降;并且,下部幼根的质膜透性比上部老根上升快,同时其活力下降也快于上部老根.
  • 包秀霞, 廉勇, 慕宗杰, 张欢

    为明确内蒙古草原多根葱的抗旱性及抗旱机制。采用盆栽控水法,设置最大田间持水量的75%为对照(CK),25%土壤相对含水量干旱胁迫30 d为处理,在干旱胁迫下对不同来源多根葱根系形态、生理特性及叶片光合特征进行分析。结果表明,四子王旗多根葱在干旱胁迫下与赤峰、鄂尔多斯相比,保持相对较高的根系表面积、根系体积和直径为0~0.5 mm的根长,根系生长受到干旱胁迫的影响相对较小,叶绿体在干旱胁迫下的稳定性相对较好,抗旱性较强;干旱胁迫显著降低了赤峰、鄂尔多斯多根葱地上生物量、地下生物量和总生物量(P<0.05),但对四子王旗多根葱无显著影响(P>0.05)。干旱胁迫处理下多根葱叶片光合速率、蒸腾速率、气孔导度、胞间CO2浓度和相对含水量显著下降,叶片细胞质膜相对透性显著上升;干旱胁迫促进了多根葱叶片气孔关闭,降低了蒸腾,减少水分的散失。不同样地多根葱根系特征、相对含水量、叶绿素和光合特性在相同处理下存在一定的差异;四子王旗多根葱受干旱胁迫的影响相对较小,耐旱性较强。

  • 叶亚琼, 栗孟飞, 刘媛, 陈菁菁, 杨德龙, 胡亮亮, 吕婷婷, 焦东利, 柴守玺
    为探讨小麦株高(PH)分子数量性状遗传及其 QTL 与水分环境互作关系,以冬小麦重组近交系群体(RIL)(陇鉴 19(耐旱)×Q9086(水分敏感))120 个株系为试验材料,采用条件复合区间作图法对 4 个环境不同水分条件下株高进行 QTL 定位分析。结果表明,小麦 RIL 群体株高对水分环境反应敏感,群体中各株系呈现广泛变异和超亲分离,属于微效多基因控制的复杂数量性状,易受水分环境影响。共检测到 19个和 45对控制株高的加性 QTL(A-QTL)和上位性QTL(AA-QTL),分布在除3D 以外的其他 20条染色体上。这些 A-QTL 和 AA-QTL 表达通过正向或负向调控影响株高表型变异, 贡献率分别为0.47%~7.14%和0.34%~2.93%。发现了 2 个多环境均能稳定表达的 A- QTL(Qph.acs-5A.1 Qph.acs-7A.1),以及 2 个 A-QTL 热点区域(Xbarc1072~XBarc167(2B)和Xksum253~Xbarc164(5B))。 所检测到的 A-QTL 和 AA-QTL 与干旱胁迫环境互作普遍负向调控株高表型。加性效应和上位性效应是决定小麦株高的主要遗传因子。在干旱胁迫条件下,这种遗传主效应均不同程度降低株高表型。可为小麦抗旱遗传改良和分子标记辅助选择育种奠定理论基础。
  • 郝曜山, 张欢欢, 杜建中, 王亦学, 孙毅
    类受体激酶基因OsSIK1具有通过激活抗氧化系统,增强水稻对于干旱和盐胁迫抗性的作用。为了丰富可利用的作物抗旱基因,获得具有较高抗旱水平的玉米新种质,通过超声波辅助花粉介导法,将水稻类受体激酶基因OsSIK1导入玉米自交系郑58中,并对转化株进行卡那霉素筛选及T1、T2、T3的PCR及Southern Blotting杂交等分子检测,获得转化植株并在T3获得转基因纯合株系。对T3转基因玉米和非转基因玉米对照以16.1%的PEG模拟水分胁迫进行抗旱性分析。结果表明,与对照相比,在水分胁迫处理下,转基因玉米株系叶片相对含水量提高了7.4%~19.8%,叶绿素含量提高了11.3%~106.9%,SOD活性上升45.8%~93.4%,而转基因玉米叶片的相对电导率下降了35.4%~58.1%,MDA含量下降了25.7%~50.4%,说明转OsSIK1基因玉米植株抗旱性得到提高,其中,5个转化株系与对照在抗旱性方面有显著差异,且生长状况明显优于对照。综上所述,研究最终获得5个转OsSIK1基因玉米株系,并证明导入水稻OsSIK1基因可以提高玉米植株的抗旱性。
  • 程秋博, 李孝东, 孔凡磊, 张頔, 王兴龙, 郭翔, 袁继超
    为探究籽粒大小与播种深度对玉米出苗及幼苗生长的影响,确定西南丘陵地区夏玉米机播的适宜籽粒大小与播种深度。采用裂区试验设计,以正红505为试验材料,3个籽粒大小为主处理,3个播种深度(2,6,10 cm)为副处理,在大田干旱条件下调查了玉米的出苗率、幼苗素质、产量及产量构成。结果表明,大粒种比小粒种出苗率高,出苗后长势旺,干物质积累量增加,幼苗健壮,抗旱性增强,最终产量更高;浅播(2 cm)利于出苗,刚出苗时以6 cm播深的幼苗长势最好,之后10 cm播深的幼苗生长逐渐旺盛,至五叶期(大、中粒种)-七叶期(小粒种)时超过浅播处理,最终也表现出一定的增产效果。因此,在旱地、旱季玉米生产中,选较大粒播种,适当深播,可以有效地培育壮苗、提高植株抗旱性,达到保产增收的目的。
  • 王茅雁, 邵世勤, 张建华, 耿庆汉
    在PEG诱导的水分胁迫下,SOD活力在不同抗旱性的玉米品种或杂交组合中均呈现下降─回升─下降的变化趋势;CAT活力在抗旱性强的品种中先升(或基本不变)后降,而在抗旱性弱的品种中一直降低;POD活力在所有品种均呈明显降低。同时,叶片质膜透性增大,叶绿体和线粒体超微结构受损,抗旱性强的品种受损程度较轻。SOD和CAT活力与质膜、叶绿体和线粒体膜系统结构的损伤程度呈负相关,与品种抗旱性呈正相关,可作为玉米抗旱鉴定的生化指标;而POD活力与上述膜系统的损伤程度及品种抗旱性相关不大。
  • 谢鑫, 孙宁, 魏凤菊
    CDPKs是植物细胞内一类重要的钙感受器,拟南芥CPK10属于CDPK家族成员。为研究CPK10及与其同源性较高的CPK30是否共同参与逆境响应。首先构建了cpk10×cpk30双突变体,然后进行多种逆境下的生理表现检测,并利用RT-PCR方法分析2个基因的表达情况。结果显示,模拟干旱、盐、ABA处理拟南芥幼苗后,双突变体与野生型无差异;成苗期双突变体与单突变体对干旱敏感程度类似。转录水平检测到,在干旱胁迫时双突变体中RD29A的表达与野生型及单突变体趋势相反,呈下降趋势;响应ABA的OST1在双突变体中受干旱诱导后0.5 h明显表达上调。成功获得了cpk10×cpk30双突变体,由生理表型和表达分析结果推测CPK10CPK30可能共同参与了依赖ABA的干旱逆境信号转导过程,且二者之间存在功能冗余。
  • 刘义杰, 陈四龙, 程增书, 王瑾, 宋亚辉, 郝军会, 张朋娟, 李玉荣
    为了明确花生AhPLDα基因在响应干旱胁迫信号传导中的功能和作用机制,以ABA处理的冀花4号花生叶片cDNA为模板,用RT-PCR方法扩增AhPLDα1AhPLDα2的全长CDS片段,采用酶切-连接的方法分别将这2个基因定向克隆到植物表达载体pBar-F3上,冻融法将重组子转入根癌农杆菌GV3101,利用改良Floral-dip法将过表达质粒转入拟南芥。菌落PCR和酶切结果表明,CaMV35S启动子驱动的过表达载体重组质粒pBar-AhPLDα构建正确。通过RT-PCR和qRT-PCR验证,表明AhPLDα1AhPLDα2基因整合到拟南芥基因组中并能过量表达,获得了阳性转基因纯合株系。干旱胁迫试验表明,转基因植株的耐旱性较野生型明显增强。可见,AhPLDα基因参与了干旱胁迫应答过程,是转基因途径提高作物耐旱性的潜在候选基因。
  • 崔蓉, 王天野, 王呈玉, 李锦秀, 张欣宇, 刘淑霞
    旨在探究不同干旱胁迫程度对东北半干旱地区玉米生长性状及产量的影响,为深入研究玉米抗旱的生理机制奠定理论基础。采用抗旱棚微区试验,选用3种不同耐旱程度的玉米品种,于玉米拔节期、抽雄期及灌浆期分别设置正常供水(CK)、轻旱(LS)、中旱(MS)、重旱(SS)及持续干旱处理(S)5个水分梯度,综合性分析不同干旱胁迫程度对3个玉米品种生长性状及产量相关指标的影响。随干旱程度的不断加重,玉米株高、穗位及干物质量逐渐降低,茎粗随干旱程度的增加无明显差异,其中金庆707玉米品种株高、穗位及干物质积累量最高,嫩单19及富单16次之。玉米于抽雄期干旱胁迫时果穗性状变化最明显,且重旱下玉米产量最低,持续干旱无产量。同一干旱程度下玉米品种耐旱性越差,减产越大,玉米品种产量大小具体表现为金庆707>嫩单19>富单16。采用多个指标进行综合性分析得出,玉米抽雄期为玉米需水关键期,较易受到干旱胁迫的影响,同时指出抽雄期干旱胁迫亦或干旱胁迫程度严重是最终导致玉米产量降低的主要因素。
  • 曹丽茹, 马晨晨, 庞芸芸, 叶飞宇, 王振华, 鲁晓民
    摘要 (616) RichHTML (23) PDF全文 (196)

    bZIP转录因子广泛存在于植物中,在调节植物生长发育和非生物胁迫应答中起着重要作用。为探究bZIP转录因子在玉米干旱胁迫响应中的功能,在玉米苗期干旱胁迫处理5 d和复水3 d时,利用转录组测序技术对转录因子基因的表达变化进行分析,筛选到一个响应干旱和复水处理的bZIP转录因子(ZmbZIP26),共表达网络分析发现,ZmbZIP26处于网络调节的核心节点位置。ZmbZIP26基因含有558 bp的开放阅读框,编码185个氨基酸,属于亲水性蛋白。蛋白质进化树及保守序列分析发现,ZmbZIP26蛋白与高粱和芒草同源蛋白的同源性较高,而且在同一氨基酸位置上的保守基序相同。启动子顺式作用元件分析表明,ATG上游2 000 bp区域内含有干旱响应元件、激素响应元件和光响应元件等。qRT-PCR分析发现,ZmbZIP26是组成型表达基因,在幼茎、雌穗和根中高表达,且ZmbZIP26基因积极响应干旱、高温、高盐、氮胁迫及恢复正常的过程,可能在植物的抗逆过程中发挥着重要作用。亚细胞定位分析发现,ZmbZIP26属于核蛋白,定位在细胞核上。蛋白质互作预测发现,ZmbZIP26可能与锌指蛋白、丝氨酸蛋白、钙依赖性蛋白、谷胱甘肽转移蛋白等互作构建了一张调控网络,协同调控玉米生长发育和胁迫应答过程。

  • 摆小蓉, 闵炜芳, 石亚飞, 舍杨梦斐, 田浩天, 罗成科

    为揭示萌发期不同水稻的抗旱性机理,以水稻旱敏感材料(Calrose、京宁10号、山形86)和抗旱性材料(Farry、松粳3号、宁粳36)为研究对象,开展了模拟干旱胁迫(15% PEG-6000)对不同水稻萌发种子生长指标、生理指标及相应基因表达量的影响研究。结果表明:正常条件下,旱敏感和抗旱性材料萌发种子各生长指标、抗逆相关基因表达量之间无显著差异;但生理指标有明显变化,表现为不同材料间超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性、可溶性糖(SS)和过氧化氢(H2O2)含量无显著差异,旱敏感性材料山形86的丙二醛(MDA)、超氧阴离子($\mathrm{O}_{2}^{\bar{.}}$)含量显著高于其他材料;抗旱性材料宁粳36的过氧化氢酶(CAT)活性、脯氨酸(Pro)、可溶性蛋白(SP)含量显著高于其他材料。干旱胁迫下,相比于旱敏感性材料,抗旱性材料萌发种子的相对发芽势(RGP)、相对芽长(RSL)、萌发期抗旱指数(GDRI)和活力指数(VI)分别增加了0.03~0.07百分点,0.32~0.39百分点,0.12~0.18百分点和92.41%~108.39%;抗旱性材料萌发种子中MDA和活性氧($\mathrm{O}_{2}^{\bar{.}}$、H2O2)含量分别降低了2.54%~61.64%,19.60%~46.30%和35.61%~62.02%;渗透调节物质(Pro、SS、SP)含量分别增加了5.93%~18.29%,1.08%~7.97%和3.47%~6.03%;抗氧化酶(SOD、POD、CAT)活性分别提高17.29%~33.12%,15.24%~76.06%和14.68%~18.61%;脯氨酸合成关键基因OsP5CS、抗氧化酶合成基因(OsALM1、OsPOX1、OsCATC)的相对表达量分别上调了2.66%~182.31%,57.14%~513.27%,0.38%~109.06%和63.39%~184.25%。综合分析表明,干旱胁迫抑制了水稻种子的萌发,影响了萌发期种子中的生理特性及其相应基因的表达。干旱胁迫下,无论是抗旱性材料还是旱敏感性材料,活力指数(VI)、过氧化物酶(POD)以及过氧化物酶合成基因(OsPOX1)是影响水稻种子萌发的关键指标。除以上指标外,可溶性蛋白(SP)、脯氨酸合成基因(OsP5CS)、过氧化氢酶基因(OsCATC)是影响抗旱性材料的其他关键指标,相对芽长(RSL)、过氧化氢(H2O2)、超氧化物歧化酶基因(OsALM1)是影响旱敏感性材料的其他关键指标。

  • 彭廷, 文慧丽, 赵亚帆, 王博博, 金玉蔓, 孙红正, 赵全志
    为鉴定水稻盐和干旱胁迫下相关miRNA及其响应规律,以三叶一心水稻幼苗为材料,采用实时定量PCR的方法研究了盐 (NaCl) 和干旱胁迫(PEG)0,3,6,12,24,48 h后10个miRNA及其靶基因的响应。结果表明,miRNA在盐和干旱胁迫下均存在时序性和组织特异性表达。盐胁迫处理下随处理时间的增加,miR156、miR164、miR167、miR169、miR171在根部的表达量呈上调趋势,miR159、miR160、miR319、miR398、miR1848在处理后3 h呈下调趋势,而后呈上调趋势;且在处理后3 h或6 h时所有miRNA均在地上部的表达量均最低。干旱胁迫处理后,根部miRNA随处理时间的增加基本表现为下降趋势;地上部随处理时间的延长,miR156、miR159、miR160、miR171的表达量呈先下降后维持在较低水平,而miR164、miR167、miR169、miR319、miR398、miR1848的表达量呈下调的趋势。miRNA靶基因的表达也存在明显的组织特异性和时序性,且仅少数miRNA与其靶基因的表达量呈负相关关系,证明miRNA通过调节其靶基因参与植物逆境响应及其调控网络的复杂性。
  • 郭瑞盼, 辛泽毓, 王志强, 郭晓阳, 张丽婷, 王俊哲, 林同保
    Baidu(12)
    为了研究干旱胁迫下,小麦非结构性碳水化合物的改变率与干旱敏感系数的相关性。利用室内水培的方法,以6个抗旱性不同的小麦品种为试验材料,设置15% PEG和20% PEG 2个胁迫水平,以不添加PEG的正常营养液为对照,系统研究了不同干旱胁迫条件下小麦叶片和根系中主要非结构性碳水化合物含量的变化规律。结果表明,干旱胁迫明显降低了各小麦品种干物质量,6个小麦品种在不同干旱水平下的抗旱性均表现为晋麦47 > 矮抗58 > 周麦22 > 洛旱6号 > 郑麦9023 > 西农979;干旱胁迫下6个小麦品种叶片和根系中可溶性总糖、蔗糖、果糖、葡萄糖含量均随着干旱时间的增加呈先增加后降低的趋势,而淀粉和果聚糖含量则呈降低的趋势,复水后各非结构性碳水化合物含量逐渐恢复到对照水平;6个小麦品种中,干旱敏感性越高的品种,在干旱胁迫下其组织中各非结构性碳水化合物含量的改变率越小;干旱敏感系数与干旱胁迫下各非结构性碳水化合物含量的改变率均呈负相关性,其中可溶性总糖、果糖、淀粉、果聚糖含量在干旱胁迫下的改变率与干旱敏感系数的相关性达到显著水平。在干旱胁迫下,淀粉与果聚糖的水解对提高小麦抗旱性有重要作用。
  • 何道文, 刘小红, 赵欢, 张咏祀
    为了获得一个优良的玉米抗旱育种基因资源,借助于生物信息学手段和分子生物学实验操作技术,从木棉植物中获得了一个编码海藻糖-6-磷酸合成酶的抗旱基因序列。根据玉米对密码子使用的偏爱性,合成了1个可用于玉米转化并提高其耐旱性的新的海藻糖-6-磷酸合成酶基因,进一步通过DNA分子的酶切和连接等操作将该基因构建成表达质粒,再导入大肠杆菌和酵母细胞以鉴定其是否能在原核和真核细胞中表达。最后该基因被构建到植物表达载体上,并转入农杆菌细胞。结果表明,新合成基因全长为2 586 bp,包含完整的开放阅读框,编码861个氨基酸;构建出的原核和真核表达质粒与预期的结果相符,该基因可用于细胞转化试验;该新合成基因能在大肠杆菌和酵母细胞中有效表达出海藻糖-6-磷酸合成酶;该基因被成功构建到植物表达载体pCAMBIA-2300上,并转入了农杆菌细胞LBA4404工程菌株。综合上述结果认为,获得了1个新的海藻糖-6-磷酸合成酶基因,该基因能在原核和真核细胞中有效表达出海藻糖-6-磷酸合成酶,构建的植物基因表达质粒可以直接用于玉米抗旱转基因育种。
  • 宋世佳, 任晓利, 魏志敏, 崔纪菡, 刘猛, 赵宇, 刘斐, 南春梅, 夏雪岩, 李顺国
    Baidu(2)
    为了探索地膜覆盖技术对谷子生长发育及产量的影响,明确地膜增产机理,为夏谷区节水栽培提供技术支持。试验于2015年在石家庄栾城郄马试验站进行,采用裂区试验设计,主区为覆膜方式(不覆膜和覆膜),副区为品种(冀谷19、冀谷36和冀谷38),测定了不同处理谷子抽穗期植株形态特征、旗叶SPAD值、旗叶净光合速率、产量及其构成,并对各指标进行了相关性分析。结果表明:覆膜与不覆膜相比,谷子顶三叶叶面积增加了12.83~26.36 cm2,叶绿素SPAD值增加了8.2%~17.1%,净光合速率增加了34.9%~44.5%,产量增加7.3%~10.8%。各品种间产量表现为冀谷36显著高于冀谷19和冀谷38,覆膜显著提高了谷子产量,以冀谷38提高得最多。与产量显著正相关的是倒二叶叶面积、旗叶净光合速率、顶三叶叶面积和;倒一叶(旗叶)叶面积与单穗粒重及穗长显著正相关。因此,覆膜技术通过提高抽穗期顶部叶片特别是旗叶的生长及生理状况,进而影响穗部的发育,最终影响谷子产量。
  • 肖万欣, 王延波, 赵海岩, 刘晶, 常程, 史磊, 汪经宏
    Baidu(3)
    通过筛选抗旱玉米品种和抗旱评价指标,进而对其进行生理生化研究,最终实现干旱半干旱地区玉米抗旱节水,是研究玉米高产高效的重要课题。采用盆栽试验方法,选用辽宁省近几年最新选育的12个玉米杂交种,在水分胁迫条件下,对苗期、抽雄吐丝期和灌浆期玉米形态和光合生理等性状特征进行了研究和分析,找出了不同时期水分胁迫下光合抗旱指数与产量抗旱指数的相关性,筛选出了抗旱性较强的玉米品种。结果如下:苗期水分胁迫缩短了58% 供试品种抽雄至散粉期时间,延长了83%供试品种的ASI,而铁研120在水分胁迫处理后ASI比对照短,且和其他品种相比,该品种苗期叶片叶绿素含量较高。相关分析表明,灌浆期水分胁迫处理,光合抗旱指数与产量均呈正相关关系,其中,蒸腾速率抗旱指数与产量抗旱指数相关性较强。不同水分胁迫时期的产量抗旱等级划分结果显示,铁研120和铁研58综合抗旱性较强,在苗期、抽雄吐丝期和灌浆期受到水分胁迫,在籽粒成熟期均能获得较高产量。
  • 孙晓波, 贾新平, 梁丽建, 邓衍明
    为了研究毕氏海蓬子中水通道蛋白基因的功能,利用RACE技术克隆了毕氏海蓬子经盐诱导后差异表达的水通道蛋白基因SbPIP1 ,并利用生物学软件对其编码的氨基酸序列进行了分析.进一步构建SbPIP1 基因的植物高效表达载体pcAMBIA2301-SbPIP1 ,利用农杆菌介导法转化烟草NC89,通过Kan抗性、PCR及半定量RT-PCR筛选鉴定阳性转基因苗;对转基因烟草进行抗旱性分析,同时测定转基因烟草叶片原生质体在低渗溶液中破裂所需时间,以及在不同浓度PEG6000处理后转基因烟草叶片的相对含水量(RWC)、离子外渗率(IL)、丙二醛(MDA)含量和脯氨酸含量,研究毕式海蓬子SbPIP1 基因的功能,分析转基因烟草的抗旱生理机制.结果表明,从毕氏海蓬子克隆的SbPIP1 基因(GenBank 登录号:DQ451602)cDNA 全长1 268 bp,开放阅读框长度为858 bp,共编码285个氨基酸.生物信息学分析显示,SbPIP1 编码的蛋白包含6个跨膜区、2 个NPA(Asn-Pro-Ala)单元和2个典型的质膜信号肽序列.通过Kan抗性、PCR及半定量RT-PCR鉴定筛选,最终获得10个株系转基因烟草苗.转基因植株的抗旱性与对照相比明显提高.转基因烟草叶片原生质体在低渗溶液中的破裂时间明显短于对照烟草.在不同浓度PEG6000处理下,随着处理浓度的提高,转基因烟草和对照烟草叶片RWC均呈现逐渐下降趋势;但在相同浓度处理下,转基因烟草植株叶片的RWC与对照植株相比,下降幅度较小,具有较强的抗脱水能力.转基因烟草和对照烟草叶片MDA和IL随着PEG处理浓度的提高均呈现逐渐上升趋势,但转基因烟草MDA和IL增加幅度明显小于对照植株.转基因烟草和对照烟草叶片中脯氨酸含量随着PEG处理浓度的提高也呈现逐渐上升趋势,但与对照相比,转基因烟草植株叶片中脯氨酸含量增加的更快.
  • 吕兆勇, 赵春梅, 薛仁镐
    Baidu(5)
    为了研究葡萄抗逆基因(CAN70200.1)的表达特性,采用PCR技术从葡萄中克隆了CAN70200.1基因上游一段长度为1354 bp的启动子片段,命名为PCAN。采用PlantCARE和PLACE启动子在线预测工具分析表明,PCAN启动子序列具有CAAT-box、TATA-box基本的顺式作用元件和一些参与非生物胁迫、光和植物激素应答相关的顺式作用元件。为验证启动子的表达特性,将PCAN启动子连接到pCAMBIA1391Z载体GUS基因的上游,构建成植物表达载体p1391Z-CAN,并通过农杆菌介导法转化烟草,经PCR鉴定,获得转基因植株。对转基因烟草植株进行逆境胁迫处理发现,在干旱处理120 min后,PCAN启动子活性达到最强;而4℃低温处理30~60 min时,PCAN启动子活性达到最强,表明PCAN启动子具有低温和干旱胁迫诱导表达特性。
  • 葛风伟, 江一, 赵惠新
    水孔蛋白是位于质膜和液泡膜等生物膜上主要负责水分跨膜运输的通道蛋白。为了分析甘蓝型油菜种子萌发过程水分调控的分子机制,采用RT-PCR法从甘蓝型油菜种子中克隆了液泡膜内在蛋白(Tonop last intrinsic proteins,TIPs)TIP4;1基因片段序列,并对甘蓝型油菜种子TIP4;1基因在种子萌发过程及干旱、低温和盐胁迫下的表达进行了qRT-PCR(Quantitative Real-time PCR)分析。结果表明,TIP4;1基因在干种子中表达水平很低,但是在种子萌发过程中表达量增加。此外,在干旱、低温及盐的胁迫处理下,TIP4;1基因的表达上调,结果暗示着该基因可能参与了甘蓝型油菜种子萌发和逆境响应过程。随着研究的深入,水孔蛋白的水分调控机制将进一步被揭示,这对于解决干旱胁迫和盐胁迫等实际问题具有重大现实意义。
  • 程继东, 安玉麟, 孙瑞芬
    以含有P5CS的重组质粒pBIP5CS-F129A为模板,通过PCR的方法获得了目的基因P5CS(1905 bp)并将其克隆到pBS-T载体上。利用限制性核酸内切酶BamHⅠ和SalⅠ将P5CS基因从克隆载体上消化下来,定向插入到无GUS基因植物表达载体pCHF3的CaMV35S启动子和NOS终止子之间。通过冻融法将此表达载体导入农杆菌LBA0中,经PCR鉴定表明,P5CS基因植物表达双元载体构建成功。
  • 吕丽华, 王勤, 张经廷, 马贞玉, 梁双波, 贾秀领
    Baidu(1)
    以漫灌方式为对照,研究了井渠结合灌区微灌不同灌水量对冬小麦产量形成及耗水特征的影响,为该区节水技术的应用提供技术支撑。设置了4个微灌处理(灌水量分别为90,135,180,225 mm)和1个漫灌对照处理。结果表明,在该年型下微灌总灌水量180 mm即可达到小麦高产,在该灌水量下穗数较高,穗粒数和千粒质量适中;漫灌对照处理灌水量虽多,但产量并无优势。耗水量随灌溉量的增加而增加,尤其是灌水量超过135 mm后耗水量增幅明显,并且灌水量超过180 mm,其水分利用效率明显下降。灌水量达到180 mm即可得到较高的叶面积指数,并且在该灌水量范围内作物生长较快,干物质积累量较高。较少或较多的灌溉量均不利于得到较高的倒三叶SPAD值,灌水135~180 mm叶片持绿性较好。可见,该年型微灌灌水量宜控制在180 mm以内,在该灌水量内产量较高,灌水量较对照却减少148 mm,耗水量减少123 mm,水分利用效率大幅提高。
  • 李卫涛, 陈秋芳, 押辉远, 谷运红
    采用IRAP分子标记方法,设计引物对36份小麦材料进行PCR扩增,得到多态性丰富的指纹图谱,并进行聚类分析。结果显示:扩增出清晰稳定条带246条,片段大小多集中在250~2 000 bp,多态性位点总计13个,各个品种扩增的位点数为0~12个,聚类分析结果能够反映36份小麦材料抗性有无以及强弱关系,表明IRAP分子标记适合应用于小麦抗旱品种筛选的研究分析。
  • 马野, 原换换, 裴新涌, 冉午玲, 樊晓聪, 郑博元, 毛俊, 杨青华, 邵瑞鑫
    Baidu(1)
    为了揭示干旱胁迫下外源油菜素内酯对玉米幼苗光合作用的保护机制,采用溶液培养的方法,以驻玉309为试验材料,研究外源油菜素内酯(BR)预处理及20% PEG-6000模拟干旱胁迫后玉米幼苗的生长参数、叶绿素含量、光合参数、叶绿素荧光参数及D1蛋白含量的变化。结果表明,与干旱胁迫处理(PEG)相比,BR+PEG处理的玉米苗株高增加45.87%,根长增加20.56%,总干物质积累增加8.01%,叶片相对含水量提高4.50%,叶绿素a含量增加26.32%,光合参数(Pn、Gs、Ci、Tr)分别提高9.57%,38.23%,30.19%,28.12%,光合系统Ⅱ(ΦPSⅡ)活性提高了20.48%,最大光化学效率提高了0.66%,光合系统Ⅱ绝对电子传递速率(ETR(Ⅱ)和相对电子传递速率rETR(Ⅱ))分别提高20.40%和31.02%;D1蛋白含量增加37.34%(P <0.05)。说明在干旱胁迫条件下叶片喷施BR可以改善玉米幼苗的生长发育,减缓光合系统的损伤,促进D1蛋白质的稳定,从而提高玉米幼苗对干旱胁迫的适应性。
  • 徐锋, 杨勇, 谢馥交, 刘铮, 邱德文, 杨秀芬
    本研究发现,稻瘟菌激活蛋白可明显提高丝瓜、番茄等发芽率,促进种子发芽整齐,同时对促进植物幼苗生长、健壮也有明显的作用。处理水稻后,控制稻瘟菌效果达50.68%;抗旱综合指数也从55提高到92。经激活蛋白处理后,植物的纤维素酶和醇脱氢酶活性增强,过氧化氢和脯氨酸的含量提高,这些酶和活性物质在促进植物生长抗逆方面能发挥重要作用。
  • 张红梅, 刘晓庆, 陈华涛, 袁星星, 崔晓艳, 张智民, 黄中文, 陈新
    WRKY转录因子在植物响应非生物胁迫,调控抗逆基因的表达方面具有重要作用。为了解析大豆转录因子GmWRKY58基因在非生物胁迫中的功能,从大豆中克隆了GmWRKY58cDNA全长,推导其编码的氨基酸序列、生理生化特征与进化关系,并研究了其亚细胞定位和在不同组织及非生物胁迫下基因的表达变化。结果表明,GmWRKY58基因cDNA ORF全长为954 bp,编码317个氨基酸。亚细胞定位结果显示,GmWRKY58蛋白质定位于细胞核中。实时荧光定量PCR基因表达分析表明,GmWRKY58在大豆根、茎、叶、花和荚等组织均有表达,根、茎、叶中的表达量明显高于花和荚。在大豆根中,GmWRKY58基因受高盐、干旱、低N和缺Fe等非生物胁迫因子强烈诱导,在高盐胁迫下,基因表达量增加187.4倍;GmWRKY58基因受水杨酸(SA)、低温及低P和低K等诱导轻微,差异表达不显著。由此推测,GmWRKY58转录因子在大豆抗盐、抗旱、低N和缺Fe等非生物胁迫过程中起到重要的调控作用。
  • 张鹏钰, 卫丽, 白田田, 张宝娜, 杨明达, 韩静丽, 关小康, 王同朝
    为探讨河南省小麦品种更替过程中抗旱性演变规律,选用20世纪60年代以来河南省主推的11个小麦品种,在小麦幼苗长至两叶一心期用20% PEG6000(m/V)渗透胁迫处理48,120 h,研究不同品种的生理抗旱特性,采用模糊隶属函数方法计算每个指标的隶属函数值,并对幼苗期抗旱性进行综合评价。结果表明:河南省小麦品种9次更新换代过程中,小麦幼苗期抗旱性逐渐增强。渗透胁迫条件下,各品种叶片相对含水量、叶绿素含量均呈下降趋势,SOD活性和POD活性均呈上升趋势。通过系统聚类分析法对11个品种的抗旱性进行分类,洛旱2号和洛旱12号2个为强抗旱性品种;郑麦9023、豫麦21、豫麦49-198和周麦18为中抗旱性品种;豫麦18、郑麦366和丰产3号为弱抗旱性品种;百农3217和郑引1号为水分敏感型品种。11个小麦品种苗期抗旱性表现为:洛旱2号 > 洛旱12号 > 郑麦9023 > 豫麦21 > 豫麦49-498 > 周麦18 > 豫麦18 > 郑麦366 > 丰产3号 > 百农3217 > 郑引1号。
  • 吴永波, 郝转芳, 王楠, 宋洁, 周跃恒, 柳波娟, 朱汉勇, 邸宏, 王振华, 李新海
    为了发掘更多与玉米雄穗生长发育早期耐旱性相关的转录因子基因,选用耐旱型玉米自交系(DT)铁7922、X178,以及干旱敏感型自交系(DS)吉81162和丹340为试验材料。使用盆栽方法进行育苗,并在一致且适宜的肥水条件下培养至雄穗发育前期,通过人工模拟田间干旱胁迫及正常灌溉的方法对材料进行处理。采用RNA-Seq技术检测玉米雄穗发育早期在受到干旱胁迫后相对于正常灌溉处理而言,耐旱相关转录因子家族基因在转录水平上表达量的变化。结果共发现287个转录因子基因在受到干旱胁迫后相对于正常灌溉呈现差异表达。对差异表达基因进行功能富集和注释结果发现,差异表达基因中具有耐旱调控功能的转录因子基因34个。其中在2个耐旱型材料中共有且表达模式一致的基因6个;在2个干旱敏感型材料中共有且表达模式一致的基因3个;在4个材料中均呈显著差异表达的转录因子基因1个。研究结果为玉米雄穗发育早期耐旱功能转录因子基因发掘和耐旱分子育种提供了基因基础。
  • 曹彩云, 党红凯, 郑春莲, 郭丽, 马俊永, 李科江
    Baidu(4)
    针对低平原区水资源缺乏问题,研究不同降雨年型下不同灌溉模式对小麦的产量、耗水组成、耗水量及水分利用效率等的影响,为水资源高效利用提供依据。试验于2012-2013年和2013-2014年2个小麦生长季进行,采用裂区设计,以春季5个灌溉模式作为主处理(春季灌溉1水-W1、2水-W2、3水-W3和4水-W4,不灌溉作对照-W0),以3个不同类型小麦品种作为副处理(小麦品种衡观35、石4185和衡4399)。研究结果表明:随灌溉量的增加,产量非线性增加,产量受降雨的多少和阶段分配的影响,2年分别以3水模式(少雨年)和4水模式(多雨年)产量最高,但2012-2013年度2水模式和3水模式产量差异不显著;不同品种的水分反应特性不同,石4185的水分反应较敏感,衡观35和衡4399 2个品种相对节水抗旱,且品种的增产潜力大;从水分利用效率看,随灌溉量的增加产量水分利用效率呈先增加再降低趋势,但灌溉水的利用效率下降,而且品种的水分利用效率存在年际差异,衡观35 2年均以2水水分利用效率最高,石4185 2年均以3水的水分利用效率最高,衡4399在2012-2013年以3水的水分利用效率最高,在2014年以1水的水分利用效率最高;耗水量、阶段耗水量和耗水组成受灌水量和降雨分配的影响,灌溉量越大,对土壤水分的消耗比例越小,2年中由于降雨的分配阶段不同,阶段耗水量和耗水组成出现差异。拔节到灌浆初期2012-2013年阶段耗水量高于2013-2014年,主要消耗的分别是土壤水(2012-2013)和降雨(2013-2014)。因此,在缺水的低平原区,采用春灌2水的灌溉模式,既可提高水分的利用效率又兼顾品种的生产潜力,同时又可充分利用自然降水。
  • 包海柱, 徐寿军, 张凤英, 刘志萍, 吕二锁
    为明确大麦抗旱生理性状的发育遗传,在大麦抗旱育种中加以利用。采用ADMP(加性-显性-母本-父本)遗传模型及条件方差分析方法,分析了模拟干旱胁迫下的大麦叶片4种保护性酶(超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽还原酶(GSHR))的发育遗传效应。结果表明,在不同发育阶段4种保护性酶的遗传效应不尽相同,在遗传效应类别、遗传表达量上存在差异;随着生育进程推进,4种保护性酶的条件遗传主效应表现出一定依时空波动和间歇性。在出苗-拔节阶段,以SOD的显性效应强,GSHR的母本效应最强;在拔节-开花阶段,SOD、POD存在较大的加性遗传效应,GSHR存在最大值的父本效应;在开花-灌浆阶段,SOD、POD的加性遗传效应高于相应的显性遗传效应,SOD、CAT被检测到较大的母本遗传效应,GSHR的父本效应最强。根据研究结果可知,在不同生育阶段以保护性酶指标进行抗旱鉴定时,可如下进行:出苗-拔节阶段,对高代材料或亲本而言,适宜测定GSHR;对F1或F2而言,适宜测定SOD。拔节-开花阶段,对高代材料或亲本而言,适宜测定SOD、POD;对F1或F2而言,适宜测定POD。开花-灌浆阶段,对高代材料或亲本而言,适宜测定SOD、POD、CAT、GSHR;对F1或F2而言,适宜测定POD。
  • 张向前, 曹承富, 乔玉强
    为小麦持续节水增产增效提供理论帮助和科学依据,在人工防雨玻璃篷下研究了9种灌水方式(不同灌水时期和灌水量组合)对小麦根系、光合、品质及产量的影响。结果表明,小麦的总根长、总体积、总表面积、平均直径和总根尖数皆以W1处理(全生育期水分充足)最高,拔节期和抽穗期灌水可获得与W1相当的根系性状。小麦冠层叶绿素密度灌1水下以W2(拔节期45 mm)和W3(抽穗期45 mm)灌水处理最高。总灌水量相同,增加灌水次数对小麦光合的影响不大,拔节期和抽穗期灌水组合是灌2水下最佳灌水时期组合。抽穗期灌水与其他生育期灌水处理相比,利于提高蛋白质含量;W1处理的淀粉含量、湿面筋含量和沉降值最高,其次为W2,且二者间的差异不显著。W1的穗数、穗粒数、千粒质量和产量最高,其次为W2,分别比W0(全生育期不灌水)显著增加了3.2%,5.4%,6.1%,15.3%和2.1%,4.3%,5.6%,10.9%,且总灌水量相同,灌1水的增产效果可优于或相当于灌2水和灌3水的效果。相关分析表明,根系总体积、总表面积、平均直径、总根尖数与光合速率、冠层叶绿素密度、千粒质量、产量皆呈显著或极显著正相关关系。研究得出,拔节期和抽穗期灌水最利于小麦根系、光合、品质及产量的改善;灌水总量相同,增加灌水次数的效果不明显。
  • 程继东, 安玉麟, 孙瑞芬, 刘力萍, 张启辰
    不良的环境因子如干旱、盐碱等严重影响着农作物的正常生长发育和产量, 培育高抗性和高产优质的粮食作物, 成为缓解世界粮食安全的有效途径。文章就目前国内外在抗旱、抗盐碱等抗逆基因的类型、作用机理以及相关转基因作物存在的问题进行了综述。
  • 董志强, 贾秀领, 张丽华, 姚艳荣, 申海平, 籍俊杰
    用PEG-6000高渗溶液模拟土壤水分胁迫的方法,比较了培养介质、浸种时间对不同粒质量类型玉米种子发芽率的影响,并采用砂培不浸种方式,研究了黄淮海地区近几年审定的32个玉米杂交种萌发期的抗旱性。结果表明:不同类型的玉米品种,在纸培模式下20%PEG渗透胁迫处理的发芽率均低于或等于25%,远低于砂培模式。砂培模式下,不浸种处理的发芽率总体好于浸种24 h和48 h处理。砂培不浸种方式下,渗透胁迫处理不同程度地降低了32个玉米杂交种种子的发芽率;大多数品种初生根条数低于对照,胚芽长和胚根长均减小,胚芽长比胚根长减小的程度大,胚芽干质量显著降低。
  • 南芝润, 侯磊, 刘霞, 焦雄飞, 焦改丽, 吴慎杰
    培育抗除草剂和抗旱的转基因玉米种质,通过超声波辅助农杆菌介导花粉非组培法将拟南芥抗旱基因AtHDG11导入玉米自交系昌7-2中,获得转基因植株。通过逐代除草剂筛选、分子检测对获得的转基因植株进行检测,获得5株转基因株系。在此基础上,以非转基因自交系昌7-2为对照,对5个转基因株系进行抗旱性鉴测;对苗期和十叶期玉米植株进行干旱胁迫处理,测定转基因植株生理活性物质和光合参数。结果表明,在干旱胁迫条件下,转基因玉米叶片的Pro含量高于非转基因玉米,MDA含量低于非转基因玉米;不论在正常生长条件下还是干旱条件下,转基因株系的光合速率和水分利用率都明显高于对照植株;而转基因株系的蒸腾速率和气孔导度则明显低于对照植株。综合室内与田间的抗旱检测结果表明,超声波辅助农杆菌介导花粉的非组培转基因方法在玉米上是可行的。将拟南芥HDG11基因导入玉米,同样可以有效地提高玉米的抗旱性,为玉米的抗旱育种提供新的种质资源和新的转基因方法。