玉米自交系苗期对高温胁迫的响应机制及其抗逆性

高温胁迫影响夏播玉米自交系幼苗生长、田间整齐度和制种产量,探究玉米幼苗期对温度胁迫的响应机制,有利于培育和筛选抗性优良的品种。该试验选取了浙江大学育成的耐热型和热敏感型自交系各2份,45℃进行高温胁迫处理,经高温处理后进行叶绿素含量、抗氧化酶活性测定,以及相关基因表达分析。结果表明,经过高温胁迫处理并恢复生长后,与耐热型自交系相比,热敏感型自交系的叶绿素a、b含量、叶绿素a/b值、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性、抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性、谷胱甘肽还原酶(GR)活性均下降,而脯氨酸含量小幅上升。利用qRT-PCR技术对脯氨酸合成途径的关键酶基因ZmP5CS、降解途径的关键酶基因ZmProDH、热激蛋白基因ZmHSP70和ZmHSP90在高温胁迫条件下的表达特性进行了分析,发现ZmP5CS、ZmHSP70和ZmHSP90明显受热胁迫诱导,并且热敏感型自交系中ZmP5CS、ZmHSP70和ZmHSP90的表达量均显著低于耐热型自交系,而ZmProDH的表达量显著高于耐热型自交系,由此说明,高温胁迫过程中脯氨酸的积累、抗氧化酶活性和热激蛋白基因表达的增强是玉米幼苗耐热性形成的响应机制。

不同物理分级方法对甜玉米种子生活力和活力的影响

甜玉米种子含糖量高、淀粉积累少,组织结构疏松,收获后种子活力下降快,并且甜玉米丧失种用价值后一般没有转商价值,会造成很大的经济损失。本试验采用不同的物理分级方法对5个甜玉米品种的种子进行了精选分级,并测定了分级后种子的发芽指标和生理生化指标。结果表明,溶液法和风选法均能通过对种子分级得到高活力种子。

玉米自交系苗期对低温胁迫的响应机制研究

为探究玉米对低温胁迫的响应机制,选用抗冷型及冷敏感型自交系各2份,进行玉米苗期3℃、5 d低温胁迫处理,对胁迫处理后的生理生化指标进行检测并分析相关基因表达。结果表明,在低温处理后的恢复生长期,与抗冷型自交系相比,冷敏感型自交系可溶性糖含量、脯氨酸含量、抗氧化酶活性显著降低,远低于处理前水平;冷敏感型自交系的脯氨酸合成途径关键基因ZmP5CS表达量未发生明显变化,而冷敏感型自交系的脯氨酸降解途径关键基因ZmProDH表达量在低温处理第5天达峰值,在恢复生长第3天迅速下降,显著低于处理前水平。同时,在恢复期,冷敏感型自交系抗氧化酶基因表达量显著下降。研究表明,可溶性糖含量、脯氨酸含量的积累以及多种抗氧化酶的共同参与是玉米幼苗抗冷性形成的响应机制,恢复期是其响应机制的关键时期。

西瓜超干种子的长期耐藏性分析

采用硅胶干燥的方法对‘皖杂一号’和‘丰收2号’西瓜品种的种子进行超干贮藏试验,几种不同干燥水平处理的种子在室温条件下历经了23年的密闭贮藏,种子含水量分别降至2.32%和2.23%时,发芽率分别为96%和91%。种子发芽率的高低与其含水量呈显著负相关;过氧化物酶(POD)活性、干种子种胚蔗糖含量与发芽率的变化呈正相关,而超氧化物歧化酶(SOD)活性与发芽率的变化呈负相关。比较‘皖杂一号’超干贮藏9、15、20和23年后种子发芽率变化发现,当种子含水量≥5.22%,随着贮藏时间的延长,发芽率下降较快;种子含水量在1.65%~4.12%,发芽率下降缓慢,经20~23年密闭贮藏后仍保持较高的发芽率。本试验结果表明,二倍体西瓜种子在超干条件下贮藏可以长期保持良好的生活力。

玉米光温敏雄性不育系CB1208-82的生理生化代谢研究

自交系'CB1208-82'是浙江大学新发现的玉米光温敏雄性不育材料,探究其雄性不育的生理生化机制,测定其不育株/可育株在雄穗不同发育时期叶片中的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)的活性和O2-产生速率、丙二醛(MDA)、过氧化氢(H2O2)、叶绿素、可溶性糖和游离脯氨酸含量。结果表明,从整体上看,不育株叶片中的抗氧化酶活性总是低于同期可育株,并且不育株叶片中的MDA和H2O2含量、O2-产生速率高于同期可育株,说明叶片中抗氧化酶活性低、活性氧积累多可能是引起雄性不育的原因之一。不育株叶片中的叶绿素、脯氨酸和可溶性糖的含量均低于同时期的可育株,特别是在雄穗发育初期可溶性糖含量显著低于可育株,说明光合效率低及营养物质缺乏可能会导致雄穗发育异常。