基因型和环境互作对黑芝麻木脂素的影响

为评价不同生态条件下黑芝麻品种木脂素含量的丰产性、适应性和稳定性,以42个黑芝麻品种为材料,在江西省3个不同土壤肥力试点进行多年多点试验,通过联合方差分析、GGE(genotype+genotypes and environment interactions)双标图等方法,对不同黑芝麻品种的芝麻素和芝麻林素含量进行系统性分析。结果表明:鄱阳试点芝麻素平均含量最高(1.92 mg/g),进贤试点芝麻素平均含量最低(1.73 mg/g);农大试点芝麻林素平均含量最高(2.88 mg/g),进贤试点芝麻林素平均含量最低(1.86 mg/g)。联合方差分析表明:不同芝麻品种的芝麻素和芝麻林素含量存在着显著差异性,且受环境(E)和基因型与环境互作(G×E)影响显著。GGE双标图分析结果表明,G1和G15为高芝麻素稳定品种,G10芝麻素含量在多个环境中最高,表现出较强的适应性,具有较高的推广价值;G2、G3和G40为高芝麻林素稳定品种,G2芝麻林素含量在鄱阳和农大2个试点适应性最好,进贤试点适应性最好的品种为G11。与低芝麻素和芝麻林素类型相比,高芝麻素和芝麻林素类型品种含油率显著升高,且呈现出极显著的正相关性,据此可实现芝麻素、芝麻林素和含油率的同步改良。该研究结果为黑芝麻品种的合理布局和遗传改良提供了理论依据和材料基础。

NO对低温胁迫下水稻幼苗生理生化特性的影响

【目的】探究外源NO对低温胁迫下水稻幼苗生理生化特性的影响。【方法】以粳稻品种Kitaake为试验材料,于苗期2叶1心时进行低温胁迫处理,并对叶面喷施不同浓度一氧化氮供体硝普钠(SNP),研究不同浓度的SNP对水稻幼苗耐冷性的影响。【结果】结果表明,低温胁迫下,水稻幼苗株高、鲜质量、干质量均下降,叶片中超氧化物歧化酶(SOD)活性提高,过氧化氢酶(CAT)活性降低,脯氨酸含量降低。叶面喷施SNP可减缓叶绿素的分解,提高SOD活性和脯氨酸(Pro)含量。不同浓度SNP对水稻幼苗的生理生化影响存在差异,50μmol/L SNP处理后,SOD和CAT活性及脯氨酸含量增幅均达到最大值,可溶性蛋白含量也较高。【结论】外源NO可缓解低温胁迫对水稻幼苗生长的抑制。

基于主成分分析的芝麻品质综合评价

【目的】对31份芝麻资源的油用品质进行综合评价,筛选出综合品质较高的油用品种。【方法】应用近红外光谱仪测定芝麻资源的13个品质性状,并采用主成分分析法建立芝麻油用品质综合评价模型,依据该模型对31份芝麻资源油用品质进行综合评价。【结果】代表芝麻油用品质的13个指标均存在品种间差异,其中品种间芝麻素、芝麻酚林、亚麻酸含量差异较大,棕榈酸、亚油酸含量差异较小;芝麻中油酸含量与亚油酸含量、芝麻素含量与亚麻酸含量间存在极显著的负相关关系,芝麻酚林含量与亚麻酸含量、亚麻酸含量与棕榈烯酸含量间存在极显著正相关关系;采用主成分分析法筛选出综合评价芝麻油用品质的核心指标:亚麻酸含量、油酸含量和芝麻酚林含量,依据芝麻品质评价模型评价出综合品质最优的5个芝麻品种依次为:鄱阳黑、鄱阳千层塔、鄱阳对夹乌、上饶车轮芝麻、星子芝麻。【结论】研究对31份芝麻资源的品质进行综合评价,筛选出了5个油用品质较优的品种,可为芝麻油用品质综合评价及油用高品质芝麻品种选育提供参考。

高温胁迫下黄嘌呤脱氢酶基因超表达对水稻幼苗的保护作用

【目的】黄嘌呤脱氢酶(xanthine dehydrogenase,XDH)是嘌呤代谢的关键酶。通过分析高温胁迫对Os XDH超表达转基因水稻株系幼苗叶片生理指标的影响,探究XDH缓解水稻高温胁迫的生理机制。【方法】以Os XDH超表达转基因株系(xdh1和xdh5)及受体品种日本晴(WT)为材料,研究了高温胁迫对水稻幼苗叶片叶绿素含量、相对含水量、可溶性蛋白含量、活性氧代谢、抗氧化酶活性、XDH活性及嘌呤代谢产物尿囊素(allantoin)和尿囊酸(allantoate)含量等生理指标的影响。【结果】高温胁迫处理前,超表达株系的叶绿素含量、相对含水量、可溶性蛋白含量、活性氧代谢及抗氧化酶活性等生理指标均与野生型无显著差异;高温胁迫5 d,超表达株系的叶绿素、相对含水量、可溶性蛋白含量及抗氧化酶活性均高于野生型,而过氧化氢(H2O2)及丙二醛(MDA)的含量显著低于野生型;适温恢复生长5 d,野生型和超表达株系的叶绿素含量、相对含水量及可溶性蛋白含量均有所提高,超表达株系均高于野生型,H2O2和MDA的含量降低,超表达株系均低于野生型;受高温诱导超表达株系与野生型中XDH酶活性及尿囊素和尿囊酸的含量均提高,且在整个处理过程中超表达转基因株系均高于野生型。【结论】XDH通过调控酰脲类物质的合成,补偿自身的抗氧化能力并增强抗氧化酶系统的活性,从而有效提高水稻幼苗对高温胁迫的耐受能力。

芝麻种质资源表型性状遗传多样性分析及综合评价

探究芝麻种质资源表型性状遗传多样性,对芝麻种质资源进行综合性评价,筛选出优异种质,为芝麻优质品种的推广和育种亲本的选择提供理论依据。对193份芝麻种质资源的13个表型性状进行记录,通过计算遗传多样性指数(H′)分析芝麻种质资源的遗传多样性,运用聚类分析、相关性分析、主成分分析和逐步回归分析对芝麻种质资源进行综合评价。5个质量性状遗传多样性指数(H′)在0.17~0.90之间,8个数量性状变异系数(CV)在3.32%~45.33%之间,遗传多样性指数(H′)在1.77~2.04之间,数量性状遗传多样性指数大于质量性状,表现出丰富的遗传多样性。聚类分析将193份芝麻种质资源分为4个类群,Ⅰ类群为低始蒴高度、高单株蒴果数和高产的优质种质资源,Ⅱ类群为较高单株蒴果数和千粒质量的潜力种质资源,Ⅲ类群为高秆、高每蒴粒数和高千粒质量的特殊种质资源,Ⅳ类群为低秆、低单株蒴果数和低产的较差种质资源。主成分分析表明,当累计贡献率达到80%以上时,13个表型性状被转换为7个综合因子,贡献率分别为19.24%、16.89%、12.67%、10.50%、8.17%、7.54%、6.79%,通过计算综合评价D值,筛选出综合表现最好的2个品系:17-52和17-51;以综合评价D值为因变量,13个性状为自变量,利用逐步回归分析筛选到评价芝麻种质的8个关键性指标。参试芝麻种质资源8个数量性状变异幅度较大,遗传多样性丰富,且均呈现出正态分布;单株产量、株高、主茎茸毛量、始蒴高度、空梢尖长度、千粒质量、每叶腋花数、蒴果棱数可作为反映芝麻种质资源优劣的重要农艺性状指标。