科研产出
干旱及复水对谷子苗期根系形态特征及叶片解剖结构的影响
《山东农业科学 》 2024
摘要：本试验选用抗旱性强的谷子品种济谷16和旱敏感谷子品种鲁谷1号为材料，设置盆栽试验，于出苗15 d时停止浇水进行干旱胁迫处理，并于9 d后复水，研究不同抗旱性谷子品种叶片以及根系形态指标对干旱-复水的响应。结果表明：（1）与CK相比，干旱胁迫导致两个谷子品种的根分枝数、根尖数和根体积显著减少；复水后，济谷16的根尖数显著增加（P＜0.05）,而鲁谷1号的根尖数进一步显著降低。济谷16的根分枝数在复水后的增加幅度大于鲁谷1号。（2）干旱胁迫下，两个品种叶片泡状细胞面积缩小，叶片厚度下降；复水后济谷16泡状细胞面积与CK相当，而鲁谷1号仍显著小于CK（P＜0.05）。（3）干旱胁迫下济谷16下表皮气孔密度增加，上表皮气孔密度减小，且均与CK差异显著（P＜0.05）;复水后，上表皮气孔密度略有增加但仍低于CK,下表皮气孔密度降低至CK水平。干旱胁迫下鲁谷1号上、下表皮气孔密度较CK均显著下降（P＜0.05）;复水后，上表皮气孔密度继续降低，而下表皮气孔密度显著增加至略高于CK水平。干旱胁迫后济谷16上、下表皮气孔长度无显著变化，复水后较CK和干旱处理均显著增加；鲁谷1号上表皮气孔长度显著减小（P＜0.05）,复水后仍继续减小，但较干旱处理差异不显著；鲁谷1号下表皮气孔长度较CK增加但差异不显著，复水后继续增长，显著高于CK。综上所述，干旱胁迫后复水，抗旱品种济谷16通过根分枝数和根尖数的增加以及叶片泡状细胞面积、气孔密度快速恢复，使其表现出更强的形态适应性和自我调节能力。
关键词： 谷子 干旱胁迫 复水 根系形态特征 叶片解剖结构 气孔
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ICARDA引进-小麦苗期抗旱性的全基因组关联分析
《中国农业科学 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：【目的】干旱是限制小麦生产最主要的逆境因子之一。挖掘、鉴定优异抗旱新种质、克隆抗旱新基因，以期丰富我国小麦抗旱遗传基础，为小麦抗旱遗传改良提供材料。【方法】以198份从国际干旱地区农业研究中心（ICARDA）引进的抗旱种质为材料，采用PEG-6000模拟干旱方法，通过调查苗期干旱和正常条件下的地上部鲜重、地下部鲜重、生物量和根冠比4个性状，鉴定、评价其抗旱性，结合660K SNP芯片对其抗旱性进行全基因组关联分析，发掘抗旱性相关染色体区间及关联位点，结合干旱胁迫下根等多组织的表达量数据，筛选抗旱性相关基因，最后以强抗旱性品系IR214和干旱敏感品系IR36为材料，利用qRT-PCR方法对候选基因进行验证，并分析关键候选基因的优异单倍型。【结果】干旱胁迫下，小麦的生长发育受到显著抑制，各性状表型均显著低于正常对照，不同小麦品系间也表现出显著差异，4个性状在2种处理下均呈现正态分布，变异系数为0.363—0.760，多样性指数为0.310—0.400；基于加权隶属函数值（D值）综合评价各个品种的抗旱性，发现品系IR214的D值最大，为0.851，其次为IR92、IR213、IR235和IR218等，它们可作为新的优异抗旱种质；在此基础上，通过全基因组关联分析（genome-wide association study,GWAS），共检测到102个与4个性状抗旱系数显著关联的SNP位点，表型变异解释率范围为1.07%—38.70%，其中，与地上部鲜重相关的位点60个、地下部鲜重相关位点1个、生物量相关位点36个以及根冠比相关位点5个；基于基因组注释信息，筛选到31个抗旱相关基因，结合根等不同组织的RNA-seq数据，筛选出4个抗旱候选基因，对差异表达的候选基因进行qRT-PCR验证，鉴定到2个关键抗旱候选基因；最后，分析候选基因的单倍型效应，发现TraesCS6A02G048600的AX-86174509位点，2种基因型在抗旱性状上具有显著差异，是潜在的功能位点。【结论】共检测到102个与苗期抗旱性显著关联的位点，筛选出TraesCS5B02G053500和TraesCS6A02G048600 2个关键候选基因，TraesCS6A02G048600的AX-86174509位点是潜在的抗旱性功能位点。
关键词： 小麦 干旱胁迫 660K SNP芯片 全基因组关联分析 候选基因
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干旱胁迫与氮肥施用量对花生产量、氮素积累及结瘤的影响
《中国油料作物学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：以花育25号为材料，通过盆栽试验研究了不同生育期干旱与氮肥施用对花生产量、氮素积累及结瘤的影响。水分设置为正常供水（WW,75%～80%田间持水量）、苗期干旱胁迫（SD,45%～50%田间持水量）和花针期干旱胁迫（FD,45%～50%田间持水量）3个条件，设置3个氮肥水平为0 kg·hm-2 （N0）、90 kg·hm-2 （N1）和180 kg·hm-2（N2）。结果表明，不同水分条件下均以N1水平产量最高。与正常供水条件相比，苗期干旱胁迫和花针期干旱胁迫均降低了花生产量和单株根瘤数。苗期干旱胁迫使花生减产7.73%～18.82%，花针期干旱胁迫使花生减产20.03%～26.74%。与正常供水条件相比，N2水平下苗期干旱胁迫增加了籽仁和全株的氮素积累量，而不同氮肥水平下花针期干旱胁迫均降低花生全株氮素积累量，降低幅度为4.29%～25.23%。不同水分条件下施用氮肥均降低花生单株根瘤数、根瘤鲜重和根瘤干重。由此表明，干旱胁迫下适量施用氮肥增加花生产量，但降低花生单株根瘤数量和根瘤重。
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玉米ZmWRKY36基因的生物信息学及功能分析
《山东农业科学 》 2023 北大核心
摘要：作为植物转录因子家族最大的成员之一,WRKY蛋白在植物的生长发育、防御反应以及胁迫响应中都发挥着极为关键的作用.本研究以玉米自交系 B73 为材料,克隆了一个玉米 WRKY 转录因子 Zm-WRKY36,并对其进行生物信息学与功能分析.结果表明,ZmWRKY36 基因的开放阅读框为1 002 bp,编码333个氨基酸.ZmWRKY36 蛋白分子量为35.8 kDa,理论等电点为5.66,属于酸性蛋白;不稳定系数为67.16,为极不稳定蛋白;亲水指数为-0.526,为亲水性蛋白;具有 1 个WRKY结构域和 1 个C2 HC锌指结构基序,属于WRKY转录因子Ⅲ类亚家族成员;与高粱SbWRKY64、稷PmWRKY4 和狗尾草SvWRKY4 有着较近的亲缘关系.进一步分析发现,ZmWRKY36 蛋白定位于细胞核内,并且有着较强的转录激活活性.qRT-PCR结果显示,ZmWRKY36 基因在玉米根和叶中表达量较高,具有组织特异性;并且受到干旱胁迫和盐胁迫的显著诱导,表明转录因子ZmWRKY36 可能在玉米抵御外界干旱胁迫和盐胁迫的过程中发挥着重要作用.
关键词： 玉米 ZmWRKY36 生物信息学分析 功能分析 干旱胁迫 盐胁迫
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外源2,4-表油菜素内酯对干旱胁迫下桑树根系生长的影响
《蚕业科学 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：为探明外源2,4-表油菜素内酯（2,4-epibrassinolide, EBR）对桑树耐旱性的影响，以杂交桑为试验材料，研究外施不同浓度EBR对15%PEG6000胁迫下桑树幼苗根系生理特性的影响。结果表明：外施EBR能显著缓解干旱胁迫对桑苗根系生长的抑制，其鲜质量、干质量、总根长、表面积、根体积和平均直径比干旱胁迫下提高。与干旱胁迫处理相比，添加0.1μmol/L EBR使桑树幼苗根系产生O2·-活力、H2O2含量、产生·OH能力、丙二醛含量、电导率显著降低，同时使SOD活性、POD活性、CAT活性、脯氨酸含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量显著增加。结果显示，0.1μmol/L EBR可以缓解15%PEG6000胁迫对桑树幼苗根系的伤害，增强其抗旱性。
关键词： 桑树 2,4-表油菜素内酯 干旱胁迫 根系
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不同棉花品种种子萌发期耐旱性综合评价
《山东农业科学 》 2023 北大核心
摘要：本试验选用45个黄淮棉区不同时期的代表性棉花品种为材料，采用15%PEG-6000溶液模拟干旱胁迫，测定各品种的种子发芽势、发芽率、发芽指数和单株干重、幼苗长度，计算5个萌发指标的相对值，分析各品种萌发指标的差异，并利用模糊隶属函数、相关分析等方法对45个棉花品种萌发期的耐旱性进行综合评价，为萌发期抗旱种质筛选及抗旱棉花新品种选育提供理论依据。结果表明，干旱胁迫抑制45个棉花品种萌发，品种间存在显著差异；相关分析显示，耐旱评价值与5个鉴定指标均呈正相关关系，与相对发芽势、相对发芽率、相对发芽指数呈极显著正相关；依据耐旱评价值将45个棉花品种分为高抗旱、抗旱、耐旱、不耐旱4个等级，其中高抗旱品种1个、抗旱品种7个、耐旱品种30个、不耐旱品种7个。说明过去或当前主栽棉花品种萌发期高抗旱及抗旱品种较少，为应对当前旱情加剧趋势，今后棉花育种需加强对萌发期抗旱品种的筛选。
关键词： 棉花 种子萌发 干旱胁迫 相对指标 耐旱性评价 模糊隶属函数
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外源甲基乙二醛对干旱胁迫下板栗幼苗的影响
《应用生态学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：甲基乙二醛(MG)是一种在植物中具有多种功能的新型信号分子。为探究MG对板栗幼苗干旱胁迫的影响,以两年生‘黄棚’板栗幼苗为试材,通过聚乙二醇(PEG)模拟干旱胁迫并进行MG及其清除剂N-乙酰半胱氨酸(NAC)处理,分析板栗幼苗叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、谷胱甘肽还原酶(GR)等抗氧化酶活性和乙二醛酶Ⅰ(GlyⅠ)、乙二醛酶Ⅱ(GlyⅡ)等乙二醛酶活性,检测内源MG含量、丙二醛(MDA)、过氧化氢(H_2O_2)、超氧阴离子(O_2~(-·))等抗氧化物质含量及脯氨酸(Pro)、可溶性糖(SS)、甜菜碱(GB)等渗透调节物质含量。结果表明:外源0.5 mmol·L~(-1) MG处理可显著提高干旱胁迫下板栗幼苗叶片SOD、POD、CAT、APX、GR等抗氧化酶活性和乙二醛酶(GLyⅠ、GLyⅡ)活性,并增加叶片中Pro、SS、GB等渗透调节物质和还原型抗坏血酸(AsA)、还原型谷胱甘肽(GSH)等抗氧化物质含量,降低了MG、MDA、H_2O_2、O_2~(-·)、脱氢抗坏血酸(DHA)含量,从而减少了干旱胁迫对植株造成的膜脂过氧化损伤,缓解渗透胁迫,提高了板栗对干旱的适应性,而添加MG清除剂NAC抑制了这种效果。表明MG对改善植物的抗旱性具有积极作用。本研究结果可为进一步探索MG缓解板栗干旱胁迫的机理提供理论依据。
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心叶日中花对盐和干旱胁迫的生理响应
《山东农业科学 》 2021
摘要：以耐旱性较好的心叶日中花为试材,采用珍珠岩基质扦插栽培方式,用300 mmol/L NaCl、18‰盐度海水和30%PEG-6000分别模拟单盐、复合盐和干旱胁迫,通过测定各处理不同处理天数后叶片的超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）活性以及丙二醛（MDA）、可溶性蛋白含量的变化情况,分析其对盐和干旱胁迫的生理响应。结果表明,NaCl单盐、海水复合盐和干旱胁迫下,13 d内心叶日中花SOD、POD、CAT活性显著升高,但3 d后酶活性开始降低;膜脂质过氧化产物MDA含量呈持续升高趋势,渗透调节物质可溶性蛋白含量呈先升高后下降趋势。海水复合盐胁迫下抗氧化酶活性的增加及MDA、可溶性蛋白的积累,相较于NaCl单盐胁迫有所滞后。综上所述,心叶日中花通过提高抗氧化酶活性,增加渗透调节物质含量,来快速响应盐和干旱胁迫,但长时间的高盐和缺水逆境条件下,活性氧大量积累,膜功能受损,渗透调节物质无法合成和积累,植物生长受到抑制。
关键词： 心叶日中花 盐胁迫 干旱胁迫 抗氧化酶 丙二醛 可溶性蛋白
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花生中FAR1-5转录因子的克隆和功能分析
《花生学报 》 2020
摘要：FARl是一类起源于转座子酶的转录因子,在光敏色素A(phyA)信号通路启动、植物光形态建成中具有重要作用.本试验对抗旱花生品种J11的FAR1-5基因进行了克隆,通过序列比对进化分析,表明其与野生花生Arachis duranensis,A.ipaensis相关基因具有较高相似度.干旱胁迫状态下,转基因植株抗旱性强于野生型植株,抗氧化酶活性增强,表明该转录因子可积极响应花生抗旱胁迫.研究结果可为花生抗旱育种提供新的基因资源.
关键词： FAR1-5转录因子 花生 过表达 干旱胁迫 基因克隆
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不同时期干旱胁迫对甘薯生长和抗氧化能力的影响
《中国农业科学 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：【目的】研究不同时期干旱胁迫导致甘薯减产的机理,为旱作地区甘薯生产提供理论依据和技术支撑。【方法】在人工控水条件下,以抗旱品种济薯21和不抗旱品种济紫薯1号为试验材料,每个品种设4个水分处理,分别为WW(全生育期正常灌水,对照)、DS1(发根分枝期干旱胁迫)、DS2(蔓薯并长期干旱胁迫)和DS3(快速膨大期干旱胁迫),研究不同时期干旱胁迫对甘薯生长和抗氧化能力的影响。【结果】干旱胁迫导致甘薯薯干产量显著下降,早期干旱胁迫薯干产量下降幅度最大,济薯21(抗旱品种)的DS1、DS2和DS3处理产量分别比对照减产32.24%、30.68%和13.76%,济紫薯1号(不抗旱品种)分别比对照减产44.02%、39.54%和17.87%。功能叶、纤维根和块根抗氧化酶活性均在干旱胁迫后升高,且干旱胁迫时间越早,抗氧化酶活性升高的幅度越大;各生育时期纤维根的酶活性均高于块根和功能叶,说明甘薯纤维根对干旱胁迫的敏感性最强。干旱胁迫可导致甘薯功能叶相对电导率升高,功能叶、纤维根和块根的MDA含量升高,且胁迫时间越早,升高的幅度越大。【结论】干旱胁迫时间越早,功能叶、纤维根和块根的抗氧化酶系统受破坏程度越大,从而抑制了甘薯叶片和根系的正常生长,限制了块根的形成和膨大,发根分枝期是甘薯块根产量对水分最敏感的时期。
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