孟宪梅[1]2003年在《水稻若干形态、生理指标与品种抗旱性关系的研究》文中研究表明试验于2001年和2002年分别在安徽农业大学试验农场和中国科技大学烟草学院试验农场中进行。采用大田试验，对7个水稻品种设置水、旱两作进行抗旱性的研究。运用了水稻栽培学、植物生理学、植物学、细胞生物学、生物化学及酶学等方法，研究形态、生理、生化、产量等指标与水稻品种抗旱性的关系。主要结果如下： 1 与水稻抗旱性关系密切的一些指标 通过相关分析和逐步回归分析表明：依据于产量，(1)对14个形态指标分析可知：总根数、白根数／总根数比、根体积、地上部分干重／总干重比、根干重等5个指标与水稻品种的抗旱性关系较密切，达极显着水平，检验结果F_总=331.45~(**)、R~2=0.9910、P＜0.01；(2)对10个生理生化指标分析可知：叶绿素a和叶绿素b之比(C_a／C_b)、叶绿素含量、叶片的质膜透性变化、渗透调节物质中游离脯氨酸含量变化、根系活跃吸收面积以及过氧化物酶(POD)等6个指标与水稻品种的抗旱性关系较密切，达极显着水平，检验结果F_总=1342.90~(**)、R~2=0.9983、P＜0.01；(3)对所测定的24个指标进行分析可知：总根数、白根数／总根数比、总干重、地上部分干重／总干重比、叶绿素含量、活跃吸收面积、POD等7个指标与水稻品种的抗旱性关系较密切，达极显着水平，检验结果F_总=582.72~(**)、R~2=0.9949、P＜0.01。 2 抗旱性指标与品种及生育期的关系 分别对总根数、白根数／总根数比、根体积、地上部分干重／总干重比、根干重、总干重、叶绿素a和叶绿素b之比(C_a／C_b)、叶绿素含量、叶片的质膜透性变化、渗透调节物质中游离脯氨酸含量变化、根系活跃吸收面积、过氧化物酶(POD)等11个指标进行方差分析，结果表明：重复之间差异不显着，品种之间、不同生育时期之间、品种与生育时期间的互作都达到差异极显着，P＜0.01。 3 用灰色关联分析综合评价不同水稻品种的抗旱性 由以上分析可知，鉴定水稻品种抗旱性的指标有多种，一个抗旱性强的水稻品种并不是指它在所有的指标上都表现突出，用单一的指标评价水稻品种抗旱性具有片面性。水稻抗旱性是一个综合性状，应该用多个指标进行综合分析，评定结果才能更切合实际。灰色关联分析是一种综合分析方法，可将多个指标综合成一个指标——关联度，根据关联度的大小对品种的抗旱性进行排序。以期对不同品种的抗旱能力作初步评价，为水稻的抗旱育种和栽培提供理论依据。在供试品种中，初步认为品种扬稻6号的抗旱性最强，汕优63次之，而西光抗旱性最弱。
李艳[2]2006年在《水稻品种苗期抗旱性及鉴定指标筛选的研究》文中研究说明本文以本所和协作单位提供的材料95份，分别在芽期、苗期对水稻的形态、生长发育、生理等抗旱性鉴定指标进行了测定和分析，选取抗旱性不同的品种测定出指标相对值，研究水分胁迫下植株形态和生理生化特性的变化及与品种抗旱性的关系，并依据灰色系统理论和灰色关联分析方法，通径分析及主成分分析法等，初步建立了一套简便、可靠的苗期水稻抗旱性鉴定指标体系。研究结果如下： 1．水分胁迫下，植株生长受到抑制。芽期的发芽势和发芽率均受到抑制，芽长、芽鞘长、根数、胚根长、干物质也较对照降低。发芽率是芽期鉴定作物抗旱性常用的一个指标，因此从各指标与发芽率的相关性来看，发芽势、根长、芽长、芽干重与发芽率达极显着相关，因此这几个指标能作为芽期抗旱性的鉴定指标。苗期干旱胁迫后苗高显着降低，叶龄、叶片生长和干物质积累受到不同程度的抑制，同时根系生长也受到了抑制，各指标的相对值都较对照降低。经通径分析，叶龄，心叶下倒1叶的长、心叶下倒2叶的长、心叶下倒2叶叶面积与抗旱性关系最为密切。 2．水分胁迫下，植株体内的生理代谢发生了明显的变化。可溶性糖、可溶性蛋白质、游离氨基酸、MDA、抗坏血酸、GSH含量上升，叶片相对含水量、叶片水势、脯氨酸含量下降，抗氧化保护性酶SOD、POD、CAT活性上升，硝酸还原酶活性、硝态氮含量、ABA含量上升。从相关分析来看，叶片水势、叶片相对含水量、游离氨基酸、MDA含量、抗坏血酸、GSH含量、SOD活性与抗旱性间相关性较密切。芽期生理指标中，根系活力与发芽率间相关性达极显着水平，子粒中β-酶活力与发芽率间也达显着正相关。 3．本文利用灰色关联度分析法，并结合相关分析的结果，对抗旱性不同的10个品种的生理生化指标进行了分析，从中筛选出了最能反映品种抗旱性的3个生理指标即游离氨基酸含量、抗坏血酸含量、SOD活性。将以上3个生理指标和通过通径分析，筛选出4个形态指标通过主成分分析和线性回归分析建立了方程。芽期与种子发芽率关联最为密切的是水分胁迫条件下的芽干重，次之是根系活力和发芽势。 4．在本研究结果基础上建立了一套水稻苗期抗旱性鉴定的指标技术体系：PEG高渗溶液法、反复干旱法、干旱棚法可以作为芽期和苗期的水分胁迫处理的方法；种子萌发时的发芽率、反复干旱后幼苗的参活率、抗旱系数可以分别作为芽期、苗期、大田期的一级抗旱性鉴定指标。发芽势、芽干重、根系活力、叶龄、心叶下倒1叶长、
王贺正[3]2007年在《水稻抗旱性研究及其鉴定指标的筛选》文中研究指明在水、旱两种条件下用不同品种(系)分别对水稻芽期、苗期、开花期和结实期的形态、生长发育和生理生化等性状特征进行了系统研究和分析，初步建立了水稻芽期、苗期和开花期抗旱性鉴定指标，深入研究了水分胁迫对水稻形态、生理、生化、产量等指标的影响，充分论证了水分胁迫下水稻生理生化特性与品种抗旱性的关系，系统揭示了决定水稻结实期抗旱性的关健生理生化机制。主要结果如下：1．芽期水分胁迫下不同水稻品种(系)的发芽率均降低，根芽生长受到明显抑制，根干重和芽干重降低。相对胚根长、相对芽长、相对芽干重与芽期的抗旱性有极显着的相关性，而且受环境影响较小，可作水稻芽期抗旱性鉴定指标。以各性状相对值的抗旱级别而得出的抗旱总级别来鉴定水稻品种(系)抗旱性较为准确。用此方法对76个品种(系)进行了抗旱性鉴定，效果良好。2．水稻苗期叶龄、心叶下倒数第1叶叶面积、叶鲜重、根长4个形态指标的相对值与反复干旱存活率呈显着或极显着的相关性，可作为苗期抗旱性鉴定的形态指标；超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性，氨基酸(AA)、抗坏血酸(AsA)、还原性谷胱甘肽(GSH)、可溶性蛋白质、丙二醛(MDA)含量8个生理指标的相对值与反复干旱存活率呈显着或极显着的相关性，可作为苗期抗旱性鉴定的生理指标。通过主成分分析确立了SOD酶活性、GSH含量、叶鲜重和叶龄4个指标相对值为水稻苗期抗旱性鉴定的综合指标，以反复干旱存活率为因变量，4个综合指标为自变量建立的回归方程对15个试验品种的抗旱性进行预测，效果较好。3．水稻开花期叶片脯氨酸含量、相对含水量、气孔导度、叶面积等4项指标对水稻的抗旱性有显着影响，可作为水稻开花期抗旱性鉴定的综合指标。利用所建立的最优回归方程对所选用的10个水、早稻品种(组合)进行了抗旱性预测，与它们在田间表现基本一致，表明利用所筛选出的4个指标在开花期对水稻抗旱性进行鉴定是可行的。4．开花期水分胁迫下叶片AsA、AA、可溶性蛋白质和MDA含量增加，SOD、CAT、POD的活性升高。相关分析表明，在水分胁迫与对照条件下AsA、AA、MDA含量和SOD活性的相对值与品种的抗旱系数有显着或极显着相关性。AsA、AA含量和SOD活性是决定水稻开花期抗旱性的关键生理生化机制。因此，水、旱条件下AsA、AA总量、MDA含量和SOD活性相对值可作为水稻开花期抗旱性鉴定生理指标。5．拔节孕穗至成熟期水分胁迫使水稻株高降低，叶面积及叶面积指数减小。各器官干物重、总干重均明显降低。前期干物质积累缓慢，后期植株衰老加速。水分胁迫引起各品种穗长、一次枝梗数、二次枝梗数、每穗粒数、每穗实粒数、结实率、千粒重均下降，最终引起产量降低。品种的抗旱性不同，其产量及其构成对水分胁迫的反应存在一定差异，表现为抗旱性强的品种下降幅度相对较小。6．水分胁迫下抽穗期和成熟期茎鞘干物重低于对照，抽穗后茎鞘物质输出量、输出率、转化率也均低于对照。抽穗期茎鞘干物重、抽穗后茎鞘干物质输出量、输出率和转化率均与籽粒产量呈显着或极显着正相关。在水分胁迫下，抗旱性强的品种比抗旱性弱的品种在水分胁迫下具有较高的茎鞘物质输出率和转化率，且茎鞘物质的输出率和转化率下降的幅度均较小。7．水分胁迫降低了籽粒生长潜势、最大灌浆速率和平均灌浆速率，缩短了籽粒生长活跃期。各品种达最大灌浆速率的时间提前，抗旱性弱的更为突出。水稻籽粒灌浆中、后期经历的天数均比对照延长，灌浆速率则比对照低。抗旱性强的品种各时期的籽粒灌浆速率均大于抗旱性弱的品种。在籽粒灌浆过程中可溶性淀粉合成酶、淀粉分支酶和ADPG焦磷酸化酶等3种关键酶活性在水分胁迫下都不同程度的被抑制。8．结实期随土壤水分胁迫加剧和时间延长，细胞膜脂过氧化加剧，抗旱性弱的品种膜脂过氧化更为严重；O_2~—和H_2O_2积累迅速，抗旱性弱的品种比抗旱性强的品种积累速度快、幅度大；GSH、AsA和叶绿素含量及剑叶光合速率、气孔导度、叶片水势和相对含水量下降迅速，抗旱性弱的品种比抗旱性强的品种降速快、幅度大。抽穗后0～14d随胁迫时间的延长叶片内可溶性糖、游离氨基酸总量和脯氨酸含量增加，SOD、CAT和POD 3种酶活性升高，抗旱性强的品种增加或升高的幅度大。抽穗14d后叶片内可溶性糖、氨基酸和脯氨酸含量下降，SOD、CAT和POD 3种酶活性降低。试验表明，抗旱性强的品种具有较强的抗氧化能力；O_2~—积累速率、H_2O_2含量、MDA含量、GSH含量、AsA含量、光合作用、渗透调节物质及保护性酶活性的变化幅度与品种的抗旱性密切相关。
徐蕊[4]2008年在《玉米抗旱性评价指标体系及遗传研究》文中认为本研究采用人工控制水分与田间直接鉴定法相结合,选用35个自交系和38个杂交种,共测定发芽指标7个、生长发育指标8个、生理指标7个、产量指标10个,对玉米抗旱性进行了系统研究,建立了玉米不同时期抗旱性的评价体系,筛选出部分抗旱自交系及杂交种。此外,对抗旱性不同的8个自交系,按照(1/2)n(n-1)双列杂交法配置28个杂交组合,进行配合力分析和遗传参数估算,研究玉米的遗传规律。主要研究结果如下:1.建立了玉米自交系抗旱性评价体系。通过简单相关分析筛选出15%PEG溶液处理GDRI、相对发芽势,20%PEG溶液处理GDRI、相对发芽势及苗期渗透调节后叶片水势与对照处理相对值、胁迫后叶片保水力、行粒数、单轴重、百粒重和对照处理相对值9个与抗旱系数或抗旱指数相关显着或极显着的指标。通过逐步回归分析筛选出5个指标:20%PEG溶液处理相对发芽势和苗期渗透调节后叶片水势与对照处理相对值、胁迫后叶片保水力、行粒数、百粒重和对照处理相对值。并根据逐步回归筛选出的指标和偏相关系数,建立了不同时期的抗旱评价(D值)方程和评价体系,利用这些指标建立的评价(D值)方程可对玉米自交系的抗旱性进行较好的评价。2.选出了玉米杂交种抗旱鉴定指标。通过简单相关分析筛选出苗期渗透调节后叶片水势与对照处理相对值、胁迫后叶片保水力、穗长、行粒数、单轴重、百粒重和对照处理相对值6个与抗旱系数或抗旱指数相关达显着或极显着水平的指标。通过逐步回归分析筛选出5个指标:苗期渗透调节后叶片水势和对照处理比值、胁迫后叶片保水力、行粒数、单轴重、百粒重和对照处理比值。3.建立了高产抗旱玉米品种选择方法。在单一水分胁迫条件下,依据正常浇水处理产量和抗旱系数选择高产抗旱的品种,评价结果不可靠;在多种水分胁迫条件下,提出了用于品种抗旱性评价的概念胁迫稳产指数。运用多种条件下正常浇水产量平均值和水分胁迫条件下胁迫稳产指数分别聚类,利用高产和抗旱两类的交集选取高产抗旱品种比较可靠,且运算简单,易于育种工作中运用。通过该法选出的高产抗旱品种有:天泰16、农大81、登海6213、中科11、秀青73-1。4.玉米抗旱性遗传分析:抗旱系数一般配合力方差达极显着水平,特殊配合力方差达显着水平,抗旱指数特殊配合力方差达极显着水平,胁迫后行粒数与对照处理相对值特殊配合力达显着水平。抗旱系数、抗旱指数的遗传不符合“加性-显性”模型,以显性效应为主;胁迫后行粒数与对照的相对值的遗传符合“加性-显性”模型。抗旱系数和抗旱指数广义遗传力较高,适合中高代选择,行粒数胁迫与对照比值广义遗传力较低,适合早代选择。叁者狭义遗传力均较低,遗传效应以非加性效应为主。
付学琴[5]2012年在《东乡野生稻抗旱鉴定指标的筛选和QTL定位研究》文中提出干旱是导致水稻减产的重要非生物因素之一,因而培育和筛选抗旱性强的水稻品种是保障粮食供给和水稻生产可持续发展的关键所在。为此,本论文以协青早B//协青早B/东乡野生稻BC1F1o回交重组自交系群体为研究对象进行抗旱性研究,分别测定干旱胁迫和对照条件下苗期和孕穗期的形态、生理和产量等性状指标,并结合隶属函数、主成分分析和逐步回归分析等方法对群体抗旱性进行综合分析,建立水稻苗期和孕穗期抗旱评价体系,同时利用已构建的遗传图谱对东乡野生稻苗期和孕穗期两个生育期抗旱相关性状进行QTL定位分析,深入探讨东乡野生稻在干旱环境下的抗旱分子作用机理。论文获得的主要结果如下：1.采用PEG6000模拟干旱法,在苗期对旱稻、群体及亲本进行抗旱鉴定及综合指标筛选,测定了最大根长、根基粗、根数、茎长、根鲜重、根干重、萎蔫率等10个性状,并利用主成分分析和逐步回归分析法对各株系抗旱性进行综合评价和抗旱鉴定指标筛选。研究结果表明,与抗旱性密切相关的3个指标分别为最大根长、根基粗和萎蔫率,筛选出的这叁个指标可作为水稻苗期抗旱鉴定综合指标。2.根据苗期抗旱性鉴定指标的筛选结果,利用该群体已建立的遗传图谱,对包括最大根长、根基粗和萎蔫率等共10个性状进行QTL定位分析。试验发现在干旱环境下,8个性状共定位到16个QTLs,最大根长、根基粗和萎蔫率这3个性状分别检测到3个、1个和4个QTLs。最大根长的qMRL-4和qMRL-7的加性效应为负值,说明这2个QTLs均来自于东乡野生稻,其总贡献率为11.87%。影响根基粗的QTL(qBRT-7)位于第7染色体的RM11～RM18标记区域内,其加性效应为负值,贡献率为24.11%,表明该位点来自于“东野”并且可能是个主效QTL。萎蔫率的4个QTLs,分别位于第1、7和11染色体上,其加性效应均为正值,其他苗期性状的大部分QTLs加性效应值也为正值,说明这些位点的增效等位基因来自于亲本协青早B,可能是由其自身遗传控制的。3.采用传统干旱棚田间鉴定法评价了上述群体孕穗期的抗旱性,并测定了参试材料在正常水分和干旱胁迫下的株高、单株有效穗数、穗长、每穗总粒数、实粒数、千粒重、结实率、单株产量等性状值。结果表明,相比于非干旱胁迫环境,水稻的性状值在干旱胁迫条件下均有所降低,其中穗长对干旱胁迫表现不敏感,而千粒重对水分胁迫表现为敏感,结实率和单株产量均对干旱胁迫表现为极敏感。此外,实验采用隶属函数值和主成分分析法获得各株系的抗旱综合值,进一步以抗旱综合值为因变量,9个指标性状值为自变量,通过逐步回归分析法建立了评价孕穗期抗旱性的最优回归方程,筛选出结实率、单株产量和千粒重3个抗旱性鉴定指标。4.试验对群体孕穗期的结实率、单株产量和千粒重等多个性状进行QTL定位,共检测到32个QTLs位点,分别位于水稻第1、2、3、7、8、9、10、11染色体上。结实率、单株产量和千粒重3个性状分别定位到了4个、2个和8个QTLs,其中qSR-1和qSR-10的贡献率较大,分别为41.30%和43.48%,加性效应值分别为-12.04、-11.97,可能是两个主效QTL。qGWP-1、qGWP-1a的加性效应值分别为-6.17、-5.16,贡献率分别为33.93%和23.35%,也可能是两个主效QTLs,千粒重的QTLs的加性效应均为负值。由此可见,3个性状的大部分QTLs的增效等位基因均来自“东野”,可见是东乡野生稻等位基因的表达结果,说明东乡野生稻含有抗旱基因。5.对水稻苗期和孕穗期的抗旱综合值(D值)进行相关性分析后发现,二者的相关系数为0.935,达到极显着水平,这说明了苗期与孕穗期抗旱性关系密切,并获得了10个在两个时期都表现强抗旱的株系。6.比较分析苗期与孕穗期的QTL定位结果,发现在苗期与孕穗期都存在一因多效或紧密连锁现象,而且控制孕穗期相关性状的QTL热点区也是控制苗期相关性状的QTL区域,再次说明了苗期和孕穗期的抗旱性紧密相关。7.初步探讨了强抗旱株系和弱抗旱株系孕穗期水分胁迫下的的生理生化特性。研究结果表明,在水分胁迫下,各株系的可溶性糖和脯氨酸含量随着干旱加剧而增加,而且抗旱性强的株系增加的幅度大于抗旱性弱的株系。丙二醛含量也随着干旱加剧而增加,但抗旱性强的株系增加幅度小于抗旱性弱的株系。3个生理指标相对值与株系抗旱系数的相关性分析表明二者显着相关。
徐娟[6]2013年在《木薯抗旱生理生化指标筛选与蛋白质组学研究》文中提出干旱对农业生产的威胁是一个世界性的问题。尤其是近年来由于环境恶化引发的干旱日益严重,干旱己经成为全球范围内作物产量的主要限制因子之一,各国的专家学者越来越重视对干旱等逆境胁迫的研究。木薯(Manihot esculenta Crantz)生长在热带和部分亚热带地区,是世界叁大薯类作物之一,主要用于粮食、饲料和工业原料。木薯具有较强的耐旱、耐贫瘠能力,但是由于近年来遭遇到的干旱日益严重,使得木薯抗旱性的研究日益重要,但目前尚未形成系统的木薯抗旱性鉴定方法和指标体系,因此深入研究木薯抗旱性的鉴定方法和指标,将对选育木薯抗旱新品种起到重要的指导意义。本研究在干旱胁迫和正常供水下,对17份木薯种质苗期的8个抗旱生理生化指标进行测定,并采用灰色关联度分析方法,对抗旱生理生化指标和木薯种质进行筛选：在干旱胁迫条件下,应用差异蛋白质组学方法,对抗旱木薯种质华南124苗期叶片的差异蛋白质进行分析鉴定,探讨差异蛋白质的生物学功能及其对植株抵御干旱的作用。研究结果表明：1.采用灰色关联度分析方法,对两种处理下(干旱胁迫和正常供水)木薯种质苗期的抗旱生理生化指标进行综合分析评价,得出木薯苗期抗旱生理生化指标与木薯抗旱指数的关联度为：光合速率(0.8838)、叶绿素含量(0.8744)、可溶性蛋白含量(0.8129)MDA(0.7995)、相对电解质渗出率(0.7440)、可溶性糖含量(0.7369)、SOD(0.7015)和游离脯氨酸含量(0.6271)。其中光合速率、叶绿素含量、可溶性蛋白含量与木薯苗期抗旱指数的关联度较大,它们在木薯受到干旱胁迫时所受的影响最大,与木薯抗旱性的关系最密切。因此可以选用这些性状指标进行木薯抗旱种质的筛选,以提高选育种效率。2.在上述生理生化指标与抗旱指数关联度的基础上,通过计算各参试木薯种质的加权抗旱指数,得出参试木薯种质的抗旱性强弱顺序：选取与抗旱指数关联度大于0.7000的7个生理生化指标,计算其加权抗旱指数并对17份木薯种质进行抗旱性的聚类分析。灰色关联度计算出的加权抗旱指数和聚类分析的结果,在木薯种质抗旱性的分类上具有较好的一致性,综上得出：华南124、华南8号和华南5号具有较强的抗旱性;GR911、C1115和华南6068的抗旱性较弱。3.以筛选出的较抗旱木薯品种华南124为材料,采用双向电泳技术,构建华南124在干旱胁迫和正常供水下苗期叶片的蛋白质表达图谱,利用图谱分析软件Delta2D分析鉴定与干旱胁迫相关的蛋白质,共得到差异蛋白质点43个,其中表达量上调的蛋白质点有40个,表达量下调的蛋白质点有3个。再利用质谱鉴定技术MALDI-TOF-TOF-MS/MS(基质辅助激光电离解析串联飞行时间质谱仪),并在自动搜索数据库NCBInr中成功鉴定到23个蛋白质,均为表达量上调的蛋白质点。对23个蛋白质点按照功能分类,其中,参与光合作用的有2个,参与碳代谢与能量代谢5个,抗氧化2个,参与蛋白质合成1个,分子伴侣2个,参与氢氰酸代谢3个,细胞骨架结构1个,未知功能7个。因此木薯在干旱胁迫条件下,植株对干旱的适应主要是通过对光合作用的维持、能量代谢的调整、氢氰酸代谢以及抗氧化能力的增强等方面进行调节来实现的。
张帆[7]2013年在《普通小麦抗旱相关基因TNRX的克隆与STS标记开发》文中研究表明小麦是我国的第二大粮食作物。干旱是小麦生产的重要限制因素之一，选育和推广抗旱性的小麦品种是保障国家粮食安全、促进小麦生产持续稳定发展的有效途径之一。抗旱相关基因的挖掘和分子标记开发，对小麦育种实践具有重要意义。本研究选用旱地小麦品种晋麦47为试验材料，采用基因同源克隆、电子克隆、RACE技术和生物信息学软件分析，获得普通小麦硫氧还蛋白（Trx）超家族1个新基因（TNRX）的全长cDNA序列，分析该基因编码蛋白的特征并明确基因的结构。基于萌发抗旱鉴定极端品种TNRX基因全序列的差异分析和150份小麦品种（系）及1个杂交组合群体后代验证，开发TNRX基因的STS分子标记。主要结果如下：1.150份参试小麦品种（系）萌发期相对发芽率之间存在明显差异，品种的抗旱性与推广或选育的生态地区有关，且之间存在明显差异。其中鉴定出抗旱性极强的品种（系）13个，抗旱性强的品种（系）36个。杂交组合各群体后代的相对发芽率和抗旱指数之间均存在明显差异，抗旱性介于双亲之间的占了多数；相关分析表明，相对发芽率与抗旱指数成极显着正相关（r=0.47，P＜0.01）。2. TNRX基因cDNA全长由2015bp碱基组成（GenBank登录号为KC890769），包含1734bp的开放阅读框，编码577个氨基酸。预测编码蛋白的理论蛋白分子量为63.79KD，脂溶性稳定蛋白，包含有3个Trx活性功能区。在氨基酸水平上，与TNRX编码蛋白有较高同源性的不同物种相关序列进化分析显示，双子叶植物与单子叶植物分别被聚类到两个亚群之中，小麦的TNRX基因与大麦TNRX近源基因的亲缘关系最近，与水稻TNRX近源基因的亲缘关系最远。3. TNRX基因定位于小麦的5B染色体短臂上，该基因包含4个外显子和3个内含子。西农2208与晋麦47的TNRX基因组全序列在第1个内含子区内存在较大差异，包含43个单核苷酸变异（SNP）、4个插入（Ins）和6个缺失（Del）。两组萌发期抗旱性极端品种TNRX序列比较发现，第1个内含子区段内，抗旱性极强品种与晋麦47序列一致，抗旱性极弱品种与西农2208序列一致。4.在TNRX基因第1内含子区1个3bp的Del位点和紧邻的3个SNP位点，设计了两个标记Tnrxa-1和Tnrxb-1；在第1内含子区1个28bp的Ins位点，设计了另两个标记Tnrxa-2和Tnrxb-2。标记的检测结果将TNRX基因划分为两种等位变异TNrx-a与TNrx-b。其中标记Tnrxa-1和标记Tnrxa-2能分别在TNrx-a基因型材料中扩增出841bp和870bp的预期条带，在TNrx-b基因型材料中没有特意条带产生；标记Tnrxb-1和标记Tnrxb-2能分别在TNrx-b基因型材料中扩增出845bp和910bp预期条带，在TNrx-a基因型材料中没有相应特意扩增条带。4个STS分子标记检测结果相同或互补，可以相互验证，表明标记所涉及的区段序列在变异上具有同步性。5.四个STS分子标记检测为TNrx-a基因型群体后代和品种（系）的整体平均相对发芽率明显高于TNrx-b基因型（P＜0.01），说明TNrx-a基因型可能属于一种较为抗旱的基因型，开发的4个显性互补STS标记可以进行小麦抗旱性筛选鉴定，表明TNRX基因在小麦调控干旱胁迫的生理适应过程中发挥着重要作用。本文鉴定和筛选出了一批强抗旱小麦材料；从普通小麦中首次克隆出了5BS染色体上Trx超家族的1个新基因TNRX；明确了该基因与抗旱相关等位变异在普通小麦中至少存在两种类型TNrx-a与TNrx-b；依据两组极端品种序列差异，设计特异性引物，通过大量品种和群体后代验证，最终开发出了4个与小麦抗旱相关的显性互补STS分子标记。研究结果鉴定筛选出的有用抗旱种质资源、克隆的TNRX基因和开发的抗旱相关STS标记，可望提高抗旱小麦品种选育的效率，进一步加快小麦抗旱机理研究的步伐。
胡标林[8]2011年在《东乡野生稻抗旱性鉴定及遗传分析》文中研究指明干旱乃全球面临的严重生态环境问题之一,是水稻(Oryza sativa L.)生产最大限制因素。而选育强抗旱水稻品种且实现节水栽培是农业可持续发展的有效途径,最为关键是有效地鉴定和发掘出水稻抗旱基因资源。东乡野生稻(简称“东野”)是栽培稻祖先种,蕴藏大量有利基因,对其进行抗旱鉴定意义重大。利用栽培稻、“东野”及其与恢复系R 974构建的R 974//R 974/“东野”BC1F5回交重组自交系群体进行抗旱研究,分别考察和分析研究苗期和全生育期的表型和生理等抗旱性状。结合灰色关联分析、主成分分析和逐步回归分析等,建立苗期和全生育期抗旱评价体系,并筛选出部分抗旱中间材料。分析了干旱胁迫对水稻表型性状的影响,论证了各性状对水稻抗旱性的关系,阐述了不同“东野”抗旱性差异及抗旱遗传模式。主要研究结果如下:1、考察了4份来自3个居群的“东野”与15份栽培稻8个性状进行苗期抗旱比较,表明东乡普通野生稻比栽培稻更为抗旱,表现在最大根长、茎长、根干重、根鲜重、根干鲜重比及抗旱指数等6个性状;其中茎长、最长根长、根干重、根鲜重及根系相对含水量对苗期抗旱性影响更大。采用抗旱指数和抗旱总级别值法对水稻抗旱性进行评定,结果显示4份“东野”抗旱性存在很大差异,水桃树下居群“东野”3最抗旱,其抗旱性可能与其原生境状况有关。结果表明“东野”可作为水稻抗旱遗传改良的宝贵自然资源。2、对旱稻、回交重组自交系及其亲本等66份材料进行苗期抗旱鉴定及综合指标筛选,测定了水分胁迫下最大根长、根基数、茎长、根干重、根鲜重、根系相对含水量、叶片相对含水量、卷叶级别及干旱反复存活率等9个性状。利用主成分分析和逐步回归分析法进行苗期抗旱综合评价和指标筛选,结果认为家系1949最为抗旱;而根鲜重和根系相对含水量对抗旱性影响显着,可作为水稻苗期抗旱性鉴定综合指标。抗旱性遗传分析表明苗期抗旱性受两对独立主基因+多基因控制。3、在全生育期测定了水分胁迫和非胁迫下回交重组自交系群体的株高、分蘖数、有效穗数、穗长、穗实粒数、穗总粒数、着粒密度、千粒重、结实率、单株产量、叶片相对含水量及卷叶级别等12个表型性状,其中单株产量对水分胁迫影响最敏感。通过各性状旱、水相对值对抗旱系数分别进行单因素逐步回归、通径、灰色关联分析,结果表明叶片相对含水量、分蘖数、穗实粒数、千粒重、株高、有效穗数等6个性状与水稻抗旱性相关显着,作为全生育期抗旱性鉴定综合指标是可行的。5种抗旱直接评价及其与抗旱综合评价间比较表明,抗旱指数最合适于抗旱直接评价。以抗旱综合D值进行遗传分析表明全生育期抗旱性为两对独立主基因+多基因控制。
金千瑜[9]2006年在《水稻不同品种抗旱机理和相关农艺性状QTL干旱特异表达研究》文中研究指明水稻是我国最主要的粮食作物,同时又是耗水最多的农作物,越来越受到干旱缺水的制约和困扰。开展水稻抗旱节水研究,具有重大意义。水稻生产以取得高额经济产量为目标,研究其抗旱节水,应着眼于在水分胁迫条件下植物体能保持高水势的水分状态,实现抗旱增产。水稻在遭遇干旱胁迫时保持高水势水分状态的机理主要有:一是限制和减少体内水分丢失,主要在叶片,二是维持水分供应和更多的吸水,主要在根系。有关水稻叶片卷曲对抗旱性的作用,国外虽有一些报道,但结果不尽一致,而国内很少有过研究;有关根系穿透力对水稻抗旱性的作用,近年来在国外受到了广泛关注,而国内尚未见有报道。以各种遗传群体为材料,研究水稻抗旱性根、叶与产量性状QTL的定位已有大量研究,但多数研究在一种环境下进行,且报道的结果很不一致。本研究选用13个不同类型、来自不同生态区的水稻品种,研究在干旱胁迫下水稻不同品种叶片卷曲和根系穿透力及其对抗旱性的作用机理,同时利用珍汕97B×密阳46RILs群体构建的遗传连锁图谱,对干旱胁迫环境与水田(对照)环境下叶片发育动态和产量构成及相关性状进行QTLs定位分析,探讨在水分胁迫环境下水稻抗旱性及其对生育、产量形成影响的遗传基础。主要研究结果如下: 1.土壤干旱胁迫下水稻叶片卷曲的品种间差异及其与蒸腾、光合特性的关系 在水稻分蘖盛期土壤断水后干旱胁迫处理下,13个参试品种(组合)在叶片卷曲动态上差异明显。依据其叶片卷曲发生的时间先后及卷曲程度,可分为3种类型:①敏感型,在干旱胁迫后叶片最先出现明显卷曲,且卷曲速度快、程度大,这一类品种(组合)有秀水11、武运粳7号、中旱1号和中旱3号;②中间型,干旱胁迫后叶片明显卷曲的速度较慢,达到最大程度卷曲的时间较长,如浙733、中早1号、汕优63、协优9308、旱稻8号、旱稻502、云陆29等;③钝感型,干旱胁迫到一定程度后最后出现叶片卷曲,且卷曲速度慢,复水后叶片展开也慢,有巴西陆稻、早稻227。 在干旱胁迫条件下,随着水稻叶片卷曲度(LRI)的增大,叶片的气孔导度(SC)、蒸腾速率(TR)和净光合速率(Pn)均随之降低,但叶片卷曲对气孔导度、蒸腾速率、净光合速率的影响过程与程度以及SC、TR与Pn的相互关系,不同卷叶敏感性的品种间存在着一定的差异。中旱1号(敏感型品种)的
张文渊[10]2017年在《典型生理性状与形态解剖性状对旱地小麦产量形成的差别贡献及进化特征研究》文中提出水分是影响干旱地区作物生长与繁殖的主要的非生物元素。利用作物形态、生理生化等指标来揭示作物对干旱的响应,对干旱地区作物育种等研究具有重要的理论意义。采用盆栽种植试验,于2014-2016年在兰州大学榆中校区干旱农业试验站进行,通过设置不同程度的水分处理,测定小麦的形态、生理及产量等主要指标,揭示小麦形态解剖性状与典型生理性状对产量形成的贡献,以及对产量形成机理的探讨,主要得出如下结果:1.干旱胁迫对两种根型春小麦水分利用效率和产量形成的影响以大根系小麦和尚头(HST)和小根系小麦陇春8275(LC8275)为研究材料,采用盆栽试验,设置叁个水分胁迫处理,结果发现,干旱下大根系小麦HST的产量减损率低于小根系LC8275(50%FWC:8.1%<11%;35%FWC:44.1%<60.4%),而小麦的产量水分利用效率则随干旱的加剧而提高。同时,异速生长关系分析表明,在充分供水情况下,大根系小麦HST的籽粒生物量(R)与营养体生物量(V)之间的异速生长指数显着大于1,说明HST在生长发育过程中将更多的能量用于籽粒形成,而在干旱下,R-V之间的指数与1没有显着性差异,呈等速生长关系,表明干旱胁迫改变了HST的繁殖分配策略;而LC8275在叁个水分梯度下的R-V之间的指数与1均没有显着差异,属于等速生长,干旱胁迫并未改变其繁殖策略,由此得出,HST对干旱更敏感。2.两种水分处理对不同倍体小麦水分利用效率和产量形成的影响以8个不同倍体的小麦为研究对象,采用盆栽方法,设置两个水分处理,结果表明,随着小麦倍体的增加,小麦产量和水分利用效率均呈增加趋势。与充分供水相比,干旱降低了小麦的产量,提高了产量水分利用效率,二四六倍体小麦的产量在中度干旱下分别降低了36%、47.2%、40.1%,产量的水分利用效率(WUEyield)则分别提高了2.1%、4%、4.1%。同时,异速生长关系分析表明,在充分供水条件下,六倍体小麦的籽粒产量(R)和营养体生物量(V)之间的异速生长指数显着大于1,说明六倍体小麦随着个体大小的增加,繁殖输出也增加;而在干旱胁迫下,二倍体小麦R-V的异速生长指数显着大于1,说明在干旱下二倍体小麦的产量输出是随着个体大小的增加而增加的。而四倍体小麦在这两种水分处理下,R-V的异速生长指数均与1无显着差异,属于等速生长,由此得出,在不同的水分环境下,小麦的繁殖分配策略各不相同。3.水分胁迫对小麦形态解剖性状和生理性状的影响干旱造成小麦产量下降,一方面是干旱改变了生物量分配格局,而另一方面是通过对形态解剖与生理性状的影响而造成了小麦减产。实验结果发现,小麦在干旱胁迫下根冠比增加,分蘖数、株高、穗长、叶面积、叶生物量以及根生物量出现一定幅度的下降;研究解剖结构时发现,干旱也显着降低了叶片厚度、表皮厚度、维管束直径、维管束鞘厚度等;同时干旱使小麦的脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白含量显着增加。根据前人对抗旱性的研究,将小麦叶片的脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白等指标定义为耐旱性指标,而将根系生物量、根冠比、株高、叶面积、导管直径、维管束鞘厚度、维管束直径、表皮厚度等归为避旱性指标。综合以上结果,表明小麦在适应干旱胁迫时采取了耐旱和避旱协同进化的策略。4.干旱胁迫下小麦形态解剖性状和生理性状对产量形成的差别贡献小麦对抗旱的响应是从耐旱性和避旱性两方面体现的,对小麦干旱下各性状及产量进行主成分分析,结果表明,干旱下对小麦产量形成贡献最大的是形态性状指标,包括有效分蘖数、各营养器官的生物量、有效小穗数、籽粒数等;而叶片解剖指标,如叶片表皮厚度、维管束直径、导管直径等和生理性状指标相对的对产量形成的贡献较小;但是随着小麦倍体的增加,生理性状和解剖性状对产量的影响增大。
参考文献：
[1]. 水稻若干形态、生理指标与品种抗旱性关系的研究[D]. 孟宪梅. 安徽农业大学. 2003
[2]. 水稻品种苗期抗旱性及鉴定指标筛选的研究[D]. 李艳. 四川农业大学. 2006
[3]. 水稻抗旱性研究及其鉴定指标的筛选[D]. 王贺正. 四川农业大学. 2007
[4]. 玉米抗旱性评价指标体系及遗传研究[D]. 徐蕊. 山东农业大学. 2008
[5]. 东乡野生稻抗旱鉴定指标的筛选和QTL定位研究[D]. 付学琴. 江西农业大学. 2012
[6]. 木薯抗旱生理生化指标筛选与蛋白质组学研究[D]. 徐娟. 海南大学. 2013
[7]. 普通小麦抗旱相关基因TNRX的克隆与STS标记开发[D]. 张帆. 西北农林科技大学. 2013
[8]. 东乡野生稻抗旱性鉴定及遗传分析[D]. 胡标林. 江西师范大学. 2011
[9]. 水稻不同品种抗旱机理和相关农艺性状QTL干旱特异表达研究[D]. 金千瑜. 浙江大学. 2006
[10]. 典型生理性状与形态解剖性状对旱地小麦产量形成的差别贡献及进化特征研究[D]. 张文渊. 兰州大学. 2017