不同玉米种子萌发期耐旱性分析

种子萌发期是研究玉米生长和耐旱性的关键时期。为了鉴定不同玉米自交系的萌发期耐旱性,采用聚乙二醇(PEG)模拟干旱条件,对42份不同玉米自交系进行干旱处理,通过研究发芽指数、发芽率、发芽势等种子发芽性状,以其相对值为指标,鉴定不同玉米自交系种子萌发期的耐旱性。结果表明,在PEG-6000处理胁迫下,玉米自交系种子萌发受到抑制,不同自交系的耐旱性存在较大差异,通过隶属函数法结合抗旱分级标准筛选出丹3140为萌发期强耐旱自交系,农系1315、YML 1615、京2416为萌发期中等耐旱材料。     

PEG处理幼苗和盆栽水分胁迫不同玉米自交系抗旱性研究

用高渗溶液PEG-6000模拟干旱胁迫,对10个玉米自交系进行发芽和幼苗培养试验,同时进行室外盆栽控制水分,在苗期和开花期进行中度水分胁迫试验测定籽粒产量.结果表明,PEG处理后,所测定的指标与田间水分胁迫一样具有相同的趋势,都表现电导率上升、丙二醛含量增加、叶片水势增大,说明利用PEG处理模拟水分胁迫,能够达到与田间水分胁迫相似的效果.进一步的相关性分析结果表明,所测定抗旱鉴定指标与水分胁迫下的籽粒产量表现极显著相关.因此可以利用PEG模拟干旱胁迫代替盆栽、田间水分胁迫对玉米种质进行抗旱性研究.     

水分胁迫对不同抗旱型玉米自交系苗期生长的影响

通过水分胁迫处理对不同抗旱型玉米自交系苗期的影响研究,为抗旱育种选择自交系提供选择参考。采用人工控水的方法,研究干旱胁迫对夏玉米抗旱型和对敏感型自交系苗期株高、地上部和地下部分干重、叶面积、比叶重、叶绿素和净光合速等的影响。结果表明：不同抗旱型自交系苗期对水分胁迫的响应不同。抗旱玉米自交系从5叶期开始在干旱胁迫期间的株高、地上部和地下部分干重、叶面积、叶绿素和净光合速率等指标均高于对水分敏感的玉米自交系,且比叶重相对稳定。这表明干旱条件下,抗旱型自交系较普通自交系在苗期能够表现出更好的适应性,本研究对加强抗旱自交系的筛选和选育,进一步提高耐旱节水玉米新品种选择效率具有一定参考价值。     

不同耐旱玉米品种(系)雌穗分化对干旱胁迫的反应差异

干旱胁迫是玉米生产上产生空秆的重要原因之一。本试验以对干旱胁迫具有不同耐性的玉米自交系D 88-34R、PB 08-5S和玉米杂交种丹玉39、D 06为试材,通过盆栽干旱胁迫试验,研究不同耐旱品种雌穗幼穗分化对干旱胁迫的反应差异。结果表明,不同耐旱材料在干旱胁迫下雌穗发育均受到很大影响,但材料之间表现差异很大。杂交种对干旱胁迫的耐受程度较自交系高。干旱胁迫下的行粒数、总小花数、败育粒数反应比较敏感,是导致玉米干旱胁迫下产生高空秆率的主要原因。     

不同品种小黑麦萌发期耐旱性比较

用不同浓度的聚乙二醇-6000(PEG-6000)溶液处理7个品种的小黑麦种子,测定其发芽率,发芽指数,活力指数、胚根、胚鞘、胚芽长度.结果表明,低浓度PEG-6000对小黑麦种子萌发有促进作用,随着胁迫浓度的增加,对种子萌发的抑制作用明显增强.不同品种表现不同,其中中新830最耐旱,中饲828、中饲237抗旱能力较强,冀饲1号、冀饲2号、NTH 1048、NTH1888耐旱程度中等,劲松49为干旱敏感品种.     

水分胁迫对不同根型小麦幼苗水分利用率和导水率的影响

以旱地小麦晋麦47和高水肥小麦石4185为试材,比较分析了充分供水和模拟干旱胁迫条件下小麦幼苗水分利用效率(WUE)和根系导水率(Lpr)的差异。结果表明:正常供水条件下,晋麦47单株耗水量、根系干质量和单株干质量皆低于石4185,但根系水分利用率(WUEr)、茎叶水分利用率(WUEs)、单株水分利用率(WUE)以及根系导水率均高于石4185。轻度干旱胁迫下,石4185根系干质量稍有增加,晋麦47变化不明显,两者单株干质量均降低;两品种根系、茎叶和单株水分利用效率均显著提高,石4185根系水分利用效率反而高于晋麦47;但两品种根系导水率呈显著下降趋势,晋麦47下降幅度大于石4185并最终低于石4185。以上说明:水分充足条件下,晋麦47表现出“奢侈”利用水分,干旱条件下,表现出以降低水分消耗而维持地上部生长的耐旱节水机制;石4185在水分充足条件下耗水量大,表现出水地品种特点,胁迫条件下,水分利用率均升高且根系水分利用率升高相对更大,体现出干旱胁迫下依赖根系进一步发展增大吸收水分表面积来适应缺水环境。两者相比较,体现了不同根型小麦品种根系在干旱胁迫调节中的重要性和差异性。     

湿地松种子耐旱特性研究

湿地松既抗旱又耐涝、耐瘠,有良好的适应性和抗逆力,是很好的用材树种.本研究以江西吉安湿地松种子为实验材料,通过对不同水分胁迫下湿地松种子萌发状况,测定不同程度干旱胁迫条件下湿地松种子的发芽率、发芽指数、幼苗生长量等指标,对湿地松的耐旱能力作出综合评价.结果表明,随着PEG-6000溶液的浓度的升高,湿地松种子的发芽率、发芽指数、幼苗生长量等指标呈下降趋势;同时,水分胁迫对湿地松种子的萌发状况也有着重要的影响.不同水分胁迫对湿地松种子的萌发具有不同程度的抑制作用,且萌发抑制程度随着PEG-6000溶液浓度的升高而增加;水分胁迫的加重会使湿地松幼苗的高度和根长随之下降,但是幼苗的根系在轻中度水分胁迫下生长较为稳定.因此湿地松种子萌发阶段具有一定的抗旱性.     

PEG模拟干旱胁迫下玉米胚芽鞘长与其抗旱性的关系分析

以6份抗旱性不同的玉米自交系为试材,用不同浓度的PEG-6000(polyethylene glycol,PEG)渗透溶液进行模拟干旱胁迫处理,分析玉米萌芽期中胚轴长、胚芽鞘长及苗长的变化,并将其与田间干旱胁迫处理下相应玉米自交系产量及产量相关性状的抗旱指数进行相关分析,以期揭示萌芽期玉米幼苗相关性状与其抗旱性的关系。结果表明:(1)萌芽期随着PEG浓度增加,玉米自交系胚芽鞘长、中胚轴长及苗长都呈下降趋势,其中苗长降低幅度最大,平均降幅为14%,中胚轴长次之,平均降幅为11%;(2)方差分析表明,不同玉米自交系幼苗的中胚轴长、胚芽鞘长在自交系间及PEG浓度间差异极显著,苗长在PEG浓度间差异极显著;(3)花期田间干旱胁迫下,各玉米自交系的千粒重、穗粒数及产量较正常灌溉明显下降,且其平均降幅分别为8%、14%、13%;(4)通过玉米田间产量及产量相关性状抗旱指数与萌芽期各性状相关性分析表明,中胚轴长与千粒重、穗粒数及产量的抗旱指数呈显著或极显著正相关。胚芽鞘长与千粒重、穗粒数及产量的抗旱指数呈极显著正相关,而在5%的PEG-6000渗透溶液模拟干旱胁迫下,胚芽鞘长与千粒重抗旱指数相关系数最高为0.832。因此,胚芽鞘较长的自交系其抗旱性较强,胚芽鞘长度可作为玉米早期抗旱性筛选的重要指标。     

水分胁迫条件下不同肥水类型小麦抗旱特性的研究

为了提高小麦抗旱性,本试验选用6个肥水类型不同的小麦品种,在聚乙二醇-6000(PEG-6000)水分胁迫条件下考察了不同小麦品种种子的萌发状况和小麦幼苗的生理生化变化,并在防雨旱棚池栽条件下对品种的抗旱性进行了鉴定。结果表明,不同肥水类型小麦品种随着水分胁迫时间的延长胚芽鞘长度、相对发芽率和硝酸还原酶活性均降低,可溶性糖含量和丙二醛含量均升高,根系活力呈现先略微升高再下降的趋势。与水浇地品种相比,旱地品种青麦6号、济旱5034和鲁麦21的胚芽鞘长度较长,相对发芽率、硝酸还原酶活性和根系活力相对较高且下降缓慢,可溶性糖含量较高且随胁迫时间延长增加的幅度大,丙二醛含量积累的速度较为缓慢。其中,胚芽鞘长度、相对发芽率、硝酸还原酶活性和根系活力与抗旱性鉴定指标抗旱指数存在极显著相关性,可以作为小麦抗旱性鉴定的早期指标。     

常用玉米自交系抗旱性及抗旱性鉴定指标研究

采用人工水分胁迫处理,通过植物生理学方法,对10个常用玉米自交系进行了抗旱性研究。结果表明,不同玉米自交系存在明显差异,沈136、齐319、丹598和沈137耐旱性较好,可以作为玉米耐旱育种的基础材料。干旱胁迫下,玉米植株叶片相对含水量、丙二醛含量、电导率和ASI与玉米子粒产量极显著相关,能够比较准确地评价玉米自交系抗旱性的强弱,和抗旱系数、抗旱指数一样可以作为玉米育种耐旱自交系筛选的鉴定指标。     

干旱条件下冬小麦近等基因系水分利用效率及其与气冠温差的关系

鉴定比较供体亲本京411和轮回亲本晋麦47及其34个近等基因系材料之间产量和水分利用效率(WUE),同时测定不同生育期的气冠温差(CTD),分析WUE在这些材料之间的变异范围,筛选WUE与轮回亲本显著差异的材料用于QTL定位,同时探索干旱条件下CTD与产量和WUE的关系及其随生育期进程变化的趋势。利用防雨棚和渗漏池开展模拟干旱试验。结果表明,34个近等基因系及其父母本WUE为1.30~1.92 kg/m~3,其中9个品系WUE显著低于轮回亲本晋麦47,表明WUE为多基因控制的数量性状,而且存在明显的加性效应。CTD与产量和WUE均呈极显著正相关关系。不同的是,随生育期进程推进,CTD与产量的相关性增强,在灌浆期最高,R2达到0.684 9,而与WUE的相关性减弱,R2在拔节-孕穗期最高,达到0.769 8。研究初步表明,CTD可以作为干旱条件下产量和WUE的鉴定指标。     

黍稷芽、苗期抗旱性评价及抗旱资源鉴定

为了全面了解中国现存黍稷种质资源的抗旱性,研究黍稷在PEG6000模拟干旱胁迫下的抗旱表现,挖掘优异抗旱种质并筛选抗旱鉴定指标,本研究以前期构建的包含230份资源的黍稷微核心种质为试验对象,开展室内PEG6000模拟干旱胁迫处理下的芽、苗期抗旱性研究。通过对芽期和苗期抗旱性指标的测定发现:干旱胁迫下,芽期和苗期各指标较对照组均有下降趋势;芽期指标变异系数较苗期偏大,苗期根鲜重变异系数最大,根干重、苗鲜重、苗干重其次(变化范围在0.35~0.50之间)。相关性分析显示多数指标间相关性都达到了显著或极显著水平,其中相对根鲜重与相对根干重的相关性最高,而相对叶绿素含量与相对根长、相对苗长、相对根鲜重及相对苗干重的相关性均较低。采用平均值-标准差逐级分级法和分层聚类分析综合鉴定参试黍稷芽期和苗期抗旱性,发现芽期极强抗旱、强抗旱材料分别为3份和10份,苗期极强抗旱、强抗旱材料分别为24份和23份;其中紫秆黍(00003289)、乌克兰黍(00006438)和白糜子(00000101)三个品种在芽期和苗期均有很好的抗旱性,可作为后续全生育期抗旱研究和抗旱品种选育的优良资源。对芽期及苗期各抗旱鉴定指标进行相关性分析,结果表明芽期与苗期抗旱性没有显著相关性;主成分分析表明,相对苗长、相对苗鲜重以及相对叶绿素含量可作为评价黍稷苗期抗旱性鉴定的主要指标。     

玉米根、茎、叶中脱落酸含量和产量形成对土壤干旱的响应

对不同程度土壤干旱胁迫下玉米根、茎、叶中脱落酸含量与产量形成进行了试验研究。充足底墒播种后采用5个土壤水分处理（分别占土壤田间持水量>80%、70%～80%、60%～70%、50%～60%、40%～50%,代号为WT1～WT5）,并遮去自然降水。试验结果表明,拔节期从中等干旱胁迫开始,玉米根、茎、叶中ABA含量大幅度增加,干旱加剧会使根     

不同水分条件下不同抗旱性苦荞根系生长规律研究

为了探明不同抗旱性苦荞根系形态和生理特性与抗旱性的关系,为干旱胁迫下苦荞高产优质栽培管理及抗旱品种的筛选提供理论依据,采用人工控水的方法,研究并分析了正常供水、重度干旱条件下不同抗旱性苦荞品种迪庆苦荞（耐旱）、黑丰1号（旱敏感）根系生长形态和生理指标变化。结果表明,干旱胁迫显著增加了苦荞根冠比、根系丙二醛（MDA）和脯氨酸（Pro）含量,而最大根长、根体积、根表面积显著降低。随着生育期推进,各处理苦荞最大根长、根体积、根表面积、MDA含量等指标均呈现逐渐增加趋势,根冠比、Pro含量呈现先增后减趋势。品种之间方差分析结果表明,重度干旱胁迫条件下,各测定时期迪庆苦荞的根冠比、最大根长、根体积、根表面积、根系Pro含量均显著高于黑丰1号,MDA含量则显著低于黑丰1号。回归分析表明,不同处理苦荞根表面积、最大根长等指标在测定时期内随时间变化的数学模型均符合指数函数,根体积、MDA含量等指标均符合一元二次方程的规律。干旱胁迫下苦荞根系与地上部分的生长均受到抑制,且表现为对地上部的影响大于对根系;与黑丰1号相比,迪庆苦荞耐旱性更强。     

转AtHDG11基因玉米的获得及抗旱性鉴定

培育抗除草剂和抗旱的转基因玉米种质,通过超声波辅助农杆菌介导花粉非组培法将拟南芥抗旱基因At HDG11导入玉米自交系昌7-2中,获得转基因植株。通过逐代除草剂筛选、分子检测对获得的转基因植株进行检测,获得5株转基因株系。在此基础上,以非转基因自交系昌7-2为对照,对5个转基因株系进行抗旱性鉴测;对苗期和十叶期玉米植株进行干旱胁迫处理,测定转基因植株生理活性物质和光合参数。结果表明,在干旱胁迫条件下,转基因玉米叶片的Pro含量高于非转基因玉米,MDA含量低于非转基因玉米;不论在正常生长条件下还是干旱条件下,转基因株系的光合速率和水分利用率都明显高于对照植株;而转基因株系的蒸腾速率和气孔导度则明显低于对照植株。综合室内与田间的抗旱检测结果表明,超声波辅助农杆菌介导花粉的非组培转基因方法在玉米上是可行的。将拟南芥HDG11基因导入玉米,同样可以有效地提高玉米的抗旱性,为玉米的抗旱育种提供新的种质资源和新的转基因方法。     

前期干旱锻炼对谷子水分利用效率的影响

以谷子为材料，在盆栽条件下研究了前期干旱锻炼对谷子水分利用效率的影响。实验结果表明，不论苗期还是拔节期的干旱锻炼，都使其生育后期的水分利用效率显著提高，水分利用效率提高的原因并不是由于耗水绝对量的减少，而是干旱锻炼改善了叶片的同化功能，使同化能力的增长超过了蒸腾的增加。从叶片净光合速率、叶绿素含量、     

花铃期干旱胁迫复水后棉花产量和纤维品质的变化研究

以抗旱差异明显的中棉所45(CCRI 45)和中棉所60(CCRI 60)为材料,采用人工控水的方法,研究棉花花铃期不同干旱胁迫程度和干旱胁迫后复水棉花根系干物质质量、皮棉产量和纤维品质的变化。结果表明,CCRI 45根系干物质质量增加幅度和皮棉产量在SRWC((45±5)%)干旱胁迫6 d后复水最大,且达到显著水平(P0.05),CCRI 60根系干物质质量增加幅度和皮棉产量在SRWC((60±5)%)干旱胁迫6 d后复水最大,且达到显著水平(P0.05),但CCRI 45和CCRI 60根系干物质质量和皮棉产量在SRWC((45±5)%)干旱胁迫9 d后复水显著低于对照。CCRI 45纤维上半部平均长度、整齐度指数、伸长率和断裂比强度在SRWC((60±5)%)和SRWC((45±5)%)干旱胁迫6 d后复水均高于对照,CCRI 60纤维上半部平均长度、整齐度指数、伸长率和断裂比强度在SRWC((45±5)%)干旱胁迫3 d和SRWC((60±5)%)干旱胁迫6 d后复水均高于对照,但未达到显著水平,CCRI 45和CCRI 60在SRWC((45±5)%)干旱胁迫9 d后复水纤维品质显著低于对照。在SRWC((45±5)%)干旱胁迫6 d后复水,CCRI 45根系干物质质量和皮棉产量的增加幅度大于CCRI 60,表明CCRI 45的抗旱性高于CCRI 60,且补偿能力较高。同时,棉花根系干物质质量增加量与棉花皮棉增加量存在显著的正相关关系。本研究结论将为棉花生产上适时、适度采取抗旱栽培调控措施及开展棉花节水高产栽培技术研究提供理论依据。     

水稻苗期抗旱性指标的筛选

为探索水稻苗期抗旱性形态和生理机制，筛选苗期抗旱性指标，以15个水稻品种为试验材料，在干旱棚内系统研究了水、旱条件下苗期形态和生理指标的变化。结果表明，叶龄、心叶下倒数第1叶叶面积、叶鲜重、根长4个指标的相对值与反复干旱存活率显著或极显著相关，可作为苗期抗旱性的形态指标；超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）活性，氨基酸（AA）、抗坏血酸（AsA）、还原性谷甘肽（GSH）、可溶性蛋白质、丙二醛（MDA）含量8个指标的相对值与反复干旱存活率显著或极显著相关，可作为苗期抗旱性的生理指标。通过主成分分析确立了SOD酶活性、GSH含量、叶鲜重和叶龄4个指标相对值为水稻苗期抗旱性的综合指标，以反复干旱存活率为因变量，4个综合指标为自变量建立的回归方程对供试品种的抗旱性进行预测效果较好。     

水分胁迫对糜子植株苗期生长和光合特性的影响

选取耐旱性不同的糜子品种陇糜4号(强抗旱)、晋黍7号(旱敏感)和5283黄(中等抗旱),采用盆栽控水试验,调查不同水分处理对糜子苗期主要性状和光合参数的影响。结果表明：(1)水分胁迫下各品种的株高、叶面积、根重、叶绿素含量、根系活力均呈下降趋势,且陇糜4号的降幅小于5283黄和晋黍7号。(2)水分胁迫下,3个品种的固定荧光值(F_o)和非光化学猝灭系数值(q_N)均显著增加,在重度胁迫后,陇糜4号、5283黄和晋黍7号的F_o值分别比对照增加24.6%﹑34%和40.8%,q_N值分别增加0.956、1.083和2.183,且表现为旱敏感品种晋黍7号的增加幅度大于强抗旱品种陇糜4号;各品种的可变荧光(F_v)、最大荧光(F_m)、最大光化学量子产量(F_v/F_m)、PSII的潜在活性(F_v/F_o)、光化学猝灭系数(q_P)值均因水分胁迫而降低。在中度和重度胁迫时,与正常灌水相比差异达显著水平,降幅以晋黍7号>5283黄>陇糜4号。(3)各品种的净光合速率、蒸腾速率、气孔导度及胞间CO₂浓度均因水分胁迫而下降,强抗旱品种陇糜4号各值的变化幅度均小于中等抗旱品种5283黄和旱敏感品种晋黍7号,表明陇糜4号的光合参数受水分胁迫的影响最小,较高的电子传递速率和较强的光能转化能力是陇糜4号适应干旱环境的重要生理特性。(4)水分胁迫导致糜子叶片对强光的敏感性增加,干旱和光抑制对光系统II造成的叠加伤害随干旱加重和品种抗旱性减弱而加剧,因此,对强光下的糜子幼苗应及时补水,以避免干旱和高光强的叠加伤害。