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.

植物的铝毒机制和耐铝机制研究进展

铝(A1)毒是酸性土壤中作物生长最重要的限制因素和森林大面积退化的重要原因。文章综述了植物的铝毒症状与作用部位、铝毒机制、耐铝机制及耐铝植物的鉴定和选育。

一株耐铝甜瓜枯萎病拮抗细菌的分离鉴定及其耐铝特性研究

从甜瓜根际酸性土壤中分离筛选到1株耐铝甜瓜枯萎病拮抗菌,命名为A2。根据表型、生理生化特征和16S r RNA基因序列相似性分析,将其鉴定为Pseudomonas sp.。菌株A2对甜瓜枯萎病病原菌的相对防效为68.3%,且拮抗能力具有遗传稳定性。相比Al Cl3处理,菌株A2对Al2(SO4)3表现出了更好的耐受性,最高可耐受50mmol/L Al3+。在含有A13+的S-LB培养基中,菌株最适生长温度为30℃;培养基初始p H值的降低会加剧A13+对菌株A2的毒害作用。研究结果可为含活性铝的酸性土壤中甜瓜枯萎病的生物防治提供优良菌株资源和理论基础。

甘蓝型油菜耐铝极端品种筛选及耐铝生理机制初步解析

为筛选不同铝敏感性油菜品种并探究油菜对铝毒的耐受机制,以997份甘蓝型油菜自然品种为材料,采用土培初筛和营养液复筛的两步筛选法,以地上部鲜质量和相对根系伸长率为指标筛选获得甘蓝型油菜不同铝敏感性品种,解析油菜耐铝的生理机制。结果显示,997份甘蓝型油菜自然品种苗期在酸性土壤上表现出显著的基因型差异,从中筛选出142个不同铝敏感性极端品种,含77份铝耐受品种和65份铝敏感品种;进一步利用营养液培养体系在加铝和不加铝处理下对142个油菜品种进行复筛,通过聚类分析发现,97个品种在2个培养体系中具有较好的生长一致性;经过多次表型重复试验最终确定2个铝耐受品种(806和985)和2个铝敏感品种(482和811)。在铝毒处理下铝敏感品种(482和811)生物量相比不加铝处理下降约45%,根系生长显著被抑制,而铝耐受品种则无明显差异。进一步分析发现,相比铝敏感品种,铝耐受品种在铝毒条件下根系中积累的铝更少,活性氧含量更低,且根系中抗氧化酶(CAT和POD)的活性相比无铝处理显著增加,这可能是油菜耐铝的重要生理机制之一。

白三叶耐铝种质筛选及耐铝评价指标分析

为评价西南地区白三叶种质耐铝性强弱,发掘优异材料,试验以采自四川、贵州地区的82份白三叶种质和生产中应用广泛的国审品种‘海法’(Haifa)、‘胡依阿’(Huia)为供试材料,使用水培方法,观测不同种质在铝胁迫(4mmol·L^(-1))15 d的生长状况,利用隶属函数法初步筛选耐铝性差异材料。试验进一步通过观测9份初筛种质铝胁迫下的生长及生理变化,采用隶属函数法计算不同种质耐铝得分,采用主成分分析法分析不同耐铝评价指标贡献率,结合根尖苏木精染色结果,对白三叶种质进行耐铝性综合评价。结果表明:铝胁迫可引起供试白三叶株高、根长、干重、绿值、相对叶片含水量、叶绿素含量、最大光能转化效率及叶片健康指数显著下降(P<0.05);相对电导率和丙二醛含量显著增加(P<0.05);根尖活性铝含量增加。材料Tr016、Tr056、Tr060、Tr062、Tr077生长指标相对值的隶属函数得分排名靠前;而Tr009、Tr021、Tr040、Tr048、Tr075得分排名靠后。综合评价结果显示,材料Tr016、Tr060具有较强的耐铝性,而Tr021耐铝性较弱;主成分分析表明,铝胁迫下白三叶相对株高、相对根长和相对干重可作为生长鉴定指标,而光合参数(叶绿素含量、最大光能转化效率、叶片健康指数)及丙二醛含量可作为生理鉴定指标。该研究可为白三叶种质资源苗期耐铝性评价和新品种选育提供参考与基础材料。

海南五指山茶园土壤中耐铝细菌的分离鉴定及其耐铝特性

从海南五指山茶园土壤中分离得到2株高效耐铝细菌,命名为A3、 A4。根据表型、生理生化特性和16S rRNA基因序列相似性分析,将其分别鉴定为不动杆菌属(Acinetobacter sp.)、短波单胞菌属(Brevundimonas sp.)。A3可耐受12 mmol/L Al^(3+),菌株A4最高可耐受20 mmol/L Al^(3+)。选取耐铝效果较好的菌株A4,进一步研究其在不同浓度Al^(3+)(0、 10、 20 mmol/L)下的生长规律。发现菌株A4在Al^(3+)存在条件下, pH为4.5～5.0时,对培养基起始pH的变化并不敏感;菌株A4的耐铝能力并不受Al^(3+)诱导而变化,是其本身的固有特性。试验结果可为耐铝细菌改良酸性土壤提供良好的菌种资源。

油菜耐铝毒机制研究进展

铝毒已成为酸性土壤中影响作物生长和产量提升最主要的限制因子之一。油菜是我国重要的油料作物,主要种植在土壤酸化较为严重的长江流域各省区。油菜是对铝毒较为敏感的作物之一,但耐铝性机制尚不清楚。综述铝毒的产生、铝毒对作物生长的影响、作物耐铝毒机制以及油菜耐铝性相关研究进展,为耐铝高产油菜新品种培育研究提供参考。

耐铝花生品种筛选鉴定

本试验以23个花生品种为试验对象,于2022年4—8月在江西省红壤及种质资源研究所温室大棚中开展人工模拟铝毒胁迫盆栽试验,选取株高、根长、根颈粗、分枝数、地上部干质量、根干质量、荚果数和荚果产量等8个指标对23个花生材料耐铝性进行评价,筛选出强耐铝性的花生品种。结果表明,在1.5 mmol/L铝浓度处理下,不同花生品种的生长存在显著差异(P<0.05),平均耐铝系数范围在0.499 5~0.957 8。以耐铝系数作为耐铝性鉴定的指标,筛选出平均耐铝系数0.9以上的强耐铝性花生品种3个,占供试材料的13.04%,分别为1407、1508和驻花3号。初步明确根干质量、荚果数和产量可作为评价筛选耐铝花生品种的有效指标,为耐铝花生品种的筛选鉴定提供了参考。

大豆和豌豆耐铝品种筛选研究综述

大豆和豌豆是在中国广泛种植的豆科经济作物,综述了大豆和豌豆耐铝品种的筛选工作,总结了铝胁迫下大豆和豌豆的生长状况和生理响应,归纳了大豆和豌豆耐铝品种的鉴定指标和筛选方法,并列举了所筛选的代表性耐铝品种。大豆和豌豆均对铝毒表现出不同品种的耐受性差异,以实验室培养和根系相对生长为鉴定指标可以快速有效地筛选出耐铝品种,为大豆和豌豆耐铝品种的遗传选育提供了参考依据。

油菜苗期耐铝基因型筛选和鉴定指标的研究

【目的】油菜是中国重要的油料作物,主要种植于长江以南区域,该区域铝毒害较为严重,铝毒害已成为限制中国南方油菜产量的重要因素之一。探讨油菜苗期耐铝性评判方法,筛选耐铝基因型,以便减少和防止铝毒对油菜的危害。【方法】以浙油50、中油杂12号、南油杂1号等23个江西省生产上大面积应用的油菜品种为材料,通过盆栽试验,考查铝胁迫处理和对照的株高、根长、根茎粗、地下部干重、地上部干重、叶和根中可溶性糖含量、叶和根中脯氨酸含量、SPAD等性状,以各性状的耐铝系数作为衡量耐铝性的指标,利用主成分分析法、隶属函数法、聚类分析法和逐步回归分析法,对不同基因型油菜进行耐铝性综合评价。【结果】在铝胁迫下,不同基因型油菜形态指标和生理指标对铝胁迫的反应不同,基因型间差异显著。相关性分析表明,各性状的耐铝系数间均存在或大或小的相关性,使它们所提供的信息发生重叠,这些单项指标不能准确评价各油菜品种的耐铝性。利用主成分分析法将10个单项指标综合成为4个相互独立的综合指标,可代表油菜耐铝性86.36%的原始数据信息量。再根据4个综合指标值的贡献率求出其相应的隶属函数值,并依据各综合指标的相对重要性(权重)进行加权,得到不同基因型的耐铝性综合评价值(D值)。通过聚类分析将23个油菜品种划分为3类,浙油50、德油5号、湘杂油2号等3个品种为耐铝类型,中油杂12号、丰油730等13个品种为中度耐铝类型,南油杂1号、创杂油5号等7个品种为不耐铝类型。为了筛选油菜苗期的耐铝性鉴定指标,分析耐铝性鉴定指标与耐铝性之间的关系,建立了耐铝性评价的数学模型,以D值作为因变量、各指标耐铝系数为自变量进行逐步回归分析,得到最优回归方程,23个品种苗期的耐铝性预测值与D值极显著相关。并且筛选出株高、根长、叶中可溶性糖含量、叶中脯氨酸含量等4项对耐铝性有显著影响的指标,可作为油菜苗期耐铝性的鉴定指标。【结论】采用主成分分析、聚类分析和逐步回归分析的方法进行油菜苗期耐铝性的综合评价较为可靠,既避免了单一指标的片面性和不稳定性,又揭示了油菜耐铝相关性状与耐铝性的关系。

铝胁迫对不同耐铝大麦基因型干物质积累与铝和养分含量的影响

以苗期表现为耐铝性具有明显差异的 10份大麦基因型为材料 (耐铝和铝敏感基因型各 5个 ) ,研究铝胁迫条件下生育后期植株生物量、铝和养分元素含量的差异。结果表明 ,铝胁迫抑制植株干物质积累 ,但抑制程度因基因型而异 ,上 70 119等铝敏感基因型受影响较大 ,且两类基因型之间的差异成熟期明显大于乳熟期。铝胁迫显著降低敏感基因型的子粒产量 ,但对耐性基因型的影响较小。铝胁迫增加所有基因型根系和地上部的Al含量 ,但增加幅度基因型之间存在着明显差异 ,耐铝基因型增加较少 ,而铝敏感基因型表现显著增加。酸性土壤上 ,根系和地上部N、P、K、Ca、Mg和Zn等养分含量 ,铝敏感基因型显著减少 ,耐铝基因型受影响较小。

大豆耐铝毒基因型筛选及筛选指标的研究

通过溶液培养试验,研究了来自华东、东北地区18个优质大豆品种(系)对铝毒的反应。通过比较不同基因型各性状的相对耐性值及其与综合评价系数的相关性分析,明确了相对根系干重、相对地上部干重、相对株高、相对叶面积等可作为大豆耐铝毒基因型筛选的重要指标。提出了基于各种性状平均意义上的综合评价系数,并根据已筛选的鉴定指标计算了耐铝毒综合系数。在此基础上筛选出4个具有较强耐铝毒能力的大豆基因型。

铝胁迫下磷对水稻苗期生长的影响及水稻耐铝性与磷效率的关系

选用两个耐铝性差异较大的水稻品种武运粳7号(耐铝品种)和扬稻6号(铝敏感品种)作为实验材料,利用水培铝-磷交替处理试验研究了磷对水稻铝胁迫下苗期生长的影响及水稻耐铝性与磷效率之间的关系。结果表明,从水稻铝-磷交替处理下的生物量和根系形态等指标来看,P缓解了Al对两个水稻品种的毒害作用,且对敏感品种扬稻6号的缓解作用更加明显。铝-磷交替处理下,武运粳7号的体内磷含量显著高于扬稻6号的,而根部铝含量显著低于扬稻6号,因此武运粳7号体内的P/Al显著高于扬稻6号;同时,虽然两个品种间根表及根自由空间中Al浓度没有差别,而武运粳7号根表及根自由空间中P浓度显著高于扬稻6号,表现出耐铝品种更强的质外体解铝毒能力,这可能与武运粳7号较强的磷吸收效率有关。此外,与耐铝品种武运粳7号相比,铝敏感品种扬稻6号虽然磷吸收效率低,但利用效率高,即两个水稻品种的耐铝性与水稻的磷吸收效率和利用效率不一致,这为酸性土壤水稻育种提供了理论基础,即选育适应酸性土壤的水稻基因型不仅要关注其耐铝性还要关注其磷利用效率。

植物耐铝性机制的研究进展

铝毒害是酸性土壤上作物生长的主要限制因素和森林大面积退化的重要原因。本文综述了近年来对植物耐铝性机制研究的进展 ,指出在植物体内存在多条耐铝性途径。

芽期Al^(3+)胁迫对芝麻幼苗生长的影响及种质资源耐铝毒性评价

铝毒害是影响江西省红壤作物生长的重要因素之一,为了解铝对芝麻生长的毒害,发掘耐铝毒种质资源,用Al2(SO4)3·18H2O溶液模拟发芽期Al3+胁迫研究不同浓度Al3+对芝麻品种赣芝9号和赣芝12成苗及幼苗生长的影响。结果表明,Al3+浓度在0~100mg/L时,随着Al3+浓度的增加,成苗率、芽长、根长和苗鲜重均不断下降,且根长下降最为明显;而浓度在250~1 000mg/L时,芝麻难以成苗。Al3+浓度在50mg/L时,成苗率、芽长、根长和苗鲜重等测定指标均急剧下降,因此可认为50mg/L的Al3+浓度胁迫可以作为芝麻种质耐铝毒性筛选鉴定的参考浓度。进而在50mg/L Al3+胁迫下评价96份芝麻种质[含39个改良品种(系)和57份地方种质],可将它们聚为3类,即包含21份耐铝毒种质、37份中等耐铝毒种质和38份不耐铝毒种质;发掘出赣芝9号、金黄麻、武宁黑等21份耐铝毒种质。比较分析表明,地方种质资源的平均耐铝毒特性要优于改良品种(系),且除成苗率外,地方种质耐铝毒性的其他指标的变异系数和多样性指数均大于改良品种(系)。

不同小麦基因型耐铝性的差异及筛选方法的研究

采用了大体积溶液培养法、培养皿快速鉴定法和小盆钵土培筛选法对小麦基因型进行了耐铝性筛选。供试的 2 4个小麦基因型的耐铝性存在极显著的差异。所采用的各项筛选指标间呈极显著的正相关 ,且都能不同程度地区分基因型间的耐铝性差异。其中相对根长的SD、CV及分布范围最大 ,可以灵敏、可靠地反映不同基因型的耐铝性差异 ;其次是相对根系干重 ;相对株高和相对地上部干重的SD、CV及分布范围较小 ,反映基因型间耐铝性差异的灵敏度较低。 3种筛选方法能克服传统筛选方法如小体积溶液培养、土培和田间试验的繁琐、费时和筛选效率低等缺点 ,具有快速简便 ,一次可筛选较多样本 ,且条件易于控制等优点 ,大大地提高了筛选的可靠性和筛选效率。

玉米耐铝毒的基因型筛选

通过玉米发芽和溶液培养试验来研究筛选玉米耐铝酸的直接指标和测定方法。研究表明,不同的玉米基因型之间在耐铝性上存在着很大的差异。在铝胁迫下,玉米幼苗主根明显缩短,并且侧根生长受到抑制。由于根系生长发育不良,导致地上部分茎、叶的生长受阻,造成整个植株的生物量下降,但耐铝玉米基因型下降的幅度比铝敏感基因型小,可以根据这些指标进行基因型的筛选。

植物耐铝机理研究进展

铝毒是酸性土壤上作物生产的主要限制因子,植物耐铝机理以及与耐铝有关基因的研究是近十多年来研究的热点。本文对植物耐铝的生理、遗传及分子机理的研究进展作了综述。明确了目前取得的突破性进展已使通过植物遗传育种及生物技术手段提高粮食作物耐铝性成为可能;同时,本文对今后的研究方向作了简要的讨论。

铝胁迫下不同小麦基因型根际pH的变化、NH_4^+和NO_3^-吸收及还原与其耐铝性的关系

以耐Al性明显差异的 2个小麦基因型为材料 ,采用溶液培养试验和动力学方法研究了根际 pH变化、NH+ 4和NO-3 的吸收以及NO-3 还原与其耐Al性的关系。结果表明 ,A1胁迫下鉴 86 4(耐性基因型 )比扬麦 5号 (敏感基因型 )能维持较高的根际 pH值 ,当溶液 pH值下降到最低时 ,前者比后者高 0 2 3个pH单位。吸收动力学研究表明 ,鉴 86 4在无Al和有Al胁迫时对NO-3 的吸收速率和亲和力大于扬麦 5号 ;而对NH+ 4的吸收速率和亲和力却小于扬麦 5号。Al还降低叶片和根系的硝酸还原酶活性 ,但鉴 86 4的叶片和根系硝酸还原酶活性均高于扬麦 5号。此外 ,在Al胁迫下 ,植株体内游离脯氨酸含量迅速提高 ,但扬麦 5号积累量高于鉴 86 4。鉴 86 4具有较高的耐Al能力可能与其在Al胁迫下对NO-3 的吸收速率、亲和力以及硝酸还原酶活性较高 ,而对NH+ 4的吸收速率和亲和力较低 ,从而能维持较高的根际

地上部生长性状指标在小麦耐铝性筛选中的应用

在大容积溶液培养和小盆钵土培试验中采用地上部生长性状和根系生长性状指标对小麦基因型进行了耐铝性筛选。结果表明 ,供试的 2 4个基因型的耐铝性存在极显著的差异。无论是相同或不同的筛选方法 ,地上部耐性指数如相对株高和相对地上部干重与根系耐性指数如相对根长和相对根系干重均呈极显著的正相关。根系耐性指数的 SD、CV及分布范围较大 ,区分不同基因型耐铝性差异的灵敏度较高。地上部耐性指数的 SD、CV及分布范围较小 ,反映基因型间耐铝性差异的灵敏度相对较低 ,但地上部也可作为可靠的耐铝性筛选指标。地上部生长性状指标尤其是株高不仅测定快速、容易 ,而且可以无损伤地测定而不影响后续研究的进行 ,可用于大规模的种质筛选或育种项目中。所采用的 2种筛选方法能克服传统筛选方法如小体积溶液培养、土培和田间试验的繁琐、费时和筛选效率低的缺点 ,具有快速简便 ,一次可筛选较多样本 ,且条件易于控制等优点 ,因而大大地提高了筛选的可靠性和筛选效率。