植物抗旱机理研究进展 水资源短缺以及土壤盐渍化是目前制约农业生产的一个全球性问题，全球约有20％的耕地受到盐害威胁，43％的耕地为干旱、半干旱地区。干旱与盐害严重影响植物的生长发育，造成作物减产，并使生态环境日益恶化。在我国，仅2001年华北、西北和东北地区的466.7万hm2稻的种植面积就因为缺水而减少了53.3万hm2。在自然条件下，由于环境胁迫而严重影响了作物生长发育，其遗传潜力难以发挥，干旱、盐渍不仅影响了作物的产量，而且限制了植物的广泛分布，因此，提高作物的抗旱、耐盐能力已经成为现代植物研究工作中急需解决的关键问题之一。现将植物特殊生理结构功能综述如下。 1植物形态结构特征对其耐旱机制的影响 1.1根系 植物根系是植物直接吸收水分的重要器官，它对植物的耐旱功能具有至关重要的作用。纵深发达的根系系统可使植物充分吸收利用贮存在土壤中的水分，使植物度过干旱期。对高粱的根系解剖学研究发现，高粱根系吸水每天以3.4 cm的稳定速率下伸，直到开花后约10 d，在有限水分条件下，吸水的多少由根系深度决定，深层吸水差是由于根长不够所致。此外，根水势能也能反映根系的吸收功能。根水势低，吸水能力强。据报道，高粱根水势一般为-1.22～1.52 Mbar，而玉米仅为-1.01～1.11 Mbar，高粱的吸水能力约是玉米的2倍(Cnyxau，1974)，对干旱的耐受能力也强于玉米。一般认为抗旱性强的植物，根水势低，利于水分吸收。 1.2叶片 作为同化和蒸腾器官的叶片，在长期干旱胁迫下，叶片的形态结构会发生变化，其形态结构的改变与植物的耐旱性有着密切的关系。主要表现在：叶片表皮外壁有发达的角质层，角质层是一种类质膜，其主要功能是减少水分向大气散失，是植物水分蒸发的屏障。厚的角质层可提高植物的能量反射与降低蒸腾，从而增强植物的抗旱性；具有表皮毛，可以保护植物避免强光照射，减少蒸腾；具有大的栅栏组织/海绵组织比和小的表面积/体积比，发达的
水稻田间管理技术 湄潭县农牧局向明 习惯上把水稻种子萌发到新种子形成，成为水稻的一生。根据形态、生理等特点，可将水稻的一生分为营养生长和生殖生长两个时期（或阶段）。营养生长期，是指从种子萌发到稻穗开始分化以前的一段生长时期；生殖生长期，是指从稻穗开始分化到成熟收获的生长期。 根据形态、生理特点，可将营养生长期划分为秧田营养生长期和大田营养生长期。其中秧田营养生长期又可划分为三个时期，即从种子萌发至不完全叶伸出的幼芽期，从不完全叶伸出至第三叶全出的幼苗期，从第四叶伸出至移栽的成苗期。 大田营养生长期可分为返青期和分蘖期。从插秧至叶色转青、新叶开始恢复正常生长这段时间，叫返青期。分蘖期可分为有效分蘖期和无效分蘖期：有效分蘖期，是指开始分蘖到全田总茎数达到与计划收获穗数相当的时期；无效分蘖期，是指从全田总茎数与计划收获穗数相当时至停止分蘖的时期。 生殖生长期又可分为幼穗发育期和开花结实期。幼穗发育期，包括从幼穗开始分化至顶叶出一小半以前的幼穗形成期和从顶叶出一 小半至抽穗的孕穗期。开花结实期，可分为从稻穗开始抽出顶叶叶鞘至开花授粉完毕的出穗开花期，从授粉完毕至成熟收获的结实成熟期。 水稻田间管理按时间可分为返青前田间管理、分蘖期田间管理、长穗期田间管理，田间管理的主要内容包括水分管理、施肥管理和病
虫草害防治。 一、水稻水分管理 （一）水稻的需水规律 水稻需水包括生理需水和生态需水。生理需水是指供给水稻本身生长发育、进行正常生命活动所需的水分，，包括水稻植株蒸腾和构成水稻植株体的水分；生态需水是指为保证水稻正常生长发育、创造一个良好的生态环境所需的水分，包括棵间蒸发和稻田渗漏的水分。在水稻生长发育过程中，需水量的变化规律是由小到大，再由大到小。最大需水量多在拔节孕穗期。水稻需水临界期在孕穗期，此期若水分亏缺，容易造成穗小粒少，甚至会导致不抽穗或造成空壳秕粒。所以保证孕穗期水分供应是关键，有利于形成大穗提高产量。 （二）水稻生育前期水分管理 在插秧后2－3天内，除抛秧田一般不灌水，保持田面湿润，以利提早立苗外，插秧稻田都要灌相当苗高1/3－1/2的稍大水层扶秧护苗，以减少叶面蒸腾，防止秧苗凋萎，加速返青成活。如果这时水层过浅，秧苗经风吹日晒，容易失水干枯，造成大缓秧，使壮秧变成弱秧，早秧变成晚秧。扶秧护苗后，要随即改灌2－3厘米的浅水层，经过自然落干后间隔2－3天再灌一次水。主要好处是：有利提高水温和土温，加速土壤养分分解，促进根系吸收，并使植株基部能接受充足光照，有利于分蘖发生。实践证明，浅水间歇灌溉比深水层灌溉分蘖早，蘖位低，蘖数多，质量好。 （三）水稻幼穗发育期的水分管理
寒害生理与植物抗冷性 摘要：植物在长期进化过程中，形成了各种适应冬季低温的生长习性。寒害指由低温引起植物伤害的现象，包括冷害和冻害。植物对低温的适应性和抵抗能力称为抗寒性。 关键词：冷害冻害抗寒性冷驯化 1. 冷害生理与植物抗冷性 1.1 冷害、抗冷性的概念及分类 零上低温时，虽无结冰现象，但能引起喜温植物的生理障碍，是植物受伤甚至死亡，0℃以上低温对植物造成的危害称为冷害（chilling injury）。而植物对零上低温的适应能力称为抗冷性（chilling resistance）。在我国，冷害常发生于早春和晚秋季节，主要危害发生在作物的苗期和子粒或果实成熟期，处于开花期的果树遇冷害是会引起大量落花，使结实率降低。根据植物对冷害的反应速度，冷害分为：一、直接伤害。植物受低温影响数小时，最多在一天内即出现伤斑及坏死，直接破坏了原生质活性。二、间接伤害。植物受低温危害后，短时间无异常表现，至少在几天后才出现组织柔软、萎焉，因低温引起代谢失常而造成细胞伤害。 1.2 影响冷害因素 冷害对植物的伤害不仅与低温的程度和持续时间直接有关，还与植物组织的生理年龄、生理状况及对冷害的敏感性有关。温度低，持续时间长，植物受害严重，反之则轻。在同等冷害条件下，幼嫩组织和器官比老的组织和器官受害严重；同一植株生殖生长期比营养生长期对冷害敏感，其中花粉母细胞减数分裂期前后最敏感。 1.3 冷害机制
冷害对植物的伤害大致分为两个步骤：第一步是膜相改变，第二步是由于膜损坏而引起代谢紊乱，导致死亡。 1）膜脂发生相变。在低温冷害下，生物膜的脂类由液晶态变化凝胶态，从而引起与膜相结合的酶解离或使酶亚基分解失去活性。因为酶蛋白质是通过疏水键与膜脂相结合的，而低温使二者结合脆弱，易于分离。相变温度随脂肪酸链的长度而增加，而随不饱和脂肪酸所占比例增加而降低。温带植物比热带植物耐低温的原因之一是构成膜脂不饱和脂肪酸的含量较高。膜不饱和脂肪酸指数，即不饱和脂肪酸在总脂肪酸中的相对比值，可成为衡量植物抗冷性的重要生理指标。 2）膜的结构改变。在缓慢降温条件下，由于膜脂的固化使得膜结构紧缩，降低了膜对水和溶质的透性；在寒流突然来临的情况下，由于膜体紧缩不匀而出现断裂，因而会造成膜的破损渗漏，胞内溶质外流。 3）代谢紊乱。低温使得生物膜结构发生显著变化，进而导致植物体内新陈代谢的有序性被打破，特别是光合与呼吸速率改变，植物处于饥饿状态，而且还积累有毒的中间物质。 1.4 提高植物抗冷措施及原理 ○1低温锻炼。例如，春季采用温室、温床育苗，在露天移栽前，先降低室温或床温至10℃左右保持1～2天，移入大田后即可抵抗3～5℃的低温。凡经过低温锻炼的植物，膜不饱和脂肪酸含量增加，变相温度降低，透性稳定；细胞内[NADPH]／[NADP+]增高，A TP增加，这些都有助于抗冷性的形成与增强。 ○2化学诱导。使用ABA、CTK、2,4-D、油菜素内酯等提高植物抗冷性。 ○3合理施肥。在低温到来之前，合理调整施肥种类，适当增施磷钾肥，少施或不施速效氮肥。 ○4选育抗冷品种。通过基因工程、细胞工程及杂交育种技术选育抗冷性强的新品种。 2. 冻害与植物抗冻性 2.1 冻害概念、类型及危害 冰点以下的低温使植物组织内结冰引起的伤害称冻害。植物对零下低温的适应能力称抗冻性。植物受冻害时，叶片犹如烫伤，细胞失去膨压，组织变软，叶片颜色变为褐色，严重时导致死亡。主要有两种类型：一是胞外结冰。当环境温度缓慢降低，植物组织内温度降到冰点以下时，细胞间隙的水分开始结冰。大多数植物胞间结冰后，经缓慢解冻后仍能恢复正常生长。二是胞内结冰。当环境温度骤降，植物组织同时还会发生胞内结冰，一般先在原生质内结冰，后在液泡内结冰。胞内结冰一般不发生，一旦发生植物很难存活。
拟南芥 中文学名：阿拉伯芥(拟南芥) 拉丁学名：Arabidopsis thaliana 别称：阿拉伯鼠耳芥、拟南芥、鼠耳芥、阿拉伯草 界：植物界 门：被子植物门 纲：双子叶植物纲 目：十字花目 科：十字花科 属：鼠耳芥属（拟南芥属） 英文名称：Thale Cress 个体特征 阿拉伯芥是一种十字花科植物，广泛用于植物遗传学、发育生物学和分子生物学的研究，已成为一种典型的模式植物，其原因主要基于该植物具有以下特点：阿拉伯芥1 （1）植株形态个体小，高度只有30cm左右，1个茶杯可种植好几棵；（2）生长周期快，每代时间短，从播种到收获种子一般只需6周左右；（3）种子多，每株每代可产生数千粒种子；（4）形态特征简单，生命力强，用普通培养基就可作人工培养；（5）基因组小，只有5对染色体。虽然阿拉伯芥在许多方面“简单”，但它的大多数基因与其他“复杂”的植物基因具有很高的同源性，另外，由于这种植物的全部基因组测序已经完成，因此可以预测，阿拉伯芥在植物学所有领域的研究中将发挥更大的作用。阿拉伯芥2 阿拉伯芥的基因组是目前已知植物基因组中最小的。每个单倍染色体组（n=5）的总长只有7000万个碱基对，即只有小麦染色体组长的1/80，这就使克隆它的有关基因相对说来比较容易。阿拉伯芥是自花受粉植物，基因高度纯合，用理化因素处理突变率很高，容易获得各种代谢功能的缺陷型。例如用含杀草剂的培养基来筛选，一般获得抗杀草剂的突变率是1/100000。由于有上述这些优点，所以阿拉伯芥是进行遗传学研究的好材料，被科学家誉为“植物中的果蝇”。 繁殖培育 概述 阿拉伯芥 在一般的温室或人工气候室条件下，从阿拉伯芥种子的春化至第一批角果成熟大约需8周左右时间。当然，也可以通过改变生长条件以达到使阿拉伯芥提前或推后开花结实的目的。如延长每天的光照时间，可使阿拉伯芥明显地提前开花结实，利用每天接近24小时的光照条件培养，甚至在6周左右即可收获第一批成熟角果。阿拉伯芥的这一特性使实验工作周期大大缩短，特别是对于许多遗传分析工作，比利用一般的高等植物材料（如麦类、豆类作物）可以成倍地节约时间。阿拉伯芥是野生的双子叶草本植物，在野外自然条件下一般春季萌发，到夏季即种子成熟。应该说阿拉伯芥的生长发育对环境条件并无十分特殊的要求，因此在实验室条件下的种植及管理也相对比较简单。但中国许多实验室反映，阿拉伯芥的培养较为困难，幼苗时发生死亡、或抽薹后植株生长瘦弱等现象经常发生；而且经常发生较严重的虫害等。
水稻的旱种技术 水稻旱种，是从水稻早直播发展而来的，即是在旱地状况下直播、苗期旱长、中后期利用雨水和适当灌溉以满足稻株需水要求的一种种稻方法。50年代我国北方稻区一些国营农场在水稻旱直播的基础上，为解决灌溉水源不足的问题，试验“水稻幼苗旱长及中后期灌水”，可以说是水稻旱种的雏形。70年代初，北方地区连续干旱，中国农科院作物研究所自1973年开始研究和推广水稻旱种，北方水稻旱种在80年代曾经发展很快，到1985年，北方13个省市的应用面积达16万公顷。水稻旱种，不仅比普通水田稻节省灌溉用水25％～40％，而且可以减少水稻生产中的操作程序(如育秧、移栽等)，节省用工，便于机械化生产。特别是与同等条件下的玉米、高粱等旱粮生产相比，经济效益明显。当然，后来由于一些技术和非技术原因，使水稻早种的应用面积急剧缩减。近年来，随着水危机的日益严重和水稻耐旱品种、除草剂等方面的技术进步，水稻旱种再度兴起，旱种技术又有了新的发展。 (一)水稻旱种的类型 水稻旱种，在不同地区，因土壤，气候等生态条件及种植制度不同，其类型也不同。 一是按照水稻旱播后的灌溉模式进行分类，分为旱种水管和早种旱管。旱种水管，是指水稻播种出苗经过一段时间的旱长后，按照常规水稻淹灌或浅湿灌溉的模式进行中后期田间水分管理。其稻田生态特点表现为水分状况由旱田状态转化到水田状态，水分胁迫程度较小。这种类型水稻旱种，主要是分布在降雨量和灌溉条件相对较好的地区或田块。旱种旱管，是指水稻播种出苗后，像早作物(小麦、玉米等)一样，按照定期的湿润灌溉模式进行田间水分管理。其稻田生态特点表现为水分状况一直是旱田状态，水分胁迫程度大。这种类型水稻旱种，有些地方称之为水稻旱作，主要是分布在降雨量更少和灌溉条件相对较差的地区或田块。二是按照水稻旱种的季节和茬口分类，分为春播旱种和夏播旱种。春播水稻旱种主要分布在广大的北方稻区，是1年1熟。最初在北方部分省市的水稻旱种基本上是春播旱种水管。夏播水稻旱种，主要是分布在黄淮地区和南方的部分丘陵山区，一般是在大(小)麦、油菜、大豆等前茬作物收获后播种，也有在麦田套播水稻旱种的，1年两熟。 (二)水稻旱种的技术特点 水稻旱种与旱直播相比的区别是：旱直播是在旱整地、旱播种后，随即灌水，其后田间水分管理与移栽稻一样，保持水层；水稻旱种是旱田足墒播种出苗，保持一段时期旱长，不灌水，中后期根据情况采取浅水灌溉、浅湿间歇灌溉或定期湿润灌溉。 水稻旱种与常规移栽水稻相比的区别：一是改水整地为旱整地或免耕，节约了大量的耕、
分子植物育种，2014年，第12卷，第5期，第1027-1033页 Molecular Plant Breeding,2014,Vol.12,No.5,1027-1033 评述与展望 Review and Progress 水稻抗旱基因调控机制及其分子育种利用 王莉1,2钱前1*张光恒1* 1中国水稻研究所水稻生物学国家重点实验室,杭州,310006;2中国农科院研究生院,北京,100081 *通讯作者,qianqian188@https://www.doczj.com/doc/753397990.html,;zhangguangheng@https://www.doczj.com/doc/753397990.html, 摘要稻米是中国最主要的粮食作物之一，多途径提高水稻单产和稻米总量，对解决我国粮食安全上具有十分重要的意义。而如何解决日益增长的水稻总产需求和干旱缺水环境之间的矛盾是中国21世纪将面临的最严重的粮食问题之一。本文从水稻抗旱种质资源及耐旱基因的功能角度出发，对抗旱育种的种质资源，耐(抗)旱基因调控机理及其分子育种应用等研究进展进行综述。综合分析认为，水稻抗旱特性调控基因主要包括功能基因和调节基因两大类：功能基因的调控作用主要表现在蛋白酶的调节、糖类物质积累、渗透调节、有毒物质降解和水稻细胞机构调节等五个方面；而调节基因则主要参与编码信号转导相关的信号因子和响应胁迫的转录因子家族。这些基因的克隆为水稻抗旱性研究和抗旱育种奠定了理论基础。此外，中国抗旱分子育种还处于起始阶段，受种植区域、生产成本、稻米品质及病虫害抗性等方面影响，旱稻推广面积偏小。在中国转基因水稻尚未全面放开背景下，目前转基因旱稻品种选育和技术研究还处于技术储备层面。在现阶段抗旱育种实践重点是提高旱稻育种效率和选育技术创新，同时兼顾高产、抗病虫害农艺特性，结合分子技术聚合或导入外源抗旱基因，选育高产、耐旱、优质旱稻品种，充分挖掘旱稻增产潜力。这将为我国缓和粮食生产与淡水资源缺乏之间的矛盾提供新思路，为确保我国粮食安全、调整优化农业结构、促进节水农业持续发展开辟一条新途径。 关键词水稻,抗旱基因,调控机理,分子育种 Regulation Mechanism of Drought-resistance Genes and its Molecular Breeding Utilization in Rice(Oryza sativa L.) Wang Li1,2Qian Qian1*Zhang Guangheng1* 1State Key Laboratory of Rice Biology,China National Rice Research Institute,Hangzhou,310006;2Graduate School of Chinese Academy of Agri-cultural Sciences,Beijing,100081 *Corresponding authors,qianqian188@https://www.doczj.com/doc/753397990.html,;zhangguangheng@https://www.doczj.com/doc/753397990.html, DOI:10.13271/j.mpb.012.001027 Abstract Rice is one of the main food crops in our country,and it is very important to improve rice yield and total rice product by multiple pathways for food security.But how to solve the contradiction between the require-ment of increasing total amount of rice and the environment of water shortage is the most serious problem we will face in the21st century.The paper expounds the advance in germplasm resources in drought-resistance breeding, regulation mechanism of drought-resistance genes and its molecular breeding application from the point of the drought-resistance germplasm resources and the functions of drought-tolerance genes in rice.The comprehensive analysis comes to the conclusion that drought resistance regulation mechanism mainly consist of functional genes and regulatory genes.The regulating effects of functional genes mainly reflect in protease adjustment, carbohydrate accumulation,osmotic adjustment,toxic material degradation and rice cell machinery regulation; regulatory genes are primarily participate in coding signal factors related to transduction and transcription factors 收稿日期：2014-01-07接受日期：2013-03-27网络出版日期：2014-07-15 URL:https://www.doczj.com/doc/753397990.html,/index.php/mpbopa/article/view/1983 基金项目：本研究由国家自然科学基金重大研究计划培育项目(91335105)和国家自然科学基金面上项目(31171531)共同资助
植物学通报1997,14(2):1～8 Ch inese Bulletin of Bo tany 植物抗寒机理研究进展Ξ 沈 漫 王明庥 黄敏仁 (南京林业大学林木遗传和基因工程重点实验室,南京210037) 摘 要 本文综合概述了国内外有关植物抗寒机理研究的动态,主要讨论了植物抗寒性与细 胞膜系、酶系多态性及抗寒基因表达与调控之间的相关性。此外,亦提出了有关植物抗寒机制 研究领域值得深入研讨的问题。 关键词 植物抗寒性;细胞膜系;酶系;抗寒基因 AD VANCES IN RESEARCH ON CH I LL ING- RESISTANCE M ECHAN IS M S OF PLANTS Shen M an W ang M ing2x iu H uang M in2ren (F orest T ree and Genetic E ng ineering Op en ing L abora tory,N anj ing F orestry U n iversity,N an jing210037) Abstract T h is paper gives a general statem en t abou t the p resen t developm en t of ch illing2re2 sistan t m echan is m s of p lan ts at hom e and ab road,and it deals m ain ly w ith the relati on s be2 tw een the ch illing2resistance of p lan ts and cell m em b rane system,enzym e system diverisity and ch illing2resistan t gene exp ressi on and con tro l.In additi on,the paper po in ts ou t som e p rob lem s w o rth delib rating deep ly in the research field of p lan t ch illing2resistance. Key words Ch illing2resistance of p lan ts,Cell m em b rane system,Enzym e system diversity, Ch illing2resistan t gene 植物对环境变迁及不良环境有足够的适应性和抗抵能力,这种抗逆性既受系统发育的遗传基因所控制,又受个体发育中生理生态所制约。温度作为重要的环境因子之一,在植物遗传背景限制的前提下,对植物某些生长发育过程起着决定性作用。至今低温寒害对植物的伤害还没有找到根本的解决途径。因此,探索植物抗寒性的生理机制及其遗传因素,不仅在基础理论上具有重要意义,在解决生产实际问题上也具有广泛的应用价植。 近年来,国内外从细胞和分子生物学方面来研究植物的抗寒性,取得了一些重要结果,似乎找到了深入研究的突破口。为便于对植物低温反应和抗寒机制有一个较全面的了解,本文对这一领域的研究概况和进展作一个综述。 Ξ“八五”国家科技攻关课题《美洲黑扬胶合板林纸浆材新品种选育研究》一部分。
大同市常见四种绿化灌木抗寒性比较 摘要:植物的正常生长发育需要一个适宜的温度环境，低于一定的温度，植物就会受到低温的胁迫或者冻害，甚至引起植株死亡。但在低温的胁迫下，植物体内也会发生一系列的生理生化反应来消除或降低低温的伤害作用。本文综述了寒害和冻害发生的生理机理，从生理指标方面论述了植物与抗寒性的关系、各项生理指标的测定方法以及对未来研究的展望。 关键词：抗寒性、生理指标 1 绿化灌木简介 水蜡、紫叶小檗、小叶黄杨、小叶丁香是大同市绿化中常见的四种灌木。 水蜡是木犀科女贞属的植物，是一种落叶灌木，在北方各地广泛栽培，适应性较强，喜光照，稍耐荫，耐寒，对土壤要求不严格，适合做盆景或造型树等。 紫叶小檗是小檗科小檗属的植物，落叶灌木，适应性强，喜阳，耐半阴，但在光线稍差或密度过大时部分叶片会返绿。耐寒，但不畏炎热高温，耐修剪。园林常用与常绿树种作块面色彩布置，可用来布置花坛、花镜，是园林绿化中色块组合的重要树种。 小叶黄杨是黄杨科黄杨属的植物，常绿灌木，我国各地均有分布，小叶黄杨属于生长缓慢的植物，其耐寒性很弱，在零下10摄氏度，既能冻伤。而且很怕水淹，但是耐旱性很好，生长浅根性，根系密集发达。养护管理简单方便，寿命漫长，通过不断的引种，现在在北方北京等地方冬天也能很好的生活。 小叶丁香是木犀科丁香属的植物，落叶灌木，主要分布于中国河北、河南、山西、陕西等省，喜充足阳光，也耐半荫。适应性较强，耐寒、耐旱、耐瘠薄，病虫害较少。以排水良好、疏松的中性土壤为宜，忌酸性土。忌积涝、湿热。 2 植物抗寒性研究 2.1植物寒害和冻害的生理机理 2.1.1寒害机理 喜温植物在零下低温条件下，原生质流动减慢或停止，水分平衡失调，光合速率减弱，呼吸速率大起大落。零下低温对组织的伤害，大致分为两个步骤：第一步是膜相的改变，第二步是由于膜损坏而引起的代谢紊乱，导致死亡。抗寒性弱的植物，由于生物膜的不饱和脂肪酸含量少，膜的液化程度较差，伸缩性小，在低温来临的时候，膜从液晶态转变为凝胶态，膜收缩，出现裂缝。
抗旱水稻种子转基因成分检测技术研究 邓汉超1，2 刘玉琛3 邓国标3，4 刘 晋1，2 陈惠芳1，2 杨启鹏1，2 周向阳1，2（1深圳市农业科技促进中心，深圳 518040；2农业部农作物种子质量监督检验测试中心（深圳），广东深圳 518040； 3深圳市作物分子育种研究院，深圳 518107；4广东省龙门县卫生和计划生育局，惠州 516800） 摘要：利用组织研磨仪快速处理水稻种子样品，采用高通量的磁珠纯化系统提取样本DNA，提取的核酸通过紫外吸收检测其纯度，应用普通PCR检测方法和实时荧光PCR方法对水稻内源基因SPS、靶基因ATAF1进行检测。结果表明，普通PCR方法和实时荧光PCR方法均表现快速、准确、特异性高的特点。 关键词：普通PCR；实时荧光PCR；转基因 转基因作物的大量种植和推广同时对转基因生物的检测技术提出要求，发达国家的转基因及相关检测技术远远超过发展中的国家。美国、加拿大等国已有近百种转基因食品上市，并且他们的目标是把大量的转基因食品出口到发展中国家[1-3]。在这些正式获批进行生产和贸易的产品之外，更有数目众多的品种处于试验阶段或未经正常手续进入市场，我国已经加入WTO，正在面临着转基因产品贸易和安全监测的挑战。同时随着商品化转基因生物的种类不断增加，转基因生物本身的安全性以及它们对人类健康和生态环境的潜在威胁成为国际社会和广大民众广泛关注的热点问题之一[4-6]；包括我国在内的越来越多的国家制定并实施了转基因食品的强制标识制度。因此，转基因产品的科学管理和应用需要得到转基因产品及其成分检测技术的支持。追踪转基因生物研发动态，研发相适应的检测技术，制定相应的检测标准，是转基因生物安全监管的重要措施。本文以转抗旱基因ATAF1水稻种子为材料，初步建立外源基因的普通PCR和实时荧光PCR检测方法。 1 材料与方法 1.1 材料 本实验室获得的转ATAF1基因水稻70株，种子保存于本实验室种子低温低湿储藏库中备用。 主要仪器和试剂：MP组织研磨仪（24样）、Themo磁珠核酸自动提取纯化仪（96样）、Omega核 基金项目：转基因新品种培育重大专项（2009ZX08001-023B）；深圳市技术创新项目（CXZZ20120614165508810） 通信作者：刘晋酸提取试剂盒、Premix Ex Taq酶、Neno1000紫外分光光度计、BIO-RAD iCycler PCR扩增仪、ABI7500实时荧光PCR扩增仪、RAININ edp3 plus排枪（12通道）等。 1.2 方法 1.2.1 样品处理 水稻种子取5粒，置于2mL离心管中，放入1粒陶瓷珠，加入500μL Buffer SLX Minus裂解液（Omega 核酸提取试剂盒）或500μL 2% CTAB 裂解液，浸泡数小时后采用MP组织研磨仪设置震荡速度4.0 M/s、震荡时间30s，震荡粉碎5 6次，备用。 1.2.2DNA的提取 磁珠自动提取法：粉碎样品在65℃水浴1h，其间上下颠倒2 3次。12000r/min离心10min。取上清200μL于深孔96平板、800μL Buffer PHB于深孔96平板、800深孔96平板、100深孔96平板、一个Tip按照表1依次加入Omega 核酸提取试剂盒中的试剂。启动Themo磁珠核酸自动提取纯化系统，根据系统提示依次放入上述试剂板。当DNA提取完毕，取出5号板，将DNA保存在-20℃下备用。 表1 磁珠核酸自动提取纯化系统物品 板类型板序号内容物试剂量 A1磁珠/Lysis Buffer3/样品20μL/500μL/200μL A2Buffer PHB800μL A3SPM Buffer800μL A4SPM Buffer800μL B5Elution Buffer100μL A6Tip Loading Plate
冠菌素和茉莉酸甲酯对玉米种子萌发和幼苗生长的影响 摘要玉米种子经COR和MeJA处理后发现，低浓度的COR（0.01μmol/L）和MeJA（1.0μmol/L）促进种子萌发；提高了种子中可溶性糖含量、α-淀粉酶活性、增加侧根数和株高，而高浓度COR（1.0μmol/L）和MeJA（100.0μmol/L）则相反；COR和MeJA诱导的根系表面积的增加主要是由于须根数增加导致的；在促进种子萌发方面，COR的活性比MeJA高，大约是MeJA的100倍，初步认为低浓度COR促进种子萌发与诱导的α－淀粉酶有关。 关键词冠菌素（COR）；茉莉酸甲酯（MeJA）；玉米；萌发 玉米是重要的粮食作物、饲料作物和能源作物。培育齐苗壮苗是玉米田间生产的重要目标之一。实际生产中，一些玉米种子因为仓储老化或者萌发环境恶劣导致出苗率低、幼苗不健壮，还有一些基因型玉米种子田间制种过程中也出现类似的问题，严重影响繁殖制种速度及田间生产应用[1]。 利用植物生长调节物质处理种子，可以促进或抑制种子的生长发育，使生长发育发生质的变化[2]。玉米是使用化控调节剂较多的作物品种之一。一些研究发现[3-4]，采用化学调控物质如赤霉素（GA）、6-苄基氨基嘌呤（6-BA）处理种子，可以打破玉米种子休眠，促进发育、发根，培育壮苗，提高幼苗的抗逆性。 冠菌素（Coronatine，COR）是丁香假单胞菌属的代谢产物[5]，研究发现，COR能影响植物生长发育、诱导防御相关的次生物质代谢和调节逆境胁迫等[6]，COR和茉莉酸/茉莉酸甲酯（JA/MeJA）都有环五烷结构，两者的许多生理功能相似[7-10]。有很多报道涉及MeJA调节水稻和花生种子的萌发[11-12]，但尚未见COR和MeJA对玉米种子萌发的影响。本文以玉米为材料，比较COR与MeJA 在种子萌发和幼苗生长方面的异同，明确COR和MeJA调控玉米种子萌发的效应，为种子萌发调控提供一条新的可行途径。 1材料与方法 1.1玉米种子和处理药剂 玉米（Zea may L.）品种为农大3138，种子由中国农业大学玉米中心提供。 COR由中国农业大学化控中心发酵生产，菌种为PG4180，浓度已经HPLC 检测标定好，直接用蒸馏水配制成0.001 μmol/L、0.01μmol/L、0.1μmol/L、
水稻防旱抗旱技术 水稻大田期防旱抗旱对策对受旱的稻田，宜采用节水灌溉方法。 首先,要满足移栽后的缓苗水，之后应先湿润灌溉，田面不留水层，待水量充足后再采取浅水灌溉； 其次，要满足孕穗水，因为孕穗期是水稻一生中需水的临界期，对干旱最为敏感，此期如受旱会引起大量颖花败育，从而减少总颖花数和花粉粒发育不全，使其抽穗后不能受精而成为空壳，直接影响产量和质量。 抓紧中耕、及时追肥 天旱时，如田面尚未完全干涸，就要抓紧中耕除草。这样既有利于根系发育，减少蒸发，增强水稻的耐旱力，又可防止田里的杂草争夺水分及养料。另外，高温干旱也影响水稻的吸肥能力，致使水稻生育受抑制，因此应结合中耕灌水，抓紧追施氮肥及复合肥。如苗数不足，灌水后叶片转色不明显，叶色仍偏黄，应增加用肥量，后期应施好穗粒肥。灌水较晚的地块，应先施恢复生长肥，再重施粒肥，以减少颖花退化，促进灌浆结实。 有条件的地区可使用防旱剂，可减少水分蒸发率70%~80%。没条件的地区可以利用青草或稻草等均匀铺在稻行间，既可以减少蒸发，又可以供给稻苗一定养分，以利生长。 加强病虫防治。受旱水稻的生育进程都有不同程度的推迟，生育滞后，抵抗力弱，因此应加强病虫监测和防治。 水稻控制灌溉技术水稻控制灌溉是指水稻移栽后，田面保持5～25毫米薄水层返青活苗，在返青以后的各个生育时期，田面不再建立灌溉水层，以根层土壤含水量作为控制指标，确定灌水时间和灌水定额。土壤水分控制上限为饱和含水率，下限则视水稻不同生育阶段，分别取土壤饱和含水率60%～70%。 “薄、浅、湿、晒”灌溉技术 水稻“薄、浅、湿、晒”灌溉，是根据水稻移栽后各生育期的需水特性和要求进行灌溉排水，为水稻生长创造良好的生态环境，达到节水、增产的目的。即薄水插秧、浅水返青，分蘖前期湿润，分蘖后期晒田，拔节孕穗期回灌薄水，抽穗开花期保持薄水，乳熟期湿润，黄熟期湿润落干。这种灌溉技术简明，也易于理解掌握，是节水灌溉的好方法。 晚稻抗旱保苗五措施 对受旱晚稻，除了千方百计开辟水源之外，可对禾苗采取一些相应的管理措施，减少灾害损失。笔者建议试行以下五种方法抗旱保苗。 一、节水灌溉，促根下扎 水稻在多水多肥的情况下，地上部分生长速度快，在少水少肥时根系生长加速，向土壤深处下扎。水稻插秧后返青分蘖时期遇干旱，禾苗整体生长受影响，但根的生长快于地上部分的生长。因而，我们可因势利导，促进根系深入土层，既可吸收深处的水分，又可为旱象解除后的禾苗迅速生长打好根系基础。在农谚中有“禾干扁草，后发也好”的说法。扁草期也不是越干越好，这段时间节约用水，避免干旱危害的具体灌溉方法有两种： 一是湿润灌溉 灌溉时前水不见后水，维持土壤湿润，既保持了水稻的生长，又节省用水。在管理得当的情况下，水稻可不减产（有的试验表明还可增产），用水可节约60%以上。 二是间歇灌溉 在水利条件更差的地方，在水稻穗分化（水稻最不耐旱的是孕穗打苞期）前采用这种办法，每次灌水时间视水量的多少，可间歇7-10天，待到下雨后再复水，仍可获得较高
干旱对水稻生长发育的影响及其抗旱研究进展 全瑞兰 王青林 马汉云 扶 定 霍二伟 沈光辉 郭桂英 （河南省信阳市农业科学院水稻研究所，信阳464000） 摘要：水稻（Orazy sativa L.）是主要的粮食作物之一，又是耗水量最多的农作物，水资源短缺严重制约着水稻生产。本文综述了干旱对水稻生长发育的影响，以及水稻抗旱品种鉴定、抗旱育种和节水栽培等抗旱减灾措施的研究进展，以期为今后水稻抗旱性的深入研究提供参考。 关键词：干旱；水稻；生长发育；抗旱；研究进展 水稻作为我国一种主要的粮食作物，约占我国粮食作物播种面积的1/3以及粮食总产量的40%[1]。水 稻是作物中耗水量最大的，每hm 2水稻平均要耗水 4062m 3，我国水资源缺乏，年均降水量比全球平均水平 低20%，人均水资源占有量远远低于世界平均水平，仅为其的1/4，而且水资源的时空分布极其不平衡，南北稻区季节性的干旱频发，严重影响了水稻的正常生长，这也制约着我国水稻生产的可持续发展[2]。为了解决 干旱给水稻生产带来的问题，建立起水稻抗旱的生产技术体系，农业研究人员对水稻抗旱进行了一系列的研究，并取得了一些进展。本文对水稻抗旱品种鉴定、抗旱育种以及节水栽培综合技术等方面简做综述，为水稻抗旱的进一步研究提供参考。 1 干旱对水稻生长发育的影响 1.1 对水稻生理生化的影响 在作物的生命活动中水分起着重大的作用，干旱会影响到作物的各种生理代谢过程。质膜是细胞最外的一层薄膜，它能有效抵御逆境对细胞的伤害，使细胞结构维持稳定，保证生理生化活动能够正常进行。水稻原生质膜的组成和结构在干旱胁迫下发生明显变化，从而破坏了细胞膜的透性。研究发现，随着干旱胁迫强度的增加和时间的延长，超氧化物阴离子自由基（O -2） 、过氧化氢（H 2O 2）和羟基自由基（-OH ）大量产生，膜脂过氧化加剧，水稻叶片质膜透性增加，丙二醛（MDA ）含量显著提升，造成膜系基金项目： 国家现代农业产业技术体系建设专项资金（CARS-01-61）；国 家农业科技成果转化资金项目（2013GB2D000291）；河南省现代农业产业技术体系建设专项资金（Z2012-04-01）；河南省重点科技攻关项目（142102110029）；河南省科技成果转化项目（132201110017） 统和多种酶遭受严重损伤[3]。植物体内有着能够清除活性氧伤害的抗氧化酶，如超氧化物歧化酶（SOD ）和过氧化氢酶（CAT ）等。研究发现，水稻叶片的SOD 和 CAT 活性在干旱胁迫下升高与其抗旱性强弱呈正相关，对耐旱性强的水稻品种的分析显示多有较强的抗 氧化胁迫的能力[4]。 水稻在遭受干旱逆境时，细胞分裂和细胞扩张减 少，新叶生长和叶片扩增受到抑制，叶片加速衰老，叶面积系数减少，同时叶表面气孔关闭，CO 2导度降低。随着干旱胁迫程度的加深，水稻叶片中叶绿素的分解加快，叶绿体的超微结构受到不可逆的破坏，光合量子效率、光合电子传递速率、羧化效率及光合磷酸化活力下降，导致叶肉细胞光合能力下降，引发光合作用降低，减少有机物合成，使生长受到抑制。光合作用对干旱的敏感性相比之下要大于呼吸作用。干旱胁迫初期，水稻叶、茎及植株呼吸速率明显提升，随着胁迫时间的延长又明显下降。干旱胁迫还导致氮代谢受到破坏，使硝酸还原酶活性降低，引起植物体内硝酸累积而引发毒害，同时增强水解酶活性，引起蛋白质的降解，降低蛋白质含量，增加了可溶性氮含量，不利于水稻的生长和代谢。1.2 对水稻生长及产量的影响 水稻在水分胁迫下生长状况和形态特征发生变化，主要是由于其体内细胞在胁迫下脱水，造成在结构、生理生化等方面产生系列反应。水稻在生长中对水分胁迫极为敏感。土壤不同时期的干旱都将抑制水稻新叶出生、叶片扩展、分蘖能力、株高生长、穗长、地上干物质积累等生理特性[5]。叶的生长对缺水最为敏感，水分缺失使叶片加速衰老，叶面积系数减少。干旱胁迫引起根系生长速率降低，根长、根数和重量明显减少，同时在土壤干旱时水稻根尖木栓化加速，使其吸收机能降低。在不同生育时期水稻遭受水分胁迫，各器官的干物重、总干重显著降低，最终引起产量下降。 在不同的生育期，水稻对干旱的反应程度各异，插秧至返青期由于水稻根系受到破坏，对干旱的反应较敏感，对水、肥吸收能力较差，长期干旱影响其存活率；分蘖至开花期缺水，植株反应极其敏感，分蘖及有效穗
植物的抗寒性锻炼与冻害预防 低温下植物的适应性生理生化变化在冬季严寒来临之前，随着日照的缩短和气温的降低，植物体内会发生一系列适应低温的生理生化变化，从而提高了植物的抗寒性. 这种逐步提高抗寒能力的适应过程称为抗寒锻炼(cold hardening)或低温训化(cold acclimation)。 晚秋或早春寒潮突然袭击植物就易受害经适当的抗寒锻炼过程，植物逐渐完成适应低温的一系列代谢变化，获得较强的抗寒性。我国北方晚秋时，植物内部的抗寒锻炼还未完成，抗寒力差；在早春，温度已回升，植物的抗寒力逐渐下降。 植物抗寒锻炼过程中体内发生的适应性生理变化： (1)组织的含水量降低，而束缚水的相对含量增高。 (2)呼吸减弱消耗减少.有利于糖分等的积累，植物的整个代谢强度减弱，抗逆性增强。 (3) ABA(天然脱落酸)含量增多，生长停止，进入休眠 冬小麦的核膜口逐渐关闭,细胞核与细胞质之间物质交流停止，细胞分裂和生长活动受到抑制，植物进入休眠。 植物进入深度休眠后，其抗寒性能力显著增强。 ABA(天然脱落酸)含量保护物质积累可溶性糖含量增加,对细胞的生命物质和生物膜起保护作用。可增加细胞液浓度，降低冰点，提高原生质保水能力，保护蛋白质胶体不致遇冷变性凝聚；可进一步转化为其它保护物质(如磷脂、氨基酸等)和能源. 在抗寒锻炼中，氨基酸的含量也增多. 脯氨酸的含量增加更为明显，是防冻剂或膜的稳定剂，对植物适应多种逆境具有重要作用。 2.低温诱导蛋白(Cold acclimation protein) 植物经低温诱导能使某些特定的基因活化，并得以表达合成一组新蛋白。 近年来，已有近百种植物低温诱导蛋白被发现和研究，但还不清楚它们在提高植物抗寒性过程中的机理。 抗冻蛋白(antifreeze protein AFP) 是生活在两极冰水中的鱼类血液中含有的糖蛋白.能降低细胞间隙体液冰点。植物本身也可能具有与动物中类似的抗冻蛋白和基于相似原理的抗冻能力。拟南芥冷调节蛋白(coldyreguated protein.COR) COR 6.6蛋白油菜的BN28蛋白拟南芥叶绿体的COR15蛋白胚胎发育晚期丰富蛋白(late embryogenesis abunndant protein,LEA) 植物在胚胎发育晚期，种子脱水时大量产生的蛋白质。多数是高度亲水、沸水中稳定的可溶性蛋白. 植物在低温诱导下也能表达多种LEA蛋白。有助于提高植物在冰
水稻抗旱节水栽培方法 1选择适宜的品种要选早熟、中熟、根系发达前期生长快、较抗旱也抗盐碱的品种。比如辽粳五、秋光、辽294等，最好选择高抗旱能力的旱稻品种种植。 2培育全旱壮苗 2.1做到选好种，精量、适时、稀播，达到苗齐，苗壮。 2.2搞好种子及床土消毒，防止种传病害和青黄立枯病。 2.3应用优质的抗旱剂??旱地龙拌种或浇床，增强苗床的抗旱能力。 2.4采用双幅开闭式覆盖或无纺布育苗，便于通风炼苗、炼小苗；地膜覆盖床面增强保温、保湿，有利于培育壮苗。 2.5床面要少施氮肥控制旺长，增加秧苗的碳氮比值，增强抗旱能力。 2.6进行全纯旱育苗和节水育苗，实行旱做床、旱找平，浇足底水，旱播种。出苗后尽量少浇水，培育旱根，控制叶鞘的生长。 3节水整地节约用水，提高整地质量是节水栽培的重要一环。 3.1 进行三旱整地。即旱施耕、旱找平、旱打埂。 3.2实行原茬压耙法整地每亩可节省泡插期用水50%。 4重施底肥，全层施氮肥氮肥总量的60%-80%全层施入，余下的20%-40%用作追肥，其余种肥料全部用作播前一次施入，这是缺水年份提高肥料利用率的重要措施之一。 5集中快速插秧，合理密植集中劳力在快速整地基础上集中插秧。
由于缺水要影响水道分蘖，所以要加大密度10%进行合理密植。 6节水灌溉这项技术既是缺水年份的应急措施，又是今后水稻灌溉技术发展的一个趋势。 6.1 插秧至缓苗期此期是水稻生态需水最关键时期，由于根的植伤和蒸腾量大，所以要保持深水层。 6.2 分蘖期分蘖前期是水稻的水分临界期之一，此时若缺水将影响分蘖的早生快发，对形成产量不利，要保持浅水。分蘖中后期随着分蘖数量的增加，抗旱能力达到了最强，此期可以大量节省水源，进行干湿灌溉，控制无效分蘖，提高成穗率。 6.3 幼穗分化期此生育阶段的前期可进行浅湿灌溉，后期为减数分裂期，则要保持浅水层，避免引起败育。 6.4 抽穗至成熟期抽穗至灌浆期是水稻生育最旺盛的时期之一，需要充足水分，保持浅水层。蜡熟期以后可适当减水，采用浅一湿一干的灌溉方法。 7 预防病虫害 缺水条件下进行水稻的节水稻作生产，易发生稻瘟病和纹枯病，要十分重视这两种病的防治。一般在拔节期每亩施2包井冈霉素，破口期每亩1包井冈霉素，加100g三环唑施用防止稻瘟病、纹枯病、稻曲病。