抗ALS类除草剂作物种质创制与利用研究进展

农田杂草是影响作物品质和产量的主要因素,而化学除草是现代农业生产中杂草控制的主要手段。乙酰乳酸合酶(ALS,acetolactate synthase)也称乙酰羟基酸合酶(Acetohydroxyacid synthase),是植物支链氨基酸生物合成第一步的催化酶。ALS抑制剂类除草剂也称ALS类除草剂,其通过干扰ALS与底物结合来抑制植物支链氨基酸的生物合成,从而达到灭杀杂草的目的。随着ALS类除草剂在农业生产上的广泛应用,除草剂残留对后茬作物的伤害问题日益严重,对作物产量和品质的影响也尤为明显。因此,创制和培育ALS抑制剂类作物种质,是充分利用此类除草剂进行杂草防控的有效途径之一。通过化学诱变和自然突变的方法已在多种作物中创制出对ALS类除草剂具有抗性的种质,并成功培育出抗性品种。本文从ALS类除草剂的特性、种类和适用范围,抗ALS类除草剂作物的抗性机制,抗ALS类除草剂的作物种质创制和利用研究进展等方面进行了综述,以期为作物抗ALS类除草剂种质创新和品种选育提供参考,并对未来抗ALS类除草剂作物的可能发展作出简单预测。

中国黍稷核心种质的构建

【目的】构建黍稷种质资源的核心种质。【方法】以中国黍稷种质资源数据库中记录的8016份黍稷资源为材料,按地理来源划分成23个组。各组内在11个表型性状聚类的基础上,按比例法取样,并依各组的遗传多样性指数进行适当调整,构建黍稷核心种质。通过对核心种质各性状特征值、符合率、遗传多样性指数的t检验来检测核心种质。【结果】780份资源组成的初选核心种质占原始材料的9.73%。对构建的核心种质多项参数进行了评价。【结论】本研究建立的核心种质是有效的,初选种质较好地代表了供试种质。

大豆对SMV株系SC10的抗性遗传及抗病基因的定位研究

【目的】明确大豆对SMV株系SC10的抗性遗传方式以及不同抗源所携带的抗病基因间的等位关系,并对科丰1号所携带的抗SC10基因进行标记定位。【方法】利用抗中国南方大豆产区流行株系SC10的科丰1号、晋大74、大白麻、汾豆56、中作229、徐豆1号、邳县茶豆、Kwanggyo、跃进4号配制部分抗抗杂交组合并与感病品种南农1138-2和8101配制抗感组合,在接种SC10的条件下,调查各组合后代的抗感反应;并利用科丰1号×南农1138-2的F2群体和分离群体分组分析法(BSA)及SSR标记对抗病基因进行标记定位。【结果】科丰1号、晋大74、大白麻、汾豆56、中作229和徐豆1号与感病品种杂交的F1表现抗病,F2呈3抗﹕1感分离比例,F2:3家系呈1抗﹕2分离﹕1感病的分离比率;晋大74×汾豆56、徐豆1号×邳县茶豆的F1表现抗病、F2未发现感病株。科丰1号×Kwanggyo、汾豆56、中作229,晋大74×中作229、Kwanggyo,大白麻×汾豆56、科丰1号和跃进4号×Kwanggyo的F1表现抗病,F2呈15抗﹕1感的分离比例,F2:3家系符合7抗﹕4分离(15抗﹕1感)﹕4分离(3抗﹕1感)﹕1感的分离比例;D1b连锁群上的SSR标记Satt558、Sat_254、Satt634、Gm020580、Gm020584、Gm020562和Gm020546与抗病基因RSC10连锁,遗传距离分别为6.1、2.0、0.9、0.8、2.0、4.6和9.2 cM。【结论】科丰1号、晋大74、大白麻、徐豆1号、汾豆56、中作229各有一个显性基因控制对SC10株系的抗性;晋大74与汾豆56,徐豆1号与邳县茶豆的抗病基因是等位的或紧密连锁的;科丰1号与Kwanggyo、汾豆56、中作229携带的抗SC10株系的基因处于不同位点,晋大74与中作229、Kwanggyo携带的抗SC10株系的基因处于不同位点,大白麻与汾豆56、科丰1号携带的抗SC10株系的基因处于不同位点,跃进4号与Kwanggyo携带的抗SC10株系的基因处于不同位点;科丰1号对SC10株系的抗病基因RSC10位于D1b连锁群。

普通小麦-簇毛麦T5VS·5DL易位染色体对小麦主要农艺性状、品质和白粉病抗性的遗传效应分析

【目的】分析普通小麦-簇毛麦T5VS·5DL易位染色体对主要农艺性状、品质性状及白粉病抗性的遗传效应,了解T5VS·5DL易位染色体通过雌雄配子的传递情况,筛选便于育种利用的共显性分子标记,进一步明确T5VS·5DL易位系的高代回交品系在育种改良中的利用价值。【方法】分别以扬麦13、扬麦15为轮回亲本的高代T5VS·5DL易位系回交品系(BC4F4)及其分离群体(BC5F2)为材料,利用GISH及5VS特异分子标记对这些材料进行了鉴定;在大棚及大田2种环境下调查了这些材料的株高、穗长、小穗数、穗粒数、千粒重等主要农艺性状,并对这些材料的水溶剂保持力、碳酸钠溶剂保持力、蔗糖溶剂保持力、乳酸溶剂保持力、蛋白和籽粒硬度等品质性状进行了分析;还利用白粉菌混合生理小种对这些材料的苗期(二叶期)和成株期(抽穗期)进行了接种鉴定。【结果】含有T5VS·5DL易位染色体高代回交品系的株高、穗长、小穗数、穗粒数、千粒重等主要农艺性状与其轮回亲本相比,2种环境下的差异均不显著,表明簇毛麦5VS染色体臂代替普通小麦5DS染色体臂后,对产量性状的补偿性较好,没有显著的不利影响。品质性状的分析结果表明,含有T5VS·5DL易位染色体高代回交品系的籽粒硬度值(SKCS)均显著低于其轮回亲本,表明簇毛麦Dina/Dinb基因型比普通小麦的Pina/Pinb基因型具有更软质胚乳特性;另外,含有T5VS·5DL易位染色体高代回交品系的水溶剂保持力与碳酸钠溶剂保持力也显著低于轮回亲本,而蔗糖溶剂保持力、乳酸溶剂保持力及蛋白质含量的差异不显著,表明T5VS·5DL易位染色体对弱筋小麦品质指标可能有一定的正向效应。白粉菌混合生理小种接种鉴定的结果表明,在二叶期,含有T5VS·5DL易位染色体高代回交品系及其轮回亲本均高感白粉病,但在成株期含有T5VS·5DL易位染色体高代回交品系高抗白粉病,而其轮回亲本仍高感白粉病,表明含有T5VS·5DL易位染色体高代回交品系携带白粉病成株抗性基因。对BC5F2群体单株的白粉病及T5VS·5DL易位染色体鉴定的结果表明,所有含有T5VS·5DL易位染色体的单株均高抗白粉病,无T5VS·5DL易位染色体的单株均高感白粉病,推测一个显性的白粉病成株抗性基因与T5VS·5DL易位染色体共分离。同时在分离群体中,纯合易位染色体单株数、杂合单株数及无易位染色体单株数之比,经χ2测验符合1﹕2﹕1分离比例,表明T5VS·5DL易位染色体在小麦背景中遗传传递正常。通过对5VS特异分子标记的扩增条件及带型分析发现,共显性EST分子标记5EST-237、Pinb-1,扩增条件简单,特异带型易于识别,可以利用这些标记对T5VS·5DL易位染色体进行分子标记辅助选择。【结论】鉴于T5VS·5DL易位系良好的品质及抗病特性,建议在弱筋小麦的育种项目中加以利用。

一个水稻卷叶基因的遗传分析和精细定位

【目的】水稻叶片是光合作用的重要场所,也是理想株型的重要构成因素,通过对卷叶相关基因进行遗传分析和精细定位,为水稻卷叶基因分子标记辅助育种提供紧密连锁标记。【方法】从60Co-γ射线辐射诱变籼稻品种9311(wild-type,WT)所得突变体库中获得了一份卷叶突变体材料,暂时命名为rl16(t)(rolled leaf 16)。首先,对突变体rl16(t)进行连续多代套袋自交,确定突变表型的稳定性。在抽穗期,随机选取rl16(t)和WT各10株,分别测量剑叶卷曲度以及主要农艺性状。同时取rl16(t)和WT新鲜叶片的相同部位用FAA固定,乙醇系列脱水,石蜡包埋,用石蜡切片机切10μm薄片置于载玻片上,番红染色后置于显微镜下,拍照观察叶片泡状细胞显微结构,对泡状细胞个数和面积进行统计和测量。在分蘖期各取10株rl16(t)和WT剑叶,测定叶绿素含量。以rl16(t)为母本与WT杂交,观察F1和F2植株的叶片表型,进行χ2测验,分析突变体的遗传行为。将卷叶突变体rl16(t)与粳稻品种滇粳优杂交F2分离群体作为定位群体,同时利用SSR标记结合新发展的In Del分子标记用于定位目的基因。利用基因表达定量对定位区间内的3个已知结构域基因和已克隆的水稻卷叶相关基因进行定量表达分析。【结果】与WT相比,rl16(t)叶片出现显著内卷,株高降低,穗长变短,结实率降低等表型变化。rl16(t)自苗期(3叶1心)整株就出现叶片纵向内卷成近似筒状的表型。随着发育进程,植株叶片始终呈现卷曲表型,而WT叶片在发育进程中则始终呈平展状。剑叶石蜡切片观察发现,rl16(t)泡状细胞数量和面积与WT相比均减少。WT的泡状细胞数量为(385.1±43.6)个/mm2,rl16(t)泡状细胞数量为(1059.5±254.4)个/mm2。rl16(t)除泡状细胞发生变化外,叶片其他细胞结构与WT相比均无显著性变化。突变体rl16(t)的类胡萝卜素含量低于WT,而叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素含量均显著高于WT。rl16(t)与WT杂交所得F1植株表现叶片平展,并且在包含423单株的F2中,分离出97株卷叶植株和326株平展叶植株,分离比符合3﹕1(χ2=0.86<χ20.05=3.84)。将Rl16(t)初步定位于第9染色体长臂SSR标记RM23769和RM23916之间,进一步扩大定位群体,最终将该卷叶基因定位在In Del标记DF70和SSR标记RM23818之间,该区段物理距离为51 kb。定位区间内有3个编码已知结构域的基因,分别是LOC_Os09g09320、LOC_Os09g09360和LOC_Os09g09370。rl16(t)与WT在基因LOC_Os09g09320与LOC_Os09g09370的表达量上无显著性差异。而rl16(t)中LOC_Os09g09360的表达量显著降低,只有WT的一半。对已克隆的8个卷叶基因进行表达定量分析,发现有7个基因(SLL1、ROC5、RL14、SRL1、ACL1、NRL1和NAL7)在rl16(t)中出现了不同程度的表达下调,只有OSZHD1表达上调。【结论】rl16(t)叶片发生内卷与泡状细胞数量变少,与面积变小相关。Rl16(t)是一个新的卷叶基因,LOC_Os09g09360有可能是目标基因。

普通小麦籽粒硬度与胚乳组成及显微结构的关系

【目的】研究普通小麦籽粒硬度与胚乳组成及显微结构的关系,进一步理解籽粒硬度的形成机理。【方法】利用由硬质小麦郑麦9405×软质小麦扬麦13构建的149个F6﹕7家系的RIL群体及2组软、硬质NIL群体,分析籽粒硬度与角质率、千粒重、胚乳蛋白质含量、总淀粉含量、直链淀粉含量及高、低分子量麦谷蛋白亚基组成之间的关系,并利用扫描电镜观察软、硬质近等基因系籽粒横切面显微结构。【结果】RIL群体中Pin基因型为野生型(Pina-D1a/Pinb-D1a)的家系均为软质胚乳,而缺失Pina(Pina-D1b)基因型的所有家系均为硬质胚乳;软质家系的籽粒硬度值在郑州点和南京点的变异系数均高于硬质家系,软质家系的胚乳质地比硬质家系易受环境影响。RIL群体中的软质家系与硬质家系籽粒硬度值与角质率均极显著相关,而南京点的相关系数低于郑州点;籽粒硬度值与蛋白质含量、总淀粉含量、直链淀粉含量及千粒重相关不显著;具有高分子量麦谷蛋白14+15亚基家系和7+8亚基家系的籽粒硬度值差异不显著,而具有低分子量麦谷蛋白Glu-A3b亚基家系的籽粒硬度值显著高于Glu-A3c亚基家系。利用扫描电镜观察结果显示,软、硬质近等基因系籽粒糊粉层细胞无显著差异,而胚乳显微结构差异明显,软质近等基因系籽粒胚乳蛋白质基质与淀粉粒表面呈分离状态,而硬质近等基因系籽粒胚乳蛋白质基质与淀粉粒紧密结合。近等基因系软质家系和硬质家系的角质率差异显著,但二者在粒径、千粒重、蛋白质含量、总淀粉含量及直链淀粉含量上差异不显著。【结论】籽粒硬度值是胚乳蛋白质基质与淀粉粒结合程度的反映,其大小并不影响胚乳密度及籽粒形态,一定范围内胚乳总蛋白含量、总淀粉含量及直链淀粉含量均不影响硬度,而胚乳蛋白亚基组成对籽粒硬度值有一定的影响。

TRV病毒介导的基因沉默体系在棉花中的建立及应用

以陆地棉CLA1基因为标记基因,利用烟草脆裂病毒(tobacco rattle virus,TRV)载体建立基于病毒介导的棉花基因沉默体系(virus-induced gene silencing,VIGS)。病毒RNA2的RT-PCR分析证明,棉花子叶接种TRV病毒后,该病毒可高效扩散到受体的根、茎、叶等器官。利用TRV-VIGS体系同时诱导34份不同来源棉花材料CLA1基因沉默,尽管不同材料间的抑制程度有差异,但均可有效抑制CLA1基因的表达,说明该体系在棉花研究中的广谱利用性。GhMAPKKK基因受黄萎病菌诱导表达,接种后96 h表达量达到高峰。利用TRV-VIGS体系,成功抑制了棉花GhMAPKKK基因的表达,与对照株相比,抑制后的棉花植株接种黄萎病菌后更易感病,说明GhMAPKKK参与了棉花对黄萎病菌的抗性反应。具有广谱性、灵敏性和高通量等特点的棉花TRV-VIGS体系建立将加速棉花功能基因组研究进程。

高温对棉花生殖过程的影响

温度是影响棉花生长发育的主要环境因子之一。高温对棉花的营养生长、花蕾发育、授粉、受精、棉铃发育、产量及品质造成严重影响。本文综述了高温对棉花雄蕊发育、花粉活力、花粉在柱头上的萌发、花柱中花粉管生长、雌蕊和棉铃生长等生殖过程和产量的影响以及耐高温品种的筛选方法,并对棉花耐高温研究的发展方向进行探讨,旨在为探索棉花耐热机理及培育耐高温品种奠定基础。

过量表达棉花GhSAP1提高转基因烟草的耐盐性

【目的】SAP(stress-associated protein)是一类涉及胁迫应答和调控的锌指蛋白。克隆并分析其对逆境胁迫应答的反应,为棉花抗逆育种提供候选基因。【方法】通过电子克隆方法并经RT-PCR验证获得棉花锌指蛋白基因GhSAP1,将带有目的基因的载体质粒通过PEG介导转化棉花叶肉原生质体细胞,瞬时表达分析其编码蛋白的特性及亚细胞定位信息。通过qRT-PCR技术分析目标基因的组织表达特征及非生物胁迫条件下的表达特性。通过农杆菌介导叶盘转化法,经组织培养获得转基因烟草进行异位表达,检测其与抗逆相关的生理指标,证明其提高植物抗逆能力。【结果】GhSAP1 ORF长度为543 bp,编码一条含180个氨基酸残基的多肽。其理论等电点8.97,分子量19.3 kD,具有典型的A20/AN1锌指结构域。亚细胞定位显示该基因编码的蛋白定位于细胞核上。不同组织器官表达分析显示,GhSAP1在根、茎、叶中的表达量高,而在开花后5 d的胚珠中表达量很低。GhSAP1受盐胁迫诱导,高盐处理2 h后表达量最高。利用含100μg·mL-1 Kan的培养基进行抗性筛选转基因后代,结合目标基因的PCR与RT-PCR验证,获得转GhSAP1的转基因烟草阳性株系10个。目标基因GhSAP1均能在烟草基因组中整合并异位过量表达。随机选择3个转基因烟草株系,盐胁迫处理显示,发芽一周的种子在含200 mmol·L-1 NaCl培养基上胁迫12 d,转基因植株幼苗平均成活率为81.7%,比非转基因对照植株增加近3倍,其平均根长为3.05cm,极显著高于非转基因对照。利用GhSAP1表达较高的L2纯系进行成株期烟草盐胁迫处理30 d,转基因烟草后代的SOD活性和可溶性总糖含量增幅分别为23.89 U·g-1 FW和8.37%,均显著高于非转基因对照;与未胁迫处理相比,转基因植株的叶绿素含量降低幅度仅为0.17 mg·g-1 FW,而非转基因对照降低了0.39 mg·g-1 FW;盐胁迫处理后,转基因植株的MDA含量增幅为7.42 nmol·g-1FW,而非转基因对照增幅达20.85 nmol·g-1FW;在盐胁迫下,转基因植株具有更强的K+根部运输到植株绿色组织能力,其地上部的K+/Na+为1.23,显著高于非转基因对照。【结论】GhSAP1在参与植物的逆境应答反应机制中具有重要作用,过量表达GhSAP1可显著提高转基因烟草的耐盐能力。

解淀粉芽孢杆菌41B-1对花生白绢病的生防效果

本文旨在研究解淀粉芽孢杆菌41B-1对花生白绢病的生物防治效果。采用对峙培养法,测定41B-1对白绢病菌的抑制效果;在温室盆栽条件下,用41B-1发酵菌液对花生进行灌根,然后挑战接种白绢病菌,检测对白绢病的防效。结果表明,41B-1能抑制白绢病菌的菌丝生长速率,破坏菌丝结构,减少菌核数量;41B-1能在培养基质和植株根系内部长期生存,并诱导植株产生防御反应,灌根处理植株对白绢病表现出明显的抗性,防效高达93.9%。因此,41B-1菌株可以作为防治花生白绢病的生防菌剂。

解淀粉芽孢杆菌41B-1R对棉花黄萎病的防效研究

棉花黄萎病严重危害棉花生产,尚无有效的控制方法。为提高棉花对黄萎病的抗性,本研究将从棉花根系中分离的对棉花黄萎病菌有较好抗性的内生细菌解淀粉芽孢杆菌41B-1R菌株添加到育苗基质中,培育苏棉22和中棉所41 2个棉花品种的幼苗,并评价生物育苗基质对棉花生长及抗黄萎病的效应。结果表明,育苗基质适合作为41B-1R的保存载体;添加生防菌41B-1R的育苗基质对棉花幼苗生长无不良影响;41B-1R能稳定地定殖于棉花幼苗根系内部。育苗后移栽,可有效减少非落叶型棉花黄萎病菌V1070在苏棉22和中棉所41幼苗根部的定殖,显著提高棉苗对黄萎病的抗性,防治效果分别达到46.7%和28.6%。本研究表明,用添加41B-1R菌株的育苗基质育苗可以有效降低棉花黄萎病的危害,为棉花黄萎病的防治提供了新途径。

陆地棉花器官耐高温性的评价指标研究

陆地棉花器官发育与棉铃发育及产量形成有密切关系。高温对棉花柱头花粉原位萌发及雄蕊特征的不良效应研究相对较少,本试验以11个陆地棉品种(系)为材料,检测田间高温天气发生前、发生后的花粉萌发率、花药开裂率、花丝和柱头长度,以及模拟高温下花柱内花粉管数量和花药细胞学结构。结果表明:田间高温下,科1053、泗棉4号、湘杂棉3号父本等品种的花药开裂率和花粉萌发率显著高于其他品种,品种间花柱与雄蕊群长度比、花丝长度差异不显著。高温结束后,品种间各性状差异不显著。模拟高温下,科1053、泗棉4号、湘杂棉3号父本等品种的花柱内花粉管数量显著高于其他品种,花药内畸形花粉粒较少。高温模拟的结果与田间一致。花药开裂率和花粉萌发率可作为耐高温筛选的主要指标,而花柱长与雄蕊群长度之比、花丝长度可作为辅助指标。高温影响花药细胞发育、花药开裂和花粉活性。本研究为棉花耐高温品种选育提供了新的方法。

利用CSSL和BIL群体分析稻米垩白率QTL及互作效应

【目的】分析稻米垩白率加性效应、上位性效应及其环境互作效应,探讨稻米垩白率的遗传特点和不同群体检测QTL的效率。【方法】利用由粳稻品种越光和籼稻品种Kasalath杂交衍生的BIL群体和以越光为背景、Kasalath为供体的CSSL群体,对2005年和2006年南京的稻米垩白率QTL及其互作效应进行了分析。【结果】CSSL群体检测到5个垩白率QTL和2对具有上位性效应的QTL;BIL群体检测到3个QTL和4对具有上位性效应的QTL。其中,qPGWC-6a在2个群体中重复出现,1对具有上位性效应的QTL在CSSL群体中2年均被检测到,在BIL群体中,所有QTL与环境存在显著互作(P<0.01)。在第3和4染色体上检测到2个新的垩白率QTL。【结论】上位性效应和加性效应在垩白率遗传中同样重要。垩白率QTL和具有上位性效应的QTL与环境的互作普遍存在,但效应小于相应的加性效应和上位性效应。利用不同群体分析垩白率QTL,有利于全面揭示稻米垩白率的遗传互作网络。

陆地棉矮秆突变体株高和纤维品质的QTL定位及相关性研究

Ari1327是美国引进种质Ari971经60Coγ射线照射后得到的矮化突变体,以陆地棉遗传标准系TM-1为母本和Ari1327组配杂交组合,利用该组合产生的F2群体对株高和纤维品质性状进行QTL分析,共检测到4个与株高相关的QTL,分别位于Chr.3、Chr.11、Chr.14和LG6上,4个位点可解释的联合表型贡献率达74.53%;6个与纤维品质性状相关的QTL,其中2个与比强度相关,分别位于Chr.23和LG5上,其表型贡献率分别为4.85%和9.85%;1个与马克隆值相关的QTL位于LG3上,其表型贡献率为7.28%;与纤维长度、整齐度和伸长率相关的QTL均为1个,集中在LG5上,表型贡献率分别为9.86%、28.35%和28.26%。对株高和纤维品质5项指标进行相关分析,结果表明株高和纤维品质间的相关系数数值较小,未达显著水平,这说明株高和纤维品质在遗传上可能关系不大,这为株高和纤维品质的同步改良提供了理论依据。

干旱胁迫下红麻叶片的差异蛋白表达分析

【目的】研究耐旱性高的红麻品种在干旱胁迫条件下的蛋白质表达,揭示红麻耐旱性的生理机制。【方法】以鉴定出的耐旱性红麻品种GA42为材料,在苗期(五叶期)设置正常供水与控水比较试验,运用双向电泳分析红麻在干旱胁迫和正常供水条件下叶片蛋白质组的动态变化。【结果】对2-DE图谱分析后发现,在干旱胁迫下出现65个差异表达蛋白质点,选用表达量明显上调的9个蛋白质点,通过MALDI-TOF-TOF MS分析和数据库检索,鉴定出6个差异表达蛋白的功能,分别是2个核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶(Rubisco)或其大亚基(所有植物进行光合碳同化的关键酶)、1个Rubisco活化酶(广泛存在于植物中调节Rubisco活性的酶)、1个二甲基萘醌甲基转移酶(一种参与甲基转移反应的辅酶)、1个推定的胞质型谷氨酰胺合成酶(参与高等植物氨同化过程的关键酶)、1个ATP合酶β亚基(在活性细胞中起着将其它能量合成为生物能量通货-ATP的能量转换作用)。【结论】揭示了红麻GA42表现出较强的耐旱性与上述6个差异表达蛋白质点明显上调有关。

基于红外热成像技术和广义回归神经网络的稻种发芽率检测方法研究（英文）

基于稻种老化时间不同时的物理学和生理学差异,提出一种基于红外热成像技术及广义回归神经网络的快速、无损检测稻种发芽率的检测方法,解决传统稻种发芽率检测方法操作复杂、实验周期长等问题。在温度为45℃、湿度为90%的条件下,将水稻种子依次老化0,1,2,3,4,5,6和7 d,得到不同发芽率的种子;采集稻种红外热图像,然后提取稻种胚芽部位数据,总计144份,随机分为校正集和预测集,其中校正集96份,预测集48份;分析和比较不同老化天数稻种红外热差异,从物理学和生理学方面揭示稻种发芽率与红外热图像间的关系,结合偏最小二乘算法(partial least squares,PLS)、BP(back propagation,BP)人工神经网络和广义回归神经网络(general regression neural network,GRNN),建立稻种发芽率的红外热模型。结果表明,利用GRNN建立的发芽率预测模型效果最优,其中校正集的Rc(相关系数)和SEC(标准偏差)分别为0.932 0和2.056 0,预测集RP(相关系数)和SEP(标准偏差)分别为0.900 3和4.101 2,相关性均达到较高水平且校正集与预测集的标准偏差均较小。实验结果表明,采用红外热成像技术结合广义回归神经网络研究稻种发芽率是可行的,且所建模型在稻种发芽率快速测定方面有较高的精度。

不同LED光源对温室黄瓜幼苗生长和生理特性的影响

发光二极管(light-emitting diodes,LEDs)是新型的高效节能光源,具有体积小、能耗低、低发热且与植物生长的光谱范围相吻合等优点,已用于设施栽培补充光源。研究了不同比例LED光源对黄瓜品种露丰幼苗生长的影响,采用荧光灯(FL)、单色红光(R)LEDs,红蓝组合光(R∶B=7∶3、1∶1、3∶7)LEDs以及单色蓝光(B)LEDs共6个不同的光源处理30 d。结果表明,红光处理下的黄瓜幼苗株高和可溶性糖、淀粉含量最大;红蓝7∶3 LEDs处理下的鲜质量、干质量、叶面积最大;红蓝1∶1 LEDs处理下的蔗糖含量最高;红蓝3∶7 LEDs处理的叶绿素含量、可溶性蛋白含量最高,红蓝3∶7 LEDs处理的根系活力显著高于其余LED光处理;蓝光处理下的游离氨基酸含量最高。红蓝7∶3 LEDs处理下的鲜质量、干质量、叶面积、叶绿素含量、可溶性蛋白和游离氨基酸的含量均显著高于荧光灯处理,可作为日光温室中黄瓜生产的补充光源。

用于河南省小麦品种特异性和一致性鉴定的SSR分子标记研究

【目的】研究可用于小麦品种特异性和一致性鉴定的SSR分子标记特点,筛选出适合河南省小麦品种DUS测定的SSR分子标记。【方法】以18份来源于河南省小麦骨干品种周麦13和周麦16亲缘关系较近的小麦品种为试验材料,选用252对SSR标记进行筛选,分析可用于小麦品种特异性和一致性鉴定的SSR分子标记的特点,对鉴别力较高的标记进行稳定性分析,进而确定出可用于河南省小麦品种DUS测定的骨干引物,并以10份来源于周麦13和周麦16亲缘关系较近的高代品系和41份河南省60年以来的大面积推广品种对骨干引物分辨能力作进一步验证。【结果】SSR分子标记对品种的鉴别力与多态位点数之间存在着极显著的正相关,从252对引物中得到6对特异性和一致性测定表现较好的骨干引物:Xwmc679、Xwmc574、Xgwm497、Xwmc388、Xwmc500、Xgwm637,利用这6对SSR引物可以将本试验所采用的69份小麦材料区别开。【结论】SSR分子标记对品种的鉴别力与多态位点数之间存在着极显著的正相关,Xwmc679、Xwmc574、Xgwm497、Xwmc388、Xwmc500和Xgwm637这6对引物具有较好的品种鉴别力和稳定性,可用于河南省小麦品种特异性和一致性鉴定。

5份春大豆苗期耐低温性的鉴定及评价

低温胁迫严重影响春大豆发芽、幼苗生长和发育。为建立耐低温种质的筛选方法,以5份春大豆种质为材料,测定和评价了幼苗在响应低温胁迫生理生化指标上的差异。结果表明:5份种质在响应胁迫的生理生化指标上存在明显差异,其中骨粒青较耐低温、南农513不耐低温,而且耐低温种质在抗氧化胁迫、光合作用及细胞膜的稳定性上优于不耐低温种质。抗氧化酶活性、光合速率及光响应曲线能够判断耐低温种质;相对电导率、丙二醛含量能够判断不耐低温种质。

棉花品种黄萎病抗性与免疫反应的关系

棉花黄萎病是由大丽轮枝菌引起的土传真菌病害,不同棉花品种对黄萎病的抗性不同。为了比较不同棉花品种对黄萎病菌的免疫反应程度与抗黄萎病水平间的关系,利用4×106CFU·m L^(-1)的大丽轮枝菌孢子悬浮液处理6个不同棉花品种的根系,进行抗病性评价。结果表明,接种大丽轮枝菌后,棉花植株的根、下胚轴、叶等器官中大丽轮枝菌的生物量随品种抗病性的增强而减少,根部木质素、叶片胼胝质含量随抗病性的增强而增多,L-苯丙氨酸解氨酶(PAL)、多酚氧化酶(PPO)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性的升高幅度随抗病性的增强而增大。由此可见,大丽轮枝菌侵染棉花后,植株的免疫反应程度越强其抗病性越强。本研究结果为棉花与黄萎病菌互作机制的进一步研究提供了理论依据。