高温胁迫后的棉花花粉活力测定方法
用高光谱遥感和红外热图像监测棉花干旱胁迫状况的研究的开题报告
用高光谱遥感和红外热图像监测棉花干旱胁迫状况的研究的开题报告一、研究背景棉花是世界上重要的经济作物之一，但近年来全球气候变化引起的干旱威胁棉花生产的可持续发展。
因此，如何及时准确地监测和识别棉花的干旱胁迫状况，成为棉花生产和管理的关键问题之一。
高光谱遥感和红外热图像作为现代遥感技术的重要手段，可以获取大范围高分辨率的地物信息，为解决棉花干旱监测问题提供了新思路和技术。
二、研究目的本研究旨在利用高光谱遥感技术和红外热图像技术，监测和识别棉花干旱胁迫的状况，从而为棉花的生产和管理提供科学依据和技术支持。
三、研究内容和方法1. 建立高光谱遥感与红外热图像相结合的棉花干旱胁迫监测模型，综合利用高光谱遥感与红外热图像的多源数据，通过反演棉花植被指数、表面温度等指标，提取反映棉花干旱胁迫的遥感信息。
2. 利用感知机、支持向量机、随机森林等机器学习算法，建立精准的棉花干旱分类器，并进行交叉验证和影响因素分析，优化模型的预测能力和精度。
3. 利用研究区实测数据进行验证分析，并与传统监测方法进行对比实验，验证高光谱遥感和红外热图像监测棉花干旱胁迫效果。
四、研究意义1. 通过高光谱遥感和红外热图像技术监测棉花干旱胁迫的状况，可以及时准确地识别并纠正生产过程中的问题，提高棉花产量和质量。
2. 本研究可为棉花的前期生产和后期管理提供技术支持和决策依据，推动棉花产业的可持续发展。
3. 研究方法和结果可为其他农作物等生产管理领域提供参考。
五、预期成果1. 建立高光谱遥感与红外热图像相结合的棉花干旱胁迫监测模型，并验证模型的预测精度和可靠性。
2. 提出有关棉花干旱胁迫的监测和识别策略，并结合实际案例进行推广应用。
3. 撰写学术论文一篇，发布国内外会议和期刊。
新陆早43号棉花父本花粉活力测定方法的比较
新陆早43号棉花父本花粉活力测定方法的比较王刚;刘辉;吕新;余渝;赵海;樊庆鲁【摘要】为了配合新陆早43号棉花在新疆石河子垦区的大面积制种,以确保满足大田生产所需的用种量,从而使其在北疆地区大面积推广.以新陆早43号的父本为研究对象,采用液体培养基花粉培养法、联苯胺-甲萘酚染色法、碘-碘化钾染色法、氯化三苯基四氮唑染色法4种方法测定新陆早43号父本的花粉活力.结果表明:4种测定方法均能检测新陆早43号父本的花粉活力；但经过进一步的试验分析发现,碘-碘化钾染色法不适合作为棉花花粉活力的检测方法,同时氯化三苯基四氮唑染色法需在12h后方能正确检测棉花的花粉活力.得出结论:联苯胺-甲萘酚染色法为检测新陆早43号父本花粉活力的简单、快速、准确的最佳方法.【期刊名称】《江苏农业科学》【年(卷),期】2013(041)002【总页数】3页(P88-90)【关键词】新陆早43号;花粉活力;测定方法【作者】王刚;刘辉;吕新;余渝;赵海;樊庆鲁【作者单位】新疆农垦科学院科技成果推广处,新疆石河子832000;新疆农垦科学院科技成果推广处,新疆石河子832000;新疆石河子大学科技处,新疆石河子832000;新疆农垦科学院棉花研究所,新疆石河子832000;新疆石河子农科中心棉花研究所,新疆石河子832000;新疆农垦科学院科技成果推广处,新疆石河子832000【正文语种】中文【中图分类】S562.035.2新陆早43号棉花属于杂交棉品种，它在各个方面的优异表现主要依靠的是双亲杂交的超亲优势，新陆早43号主要选择品种间相互亲和性程度高且花粉生活力强的品种作为父本，在授粉过程中不但要注意母本的去雄质量，而且对花粉的生活力状况也应加以注意。
在植物育种过程中，父本花粉的产量及其质量直接影响到育种的成败，因此花粉生活力的测定方法及测定标准一直是育种家关注的问题[1]。
在杂交组合的配置研究中，授粉前准确、快速地测定花粉生活力具有重要的意义。
花粉活力测定的3种办法
精心整理实验16?花粉活力的测定在作物杂交育种、作物结实机理和花粉生理的研究中，常涉及花粉活力的鉴定。
掌握花粉活力快速测定的方法，是进行雄性不育株的选育、杂交技术的改良以及揭示内外因素对花粉育性和结实率影响的基础。
一、花粉萌发测定法【原理】水放???????1.用。
2.20℃条???????1.不同种类植物的花粉萌发所需温度、蔗糖和硼酸浓度不同，应依植物种类而改变培养条件。
???2.此法也可用于观察花粉管在培养基上的生长速度以及不同蔗糖浓度，离体时间，环境条件等因素对花粉活力的影响。
3.不是所有植物的花粉都能在此培养基上萌发，本法适用于易于萌发的葫芦科等植物花粉活力的测定。
二、碘-碘化钾染色测定法多数植物正常的成熟花粉粒呈球形，积累较多的淀粉，I2-KI溶液可将其染成蓝色。
发育不良的花粉常呈畸形，往往不含淀粉或积累淀粉较少，I2-KI溶液染色呈黄褐色。
因此，可用I2-KI溶液染色来测定花粉活力。
【器材与用具】???显微镜；载玻片与盖玻片；镊子；棕色试剂瓶；烧杯；量筒；天平。
???【试剂】-KI300ml。
???I2～3张片??基四氮唑）还原成红色的TTF（三苯基甲??）而使其本身着色，无活力的花粉呼吸作用较弱，TTC 的颜色变化不明显，故可根据花粉吸收TTC后的颜色变化判断花粉的生活力。
【器材与用具】显微镜；载玻片与盖玻片；镊子；恒温箱；棕色试剂瓶；烧杯；量筒；天平。
【试剂】0.5%TTC溶液：称取0.5gTTC放入烧杯中，加入少许95%酒精使其溶解，然后用蒸馏水稀释至100ml。
溶液避光保存，若发红时，则不能再用。
采集任何植物的花粉，取少许放在干洁的载玻片上，加1~2滴0.5%TTC溶液，搅匀后盖上盖玻片，置35℃恒温箱中，10~15min后镜检，凡被染为红色的花粉活力强，淡红次之，无色者为没有活力或不育花粉。
观察2~3张片子，每片取5个视野，统计花粉的染色率，以染色率表示花粉的活力百分率。
高温胁迫对植物生理方面的影响
高温胁迫对植物生理方面的影响高温胁迫是指环境温度超过一定的限制范围，对植物产生不利影响的一种环境因子。
它会对植物的生理过程、生长发育和代谢产生直接或间接的影响。
本文将从植物的生理方面，对高温胁迫对植物的影响进行讨论。
高温胁迫会引起植物的渗透调节失调。
在高温条件下，植物的蒸腾作用加剧，导致水分的快速蒸发，植物细胞内的水分丢失较快。
这种情况会打破植物细胞的渗透平衡，导致细胞内外的渗透压失衡。
植物为了维持细胞内外渗透平衡，会积极调节渗透物质的浓度，使得细胞内部的浓度增加，以保持水分的平衡。
这进一步导致了一系列的调节反应，如植物减少生长速度，关闭气孔等。
高温胁迫会导致植物的光合作用受阻。
高温条件下，植物内酶活性的提高和某些酶的不可逆性失活，会导致植物光合作用的损伤。
高温胁迫还会导致光系统Ⅱ复合物的降解，影响光能的利用效率。
高温胁迫还会引起叶绿素失配，减少叶绿素的合成，进一步降低光合作用的效能。
这些不利因素的累积会导致光合作用的抑制，影响植物的生长和产量。
高温胁迫会影响植物的呼吸过程。
在高温条件下，植物的呼吸速率会增加，导致更多的有机物质被氧化，释放更多的能量。
这进一步加剧了细胞内能量的耗竭。
植物为了应对这种情况，会增加各种抗氧化酶的合成，以抑制过氧化物的积累，减轻细胞内氧化损伤的程度。
高温胁迫还会影响植物的生长发育。
高温条件下，植物的细胞分裂和伸长过程会受到抑制，导致植物的生长速度减慢，并可能引起细胞凋亡。
高温胁迫还会影响植物的花蕾发育和开花过程，降低植物的花粉活力和受精能力，影响植物的繁殖能力。
高温胁迫对植物的生理方面产生了多种影响。
它会引起植物的渗透调节失调，抑制光合作用的正常进行，影响植物的呼吸过程，以及影响植物的生长发育。
为了适应高温环境，植物会通过一系列的调节反应来减轻高温胁迫的负面影响，如增加抗氧化酶的合成、调节渗透物质的浓度等。
高温对棉花生物学特性和生理特性影响的研究
高温对棉花生物学特性和生理特性影响的研究高温对棉花生物学特性和生理特性影响的研究植物是高温胁迫下的重要农作物之一。
棉花作为重要的经济作物，其生物学特性和生理特性在高温条件下的变化对全球棉花产业造成了巨大的影响。
因此，研究高温对棉花的影响具有重要的科学和经济价值。
首先，高温对棉花的生物学特性产生了显著的影响。
高温胁迫会导致棉花的开花时间提前，花期缩短，花粉的发育受阻等。
研究表明，在高温下，棉花的开花时间会提前1-2天。
这会导致棉花开花期与传粉媒介的时间不匹配，影响传粉效果，从而降低棉花的产量。
同时，在高温条件下，棉花的花粉发育也会受到抑制，导致花粉数量减少和质量下降，影响了棉花的结实率。
此外，高温还会影响棉花的营养分配，导致棉纤维的生长受到限制，对纤维品质和产量产生负面影响。
其次，高温对棉花的生理特性也产生了明显的影响。
高温胁迫会导致棉花的生理代谢过程紊乱，抑制光合作用和呼吸作用的速率。
在高温条件下，棉花的光合和呼吸作用受到限制，导致碳代谢反应不平衡。
这会影响棉花的养分吸收和利用，进而影响光合产物的转运和分配。
同时，高温还会导致棉花细胞膜的脂质过氧化损伤，增加细胞膜的透性，对细胞器官结构和功能造成破坏。
这些变化会进一步影响棉花的生理代谢和生长发育。
此外，高温还会对棉花的抗逆性产生影响。
研究发现，高温胁迫可诱导棉花产生一系列抗逆物质，如抗氧化酶、热休克蛋白等。
这些物质可以帮助棉花在高温环境下保持正常的生理代谢和功能。
此外，棉花在遭受高温胁迫时，还会调节水分利用效率、根系生长、离子平衡等生理特性，以适应高温环境并减轻高温胁迫带来的损害。
综上所述，高温对棉花的生物学特性和生理特性产生了明显的影响。
这些影响主要表现在开花时间提前、花期缩短、花粉发育受阻等生物学特性上，以及光合作用、呼吸作用的抑制、碳代谢不平衡等生理特性上。
然而，棉花对高温胁迫表现出一定的抗逆性，通过产生抗逆物质和调节其他生理特性来适应高温环境。
高温胁迫对棉花不同胞质类型恢复系花药散粉和产量的影响
杂种优势是生物界普遍存在的现象,棉花也不例外。
利用杂种优势可以显著提高棉花的产量、品质[1]。
利用“三系”制种法生产杂交种,可降低制种成本,是棉花制种方法发展的必然趋势。
但由于棉花恢复系来源狭窄,其恢复能力不强以及容易受到外界环境条件影响等因素,制约了三系杂交种的发展与利用。
棉花恢复系分为可育胞质型和不育胞质型,当前育种工作中利用的大多是以哈克尼西棉细胞质雄性不育胞质为背景选育的不育胞质型恢复系,其育性恢复能力容易受到高温环境影响,当环境温度超过35℃时会影响花粉正常的生长发育,出现少粉现象,阻碍授粉过程[2-3]。
目前,关于棉花恢复系恢复能力与环境因素的关系已有报道。
崔艳利等[4]研究结果表明,恢复系花粉发育随着温度的变化而有所改变,且在不同的生态区其育性表达也不尽相同。
吴翠翠等[5]针对气象因子与棉花恢复系恢复能力的关系开展研究,结果表明:最高气温、相对湿度对花粉育性恢复度直接影响较大且为负效应,而平均气温、地面最低温度和日照时间对花粉育性恢复度为正向效应。
近年来,由于气候变化等原因,极端高温天气出现频率增高,尤其是长江流域棉区在7―8月最高温度接近40℃,不利于花药散粉,影响结铃率,给三系杂交种的培育造成了一定困难。
因此,本试验通过对3个不育胞质型恢复系及3个可育胞质型恢复系在高温胁迫下花药散粉情况及籽棉产量进行观测统计,旨在明确不同胞质类型恢复系对花药散粉情况及自身产量的影响,为恢复系的选育提供新的依据。
材料与方法试验材料选用本团队前期选育的3个不育胞质型恢复系材料和其对应的同核异质的3个可育胞质型恢复系材料(表1),6个恢复系材料恢复基因均来源收稿日期:2018-09-10*通信作者:chaozhuxing@ 基金项目:国家重点研发计划“七大农作物育种专项”棉花杂种优势利用技术与强优势杂交种创制(2016YFD0101400)高温胁迫对棉花不同胞质类型恢复系花药散粉和产量的影响张学贤,郭立平,吴建勇,戚廷香,唐会妮,王海林,乔秀琴,邢朝柱*(中国农业科学院棉花研究所/棉花生物学国家重点实验室,河南安阳455000)Zhang Xuexian,Guo Liping,Wu Jianyong,Qi Tingxiang,Tang Huini,Wang Hailin,Qiao Xiuqin,Xing Chaozhu *中国棉花窑高温胁迫对棉花不同胞质类型恢复系花药散粉和产量的影响·2018,45(10):28－30摘要:以3个不育胞质型恢复系及同核异质的3个可育胞质型恢复系为试验材料,在高温胁迫条件下,对花药散粉情况和最终籽棉产量进行调查和统计,比较分析在高温胁迫下不同胞质背景对恢复系自身花药散粉情况和籽棉产量的影响。
花粉活力测定的3种方法
实验16?花粉活力的测定在作物杂交育种、作物结实机理和花粉生理的研究中，常涉及花粉活力的鉴定。
掌握花粉活力快速测定的方法，是进行雄性不育株的选育、杂交技术的改良以及揭示内外因素对花粉育性和结实率影响的基础。
一、花粉萌发测定法【原理】90ml水放???????1.用。
2.20℃条???????1.不同种类植物的花粉萌发所需温度、蔗糖和硼酸浓度不同，应依植物种类而改变培养条件。
???2.此法也可用于观察花粉管在培养基上的生长速度以及不同蔗糖浓度，离体时间，环境条件等因素对花粉活力的影响。
3.不是所有植物的花粉都能在此培养基上萌发，本法适用于易于萌发的葫芦科等植物花粉活力的测定。
二、碘-碘化钾染色测定法多数植物正常的成熟花粉粒呈球形，积累较多的淀粉，I2-KI溶液可将其染成蓝色。
发育不良的花粉常呈畸形，往往不含淀粉或积累淀粉较少，I2-KI溶液染色呈黄褐色。
因此，可用I2-KI溶液染色来测定花粉活力。
【器材与用具】???显微镜；载玻片与盖玻片；镊子；棕色试剂瓶；烧杯；量筒；天平。
???【试剂】???I2-KI300ml。
2～3张片??基四氮唑）还原成红色的TTF（三苯基甲??）而使其本身着色，无活力的花粉呼吸作用较弱，TTC 的颜色变化不明显，故可根据花粉吸收TTC后的颜色变化判断花粉的生活力。
【器材与用具】显微镜；载玻片与盖玻片；镊子；恒温箱；棕色试剂瓶；烧杯；量筒；天平。
【试剂】0.5%TTC溶液：称取0.5gTTC放入烧杯中，加入少许95%酒精使其溶解，然后用蒸馏水稀释至100ml。
溶液避光保存，若发红时，则不能再用。
采集任何植物的花粉，取少许放在干洁的载玻片上，加1~2滴0.5%TTC溶液，搅匀后盖上盖玻片，置35℃恒温箱中，10~15min后镜检，凡被染为红色的花粉活力强，淡红次之，无色者为没有活力或不育花粉。
观察2~3张片子，每片取5个视野，统计花粉的染色率，以染色率表示花粉的活力百分率。
高温胁迫下2个棉花品种转录组可变剪切差异分析
丁 宇，王马寅，唐敏强，等．高温胁迫下２个棉花品种转录组可变剪切差异分析［Ｊ］．江苏农业科学，２０２３，５１（５）：１－１１．ｄｏｉ：１０．１５８８９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００２－１３０２．２０２３．０５．００１高温胁迫下２个棉花品种转录组可变剪切差异分析丁 宇，王马寅，唐敏强，李子阳，谢尚潜（海南大学，海南海口５７０２２８） 摘要：棉花（ＧｏｓｓｙｐｉｕｍｈｉｒｓｕｔｕｍＬ．）是一种重要的经济作物，是世界上第二大的天然纺织纤维来源和重要的食用油来源。
棉花对生物和非生物胁迫高度敏感，尤其是高温胁迫极易影响花粉的活力和花药的开裂。
为了解析棉花在高温胁迫下基因转录水平的相应变化机制，开展了热敏和耐热２个棉花品种的全长转录组响应高温胁迫处理变化的研究。
通过转录本的可变剪切分析发现，２个棉花品种在高温胁迫下可变剪切的总数显著增加。
热敏品种Ｃｈｅ６１－７２中发现了２９００个差异表达基因，并且差异基因在加热前样本（Ｒ０）和加热１２ｈ后的样本（Ｒ１２）中分别识别到了１３２５１个和２５２９６个可变剪切事件，其中内含子保留事件增加得最多，有３８３７个。
耐热品种新陆早３６号中发现了２４３７个差异表达基因，在加热前样本（Ｔ０）和加热１２ｈ后的样本（Ｔ１２）中鉴定到了１１２４８个和１３７６９个可变剪切事件，外显子跳跃事件变化得最大，增加了４１４４个。
富集分析发现，２个品种的差异基因都显著富集到了光系统Ⅰ的光捕获、叶绿体类囊体膜和光合作用－天线蛋白通路中，并筛选出５个关键基因（ＣＰＢ３、Ａ０Ａ１Ｕ８ＩＺＦ２、Ａ０Ａ１Ｕ８ＫＣＡ２、Ａ０Ａ１Ｕ８ＮＤＷ４和Ａ０Ａ１Ｕ８ＮＩ７０），均被注释为叶绿素ａ／ｂ结合蛋白，它们参与了调控棉花光合作用动态平衡。
本研究为棉花在高温胁迫的调节机制的深入研究提供了理论依据，为后续耐高温的种质改良及新品种培育提供了数据支持。
关键词：棉花；高温胁迫；全长转录组；纳米孔测序；可变剪切 中图分类号：Ｓ５６２．０１ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００２－１３０２（２０２３）０５－０００１－１０收稿日期：２０２２－０５－１７基金项目：国家自然科学基金（编号：３２０６０１４９、３１７６０３１６）；海南省自然科学基金（编号：３２０ＲＣ５００、３２１ＲＣ４６９）。
花粉活力测定实验报告
花粉活力测定实验报告
实验目的：
本实验旨在测定花粉活力，探究花粉活力与种子萌发率的相关性，并为进一步了解植物繁殖提供基础数据。
实验材料：
需要用到的材料有：钟形筛、山梨酸钠、花粉液、蒸馏水、苏木素、石蜡、显微镜、玻片、载玻片等。
实验步骤：
1.取50个种子，分别放置在两个装有10mL山梨酸钠液的钟形筛中，浸泡12小时，使其吸满山梨酸钠液，为后续实验做准备。
2.将钟形筛里的山梨酸钠液倒出，并加入2mL的花粉液，然后用提供的细铁丝轻轻将花粉液和种子混合均匀，将盖在钟形筛口上的细网状皮纸去掉，取下筛分别晾干。
3.取约4g石蜡，烧入沸水，制成石蜡板。
4.取刚才的花粉和种子混合物，用丙酮水溶液进行固定处理，将处理后待测物制成薄层切片，厚度约为5µm，并在普通显微镜下以40倍目镜下进行测定。
5.在测定器上，取一端已蒸发完的种子粘贴于载玻上，于另一角上滴几滴蒸馏水，将另一玻片压上，以便能观察到花粉在萌发过程中对种子萌发的影响。
实验结果：
通过实验，我们发现在花粉液与山梨酸钠液比例为1:10时，花粉萌发的能力较高。
实验结果表明，萌发率与花粉活力呈正比关系。
同时，我们还观察到花粉对萌发过程产生了显著的影响，使种子萌发率提高了约20%。
结论：
通过本次实验，我们深入了解了花粉活力测定的方法和实验步骤，比较水平地掌握了实验操作技术，得到了可靠的实验结果。
我们还发现花粉具有显著的萌发促进作用，为深入探究植物繁殖乃至生物学领域提供了重要参考数据，对于加深我们对植物学的认识也具有一定意义。
高温胁迫后的棉花花粉活力测定方法
高温胁迫后的棉花花粉活力测定方法王苗苗;唐灿明【期刊名称】《江苏农业学报》【年(卷),期】2010(026)002【摘要】以杂交棉南抗3号的父本南农R101为材料,利用人工气候室,设置日温/夜温分别为40℃/34℃(高温胁迫处理)和30℃/24℃(对照),连续3 d处理初花期的棉花植株,分别利用花粉原位萌发法、离体萌发法、联苯胺.甲萘酚染色法、I2-KI染色法等4种方法检测高温胁迫处理后的棉花花粉活力.结果表明,花粉原位萌发法、离体萌发法、联苯胺-甲萘酚染色法、I2-KI染色法等4种方法均能有效测定30℃/24℃处理的花粉活力,测定的花粉活力均在80%以上.与离体萌发法相比,联苯胺.甲萘酚染色法、I2-KI染色法测定经过高温胁迫处理后的花粉活力值偏高.花粉原位萌发法能最真实、自然反映花粉在柱头上的萌发情况,但是不能统计花粉萌发率.花粉离体萌发法简便、有效,最适用于检测经过高温胁迫处理后的花粉活力.【总页数】4页(P236-239)【作者】王苗苗;唐灿明【作者单位】南京农业大学农学院,作物遗传与种质创新国家重点实验室,江苏,南京,210095;南京农业大学农学院,作物遗传与种质创新国家重点实验室,江苏,南京,210095【正文语种】中文【中图分类】S562.035.2【相关文献】1.新陆早43号棉花父本花粉活力测定方法的比较 [J], 王刚;刘辉;吕新;余渝;赵海;樊庆鲁2.抽穗期高温胁迫对水稻花粉活力与结实率的影响 [J], 谢晓金;李秉柏;申双和;汤日圣;程高峰3.高温胁迫对水稻花粉活力的影响 [J], 黄福灯;李春寿;刘鑫;程方民4.氮离子注入处理后的棉花花粉活力测定方法研究 [J], 于艳杰;吴李君;吴跃进;唐灿明5.三系杂交棉花粉育性对高温和低温胁迫的反应 [J], 倪密;王学德;张昭伟;朱云国;张海平;邵明彦;袁淑娜;刘英新;文国吉因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
不同基因型棉花品种(系)苗期耐高温筛选试验
不同基因型棉花品种(系)苗期耐高温筛选试验摘要以14个不同基因型的棉花品种(系)为试验对象,研究棉花苗期的耐高温特性,结果表明:经高温胁迫处理后恢复正常生长6d的活苗率可以作为鉴定棉花苗期的耐高温指标,不同基因型棉花品种(系)间苗期的耐高温特性差异显著。
关键词基因型;棉花;耐高温地膜覆盖在我国农作物栽培中发挥了巨大的作用,可提高土壤温度,增加土壤含水量,改善土壤理化性质,大幅度提高产量[1],对旱地盐碱地尤为重要[2,3]。
但是地膜在使用过程中也存在一系列问题,棉花播种期气温变化很大,每4~5年出现周期性高温天气,最高温度超过30℃,膜下甚至超过50℃,刚刚出土的棉苗常遭遇烫苗灾害,致使棉花发育迟缓,重者重播,成本大大增加[4]。
前人研究棉花的耐高温特性,主要关注其花铃期及生理生化特性[5],现以14个品种(系)为研究对象,比较品种(系)苗期的耐高温差异,以为进一步筛选和培育耐高温的种质材料打下基础。
1材料与方法1.1试验材料和仪器供试品种(系)有14个,分别为sGK中980、鲁棉研21、中棉所35、鲁棉研16、中棉所45、冀棉668、DPlcon215、邯郸109、中404A抗、豫棉21、中棉所12、引双价、中9806不同、44品系;供试材料来自于中国农业科学院棉花研究所抗逆鉴定课题组2008年大田收获的毛籽种子。
试验仪器为GZP-250B智能光照生长箱。
1.2试验方法1.2.114个品种(系)棉花苗期的培育。
将高温灭菌过的干细沙子加灭菌的自来水至含水量达23%,充分拌匀,装在长18cm、宽15cm、高10cm的发芽盒内,铺平压实后,取14个品种(系)中健壮、均匀、一致的种子均匀铺种于沙土上,定量覆土,铺平压紧,加盖保湿。
每个品种(系)分3次重复,每个重复100粒种子。
置入温度为28℃、白天有10h光照的培养箱内,7d后调查出苗数并进行高温处理。
1.2.2棉花苗期高温胁迫处理。
将14个棉花品种(系)的苗置入温度为45℃、湿度为100%且无光照的恒温培养箱中进行高温胁迫处理4h,之后转移至温度为28℃、白天有10h光照的培养箱内进行恢复生长,6d与13d后分别调查活苗率。
高温障碍下作物生长表型采集与数据处理方法
高温障碍下作物生长表型采集与数据处理方法随着全球气候变暖的趋势加剧，高温对农作物的生长产量造成了严重的影响。
为了更好地研究高温对作物生长的影响，需要进行准确的表型数据采集与数据处理。
本文将重点介绍高温障碍下作物生长表型采集与数据处理的方法。
一、作物生长表型采集方法1. 选择适当的采集时间：考虑到作物的生长周期和高温的影响时间，选择合适的时间点进行采集。
通常，在作物生长的关键节点，如开花期、结实期等时期进行采集，以获取准确的表型数据。
2. 确定适宜的采集区域：在高温障碍下，不同地区的作物可能表现出不同的生长状况。
因此，需要选择代表性的采集区域，比较不同地区的表型差异。
此外，在同一地区内，也可以选择代表性的样本区域进行采集。
3. 使用合适的工具进行采集：根据作物的特点和采集目的，选择合适的采集工具。
比如，使用果树采集器来测量果实的大小和形状，使用农药喷雾器来模拟高温下的虫害情况等。
4. 采集多个指标数据：除了常见的作物生长指标，如株高、叶面积等，还可以采集一些特殊的指标数据。
比如，使用红外热像仪来测量作物的温度分布，以了解高温对作物的影响程度。
二、作物生长表型数据处理方法1. 数据的收集和整理：将采集到的作物生长表型数据进行整理和记录，包括采集时间、采集区域、采集指标等信息。
可以使用电子表格软件，如Excel，来整理和存储数据。
2. 数据的统计分析：对于大量的作物生长表型数据，需要使用统计方法进行分析。
可以计算平均值、标准差、方差等统计指标，并进行图表分析，以揭示高温对作物生长的影响规律。
3. 数据的模型建立与预测：通过分析作物生长表型数据，可以建立数学模型来预测高温对作物的影响。
可以使用机器学习算法，如神经网络、支持向量机等来构建模型，并进行预测和验证。
4. 数据的可视化呈现：为了更好地展示作物生长表型数据和分析结果，可以使用数据可视化工具进行呈现。
比如，使用条形图、折线图等图表来展示作物生长指标的变化趋势，使用热力图来展示作物的温度分布情况等。
棉花GhPIF4调控高温下花药败育机制初探
作物学报ACTA AGRONOMICA SINICA 2020, 46(9): 1368 1379 / ISSN 0496-3490; CN 11-1809/S; CODEN TSHPA9E-mail: zwxb301@DOI: 10.3724/SP.J.1006.2020.94188棉花GhPIF4调控高温下花药败育机制初探陈淼谢赛王超智李焱龙张献龙闵玲*华中农业大学植物科学技术学院 / 作物遗传改良国家重点实验室, 湖北武汉 430070摘要: PIF4属于PIF家族(PHYTOCHROME INTERACTING FACTORS FAMILY), 是一个响应温度变化的关键性转录因子, 广泛参与植物热信号传导和激素信号通路。
本研究从陆地棉‘YZ1’中克隆获得GhPIF4基因, 亚细胞定位结果表明, GhPIF4是一个核蛋白。
qRT-PCR分析和proGhPIF4:GUS转基因棉花GUS染色结果显示, GhPIF4基因在棉花花药中高量表达, 且其表达在高温敏感型材料‘H05’中受到高温的显著诱导。
在棉花中超量表达GhPIF4, 不同的转基因株系表现不同的育性, 表达量高的3个转基因系(OE5、OE7和OE19)开花当天的花药不开裂, 花粉的活力均低于对照‘YZ1’, 而超表达程度略低的OE10, 花药正常开裂, 花粉活性正常, 表明GhPIF4导致的花药败育具有剂量效应。
对OE7和OE19在9~14 mm (绒毡层降解期)、14~19 mm (有丝分裂I期)中生长素的含量以及生长素合成关键基因GhTAA1、GhYUC2、GhCYP71A13的表达分析发现基因的表达与生长素含量下降变化一致。
推测超表达GhPIF4在花药后期可能部分模拟棉花的高温响应状态, 而组成型超表达GhPIF4可能改变了营养器官或早期花药中生长素的含量, 亦或花药中生长素含量过低也会导致花药败育。
以上结果为深入解析GhPIF4基因功能及了解高温胁迫下棉花花药败育的机制提供参考。
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江苏农业学报(J iangsu J.of A gr .Sci .),2010,26(2):236～239王苗苗,唐灿明.高温胁迫后的棉花花粉活力测定方法[J ].江苏农业学报,2010,26(2):2362239.高温胁迫后的棉花花粉活力测定方法王苗苗, 唐灿明(南京农业大学农学院,作物遗传与种质创新国家重点实验室,江苏南京210095)收稿日期:2009206220基金项目:国家科技支撑计划(2008BAD97B05)作者简介:王苗苗(19832),女,山东淄博人,硕士,从事作物遗传育种研究。
(E 2mail )wangziqian8301@通讯作者:唐灿明,(E 2mail )c m tang@yahoo .cn 摘要: 以杂交棉南抗3号的父本南农R101为材料,利用人工气候室,设置日温/夜温分别为40℃/34℃(高温胁迫处理)和30℃/24℃(对照),连续3d 处理初花期的棉花植株,分别利用花粉原位萌发法、离体萌发法、联苯胺2甲萘酚染色法、I 22KI 染色法等4种方法检测高温胁迫处理后的棉花花粉活力。
结果表明,花粉原位萌发法、离体萌发法、联苯胺2甲萘酚染色法、I 22KI 染色法等4种方法均能有效测定30℃/24℃处理的花粉活力,测定的花粉活力均在80%以上。
与离体萌发法相比,联苯胺2甲萘酚染色法、I 22KI 染色法测定经过高温胁迫处理后的花粉活力值偏高。
花粉原位萌发法能最真实、自然反映花粉在柱头上的萌发情况,但是不能统计花粉萌发率。
花粉离体萌发法简便、有效,最适用于检测经过高温胁迫处理后的花粉活力。
关键词: 陆地棉;花粉;高温胁迫;花粉活力中图分类号: S562.035.2 文献标识码: A 文章编号: 100024440(2010)022*******M ethods to Test Pollen Vi a bility of Cotton Pl ant under Hi gh Te mperatureStressWANG M iao 2m iao, T ANG Can 2m ing(College of Agriculture,N anjing Agricultural U niversity,N ational Key L aboratory of C rop Genetics &Ger m plas m Enhance m ent,N anjing 210095,China ) Abstract: I n this experi m ent,the male parent of hybrid cott on Nankang3(Gossypium hirsutum L.)was chosen asmaterial .The cott on p lants were stressed under high te mperature 40℃/34℃(day/night ),and te mperature at 30℃/24℃(day/night )was set as contr ol f or three days .The pollen viability stressed under high te mperature was tested by f our methods including in situ pollen ger m inati on,in vitro pollen ger m inati on,Benzidine 2α2Naphthol staining and I 22KI stai 2ning .The f our methods were suitable for measuring natural pollen (CK )viability which was above 80%.However,the re 2sults of the pollen viability stressed under high te mperature and tested by Benzidine 2α2Naphthol staining and I 22KI staining were higher,compared with in vitro pollen ger m inati on .I n situ pollen ger m inati on reflected really and naturally pollen ger 2m inati on in the stig ma,but the rate of pollen ger m inati on could not be obtained .The in vitro pollen ger m inati on method was op ti m al f or testing the cott on viability stressed under high temperature .Key words: Gossypium hirsutum L.;pollen;high te mperature stress;pollen viability 中国长江流域7、8月份常出现持续高温天气,而棉花此时正处于开花和结铃的高峰期,在持续的高温天气下,出现花药不开裂、不散粉,花粉数量少[1],花粉活力低[2]等生殖障碍,授粉受精过程受阻,造成棉花蕾铃脱落,产量降低。
因此,筛选生殖过程耐高温棉花种质资源,培育耐高温品种,是应对高温胁迫、稳定棉花产量的有效措施。
反映棉花育性的3个主要指标是可育花粉率、自交结铃率和不孕籽率。
可育花粉率直接影响棉花的授粉结实,最632终影响棉花的成铃率和产量[3]。
因此,选择有效方法检测高温逆境下的花粉活力,有利于耐高温品种的筛选。
棉花花粉活力测定方法主要有浸水法、联苯胺2甲萘酚染色法、F DA 荧光染色法、碘反应法、2,3,5氯代三苯基四氮唑(简称TTC )反应法、花柱基部花粉管穿孔计数法和醋酸洋红反应法等。
经高温、辐射等不同方法处理后的棉花花粉,由于其内含物的组成成分、酶的种类及活性程度的不同,它们对各种检测方法的反应也有所不同。
因此选用合适的检测方法检测高温逆境下棉花花粉的活力,对于选育耐高温棉花品种至关重要。
本试验采用植物花粉活力测定中的液体培养基离体萌发法、联苯胺2甲萘酚染色法、I 22KI 染色法和花粉原位萌发法等4种方法,对40℃/34℃(日温/夜温)极端高温胁迫处理后的棉花花粉活力进行检测分析,比较4种方法的测定效果。
1 材料与方法1.1 试验材料供试材料为杂交棉南抗3号的父本南农R101,在南京农业大学牌楼试验基地进行塑料盆钵试验,盆高35c m ,上口直径25c m ,下口直径15c m ,每盆装土至盆高的30c m 处。
小钵育苗,待幼苗长出第2片真叶,移入盆中,每盆移栽1株,高温处理和对照各10盆。
按常规栽培方法管理。
营养生长期间所有棉株均在室温下生长,确保没有高温(33℃以上)胁迫。
1.2 试验方法当大多数植株开始开花时,移入人工气候室进行处理。
高温胁迫处理的日温和夜温分别设为40℃和34℃,对照的日温和夜温分别设为30℃和24℃,连续处理3d,每天高温连续处理8h 。
光周期设为12h,光照时间为6∶00～18∶00。
温度控制方式为每天6∶00～8∶00温度从夜温逐渐升高到日温,16∶00～18∶00从日温逐渐下降到夜温。
高温胁迫处理完毕后,将材料全部放回温室,处理过的材料不再受高温胁迫影响。
在高温胁迫处理后第9d 、14d 、17d 早晨9∶00～10∶00取开放花朵中的花粉进行花粉活力测定。
花粉离体培养法[4]、花粉原位萌发法[526]、联苯胺2甲萘酚染色法[7]、I 22KI 染色法[8]等测定方法参照文献中的方法进行。
花粉离体培养法操作根据文献中介绍的方法稍作修改,花粉离体培养基的蔗糖浓度为40%,不加琼脂糖,恒温箱温度为30℃,相对湿度70%,培养4h 。
1.3 数据统计与分析所有试验均重复3次,各处理每次统计300个以上花粉粒,计算花粉萌发率和有活力花粉百分数。
用Excel2003、方差分析软件对所得数据进行分析。
2 结果2.1 30℃/24℃非高温胁迫处理的植株花粉活力利用联苯胺2甲萘酚染色法在30℃/24℃处理植株后第7d 、第14d 、第17d 测定的花粉活力分别为95147%、81134%、95172%,平均为90184%;I 22KI 染色法在第7d 、第14d 、第17d 测定的花粉活力分别为91143%、92143%、94111%,平均为92166%;离体萌发法在第7d 、第14d 、第17d 测定结果分别为88163%、85132%、93100%,平均为88198%(表1)。
以上结果表明,联苯胺2甲萘酚染色法、I 22KI 染色法、离体萌发法等3种方法均能测定未经高温胁迫处理的植株花粉活力。
用原位萌发法测定花粉在柱头上的萌发数,在第7d 、第14d 、第17d 在柱头上的花粉萌发数分别为172个、127个、93个。
一般一个棉铃内有4室,每个室内有8个胚珠,原位萌发法结果表明在柱头上萌发的花粉粒数,完全能满足正常受精的需要。
表1 30℃/24℃处理的植株花粉活力Table 1 The pollen v i a b ility after 30℃/24℃trea t m en t 测定方法处理后第7d处理后第14d处理后第17d平均联苯胺2甲萘酚(%)95.47±0.33aA 81.34±1.09c B 95.72±0.40a A 90.84I 22KI (%)91.43±0.19bAB 92.43±0.46a A 94.11±0.05a A 92.66离体萌发(%)88.63±1.32bB85.32±1.24bB93.00±1.73a A88.98花粉原位萌发(个)17212793131同一竖栏中不同大、小写字母分别表示差异达0.01和0.05显著水平。
732王苗苗等:高温胁迫后的棉花花粉活力测定方法2.2 40℃/34℃高温胁迫处理植株后的花粉活力原位萌发法能直接检测柱头上花粉萌发数目,是花粉活力最准确的指标,用此方法测定高温胁迫处理后第7d、第14d和第17d的花粉在柱头上萌发的数量分别为30个、13个、0个(表2),花粉在柱头上的萌发数目呈明显的下降趋势,第14d花粉在柱头上萌发的数目仅为第7d的43133%。
与30℃/24℃对照相比,原位萌发法测定的柱头上的花粉萌发数呈下降趋势。