渗透胁迫对4个玉米品种种子萌发及幼苗生长的影响

用高渗溶液甘露醇模拟干旱胁迫,对三峡库区主要的4个玉米品种进行发芽和幼苗培养试验.结果表明,干旱胁迫下所有玉米品种的发芽率、苗高、根长、根数、苗鲜重、根鲜重、根冠比等性状都比正常水分下有所下降,品种间表现出较大差异.根据各项指标的试验结果,综合评价玉米品种的抗旱性,初步认定抗旱较强品种为红玛瑙.     

河南夏玉米苗期抗旱性评价体系的建立

为评价河南夏玉米品种的抗旱性,建立玉米苗期抗旱性评价体系。以18个河南夏玉米品种(浚单20等)为试验材料,利用人工控水盆栽试验,通过测定其苗期干旱胁迫处理下苗高、叶面积、蒸腾速率、光合速率等指标,采用灰色关联度分析法筛选玉米苗期抗旱性指标。实验结果表明,根鲜重、根干重、根总吸收面积等指标与玉米苗期抗旱性关系较为密切,而苗干重等指标与抗旱性关联度最小。结合隶属函数分析法发现隆平206、浚单29和豫禾988等玉米品种抗旱性较强而蠡玉16抗旱性最弱。     

甜高粱发芽期耐旱性评价初报

在干旱胁迫条件下进行甜高粱发芽试验,研究其发芽特性和幼苗素质,以这些性状在干旱胁迫和正常条件下测定值的相对值作为耐旱指标,对这些性状的相对值进行相关性分析和聚类分析。结果表明:除CX-1外,干旱胁迫缩短了各基因型的平均发芽时间,发芽率有所下降。苗高、根长、苗重和根重等幼苗素质均下降严重,而根比苗对干旱胁迫更为敏感。相对苗高、相对根长、相对苗鲜重、相对根鲜重之间相关性显著,可作为较好的耐旱指标。通过对显著相关的性状相对值进行聚类分析,将参试材料分为耐旱型、中间型和干旱敏感型3种类型。     

河北省主要推广玉米品种萌发期抗旱性鉴定和生理性状分析

为筛选出抗旱性较强的玉米品种,本实验用15%PEG-6000溶液模拟干旱条件,对河北省推广面积较大的37个玉米品种进行萌发期抗旱性鉴定,分析幼苗株高、根长、根鲜重、总根长、总根表面积和总根体积等性状的差异性,对供试品种进行抗旱性分级,并检验胁迫处理对幼苗根系过氧化物酶和超氧化物歧化酶活性及丙二醛含量的影响。结果表明:与对照相比,PEG胁迫后各品种间幼苗地上部和地下部形态学指标差异均达到极显著水平,37个品种依据抗旱水平被划分为5级,其中宽玉1101、农大372、京农科728、郑单958和豫单9953等品种萌发期抗旱性较强,而先玉1140、强盛368和LS 838等抗旱能力较弱。抗旱性较强的玉米品种经干旱胁迫处理后,过氧化物酶和超氧化物歧化酶的活性要高于抗旱性较弱的玉米品种,丙二醛含量的上升幅度小于抗旱性较弱的玉米品种。该研究为进一步开展田间鉴定奠定了基础。     

抗旱型玉米苗期根系形态性状的遗传分析

为了进一步揭示玉米苗期根系性状的遗传特性,用来改良材料的抗旱性,本研究以旱敏型材料‘WN897’、抗旱型材料‘Wu109’及二者通过杂交和回交获得的F1、B1、B2和F2为材料,利用主基因+多基因混合遗传模型多世代联合分析方法分析干旱胁迫与正常条件下主根长、侧根数、根冠比和根鲜重的遗传特性。结果表明,在干旱胁迫与正常条件下,侧根数的遗传率均高,而主根长、根冠比及根鲜重的遗传率均较低,根冠比的遗传率在干旱胁迫下明显低于正常条件,根鲜重的遗传率在干旱胁迫下明显高于正常条件。因此,侧根数可以通过单交的方法进行改良,在低世代材料中就可进行有效选择,主根长可以通过复交或多代轮交进行改良;而对于根冠比和根鲜重,鉴于二者均在B2群体中有着较高的遗传率,可以通过多代回交的方法对这两个性状进行改良,在回交后代中进行有效选择。     

小麦种质资源抗旱耐盐性评价及种质筛选

为了解16份小麦种质材料的苗期抗旱性和耐盐性,本研究分别以20%PEG-6000溶液和0.20 mol/L NaCl溶液模拟干旱胁迫和盐胁迫,对其抗氧化酶活性、叶绿素含量、细胞质膜透性、苗长、根系性状、生物量等指标进行测定,应用隶属函数、因子分析和聚类分析等方法综合评价小麦苗期抗旱性和耐盐性。结果表明,在胁迫处理下,小麦的苗长、总根长、总根面积、总根体积、根鲜重、苗鲜重、根干重、苗干重和叶绿素含量均低于对照;细胞质膜透性的损伤程度均大于对照,但盐胁迫下损伤更为严重;抗氧化酶(SOD, POD, CAT)活性升高,且在干旱条件下SOD和CAT酶活性的增加量均高于盐胁迫。相关性分析表明各性状隶属函数值均值与总根面积和总根体积的相关性最大,因子分析表明总根面积、总根体积和苗干重可以作为小麦苗期抗旱性和耐盐性的综合评价指标。通过对16份种质材料进行综合评价最终筛选出3份苗期抗旱性和耐盐性均较高的小麦品种(‘40IBWSN93’,‘甘春25号’和‘MSN2’)和3份对干旱和盐胁迫敏感的小麦品种(‘京临春’,‘巴084123’和‘D39M1153’),为培育抗旱耐盐小麦新种质和挖掘小麦抗旱耐盐基因提供基础材料。     

不同种质玉米自交系种子萌发的干旱胁迫

种子萌发期是植物生长的重要时期,也是评价作物耐旱性强弱的主要时期。为了明确不同玉米自交系的耐旱性,本研究采用聚乙二醇(PEG)模拟干旱条件,对254份不同种质玉米自交系进行种子萌发期处理。通过检测发芽指数、发芽率、根数、根鲜重、根干重、茎鲜重、茎干重、根长、苗高等种子发芽性状,以其相对值为指标,鉴定不同自交系种子萌发期的耐旱性。结果表明,在PEG6000处理胁迫下,玉米自交系种子萌发受到抑制;各性状相对指标都与品种综合抗旱能力呈显著或极显著正相关;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99份中等耐旱材料。因此,该方法可以作为一种简单的玉米自交系萌发期耐旱性鉴定方法。     

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。     

水、旱条件下小麦苗期部分农艺性状的遗传分析

为研究水分胁迫对小麦幼苗部分农艺性状的影响,分析这些性状与干旱胁迫的关系。以‘青麦6号’和‘烟农24’杂交形成的F2:3群体为材料,采用主基因+多基因混合遗传模型对其进行遗传分析。水、旱2种条件下,根长和根鲜重均为1对加性-显性效应主基因模型;茎鲜重、茎干重、根干重、根茎鲜重比和根茎干重比的最适遗传模型不同。干旱胁迫条件下,茎鲜重主基因遗传率为37%,茎干重、根长、根鲜重、根干重、根茎鲜重比及根茎干重比主基因遗传率分别是51%、81%、74%、56%、50%、68%。茎鲜重、茎干重、根干重等性状,尽管检测到主基因,但在水旱条件下遗传模型不同,可进一步研究其遗传规律。     

品种和外植体对马铃薯脱毒试管苗生长的影响

采用二因素随机区组试验设计,通过测定苗鲜重、根鲜重、苗干重、根干重、叶片数、株高、茎粗、根长、根条数、节长、节数和叶面积等生长指标,研究了品种和外植体对马铃薯脱毒试管苗生物量,地上部和地下部的影响。研究结果表明:3个不同成熟期品种、3种不同外植体部位对马铃薯单株根鲜重、苗干重、根干重、株高、茎粗、节长和根冠比影响有显著性交互作用(p<0.05),说明不同品种和外植体对马铃薯脱毒试管苗生长发育有直接影响,其余性状受品种和外植体交互作用影响不显著;3个不同成熟期品种马铃薯的苗鲜重、根鲜重、苗干重、根干重、叶片数、茎粗、节长、节数、根冠比和根条数受品种影响显著(p<0.05),其余性状受品种影响不显著;3种不同外植体处理对马铃薯的根鲜重、苗干重、根干重、株高、茎粗、节数、叶面积和根冠比有显著性影响(p<0.05),其余性状受3种外植体的影响不显著。其中,以一个节段转接最有利于马铃薯脱毒试管苗的生长。     

水稻品种苗期抗旱性筛选与评价

为了比较黑龙江省主栽粳稻品种苗期抗旱性,通过苗期反复干旱胁迫法,研究了干旱胁迫对水稻苗期各形态性状及反复干旱存活率等指标的影响,并通过聚类分析筛选抗旱性强的品种。结果表明,干旱处理后的株高、叶干重、叶鲜重、根数、根长、根干重等形态指标相对值均小于100%,幼苗存活率明显下降,不同品种下降幅度不同。通过对主成分分析和相关分析,得出株高、叶干重、根长及根干重可以作为水稻苗期抗旱性鉴定的形态指标。经反复干旱存活率和聚类分析,筛选出‘东农426’、‘松粳6’、‘五优一’、‘松05-274’和‘松05-276’5份苗期抗旱性较好的品种。     

PEG-6000模拟干旱胁迫对亚麻种子萌发的影响

为了解决亚麻在干旱环境下的有效存活问题,以四种亚麻品种为试验材料,采用PEG-6000模拟干旱胁迫,研究亚麻种子在萌发期对干旱胁迫的生理生态响应及抗旱性评价。研究结果表明,低浓度的模拟干旱胁迫能促进种子的萌发速度和数量,其中5%处理下四种供试材料的种子发芽率均高于对照。随干旱胁迫的增加,四种亚麻品种的株高明显降低,根长变化不大,地上部和地下部含水率均呈下降趋势。根据隶属函数值法计算出四种亚麻品种在种子萌发期的抗旱性为轮选3号＞定亚23号＞轮选2号＞陇亚8号,各指标相关性分析结果表明发芽率与地上部含水率显著负相关,根鲜重与抗旱性呈显著正相关关系。     

抗旱剂对玉米出苗和幼苗生长的影响

用抗旱浸种剂和拌种剂复合处理玉米种子 ,在较低的土壤水分条件下 ,可提高玉米种子的出苗率和出苗速度 ,促进幼苗根系生长。同时能提高叶绿素含量和可溶性糖含量 ,降低游离脯氨酸含量 ,植株保水抗旱力明显增强。试验结果表明 ,出苗率、苗高、苗干重、根长、根干重、根体积、根冠比、叶绿素含量、可溶性糖含量、脯氨酸含量处理间均有显著差异 ,其中用浸种剂浸 8h和用 2 %拌种剂复合处理的效果最好 ,显著优于空白对照和 8h清水浸种处理。     

Effect of Water‐Deficit Stress on Germination and Early Seedling Growth in Sugar Beet

Sugar beet progeny lines screened for both high water use efficiency and high sugar yield under drought stress conditions in the field were assessed for the rate of seed germination and early seedling growth in water deficit stress, induced by mannitol solutions. Seeds of nine different sugar beet progeny lines were grown in three experimental conditions using filter paper, perlite and water agar as substrate. Three levels of 0.0, 0.2 and 0.3 m mannitol concentrations were applied in each experiment. A factorial design was used with three replications. Germination percentage was determined in all experiments. Seedling growth parameters such as cotyledon fresh weight, cotyledon dry weight, root fresh weight, root dry weight (RDW) and root length (RL) were measured experimentally. Abnormality was only recorded in the filter paper experiment. The results showed that drought stress could be simulated by mannitol solution and significant differences were found between stress levels for seedling characteristics. Distinct genetic variances were found among progeny lines with respect to germination and early seedling growth characteristics, except for cotyledons and RDW. Seedling growth and germination rates severely declined at the highest concentration of mannitol. The rate of abnormality was increased progressively at the germination stage with an increase in mannitol concentration but it was more pronounced in the drought‐susceptible progeny lines. The highest values of relative germination % and relative growth % of RL were obtained for the most tolerant line. In conclusion, seedling characteristics, in addition to other physiological components involved in the seed germination process under specific stress conditions, may be considered for breeding purposes.     

甘蓝型油菜种子萌发期耐镉性分析及耐镉材料筛选

为研究镉对甘蓝型油菜幼苗的影响,筛选出耐镉品种,以35个不同遗传背景的甘蓝型油菜品系（种）为材料,用不同浓度(1、5、10 mg/L)镉进行胁迫处理。以相对发芽势、相对正常芽苗率、根长抑制率、苗长抑制率、苗鲜重抑制率和苗含水量抑制率六大指标,通过主成分分析和隶属函数分析科学评价不同甘蓝型油菜品系幼苗耐镉性。结果表明,随着镉处理浓度的增大,胁迫对大部分油菜种子的发芽势有促进作用,而成苗率呈下降趋势;幼苗的根长和苗长的抑制均呈上升趋势;苗鲜重和苗含水量呈下降趋势;综合评价筛选出耐镉品系（种）10个,其中品系C13095-6的镉耐性最强。本研究可为甘蓝型油菜品种耐镉性筛选和耐镉育种提供理论参考。     

甜菜苗期抗旱性鉴定及指标筛选

为筛选甜菜苗期抗旱种质资源及确定抗旱指标。本研究以国家甜菜种质中期库提供的24份甜菜种质资源为材料,采用PEG-6000模拟干旱胁迫的方法,以正常生长条件的Hoagland水培溶液(CK)为对照,对甜菜幼苗进行7天的6% PEG-6000处理,并测定地上部和地下部的表型指标。结果表明,干旱胁迫对叶鲜重、根鲜重、叶饱和鲜重和叶干重的影响较大,降幅均超过50%;且干旱胁迫后甜菜种质根冠比明显增加。聚类分析将24份甜菜种质分为四类,其中ZT000516单独为一类,是抗旱性最强的种质资源;第二类为抗旱性较强的种质分别为ZT000078、ZT000547、ZT000247;第三类为中等抗旱型种质共7份;第四类为抗旱性弱种质共13份,其中ZT001698、ZT001398为干旱高度敏感型种质资源。通过逐步回归分析筛选出叶干重和叶饱和鲜重与D值极显著相关。ZT000516为抗旱性强种质资源,ZT001698、ZT001398为干旱敏感型种质资源,叶干重和叶饱和鲜重可以作为甜菜苗期干旱胁迫快速准确地鉴定指标。     

Screening for Drought Tolerance: Evaluation of Seed Germination and Seedling Growth for Drought Resistance in Legume Plants

Experiments were performed to evaluate seed germination and seedling growth in simulated drought as screening techniques for drought tolerance raring. Several laboratory screening tests were evaluated for ability to estimate drought resistance in 18 cultivars of legume plants (field bean, soybean, field pea, lupine). Drought was simulated by a water solution of mannitol of chemical water potential ψ= -0.3 and -0.6 MPa. Both solutions significantly affected seed germination (final germination and promptness index) and seedling growth parameters (seedling height, dry matter of shoot and root as well as leaf injury by drought and high temperature). The tested cultivars could be grouped as drought resistant and drought susceptible plants. Drought tolerance ratings of legume plants in the laboratory tests were, on the whole, consistent with the ratings based on estimation of direct effects of soil drought on seed yield in field experiments. Measurements of electroconductivity of leaf diffusate to evaluate invisible injury caused by drought or high temperature were found to be an adequate criterion for drought tolerance rating. It is concluded that tolerance to drought stress in growing seedlings can be screened for by using mannitol containing nutrient solution. According to the results collected in this research, varieties differences in seed germination, seedling growth and leaf injury affected by drought or heat temperature were evident, however, not all treatments appeared to be equally useful for screening of legume species cultivars.     

山西省小麦苗期根系性状及抗旱特性分析

小麦苗期根系形态是成株期根系分布的基础,与抗逆和产量密切相关,全面认识苗期根系及抗旱特性,对于抗旱优异种质的利用和早期筛选具有重要意义。采用239份山西省小麦品种(系)在土培条件下,研究了苗期根系性状及对水分胁迫的响应。结果表明,正常生长下山西小麦苗期根系性状多样性丰富,地方种变异最大;不同年代品种中,除最大根长随年代略下降外,其他性状均呈先升后降的趋势;不同根系性状对水分胁迫响应存在差异,总根长对水分最敏感,其次为根表面积、根体积和根生物量,最大根长和平均根数不敏感。苗期根系综合抗旱能力随年代呈先降后升的趋势,地方种和20世纪70年代品种多为中抗,80和90年代的品种抗旱性较低,2000年以后审定品种的抗性较高,其中旱地品种抗性最好。苗期根系抗旱特性与产量性状相关分析发现,最大根长、总根长、根体积和根生物量与雨养条件下的千粒重和产量显著正相关,最大根长和根生物量与成株期抗旱性也显著正相关。因此苗期最大根长和根生物量可作为半干旱地区旱地育种过程中抗旱性和产量的早期筛选指标。     

甜菜幼苗光合生理对干旱胁迫的响应

干旱胁迫是抑制甜菜生长发育和影响产量的重要非生物因素。以耐旱型甜菜种质依安一号（V1）和干旱敏感型种质92011/1-6/1（V2）为试验材料,探讨不同耐旱品种甜菜幼苗光合生理对干旱胁迫的响应。研究了干旱胁迫对甜菜幼苗生长发育、总叶绿素含量和表观光合指标的影响。结果表明,干旱胁迫下2种甜菜幼苗的茎粗、根长、株高、叶鲜重、根鲜重、叶干重和根干重均呈下降趋势,V1下降幅度不明显且各指标降低幅度均小于V2;干旱胁迫降低了2种甜菜幼苗的叶绿素含量,叶绿素含量在第7天降到最低,且V1的含量明显高于V2;干旱胁迫使甜菜幼苗的净光合速率、蒸腾速率、叶片气孔导度和胞间CO₂浓度显著下降,V1受到的影响比V2要小。不同耐旱性甜菜品种对干旱胁迫的响应机制存在一定差异,可以进一步分析其抗旱能力,为甜菜的育种、抗逆栽培和稳产提供理论依据。