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Study on Difference of Seedling Growth and Physiological Characteristics Between Three-way Cross Rapeseed and Its Parents Under Different Water Stress
PENGDuozi, DAIYue, ZHANGQi, CHENHao, YANGLiu, ZHANGZhenqian
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Study on Difference of Seedling Growth and Physiological Characteristics Between Three-way Cross Rapeseed and Its Parents Under Different Water Stress
Drought and flood disasters have a significant impact on rapeseed production, seriously affecting its yield and quality. This study used a pot experiment to study the effects of normal water content (control), mild waterlogging, moderate waterlogging, moderate drought, and severe drought conditions on growth and physiological characteristics of the three-way cross rapeseed ‘159-6’בFengyou 520’, its parent ‘Fengyou 520’ (20A×C3R) and‘159-6’. The results showed that under normal water conditions, the fresh weight of three-way cross rapeseed was higher than that of hybrid parents and inbred line parents, and CAT activity was higher than that of inbred line parents. The dry weight, chlorophyll content, SOD and POD activity were significantly lower than those of both parents (p<0.01). Under different degrees of waterlogging and drought stress, the chlorophyll content of three-way cross rapeseed was higher than that of the control, and significantly higher than that of its parents (p<0.05). The dry weight of three-way cross rapeseed under mild waterlogging and severe drought stress was 80% and 20% higher than that of its hybrid parents, and 200% and 100% higher than that of its inbred parents, reaching a highly significant level (p<0.001). Under mild waterlogging and moderate drought stress, the SOD activity was 44.8% and 62.1% higher than the hybrid parents, and 179.9% and 48.7% higher than the inbred parents, reaching a highly significant level (p<0.001). The POD activity under moderate and severe drought stress was 64.1% and 22.6% higher than that of hybrid parents, 154.2% and 91.1% higher than that of inbred parents, reaching a highly significant level (p<0.001); Under severe drought stress, the soluble sugar content was 46.9% higher than that of the hybrid parent, reaching a significant level (p<0.05). Three-way cross rapeseed has better waterlogging resistance and drought resistance compared to its parents. Three-way cross rapeseed has significant advantages over its parents under different water stress. This study can provide reference for the breeding and large-scale promotion of new varieties of waterlogging and drought tolerant rapeseed.
three-way cross rapeseed / waterlogging / drought / superoxide dismutase {{custom_keyword}} /
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李震, 吴北京, 陆光远, 等. 不同基因型油菜对苗期水分胁迫的生理响应[J]. 中国油料作物学报, 2012, 34(1):33-39.
通过盆栽试验分析了17个不同基因型甘蓝型油菜对苗期水分胁迫的生理响应及抗旱性差异。结果表明，水分胁迫下不同油菜材料9个生理生化指标的抗旱系数（Dc）存在显著差异，其中叶片萎蔫指数（WI）的变异系数和改良潜力最大。17份材料的平均隶属函数值（AS）变幅在0.12～0.94之间。相关分析表明AS与9个生理生化指标达显著或极显著相关，其中相关性最高的是WI和叶绿素含量，而且WI还与其余的8个生理生化指标具有很高的相关性。利用隶属函数法和系统聚类法对供试材料的抗旱性进行了评价分级，发现两种分类方法的评价结果一致，均可将供试油菜材料划分为不抗、低抗、中抗和高抗4种类型。鉴定获得了华杂10号、B108、Q2和中双7号等4份高度抗旱材料（AS > 0.75）。由于WI与苗期综合抗旱性高度相关，且测定简便，因此叶片萎蔫指数可作为油菜苗期抗旱性鉴定的关键指标。
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邢君, 费俊杰, 杨建群, 等. 安徽省油菜主要气象灾害与防御技术对策[J]. 安徽农学通报, 2004(4):28-46.
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陈娟妮, 梁颖. 长江流域主要甘蓝型油菜品种苗期耐湿性鉴定[J]. 中国生态农业学报, 2011, 19(3):626-630.
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杨海云, 艾雪莹,
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李玲, 张春雷, 张树杰, 等. 渍水对冬油菜苗期生长及生理的影响[J]. 中国油料作物学报, 2011, 33(3):247-252.
以中双9号油菜为材料，通过盆栽试验研究了苗期不同渍水时间对冬油菜生长和生理指标的影响。结果发现，光合色素含量在整个试验期间一直下降。其它生长及生理指标均表现为先升高后降低的趋势，其中相对生长率、根系活力、可溶性糖、根系丙二醛（MDA）含量、叶片超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT）活性在渍水第13d时达到最高，而叶片MDA含量则在渍水胁迫24d时达到最大值。说明渍水胁迫对冬油菜幼苗地上部和根系生长产生显著影响。短期渍水胁迫下，油菜幼苗能够通过调节自身的生理代谢活动，维持一定的生长量；但是随着胁迫时间的延长，植株生理活动受到严重影响，油菜幼苗生长受抑制，相对生长率显著降低。
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白鹏, 冉春艳, 谢小玉. 干旱胁迫对油菜蕾薹期生理特性及农艺性状的影响[J]. 中国农业科学, 2014, 47(18):3566-3576.
【目的】针对长江流域特别是长江上游近几年春季降水偏少易导致干旱的特点，研究水分胁迫对油菜蕾薹期生理特性及农艺性状的影响，为揭示油菜蕾薹期抗旱机制及抗旱品种选育提供理论依据。【方法】采用盆栽的方式，在遮雨网室对两种抗旱性不同的油菜品种中双10号（抗旱性弱）和94005（抗旱性强）蕾薹期进行干旱胁迫，以各性状的抗旱系数研究油菜相关生理指标及农艺性状的变化，在此基础上筛选出适用于该区域油菜蕾薹期抗旱性鉴定的指标。【结果】随着干旱时间的延长，两种油菜的叶片净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、胞间二氧化碳浓度、RWC、叶绿素含量、RuBP羧化酶活性、株高、茎粗、一次分枝数以及单株产量抗旱系数均呈下降趋势，下降幅度与胁迫时间成正相关。其中，气孔导度、蒸腾速率抗旱系数下降幅度与材料抗旱性成正相关，其余指标则与材料抗旱性成负相关。抗旱性弱的材料气孔限制值、水分利用率抗旱系数分别呈现出上升-下降与一直下降的趋势，抗旱性强的材料则均为上升趋势。POD、SOD、CAT活性、可溶性糖以及可溶性蛋白相对值随着干旱胁迫时间的延长先升高后下降，抗旱性强的材料增加幅度高于抗旱性弱的材料；细胞膜透性、丙二醛（MDA）含量和脯氨酸相对值随干旱胁迫时间的延长呈上升趋势。对干旱胁迫下的油菜蕾薹期和复水后的成熟期相关指标之间的关系进行分析表明，干旱胁迫下，产量与净光合速率、RWC、叶绿素含量和一次分枝数抗旱系数呈极显著正相关，与细胞膜透性、MDA含量抗旱系数呈显著负相关。主成分分析将单株产量、净光合速率、胞间二氧化碳浓度、气孔限制值、水分利用率、RWC、叶绿素、RuBP羧化酶、SOD、POD、CAT、细胞膜透性、MDA、可溶性糖、株高、茎粗及一次分枝数划分为第一主成分；将叶片气孔导度、蒸腾速率、脯氨酸、可溶性蛋白划分为第二主成分。【结论】第一主成分的各指标（单株产量、净光合速率、胞间二氧化碳浓度、气孔限制值、水分利用率、RWC、叶绿素、RuBP羧化酶、SOD、POD、CAT、细胞膜透性、MDA、可溶性糖、株高、茎粗及一次分枝数）变化与品种抗旱性密切相关，在油菜抗旱品种选育时可作为油菜蕾薹期抗旱性鉴定的主要指标，第二主成分的各指标（叶片气孔导度、蒸腾速率、脯氨酸、可溶性蛋白）则是次要鉴选指标。
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朱小慧, 马君红, 刘锋博, 等. 干旱胁迫下甘蓝型油菜幼苗萌发特性及生理指标分析[J]. 西北农业学报, 2021, 30(9):1331-1337.
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洪双, 李浩, 许鲲, 等. 甘蓝型油菜微核心种质耐旱鉴定与评价指标筛选[J]. 中国油料作物学报, 2018, 40(2):209-217.
干旱是威胁油菜生产的重要非生物逆境，建立有效的耐旱鉴定方法，筛选鉴定耐旱油菜种质资源，对培育油菜耐旱新品种、提高油菜稳产性具有重要意义。本文以107份甘蓝型油菜微核心种质为材料，设置正常供水和干旱2个处理，采用干旱-复水-干旱-复水的处理方法，通过测定旱害指数、叶片萎蔫指数、地上部鲜重胁迫指数、地上部干重胁迫指数、根鲜重胁迫指数、根干重胁迫指数、植株总鲜重胁迫指数、植株总干重胁迫指数等指标，评价油菜种质耐旱性变异，筛选理想的耐旱评价指标。结果表明，干旱严重抑制了甘蓝型油菜的生长，8个评价指标均表现出显著差异，并呈正态分布。地上部鲜重胁迫指数、植株总鲜重胁迫指数和旱害指数3个指标之间显著相关，可作为甘蓝型油菜苗期耐旱性的主要评价指标，其中地上部鲜重胁迫指数最为简便、准确和有效；综合应用这3个评价指标，明确了107份微核心种质耐旱性，筛选出2份高耐旱种质，为耐旱相关研究及育种提供了评价方法和材料。
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庞红喜, 赵兰芝. 干旱胁迫下不同油菜新品种萌发期耐旱性的比较[J]. 安徽农业科学, 2016, 44(19):38-41.
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王琼, 张春雷, 李光明, 等. 渍水胁迫对油菜根系形态与生理活性的影响[J]. 中国油料作物学报, 2012, 34(2):157-162.
盆栽条件下研究连续渍水胁迫对2个油菜品种中双9号和中油杂12号苗期根系形态及生理活性的影响。结果表明，渍水处理初期(前5d)两个油菜品种根系超氧自由基阴离子（O2.-）产生速率均较对照显著提高，超氧化物歧化酶(SOD)活性较对照显著升高，活性氧累积引起的细胞膜脂过氧化程度（MDA含量）变化不显著，根系生物量及形态参数未发生显著变化。但随着渍水时间延长至5d后，根系O2.-产生速率继续加快而SOD和过氧化氢酶（CAT）活性显著降低，细胞膜脂过氧化程度（MDA含量）显著提高；根系组织坏死严重，根生物量显著降低；根系形态发生显著变化，根表面积、根体积、主根长和总根长显著降低，平均根直径显著增加，须根数量明显减少。
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张树杰, 廖星, 胡小加, 等. 渍水对油菜苗期生长及养分吸收的影响[J]. 中国油料作物学报, 2013, 35(6):650-657.
为了解渍水对油菜的影响和恢复期油菜养分的变化，采用盆栽试验，研究不同持续时间的渍水对油菜（Brassica napus L.）品种中双11号苗期生长及养分吸收的影响。结果表明，渍水对苗期生长的不利影响不仅在于渍水期间，还在于渍水后生长恢复所需的时间。随渍水时间延长，叶片氮（N）、磷（P）、钾（K）、铁（Fe）、锌（Zn）、铜（Cu）含量显著降低，锰（Mn）含量显著升高；根系N、Fe、Zn、Cu含量显著升高，P含量显著降低，Mn含量3d时显著升高之后显著降低，而K含量没有显著变化。渍水使土壤中硝态氮与铵态氮的比例显著降低；速效P含量显著降低；速效K和有效态Fe、Zn含量出现先升高后降低的波动；有效态Cu在渍水期间没有显著变化，渍水后显著降低。
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张学昆, 范其新, 陈洁, 等. 不同耐湿基因型甘蓝型油菜苗期对缺氧胁迫的生理差异响应[J]. 中国农业科学, 2007(3):485-491.
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张璞, 李殿荣, 田建华. 甘蓝型油菜隐性核不育系三交种的杂种优势分析[J]. 西北农业学报, 2007, 16(5):89-91.
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耿博, 傅廷栋. 油菜三交种与单交种优势比较[J]. 河南农业科学, 2008(6):51-53.
对甘蓝型油菜细胞质雄性不育三交种及其相应单交种的杂种优势进行比较,结果表明：原有不育系用其他不育系的保持系（临时保持系）保持一代,产生的临保不育系微量花粉得到有效控制,花瓣张开程度增大,自然授粉条件下的全株角果数和单株产量增多,制种产量和质量都得到提高。用临保不育系配制的三交种,其整齐度不如相应的单交种,主要表现为株高和开花习性变异较大。但就产量性状来说,在两年所配制的5个三交种的单株产量均与单交种差异不显著,说明选育产量与单交种相当的三交种是有可能的。
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萧浪涛, 王三根. 植物生理学试验技术[M]. 北京: 中国农业出版社, 2005:211-215.
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张树杰, 廖星, 胡小加, 等. 渍水对油菜苗期生长及生理特性的影响[J]. 生态学报, 2013, 33(23):7382-7389.
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李素. 三种类型油菜典型品种对干旱胁迫的生理响应[D]. 北京: 中国农业科学院, 2020.
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时振振, 李胜, 马绍英, 等. 不同品种小麦抗氧化系统对水分胁迫的响应[J]. 草业学报, 2015, 24(7):68-78.
以永良4号和西旱2号两小麦品种为实验材料,在水分胁迫和复水条件下,研究了两种小麦叶、鞘和茎中脯氨酸(Pro)、可溶性糖、丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)等抗旱指标的变化,探讨了两小麦品种在水分胁迫和复水后的生理生化特征。结果表明,随水分胁迫程度和时间的增加,两小麦中渗透调节物质Pro含量和膜脂过氧化物MDA含量呈持续上升的趋势,而可溶性糖含量则先升后降,且永良4号中MDA含量增加幅度要高于西旱2号。抗氧化物酶SOD、CAT和POD活性在轻度水分胁迫下均有所上升,且西旱2号中抗氧化酶活性增加幅度均大于永良4,三者在中度水分胁迫下则表现出先升后降的趋势,可能是因为中度水分胁迫下抗氧化物酶丧失了活性。在复水处理中,以上各指标均有不同程度的恢复,且西旱2号的总体恢复效应要好于永良4号。在水分胁迫和复水处理下,两小麦3种器官中以上各指标变化幅度依次为叶>鞘>茎。以上结果说明西旱2号抗旱性强于永良4号,且3种器官对水分胁迫表现最为敏感的为叶,鞘次之,茎最不敏感。
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马海清, 刘清云, 高立兵, 等. 油菜初花期淹水胁迫对产量及构成因子的影响[J]. 中国农业文摘-农业工程, 2020, 32(6):77-80.
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The effects on the growth of tomato seedlings and cadmium accumulation of earthworm mucus and a solution of amino acids matching those in earthworm mucus was studied through a hydroponic experiment. The experiment included four treatments: 5 mg Cd L(-1) (CC), 5 mg Cd L(-1) + 100 mL L(-1) earthworm mucus (CE), 5 mg Cd L(-1) + 100 mL L(-1) amino acids solution (CA) and the control (CK). Results showed that, compared with CC treatment, either earthworm mucus or amino acids significantly increased tomato seedling growth and Cd accumulation but the increase was much higher in the CE treatment compared with the CA treatment. This may be due to earthworm mucus and amino acids significantly increasing the chlorophyll content, antioxidative enzyme activities, and essential microelement uptake and transport in the tomato seedlings. The much greater increase in the effect of earthworm mucus compared with amino acid treatments may be due to IAA-like substances in earthworm mucus.
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赵咏梅. 植物SOD在抵抗干旱胁迫中的作用[J]. 生物学教学, 2011, 36(3):4-5.
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