不同基因型油菜对苗期水分胁迫的生理响应

通过盆栽试验分析了17个不同基因型甘蓝型油菜对苗期水分胁迫的生理响应及抗旱性差异。结果表明,水分胁迫下不同油菜材料9个生理生化指标的抗旱系数（Dc）存在显著差异,其中叶片萎蔫指数（WI）的变异系数和改良潜力最大。17份材料的平均隶属函数值（AS）变幅在0.12～0.94之间。相关分析表明AS与9个生理生化指标达显著或极显著相关,其中相关性最高的是WI和叶绿素含量,而且WI还与其余的8个生理生化指标具有很高的相关性。利用隶属函数法和系统聚类法对供试材料的抗旱性进行了评价分级,发现两种分类方法的评价结果一致,均可将供试油菜材料划分为不抗、低抗、中抗和高抗4种类型。鉴定获得了华杂10号、B108、Q2和中双7号等4份高度抗旱材料（AS〉0.75）。由于WI与苗期综合抗旱性高度相关,且测定简便,因此叶片萎蔫指数可作为油菜苗期抗旱性鉴定的关键指标。     

NtCycB2基因表达对烟草抗旱性的影响

NtCycB2参与调控烟草腺毛的发生与发育过程,并对多种非生物胁迫具有应答反应。为阐明NtCycB2表达对烟株耐旱性的影响,以敲除NtCycB2后的多腺毛株系ko(NtCycB2-ko)、NtCycB2过表达的少腺毛株系oe和烟草栽培品种K326为材料,使用不同浓度聚乙二醇(PEG-6000)在试管中模拟干旱胁迫,同时在漂浮育苗盘中进行干旱胁迫处理,对烟草3个株系的抗旱性进行分析。结果表明,与K326相比,不同浓度PEG-6000处理的ko株系烟苗生长状况明显优于K326,气孔开度显著低于K326;在干旱胁迫下,ko株系烟苗的生物量和叶绿素含量(质量分数)显著高于K326,死细胞和活性氧含量较低,抗氧化酶中超氧化物歧化酶(SOD)活性和过氧化物酶(POD)活性以及脯氨酸(Pro)含量显著增加,丙二醛(MDA)含量显著降低,且离体叶片失水率显著低于K326;RT-PCR检测结果表明,NtPR1a、NtDREB2C和NtNCED5的表达量均极显著高于K326。而oe株系烟苗萎蔫严重,气孔开度较高;且oe株系死细胞和活性氧含量较高,生物量、叶绿素含量、SOD活性、POD活性和Pro含量均显著低于K326,MDA含量和离体叶片失水率较高,NtPR1a、NtDREB2C和NtNCED5的表达量均极显著低于K326。因此,敲除NtCycB2基因后的ko株系烟苗能够通过一系列生理生化反应和提高抗旱相关基因的表达量来提高其抗旱性,而NtCycB2过表达则降低其抗旱性,表明NtCycB2不同基因表达水平对烟草抗旱性有重要调节作用。     

干旱胁迫下嫁接对烟草抗氧化酶活性、膜脂过氧化及胁迫响应基因表达的影响

为了探讨嫁接烟草响应干旱胁迫的生理和分子机制,以耐旱品种龙江851为砧木,敏感品种金星6007为接穗,得到自嫁接组合JX6007/JX6007和嫁接组合JX6007/LJ851。采用盆栽试验研究了干旱对两种组合的烟草单株生物量、叶片抗氧化酶活性、活性氧以及膜脂过氧化的影响。结果表明:干旱胁迫条件下,JX6007/LJ851烟株的生物量、叶片叶绿素含量(质量分数)以及抗氧化酶活性均不同程度高于JX6007/JX6007,活性氧含量以及膜脂过氧化程度均低于JX6007/JX6007。荧光定量PCR分析显示,嫁接显著提高了胁迫响应基因LEA5、AREB、CDPK2和ERD10C的表达量。因此,以耐旱品种作砧木的嫁接烟株可以通过调节抗氧化酶活性和胁迫响应基因的表达来提高其抗旱性。     

干旱胁迫下烟草脯氨酸杂种优势及相关基因差异表达分析

为探讨干旱胁迫下烟草脯氨酸杂种优势的分子遗传基础,以抗旱性差异较大的7个烟草品种及其组配的10个杂交组合为材料,采用盆栽试验设置干旱胁迫处理,进行了烟草脯氨酸杂种优势及其相关基因差异表达分析。结果表明,干旱胁迫下烟草脯氨酸含量在胁迫早期持续增加,第14天后开始下降;杂交组合间脯氨酸含量性状杂种优势差异明显,中亲优势最高40.35、最低-51.66;强优势组合中脯氨酸合成关键酶基因P5CS和δ-OAT相对表达量明显高于弱优势组合,分别是弱优势组合的2.10倍、1.87倍;脯氨酸杂种优势与P5CS基因相对表达量在旺长期持续干旱7 d时存在显著正相关关系,与δ-OAT基因相对表达量在伸根期持续干旱14 d、旺长期持续干旱7 d和14 d呈显著或极显著的相关关系,相关系数分别为0.93、0.98和-0.96。结果显示,脯氨酸合成关键酶基因δ-OAT和P5CS的时序性上调或下调表达是相应时期烟草脯氨酸含量性状杂种优势形成的分子基础。     

印度梨形孢对烟草抗旱性的影响

为探明印度梨形孢对烟草抗旱性的影响,采用聚乙二醇(PEG 6000)人工模拟干旱胁迫条件进行盆栽试验。在干旱胁迫下,测定了烟叶中丙二醛(MDA)和脯氨酸(Pro)的含量、叶片相对电导率以及干旱相关基因的表达量。结果表明:印度梨形孢能定殖于烟草根部,并促进烟草地上部和地下部的生长。在干旱条件下,根部接种印度梨形孢的烟草缺水症状较轻,与未接种印度梨形孢的烟草相比,其烟叶中Pro含量显著升高,MDA含量和叶片相对电导率显著下降,干旱相关基因RD29A、ERD10A、RD26A、SDIR1、HAT、ERD1和DREB2A的表达量均明显上升。印度梨形孢提高烟草的抗旱能力,是通过降低烟草细胞生物膜的损伤程度、增强烟草的抗氧化防御能力、促进细胞渗透调节物质Pro的积累以及上调干旱胁迫相关基因的表达实现的。     

NtMYB68基因对烟草苗期紫黄质和脱落酸生物合成及烟株耐旱性的影响研究

  目的  为探究烟草NtMYB68基因在类胡萝卜素和脱落酸合成生物合成中的作用及其对烟株抗旱性的影响。  方法  从烤烟品种K326中同源克隆NtMYB68基因,采用生物信息学分析NtMYB68基因序列特征,利用RT-PCR分析其在烟草不同组织的表达模式。利用基因编辑手段创制NtMYB68敲除材料,并分析NtMYB68基因敲除后对烟株类胡萝卜素合成及抗旱性的影响。  结果  NtMYB68基因有2个拷贝,NtMYB68-1和NtMYB68-2。NtMYB68在烟草根、茎、叶、花中均有表达,NtMYB68-2的表达水平显著高于NtMYB68-1。NtMYB68敲除材料与对照相比,紫黄质合成基因NtZEP显著上调,紫黄质含量显著增加,脱落酸（ABA）合成基因NtNCED5表达量达到对照植株的4倍。干旱胁迫下,敲除材料幼苗与对照相比,叶片萎蔫程度更轻,长势更优,复水处理后生长状态恢复的更好。干旱处理前后,敲除植株中ABA的含量均显著提高。  结论  NtMYB68转录因子能抑制NtZEP和NtNCED5基因表达,敲除该基因可以提高烟叶中紫黄质的积累,促进脱落酸的合成,从而提高烟株抗旱性。      

渍水对冬油菜苗期生长及生理的影响

以中双9号油菜为材料,通过盆栽试验研究苗期不同渍水时间对冬油菜生长和生理指标的影响。结果发现,光合色素含量在整个试验期间一直下降。其它生长及生理指标均表现为先升高后降低的趋势,其中相对生长率、根系活力、可溶性糖、根系丙二醛（MDA）含量、叶片超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT）活性在渍水第13d时达到最高,而叶片MDA含量则在渍水胁迫24d时达到最大值。说明渍水胁迫对冬油菜幼苗地上部和根系生长产生显著影响。短期渍水胁迫下,油菜幼苗能够通过调节自身的生理代谢活动,维持一定的生长量;但是随着胁迫时间的延长,植株生理活动受到严重影响,油菜幼苗生长受抑制,相对生长率显著降低。     

干旱胁迫对转BnDREB1-5烟草碳氮代谢和渗透调节物质的影响

在干旱胁迫后检测了转BnDREB1-5基因烟草碳氮代谢指标和渗透调节物质的变化。结果表明,干旱胁迫后转基因烟草碳代谢指标淀粉酶活性、转化酶活性和可溶性糖含量都明显升高,野生型烟草淀粉酶活性和可溶性糖含量稍微升高,转化酶活性反而降低;转基因烟草氮代谢指标硝酸还原酶活性、可溶性蛋白质含量稍微下降,而野生型烟草两者都明显降低;转基因烟叶中有BADH活性,干旱胁迫后BADH活性升高,而野生型烟草中检测不到BADH活性;干旱胁迫后转基因烟叶中脯氨酸含量是野生型的1.08倍。因此,干旱胁迫后转基因烟草碳氮代谢、防御酶活性等方面明显优于野生型。     

低钾胁迫下过表达NtCaM10对烟草生长及钾素吸收的影响

为探究低钾胁迫下过表达NtCaM10基因对烟草生长及钾素吸收的生理与分子调控机制,以野生型烟草K326(WT)及过表达NtCaM10转基因K326为试验材料,设置两个钾水平,5 mmol/L（常钾）、0.15 mmol/L（低钾）,分析低钾胁迫下NtCaM10基因的表达模式及启动子活性,测定相关生理生化指标、钾离子吸收相关基因的相对表达量及各部位钾含量。结果表明,低钾胁迫后NtCaM10基因的相对表达量显著上升、启动子活性被激活。与常钾水平相比,低钾水平下WT和转基因株系的鲜质量及根系长度均显著降低。在低钾水平下,WT生长受抑制的效果更加明显,NtCaM10过表达3个转基因株系的平均鲜质量相比WT显著提高了57.44%,平均根系长度显著提高了35.77%,转基因系中丙二醛的积累显著低于WT,SOD、POD、CAT的活性均显著高于WT,NtCaM10过表达烟草中的NtHAK1、NtHAK5、NtKC1、NtNKT2的平均相对表达量显著上调,增幅分别为56.60%、81.84%、98.08%、638.89%,过表达NtCaM10烟草根部和地上部的平均钾素积累与WT相比显著提高了21.59%...     

干旱胁迫对芝麻生长与产量性状的影响及其抗旱性综合评价

利用盆栽法在苗期和花期对5个芝麻品种进行10d的干旱胁迫处理,测定了苗期胁迫处理后17个生长相关性状指标和苗期、花期胁迫处理后的13个产量性状指标。结果表明：（1）苗期干旱胁迫处理使芝麻植株生长速率减缓,根系发育缓慢,叶片数量减少,叶片变小,株高变矮,生物量降低,严重影响芝麻的生长发育;（2）花期干旱胁迫处理后除千粒重之外的其他产量性状指标值均低于苗期处理,花期干旱胁迫对芝麻的影响大于苗期,苗期处理对芝麻株高、蒴果数和蒴果大小等性状影响较小,对千粒重和单株种子干重等影响较大,而花期处理对芝麻株高、蒴果大小、每蒴粒数、单株种子干重和根系干重等性状影响较大;（3）不同基因型品种间对干旱胁迫的反应存在较大差异;（4）利用主成分分析法和隶属函数法相结合通过43个单项指标抗旱系数对5个芝麻品种进行了综合评价,为芝麻抗旱性鉴定提供了参考方法,并认为苗期干旱胁迫及胁迫后的生长相关性状指标可以作为芝麻抗旱性鉴定的简单方法和抗旱性评价的简易指标;（5）获得黑芝09-1和金黄麻为抗旱性较强的芝麻品种。     

甘蓝型油菜耐湿性初步评价和主成分分析

以发芽种子缺氧处理后幼苗耐湿性状为指标,初步评价了60份不同来源甘蓝型油菜耐湿性,并对各指标进行主成分分析和二维排序分析。结果表明：种子缺氧处理严重抑制油菜幼苗的生长,不同甘蓝型油菜耐湿性差异明显且存在广泛的遗传变异;相关分析表明,相对活力指数与相对成苗率、相对根长、相对茎长、相对鲜重、相对含水量呈极显著正相关,与电导率呈极显著负相关。主成分分析筛选出幼苗活力因子、幼苗恢复生长因子、细胞膜稳定性因子等3个对耐湿性贡献较大的主成分,它们对耐湿相关信息的累积贡献率达87.33%。根据相对活力指数大小和二维排序一致结果筛选出1份来自重庆和3份来自德国的强耐湿性甘蓝型油菜品种。     

油菜苗期耐淹性快速筛选方法的建立及验证

为建立一种快速准确的油菜苗期耐淹性鉴定方法,对油菜种质资源进行耐淹试验。通过调查幼苗期湿害/渍害、半淹、全淹三种处理下的死苗率,发现全淹（没顶淹水）6d、排水后7d的相对死苗率可作为幼苗耐淹性鉴定指标。具体过程如下：选取饱满种子,置于铺有1层湿润滤纸的培养皿中,25℃处理36h,取正常发芽的种子均匀移栽到塑料杯里的潮湿土壤中,培养条件为光照10h 25℃、黑暗14h 20℃,生长36h;待幼苗子叶平展时,每杯留苗20株全淹6d,排水后7d调查死苗率。用此方法对50份油菜种质资源进行耐淹性鉴定,获得3个较耐淹材料和5个淹水敏感材料。与已知耐湿系数的材料相比,它们的耐淹特性在形态和生理上均得到验证,表明本文方法可行,具有快速、准确的优点。     

甘蓝型油菜AnnBn1基因的克隆和表达分析

利用电子克隆和RT-PCR技术从甘蓝型油菜抗旱品系Q2中克隆了膜联蛋白（annexin）基因,命名为AnnBn1（GenBank登录号HM244482）,并对其进行了表达分析。AnnBn1的开放阅读框长度为954bp,编码317个氨基酸。序列分析推测AnnBn1基因编码的氨基酸序列含有4个重复的结构域及钙离子结合位点,与拟南芥、番茄、棉花和玉米等物种的膜联蛋白具有较高的同源性。荧光定量PCR结果发现AnnBn1基因在Q2的根、茎、叶、芽等组织中均有表达,而且表达量基本相同。对3叶期幼苗进行10%PEG（聚乙二醇）溶液模拟干旱时发现,干旱胁迫后30h内,AnnBn1基因在茎、芽中的表达量升高了2～4倍,而在叶、根中显著升高了10倍以上。AnnBn1基因表达峰值也具有时空特点,干旱胁迫后20h茎和芽中表达量高,而在30h之后叶和根中表达量高。     

雪茄烟叶（BESNO H382）不同组织器官及盐胁迫条件下内参基因的筛选

为了筛选适用于雪茄烟叶（BESNO H382）基因定量研究的内参基因,以温室栽培条件下雪茄烟叶的不同组织器官（旺长期根、茎、叶,盛花期花萼、花冠、柱头、子房、雄蕊、雌蕊及种子）及不同盐处理条件下（300 mmol/L NaCl处理不同时间）的样品为材料,采用实时荧光定量PCR技术对从雪茄烟叶转录组数据中筛选到的10个候选内参基因进行分析,同时使用geNorm、NormFinder和BestKeeper等3种软件综合评价这些候选基因的表达稳定性。结果表明,RPL14A和UBC27最适合作为雪茄烟叶不同组织的内参基因;UBC28最适合作为雪茄烟叶不同盐处理条件下的内参基因。分别以UBC27、UBC28和RPL14A为内参基因考察了胁迫相关基因脯氨酸合成酶基因（P5CS）在盐胁迫下的表达情况,发现P5CS上调表达且相对3个内参基因的表达量和变化趋势均较为一致。      

旱涝急转对不同花生品种生理生化指标的影响

为探讨旱涝急转对花生生理生化的影响,以不同旱涝耐性的3个花生品种中花8号（抗旱）、豫花15（耐涝）和湘花2008（旱涝兼耐）为材料,进行不同梯度的先旱、后涝连续处理,比较不同花生品种的叶片相对含水量,过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）、超氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽还原酶（GR）活性,以及丙二醛（MDA）含量的变化情况。结果表明,在旱、涝急转的胁迫过程中,干旱对叶片相对含水量的影响甚于湿涝。一定强度的旱或涝胁迫总体上均可使花生叶片的4种抗氧化酶POD、SOD、CAT、GR活性提高,随着胁迫的加深活性降低,复水后活性回落至对照水平,且旱甚于涝。MDA含量总体变化趋势是干旱胁迫下各品种花生叶片中MDA含量有所升高,并于复水解除干旱胁迫后恢复至对照水平;而湿涝处理阶段,MDA含量呈直线上升趋势,在胁迫解除后有所降低。中花8号、豫花15、湘花2008等3个花生品种具有显著不同的水分适应性,中花8号抗旱性更强而耐涝性较弱,豫花15抗旱性较弱而耐涝性强,湘花2008抗旱性中等而耐涝性更强,为水分广适性品种。     

大豆品种抗旱性早期鉴定方法

为探讨鉴定大豆品种抗旱性的简易方法,依据吸水后48h的发芽率对109个大豆种质材料进行抗旱性分级。继而在萌发期、营养生长期（V3）和生殖生长期（R4）进行盆栽控水试验,根据抗旱等级验证大豆植株的抗旱性。结果发现,大豆品种间抗旱性存在显著差异。种子吸水量与抗旱性无关,吸水后48h发芽率与抗旱性密切相关。幼苗侧根数量、主根长度和根系干重与抗旱性呈显著（P〈0.05）相关。对萌发后幼苗供水24h后,随即停水24h,反复干旱处理,抗旱品种存活率显著高于普通品种。在V3期对盆栽植株进行暂时萎蔫（土壤含水量为9%～11%）的水分胁迫处理,发现停水后普通品种叶片首先发生萎蔫,且株高、茎直径及叶面积下降的程度均高于抗旱品种。水分胁迫下,抗旱品种株高、茎直径和叶片面积均显著（P〈0.05）高于普通品种,其中茎直径和叶片面积达到极显著水平（P〈0.01）。在R4期暂时萎蔫的水分胁迫下,抗旱品种根的生物量和分枝的生物量显著（P〈0.05）高于普通品种。鼓粒期（R6）普通品种发生永久萎蔫、植株死亡,而抗旱品种仍能保持生长能力。研究结果表明,大豆种子48h发芽率可作为大豆品种抗旱性的鉴定和筛选方法,鼓粒期大豆对水分胁迫最敏感。     

不同花生品种（系）萌发期耐盐性的鉴定与评价

以相对发芽势、相对发芽率和相对发芽指数为指标对41个花生品种（系）萌发期的耐盐性进行鉴定。结果表明,盐胁迫对花生种子萌发有显著的抑制作用,这种抑制效应随着胁迫浓度的增加而增强,0.5%NaCl胁迫能较好反映品种萌发期的耐盐性差异,可用于花生品种资源的耐盐性鉴定。聚类分析表明,在欧氏距离D=15水平上可以细分为A、B、C、D、E共5个类群,其中A类群耐盐性较强,E类群表现为盐敏感。不同地区品种对不同NaCl浓度的耐性差异明显,河南品种的耐盐性较强;不同类型花生品种中以高世代品系的耐盐性较强。本研究筛选到3份耐盐品种和2份盐敏感品种。     

续随子苗期抗旱性综合评价

以不同地理来源续随子品系为试验材料,分别在干旱胁迫及对照条件下测定其形态及生理指标,并用基于主成分分析的隶属函数综合评价法对各品系抗旱性进行综合评价。结果表明,5个供试续随子品系抗旱性的综合评价值依次为安徽（0．839）〉河南（0．524）〉吉林（0．321）〉福建（0．275）〉重庆（0．179）。安徽续随子品系在综合评价中表现出较强的抗旱优势,可作为续随子抗旱性研究的代表材料。以抗旱性综合评价值为因变量,以单项指标相对值为自变量,建立了评价续随子抗旱性的最优回归方程;筛选出MDA含量、SOD酶活性和根冠比等3个对续随子抗旱性有显著影响的指标。在苗期抗旱性鉴定中,有选择地检测这些指标有助于提高续随子抗旱性的鉴定效率。     

大豆品种绥农10抗疫霉根腐病遗传分析及抗病基因的SSR标记

用子叶法接种大豆疫霉根腐病1号生理小种,分析抗病亲本绥农10和感病寄主Williams的杂交F1、F2、F3的抗病性。结果表明,F1单株均表现为抗病;F2群体抗感分离比例符合3∶1;由F2感病单株衍生出的F3株系均表现感病,F2抗病单株衍生出的F3株系抗感分离株系比值符合1∶2;说明绥农10中对大豆疫霉根腐病1号生理小种的抗性受1对单显性基因控制,将该抗病基因拟名为RpsSN10。用500对大豆SSR引物和124株绥农10/Wil-liamsF2分离群体对RpsSN10基因进行定位,将RpsSN10基因定位在F连锁群上,其中标记Satt423和Satt149与RpsSN10基因的遗传距离分别为9.8cM和11.2cM,并分别位于目的基因的两侧。