Regulation of root-to-leaf Na and Cl transport and its association with photosynthetic activity in salt-tolerant soybean genotypes     

Mayu Onodera  Takayuki Nakajima  Masami Nanzyo  Tadashi Takahashi  Donghe Xu  Koki Homma 《Plant Production Science》2013,16(2):262-274

ABSTRACT

Soil salinity is a major constraint to sustainable crop production. Genetic improvements are needed for growing soybean in salinity-prone environments. Salt-tolerant soybean genotypes alleviate a reduction in photosynthesis and growth under saline conditions; however, the detailed mechanisms involved remain unclear. Here, we aimed to clarify how Na and Cl root-to-leaf transport is quantitatively regulated, and to identify whether photosynthetic tolerance depends on traits associated with either stomata or with mesophyll tissues. Two pairs of pot-grown soybean near-isogenic lines (NILs) consisting of tolerant and susceptible counterparts, derived from a cross between salt-tolerant FT-Abyara and salt-sensitive C01, were subjected to salinity treatment in a rainout greenhouse. Comparison of photosynthetic responses between genotypes indicated that genotypic differences in salinity tolerance depended on the ability for sustained CO₂ assimilation in mesophyll tissues, rather than stomatal conductance. The ratio of photosynthetic rate to intercellular CO₂ concentration (A/Ci) declined exponentially with increasing Na and Cl concentration regardless of genotype, but tolerant genotypes effectively kept both elements at significantly low levels. Under saline conditions, tolerant genotypes reduced Na and Cl content at the two transport pathways: from root to stem, and from stem to leaf, but the reduction of Cl at each pathway was only minor. These results suggest that integrating genetic capacity for Cl transport regulation and osmotic adjustment should be an important target in salinity-tolerance soybean breeding.  相似文献   

Genetic studies for breeding of rice cultivars with superior grain appearance and lodging resistance from the rice cultivar ‘Emi-no-kizuna’     

Ichiro Nagaoka  Hideki Sasahara  Kei Matsushita  Hideo Maeda  Shuichi Fukuoka  Utako Yamanouchi 《Plant Production Science》2013,16(4):546-553

ABSTRACT

We conducted a quantitative trait locus (QTL) analysis of grain appearance (GA) and agronomic traits of rice, using 128 recombinant inbred lines derived from ‘Emi-no-kizuna’ and ‘Tomohonami’. We detected two promising QTLs associated with GA: qGA4 on chromosome 4 and qGA8 on chromosome 8. qGA4 contributed highly to the greater percentage of perfect grains of the Emi-no-kizuna genotype. In the same region, we detected other QTLs associated with panicle number and spikelet number per panicle. In near-isogenic lines (NILs) in which Emi-no-kizuna alleles were introgressed in the genomic region of only the semi-dwarf 1 (sd1) locus (NIL_1) and both the sd1 locus and qGA8 (NIL_2), respectively, the percentage of perfect grains was significantly higher and the percentages of milky white, basal white, and white back grains were significantly lower than in Tomohonami; and the percentages of milky white and white back grains of NIL_2 were significantly lower than those of NIL_1. These results suggest that introgression in the sd1 region could improve GA, and that the addition of qGA8 could further improve GA. The culm lengths of the NILs were significantly shorter than that of Tomohonami, indicating improved lodging resistance. Grain weight of NIL_2 was significantly smaller than that of NIL_1, suggesting that the effect of qGA8 could be pleiotropic, or the gene that underlies qGA8 could be linked with genes associated with grain weight.

Abbreviations: ANOVA: analysis of variance; AT20: mean air temperature in the 20 days after heading; BW: basal white grain; CL: culm length; DAH: days after heading; GA: grain appearance; GW: 1000-grain weight; LOD: logarithm of odds; MW: milky white grain; NIL: near-isogenic line; PG: perfect grain; PL: panicle length; PN: panicle number; PTSN: putative total spikelet number; PVE: percentage of phenotypic variation explained; QTL: quantitative trait locus; RIL: recombinant inbred line; SN: spikelet number per panicle; SNP: single nucleotide polymorphism; WB: white back grain  相似文献   

大豆种子发芽期耐旱性鉴定的适宜PEG-6000浓度筛选   总被引：2，自引：0，他引：2  

舒英杰  周玉丽  时侠清  胡能兵  邵庆勤  杜军利 《大豆科学》2015,34(1)

以抗旱性不同的3个大豆品种(湘豆3号、Lee68和宁镇1号)为试材,研究了不同浓度(5%、10%、15%、20%、25%和30%)的PEG-6000模拟发芽期干旱胁迫对大豆种子发芽、子叶苗膜脂过氧化以及渗透调节物质含量的影响。结果表明:10%以下的PEG-6000能起引发作用,促进大豆种子的萌发,显著提高发芽势和发芽率;随着PEG-6000浓度的升高,大豆种子的发芽明显受抑制,当PEG-6000浓度大于25%时抑制更明显,发芽势、发芽率、发芽指数和简易活力指数显著下降;随着PEG-6000浓度的升高,大豆子叶苗中的丙二醛(MDA)、脯氨酸(Pro)、可溶蛋白和可溶性糖含量显著增加,PEG-6000浓度在15%~25%间增加幅度最大,PEG-6000浓度小于15%或大于25%时增加不明显。综合种子发芽、子叶苗的膜脂过氧化程度以及渗透调节物质含量的变化,可初步确定室内采用PEG-6000浸种法模拟干旱胁迫鉴定大豆发芽期耐旱性的适宜浓度为20%~25%。  相似文献   

水稻品种的耐低磷性及其农艺生理性状   总被引：1，自引：0，他引：1  

李银银  许更文  李俊峰  郭佳蓉  王志琴  杨建昌 《中国水稻科学》2018,32(1):51-66

【目的】 本研究旨在探明水稻耐低磷性的评价指标和耐低磷品种的农艺生理特征。【方法】以11个江苏省近70年来的代表性粳稻品种作为材料,进行水培种植,设置低磷(标准营养液中磷浓度的1/20)处理,以正常磷浓度(国际水稻研究所标准营养液配方)为对照。【结果】 耐低磷指数(低磷产量×耐低磷系数/所有供试品种低磷处理的平均产量)、干物质指数(低磷干物质量/对照干物质量)与耐低磷系数(低磷产量/对照产量)及低磷处理下的产量呈显著或极显著正相关。将耐低磷指数和干物质指数作为评价水稻品种耐低磷性的指标。根据两指标值的大小将供试品种分成3类：强耐低磷品种,耐低磷指数和干物质指数均≥1;中耐低磷品种,耐低磷指数和干物质指数均>0.6, 耐低磷指数或干物质指数<1;弱耐低磷品种或低磷敏感型品种,耐低磷指数或干物质指数≤0.6。与弱耐低磷品种相比,强耐低磷品种在低磷处理下具有根量大、根系活力强,分蘖早期分蘖数多,总叶面积指数(LAI)和高效LAI大、有效LAI比例高,库容量大,抽穗期茎鞘中糖积累量多,抽穗至成熟期物质生产能力强等特征。与对照相比,低磷处理增加了磷素产谷利用率(稻谷产量/磷吸收量)和磷收获指数(籽粒中磷/成熟期植株中总吸收的磷)。在低磷下的磷素产谷利用率,强耐低磷品种高于弱耐低磷品种。【结论】 耐低磷指数和干物质指数可以作为耐低磷品种的筛选指标;在低磷处理下,根量大、分蘖早期分蘖数多、库容量大、抽穗至成熟期物质生产能力强是耐低磷性强和磷利用效率高水稻品种的重要农艺生理特征。  相似文献   

持续高温胁迫对茄子幼苗几个主要生理指标的影响   总被引：5，自引：0，他引：5  

孙保娟  黎振兴  罗少波  李植良  梁志强 《热带作物学报》2010,31(9):1528-1534

为了明确持续高温胁迫对不同耐热性茄子品种(系)主要生理指标影响的异同,特采用7份耐热性不同的茄子材料,分别进行2、4、6 d高温处理及6 d高温处理后恢复处理,未高温处理苗做对照,研究了高温胁迫对SOD和POD抗氧化酶活性、AsA和GSH含量,MDA和可溶性蛋白含量以及O.-2产生速率、H2O2含量的影响。结果表明:高温处理2 d和4 d时,SOD和POD抗氧化酶活性、AsA和GSH含量增加,相应的O.-2产生速率、H2O2含量下降;6 d时SOD活性、AsA和GSH含量有所降低,O.-2产生速率、H2O2含量上升,POD活性在热敏感品种(系)继续大幅增加。随高温胁迫时间延长MDA含量不断增加,可溶性蛋白含量变化不大。另外,对各生理指标与热害指数和膜相对电导率的相关性分析结果表明,热胁迫6 d时AsA含量及热胁迫2 d时的O.-2产生速率、H2O2含量与热害指数和相对电导率相关显著,可以作为鉴定不同品种耐热性的参考指标。  相似文献   

水稻耐光氧化和耐阴特性的鉴定及其生理基础   总被引：16，自引：0，他引：16  

焦德茂  季本华 《中国水稻科学》1995,9(4):245-248

水稻耐光氧化和耐阴特性的鉴定及其生理基础焦德茂，高亮之，金之庆，季本华，严建民（江苏省农业科学院，南京２１００１４；南通师范专科学校，南通２２６００７）关键词：光氧化；耐阴；光合特性ＩｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎａｎｄＰｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌＢａｓｉ...  相似文献   

淹涝胁迫对水稻生长发育危害与耐淹性机理研究的进展   总被引：25，自引：2，他引：25  

李玉昌  李阳生  李绍清 《中国水稻科学》1998,12(Z1):70-76

评述了淹涝胁迫对水稻生长发育的影响、水稻耐涝的生理机制、淹涝胁迫的基因型差异和耐淹性遗传与减灾措施等方面的一些研究进展,并简要提出了今后的研究方向。  相似文献   

氯化胆碱对低温胁迫下稻苗的保护作用   总被引：21，自引：0，他引：21  

梁煜周  何若天 《中国水稻科学》1999,13(1):31-35

以不同浓度(0、 50、 100、 300、 500、 700、 1000 mg/ L)的氯化胆碱溶液浸种处理和叶面喷施稻苗,在3～4℃低温胁迫下,稻苗的超氧物歧化酶、过氧化氢酶和过氧化物酶等活性均显著地高于对照,其膜脂过氧化产物丙二醛产生量和电解质外渗率均低于对照,叶绿素残存量则高于对照;可溶性糖、可溶性蛋白质和脯氨酸等含量均明显高于对照;故经氯化胆碱处理者,其总含水量与对照间差异虽然不大,但束缚水含量增加而自由水含量减少。上述结果表明氯化胆碱能明显地保护处于低温胁迫下的稻苗的细胞膜系结构和提高其防冷性物质含量,从而增强稻苗的抗冷性。  相似文献   

武陵山区杂交水稻育种目标与策略初探   总被引：6，自引：2，他引：6  

杨隆维  李继辉  王光建  袁利群  段太品  许敏  向极钎  龙家顺  袁木兰 《杂交水稻》2004,19(6):13-17

针对武陵山区气候生态条件复杂的特点,以市场为导向,结合多年育种实践,提出武陵山区杂交水稻育种目标:在以"优质高产多抗广适"为总体育种目标的基础上,以不育系和恢复系的米质和抗性选育为突破口,重点开展抗稻瘟病和耐寒育种,达到优质高产多抗广适的有机统一.实现该目标的主要策略是:充分发掘和利用优异种质资源,加强区内育种单位之间的协作,建立多病圃对种质资源、亲本和组合进行联合鉴定筛选,通过病区胁迫选择、非病区选择与高海拔基地抗寒性鉴定相结合育成符合育种目标的新组合.经过多年努力,成功地鉴定或育成了一批优质抗病的恢复系、不育系和杂交组合,并相继通过各级水稻品种审定.  相似文献   

无乳链球菌GD201008-001二元调控系统RscSR的鉴定及其对细菌应激适应性和毒力特性的影响     

聂蒙  马可  曹青  黄昊  姬姝婷  刘永杰 《水产学报》2021,45(9):1545-1554

为鉴定鱼源无乳链球菌GD201008-001二元调控系统(two-component system, TCS)RscSR并探究其功能,实验利用生物信息学方法预测到可能的RscSR,对其组成成分RscS和RscR的三维结构和保守结构域进行分析;构建基因缺失株ΔrscSR与互补株CΔrscSR,测定细菌的生长曲线,检测其耐酸应激、耐氧化应激、抗巨噬细胞吞噬和胞内存活能力,同时测定其对巨噬细胞的毒性和对小鼠的毒力。结果显示,RscSR具有典型的TCS结构特点,其中RscS具有组氨酸激酶结构域,RscR具有反应调节子结构;其编码基因缺失后,菌株耐酸、耐氧化、抗巨噬细胞吞噬和胞内存活能力及对巨噬细胞毒性均显著降低,而将该基因回补后各项能力均有所恢复;动物实验结果显示,野生株感染小鼠19 h内全部死亡,而ΔrscSR缺失株感染小鼠全部死亡时间为48 h。研究表明,RscSR在无乳链球菌应激适应性以及毒力方面发挥重要作用。  相似文献