干旱胁迫对旱地冬小麦产量及其抗旱相关基因表达的影响 被引量：1

1

作者 杨虓 陈德来 +3 位作者 刘自成 李静 施万喜 孟建军 《干旱地区农业研究》 北大核心 2025年第1期69-75,共7页

为研究陇东旱地育成冬小麦品系的抗旱性与抗旱功能基因的关系,以6个旱地冬小麦新品系为试验材料,于2021—2022年、2022—2023年2个生长季在陇东学院西峰旱作农业试验站设置雨养无灌溉(CK)、旱棚防雨(干旱胁迫)和调控灌溉3个水分处理,测... 为研究陇东旱地育成冬小麦品系的抗旱性与抗旱功能基因的关系,以6个旱地冬小麦新品系为试验材料,于2021—2022年、2022—2023年2个生长季在陇东学院西峰旱作农业试验站设置雨养无灌溉(CK)、旱棚防雨(干旱胁迫)和调控灌溉3个水分处理,测定各品系冬小麦产量,评价其抗旱性,并分析了抗旱相关功能基因的相对表达量。结果表明,在水分胁迫和供水充足(含水量为70%田间持水量)情况下,6个小麦品系产量差值变化不一致,品系C(‘1576-2-0-2’)和品系D(‘15119-1-0-2’)两年试验结果的差值均最小,其余4个品系差值均超过平均差值。由雨养无灌溉试验结果可知,2022年为大旱年份,品系C、D的产量在6个供试品系中分别位居第1和第3,抗旱系数分别为0.89和1.02;2023年为相对丰水年,品系C、D的抗旱系数分别为0.77和1.12,说明这两个品系对气候异常不敏感,抗旱性良好。通过荧光定量PCR技术分析6个小麦品系在灌浆期干旱胁迫下旗叶中的相对表达量,结果显示TaCRT-D基因在6个品系中的表达水平最高,Wdreb2、XTH-7A、WIip19、TaCRT-D在品系C、D中的表达量高于其他品系。田间试验结果与PEG-6000高渗溶液模拟发芽期和苗期干旱胁迫的鉴定结果相一致,表明6个品系中‘1576-2-0-2’和‘15119-1-0-2’品系抗旱性强,且干旱胁迫下灌浆期旗叶中抗旱功能基因TaCRT-D的表达量可以作为冬小麦早期世代抗旱选择参考指标。 展开更多

关键词 旱地冬小麦 早期世代 干旱胁迫 抗旱基因 育种筛选

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超氧阴离子(O_(2)^(-))信号在冬小麦组织细胞间的传递模式研究

2

作者 祁伟亮 乔义林 +10 位作者 施万喜 杨财容 高雪梅 邓素敏 乔岩 马剑 段珊 魏子尧 宋春燕 何朱梅 何蓉 《广西植物》 北大核心 2025年第7期1240-1249,共10页

为进一步明确活性氧ROS(O_(2)^(-))信号在冬小麦根系组织细胞中的分布规律,该研究以冬小麦‘陇育10号’根系为研究对象,采用氮蓝四唑(NBT)染色技术和组织切片技术,从二维(2D)和三维(3D)的空间角度分析了ROS(O_(2)^(-))信号在冬小麦组织... 为进一步明确活性氧ROS(O_(2)^(-))信号在冬小麦根系组织细胞中的分布规律,该研究以冬小麦‘陇育10号’根系为研究对象,采用氮蓝四唑(NBT)染色技术和组织切片技术,从二维(2D)和三维(3D)的空间角度分析了ROS(O_(2)^(-))信号在冬小麦组织细胞中的积累分布规律及传递模式。结果表明:(1)正常处理(25℃)下冬小麦的根组织细胞中ROS(O_(2)^(-))信号积累较少,但冷胁迫处理(4℃)后,冬小麦根系组织细胞中出现ROS(O_(2)^(-))信号“大爆发”现象。(2)ROS(O_(2)^(-))信号的传递模式为“根尖-分生区-伸长区”方向传递且由近到远ROS(O_(2)^(-))信号逐渐减少,这可能与远端细胞的抗氧化酶[超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)]作用有关。(3)在ROS(O_(2)^(-))信号传递过程中,维管束和梯纹导管组织细胞中检测到大量的ROS(O_(2)^(-))信号,说明维管束组织及梯纹导管细胞在ROS(O_(2)^(-))信号传导过程中扮演重要角色。(4)细胞与细胞接触的位置ROS(O_(2)^(-))信号最多且出现ROS(O_(2)^(-))信号“峰”,说明在冬小麦组织细胞中存在“细胞间”信号传递模式。综上认为,ROS信号是一种动态信号分子,该研究为冬小麦抗寒育种及信号传导研究提供了理论指导,也为培育抗寒冬小麦作物新品种提供新的见解。 展开更多

关键词 冬小麦 ROS信号 维管束组织 梯纹导管 胞间信号 三维空间

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陇东旱地冬小麦品种抗旱性鉴定 被引量：1

3

作者 杨虓 刘自成 夏先春 《寒旱农业科学》 2024年第6期522-526,共5页

为研究陇东特殊干旱气候条件下抗旱育种的进展与现状,选取近20 a陇东旱地选育的14个冬小麦新品种(系)为材料,以籽粒产量抗旱指数等为全生育期抗旱性鉴定指标,在旱棚进行全生育期干旱胁迫试验。结果表明,陇育4号和宁麦5号抗旱指数在1.100... 为研究陇东特殊干旱气候条件下抗旱育种的进展与现状,选取近20 a陇东旱地选育的14个冬小麦新品种(系)为材料,以籽粒产量抗旱指数等为全生育期抗旱性鉴定指标,在旱棚进行全生育期干旱胁迫试验。结果表明,陇育4号和宁麦5号抗旱指数在1.100~1.299范围内,抗旱级别为2级;陇育7号和陇鉴387抗旱指数在0.700~0.899范围内,抗旱级别为4级;其余10个材料抗旱指数在0.900~1.099范围内,抗旱级别为3级。抗旱性级别在2~3级的材料占85.7%。产量性状主因子分析发现,抗旱级别为2级的陇育4号和宁麦5号,在干旱胁迫下有效穗数、穗粒数和千粒重无明显变化;抗旱级别为4级的陇育7号和陇鉴387,在干旱胁迫下有效穗数、穗粒数和千粒重均减幅较大;抗旱级别为3级的其余10个材料在干旱条件下,其产量性状三要素有效穗数、穗粒数、千粒重中只有一项发生变化,没有两项叠加变化。 展开更多

关键词 陇东旱地 冬小麦 抗旱性 抗旱指数 产量因子

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陇东旱地冬小麦区域试验品系农艺性状及抗逆性分析 被引量：6

4

作者 段珊 付之乐 +2 位作者 王晶晶 孟海涛 施万喜 《西南农业学报》 CSCD 北大核心 2024年第5期980-989,共10页

【目的】分析陇东片区区域试验小麦品系的农艺性状变异规律和抗逆性综合表现,为陇东旱地小麦品种改良提供依据。【方法】以2005—2022年陇东旱地区域试验共192份冬小麦品系(不含对照)为试验材料,通过相关性分析、多元回归分析、通径分... 【目的】分析陇东片区区域试验小麦品系的农艺性状变异规律和抗逆性综合表现,为陇东旱地小麦品种改良提供依据。【方法】以2005—2022年陇东旱地区域试验共192份冬小麦品系(不含对照)为试验材料,通过相关性分析、多元回归分析、通径分析和聚类分析对参试品系的产量、生育期、基本苗、总茎数、有效穗数、株高、穗长、穗粒数和千粒重等主要农艺性状进行综合分析,同时,对参试品系的抗逆性(抗寒性、耐旱性、抗倒伏、条锈病、叶锈病、白粉病)进行评价。【结果】参试品系产量为2791.65~5979.29 kg/hm^(2),均产4635.75 kg/hm^(2)。农艺性状的变异系数排序为:产量(17.16%)>有效穗数(14.40%)>株高(11.37%)>穗粒数(9.65%)>千粒重(9.54%)>穗长(9.47%)>总茎数(8.55%)>基本苗(8.08%)>生育期(1.21%),产量、有效穗数、穗粒数、千粒重和株高均随参试年份的推进而缓慢提高,生育期则缓慢降低。相关分析结果表明,产量与穗粒数(r=0.645)、千粒重(r=0.594)和株高(r=0.475)呈显著正相关,有效穗数与穗粒数(r=0.729)呈极显著正相关。多元回归分析表明,穗长、穗粒数和千粒重决定了产量66%的变异。通径分析结果表明,千粒重对产量的直接作用(P=0.485)和综合作用(P=0.615)最大,穗粒数次之(P=0.471,P=0.543)。聚类分析将参试小麦品系分为5类,其中第一类群的品系产量高,千粒重较高,其余农艺性状较协调,占比7.29%,是选育优良品系(种)的理想材料。抗逆性分析表明,超过66%的参试品系具有较强的抗寒性、耐旱性和抗倒伏特性,同时,超过55%的参试品系对条锈病、叶锈病和白粉病表现为免疫或高抗。【结论】参试品系的产量整体水平低而不稳,产量与有效穗数受环境影响较大,穗粒数和千粒重是影响陇东旱地小麦产量的主要因素,可通过同时增加穗粒数和千粒重提高产量,而且高产广适型冬小麦品种应具备较强的抗寒旱等综合抗逆性。 展开更多

关键词 陇东 区域试验 旱地小麦 农艺性状 抗逆性

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干旱胁迫下小麦抗旱性评价及代谢组学分析 被引量：1

5

作者 段珊 祁伟亮 +4 位作者 魏子尧 张流珍 陈会兰 王秋雨 施万喜 《西南农业学报》 北大核心 2025年第3期519-528,共10页

【目的】从生理和代谢组两个层面探究小麦品种陇育10号的抗旱机制,同时为该品种的推广种植提供理论依据。【方法】以百农4199为对照品种,在幼苗期和成株期对陇育10号和百农4199进行干旱处理,测定生长和生理指标,并通过超高效液相色谱-... 【目的】从生理和代谢组两个层面探究小麦品种陇育10号的抗旱机制,同时为该品种的推广种植提供理论依据。【方法】以百农4199为对照品种,在幼苗期和成株期对陇育10号和百农4199进行干旱处理,测定生长和生理指标,并通过超高效液相色谱-串联质谱(UPLC-MS/MS)技术测定其代谢物和代谢途径。【结果】幼苗期干旱显著降低2个小麦品种的发芽率、发芽势、发芽指数、胚芽鞘长、苗高和叶绿素含量,其中,陇育10号降低幅度较小,但显著提高丙二醛、脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白含量(百农4199增加幅度未达显著水平)、超氧化物歧化酶活性和过氧化物酶活性,陇育10号增加幅度较大(除丙二醛含量外);成株期干旱生理指标变化与幼苗期干旱生理指标变化相似,干旱胁迫降低了陇育10号的株高和旗叶面积,但百农4199的降低幅度达显著水平,干旱胁迫下2个品种的小穗数、穗粒数和千粒重均降低,其中,小穗数降低幅度均达显著水平,穗粒数降低幅度未达显著水平,仅百农4199的千粒重降低幅度达显著水平。此外,经UPLC-MS/MS检测,氨基酸及其衍生物、有机酸等代谢物在干旱胁迫后表达量发生显著变化,陇育10号的咖啡因代谢途径和玉米素生物合成途径的代谢物特异上调。【结论】陇育10号具有更强的抗旱性,氨基酸代谢物、生物碱和核苷酸糖含量的上调表达可能是其响应干旱胁迫的基础。 展开更多

关键词 小麦 干旱胁迫 生理指标 代谢组学

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冬小麦醇溶蛋白图谱与田间生物性状的相关性研究

6

作者 张玉凤 刘自成 周锋 《甘肃农业科技》 2020年第9期27-30,共4页

以冬小麦新品系陇育0914的126个株行系为试验材料,进行田间生物性状鉴定,再用聚丙烯酰胺电泳凝胶(A-PAGE)技术对陇育0914醇溶蛋白进行分析。结果发现,醇溶蛋白A-PAGE图谱的变异与田间生物性状的穗色、株高和蜡质层有关,而田间生物性状... 以冬小麦新品系陇育0914的126个株行系为试验材料,进行田间生物性状鉴定,再用聚丙烯酰胺电泳凝胶(A-PAGE)技术对陇育0914醇溶蛋白进行分析。结果发现,醇溶蛋白A-PAGE图谱的变异与田间生物性状的穗色、株高和蜡质层有关,而田间生物性状的叶耳色、护颖、颖肩和颖嘴的变异在图谱上并没有明显变化。 展开更多

关键词 冬小麦 醇溶蛋白 A-PAGE 生物性状

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旱作丰产稳产冬小麦新品种—陇育12号 被引量：2

7

作者 刘自成 杨虓 +2 位作者 施万喜 孟建军 张成 《麦类作物学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第11期1442-1442,共1页

陇育12号是陇东学院以自育国审品种陇育5号为母本、山西省农科院选育的太13907为父本,经系谱法杂交选择育成的旱作丰产、稳产冬小麦新品种。于2021年通过甘肃省农作物品种委员会审定,审定编号:甘审麦20210014。

关键词 冬小麦新品种 山西省农科院 农作物品种 系谱法 国审品种 丰产稳产 陇东学院 旱作

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ROS(O_(2)^(-))信号在冬小麦根系细胞中的产生及传导机理 被引量：1

8

作者 祁伟亮 孟建军 +14 位作者 张成 刘自成 施万喜 杨虓 乔岩 杨财容 乔义林 李金玲 陈思伟 姚来来 赖守孝 张鹏 刘文辉 王婧 袁兰兰 《西北农业学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第9期1325-1335,共11页

以冬小麦品种‘陇育5号’‘陇育8号’‘陇育10号’和品系‘陇育5-2’为材料,采用荧光原位杂交(FISH)技术以pSc119.2和pTa535为探针,明确4份冬小麦均属于六倍体材料(AABBDD,2n=42)。同时对冬小麦进行正常处理(25℃)、冷胁迫(4℃)和DPI+... 以冬小麦品种‘陇育5号’‘陇育8号’‘陇育10号’和品系‘陇育5-2’为材料,采用荧光原位杂交(FISH)技术以pSc119.2和pTa535为探针,明确4份冬小麦均属于六倍体材料(AABBDD,2n=42)。同时对冬小麦进行正常处理(25℃)、冷胁迫(4℃)和DPI+冷胁迫(4℃)处理并创新结合NBT法进行ROS定位。研究发现冬小麦在正常发芽过程中根尖顶端组织细胞和根毛区域检测到少量的ROS(O-2),推测少量的ROS(O-2)在冬小麦种子发芽及根系形成过程起到重要的调控作用。而在冷胁迫(4℃)处理环境下,‘陇育5号’和‘陇育5-2’(品系)的长势显著优于‘陇育8号’和‘陇育10号’,且冬小麦根系组织细胞区域发生ROS“大爆发”,其中在根尖顶端组织区域ROS信号最多,而在伸长组织区域ROS信号逐渐减少,推测ROS信号可能是一种动态传递的信号分子。同时还发现冬小麦维管束组织区域ROS信号积累较多,这也进一步暗示维管束组织可能是ROS信号产生和传导的主要通道。在DPI+冷胁迫(4℃)处理后,冬小麦根系组织细胞中的ROS信号明显减少,且以根伸长区和维管束组织细胞ROS消失最为明显,进一步说明NADPH酶是冬小麦在冷胁迫后ROS信号产生的主要来源途径。 展开更多

关键词 冬小麦 活性氧 信号传导 冷胁迫

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强抗寒甘蓝型冬油菜愈伤组织体系构建及ROS信号传导规律探究

9

作者 祁伟亮 孙万仓 +5 位作者 邓素敏 高雪梅 马骊 李妮 张雅 杨财容 《中国油料作物学报》 北大核心 2025年第2期311-318,共8页

为了解活性氧(ROS)介导甘蓝型冬油菜愈伤组织生长发育中的作用机制,以甘蓝型冬油菜16VHNTS309为材料,分别以其下胚轴和幼叶作为外植体,构建甘蓝型油菜的再生体系,并对愈伤组织进行(ROS)O_(2)^(-)信号定位。结果表明:幼叶和下胚轴分别在M... 为了解活性氧(ROS)介导甘蓝型冬油菜愈伤组织生长发育中的作用机制,以甘蓝型冬油菜16VHNTS309为材料,分别以其下胚轴和幼叶作为外植体,构建甘蓝型油菜的再生体系,并对愈伤组织进行(ROS)O_(2)^(-)信号定位。结果表明:幼叶和下胚轴分别在MS+1 mg/L和1.5 mg/L 2,4-D培养基预培养7 d后,再以MS+3.0 mg/L 6-BA+0.2 mg/L 2,4-D+3 mg/L AgNO_(3)为最优培养基进行芽的诱导,最后以MS+0.2 mg/L NAA为生根培养基,可得到较好的甘蓝型油菜再生苗。ROS(O_(2)^(-))信号定位结果表明:具有分裂能力的愈伤组织细胞、顶端分生组织细胞和叶或茎边缘组织细胞会检测到大量的ROS(O_(2)^(-))信号,而已完成芽体分化或未形成愈伤组织的细胞周围,未检测到ROS(O_(2)^(-))信号,该研究结果进一步说明ROS(O_(2)^(-))信号在细胞分裂过程中扮演着重要角色。 展开更多

关键词 甘蓝型油菜 幼叶 下胚轴 愈伤组织 活性氧 信号传导

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北方强冬性甘蓝型冬油菜生长锥与抗寒性的关系研究 被引量：5

10

作者 李学才 金姣姣 +6 位作者 马骊 武军艳 陈其鲜 曾瑞 曾秀存 崔小茹 孙万仓 《中国油料作物学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第4期739-750,共12页

为探究北方强冬性甘蓝型冬油菜(Brassica napus L.)生长锥低温响应特性及其与抗寒性的关系,以冬性不同的甘蓝型冬油菜为试验材料,通过体式显微镜解剖、石蜡切片、扫描电镜等方法观察生长锥形态,通过测定半致死温度(LT_(50))鉴定不同品... 为探究北方强冬性甘蓝型冬油菜(Brassica napus L.)生长锥低温响应特性及其与抗寒性的关系,以冬性不同的甘蓝型冬油菜为试验材料,通过体式显微镜解剖、石蜡切片、扫描电镜等方法观察生长锥形态,通过测定半致死温度(LT_(50))鉴定不同品种的抗寒性,并对STM等生长锥调控关键基因进行克隆和表达分析。结果表明,冬前低温处理后,强冬性抗寒品种VHTSG10与VHTS309-4苗期的生长锥表面光滑,相对高度较低,弱冬性材料VH天油2288和VH新油23号苗期的生长锥表面有小突起组织,相对高度较高;不同品种间LT_(50)与生长锥相对高度极显著正相关;调控苗期生长锥分化的关键基因BnSTM,其相对表达量与生长锥相对高度显著正相关,而BnCUC2基因相对表达量与生长锥相对高度极显著负相关;BnSTM基因存在1149 bp的完整开放阅读框,编码382个氨基酸,包含KNOX1、KNOX2、ELK和Homeobox_KN 4个保守结构域,与白菜型油菜(Brassica rapa L.)的亲缘关系较近,蛋白序列相似性为98.69%,亚细胞定位分析表明BnSTM蛋白在细胞核表达,参与茎尖分生组织的生长发育,与预测结果一致。因此,冬性越强的甘蓝型冬油菜,苗期生长锥相对高度越低,抗寒性越强,而冬性弱的品种苗期生长锥相对高度越高,抗寒性越差。 展开更多

关键词 甘蓝型冬油菜 强冬性 生长锥 半致死温度

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利用RNA-Seq鉴定调控甘蓝型油菜叶片光合特性的低温胁迫应答基因 被引量：3

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作者 金姣姣 刘自刚 +4 位作者 米文博 徐明霞 邹娅 徐春梅 赵彩霞 《生物技术通报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第4期126-142,共17页

明晰甘蓝型油菜光合特性对低温胁迫的响应,鉴定相关应答基因,以耐寒材料17NS和敏感材料NF24为研究对象,通过Illumina HiSeq^(TM) 2000平台进行RNA-Seq分析,探讨-4℃处理24 h后甘蓝型油菜的叶片形态、光合参数、叶片超微结构、基因调控... 明晰甘蓝型油菜光合特性对低温胁迫的响应,鉴定相关应答基因,以耐寒材料17NS和敏感材料NF24为研究对象,通过Illumina HiSeq^(TM) 2000平台进行RNA-Seq分析,探讨-4℃处理24 h后甘蓝型油菜的叶片形态、光合参数、叶片超微结构、基因调控表达模式等响应低温胁迫的分子机制。结果表明,低温胁迫下甘蓝型油菜响应光合调控的显著富集途径为光合作用途径和光合作用-天线蛋白途径,这两种途径中有64个特异表达基因,其中8个上调表达,56个下调表达,大部分注释到分子组成和生物学过程中,证实了光合作用与低温胁迫导致的幼苗叶片萎蔫、叶绿体数量和形态发生变化、类囊体结构受损、相对电解质渗透率增加等现象有关。通过qRT-PCR鉴定,前17个DEGs的表达模式与RNA-Seq分析结果一致,证实了RNA-Seq结果的可靠性,其中BnFd1(LOC106350097)和BnCP26(LOC106440450)均响应低温胁迫上调表达。BnFd1编码氨基酸产物是叶绿体上的铁氧还蛋白1(BnFd1),属于不稳定亲水蛋白,定位于叶绿体和细胞质中,存在一个信号肽,属于PLNO3136超家族,存在保守的Fd1结构域;BnCP26编码氨基酸产物是类囊体上叶绿素a-b结合蛋白CP26(BnCP26),属于稳定亲水蛋白,位于叶绿体中,无信号肽,属于叶绿素a_b结合超家族,存在保守的叶绿素A-B结合蛋白结构域。成功鉴定出2个甘蓝型油菜叶片低温应答基因BnFd1和BnCP26,与光合特性调控关系密切,物种间功能保守。 展开更多

关键词 甘蓝型油菜 低温胁迫 差异表达基因 BnFd1 BnCP26

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