甘蓝型油菜RIL群体苗期根系耐铝性鉴定及评价方法研究

为减少铵肥的大量施用以及酸雨频降引发的耕地酸化,从而影响作物的生长,利用综合评价方法通过幼苗期根系表型筛选耐铝种质.以甘蓝型油菜重组自交系(RIL)亲本10D130和中双11为材料筛选苗期适宜的铝胁迫浓度,使用该浓度处理RIL内138个品种(系)幼苗,对其根长、根表面积、根平均直径、根体积、根交叉数、根尖数和根干质量7个根系指标的铝毒单项耐性系数进行变异系数分析、相关性分析、主成分分析、系统聚类分析和逐步回归分析,并采用隶属函数法综合评价不同油菜品种(系)根系的耐铝特性.结果表明:138份油菜品种(系)间各项根系指标差异有统计学意义(p<0.05);筛选出甘蓝型油菜幼苗期耐铝毒品种(系)27034,27036和27007等.根据灰色关联度及逐步回归分析结果,认为根据根长、根表面积、根体积、根交叉数等7个关键指标,可以初步判断甘蓝型油菜种质幼苗期的耐铝毒特性.通过这些方法综合评价油菜对铝的耐受性,可以避免单一指标的片面性和不稳定性,结果更为可靠.

铝胁迫下油菜幼苗叶绿素质量分数与光化学效率及碳同化代谢的研究

随着土壤酸化的加剧,土壤中的Al^(3+)已成为限制甘蓝型油菜生长和产量的主要因素之一.以甘蓝型油菜品种ZS11和10D130为实验材料,在处理第15 d测定其叶绿素质量分数、叶绿素荧光参数、气体交换参数、碳同化关键酶活性及非结构性碳水化合物质量分数.结果表明:2个品种的叶绿素质量分数、PSII光化学效率参数、电子传递速率、气体交换参数和核糖-1,5-二磷酸羧化酶(Rubisco)活性均随铝胁迫浓度上升而下降,而气体交换参数在铝浓度为800μmol/L下上升.相较于品种10D130,品种ZS11的净光合速率、甘油醛磷酸-3-磷酸脱氢酶(GAPDH)活性、核糖-5-磷酸激酶(PRK)活性和非结构性碳水化合物质量分数在一系列铝浓度处理下与各自对照组相比差异无统计学意义,说明品种10D130较ZS11对铝更敏感.

铝胁迫下甘蓝型油菜苗期光合相关性状的QTL定位及候选基因筛选

随着土壤酸化的加剧,土壤中的Al^(3+)已成为限制光合作用、影响作物生长和产量的主要因素之一。本文以2400μmol L^(-1)铝溶液处理由甘蓝型油菜品种中双11号及10D130构建的高世代重组自交系(RIL)群体为研究对象,测定油菜铝毒胁迫下油菜苗期光合能力和叶绿素荧光相关性状,计算其相对值(处理/对照)并定位其QTL,根据QTL置信区间筛选合适的候选基因。研究结果表明,光合能力性状间和叶绿素荧光参数间分别都存在着显著相关,但是光合能力参数和叶绿素荧光参数之间相关性不显著;除相对T_(r)外,其余10个性状(相对P_(n)、相对G_(s)、相对C_(i)、相对Φ_(PSII)、相对F_(v)/F_(o)、相对F_(v')/F_(m')、相对q_(P)、相对ETR、相对NPQ和相对干重)共检测到16个与铝胁迫和光合相关性状QTL位点,分别位于A03、A05、A06、A08、A09、A10、C02和C09染色体上, LOD值介于2.05~3.18,能够解释的表型变异为8.1%~12.3%,其中在A03染色体106.038~109.129 cM位置上,相对G_(s)与相对F_(v')/F_(m')的位点完全重合, A06染色体上145.355~167.417 cM处检测到相对Φ_(PSII)和相对ETR的QTL置信区间完全重合。筛选到47个可能与抗铝胁迫及光合相关的候选基因,涉及到有机酸分泌、金属离子转运、激素调节、启动抗氧化保护以及叶绿体自身调节、磷元素摄入调节等方面。本研究为油菜铝抗性及相关光合基因功能挖掘和油菜耐铝高光合品种选育奠定基础。