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。     

胡麻重组自交系群体苗期抗旱性的鉴定与评价

以141份胡麻重组自交系为试验材料,进行苗期抗旱性鉴定及其抗旱指标筛选。测定了水分胁迫下株高、根长、叶鲜重、茎鲜重、根鲜重、根干重、叶干重、茎干重、根冠比等9个性状,利用主成分分析和相关分析进行抗旱指标的筛选,用综合抗旱能力D值对141份自交系材料进行苗期抗旱综合评价。结果表明,干旱胁迫时不同材料间变异丰富,9个表型性状平均变异系数为40.70%,根干重的变异系数最大,株高和根长变异系数最小;主成分和相关分析表明,根冠比和根部性状对抗旱性影响显著,可作为苗期抗旱性鉴定综合指标。综合抗旱能力D值聚类将供试自交系材料分为强抗旱、抗旱、弱抗旱和不抗旱四个类群,其中11、14号材料抗旱性最强。     

69份玉米自交系的苗期耐盐碱性分析

以69个玉米自交系为试材,在适宜耐盐碱筛选的2个浓度水平(25 mmol/L的Na2CO3、100 mmol/L的NaCl)下,进行种子萌发和幼苗胁迫试验,分别测定发芽率、相对电导率、超氧化物歧化酶(SOD)活性、丙二醛(MDA)含量、脯氨酸(Pro)含量等适宜耐盐碱筛选的5项生理生化指标,进而转化为耐盐碱系数,用以比较供试自交系的耐盐碱能力.结果表明:(1)多数材料在胁迫条件各指标变化趋势相同;(2)材料间耐盐碱能力差异显著;(3)筛选出高耐盐碱自交系5份,耐盐碱自交系15份,中度耐盐碱自交系32份,敏感自交系10份,高度敏感自交系7份.研究结果将为玉米耐盐碱种质资源筛选提供试验依据.     

不同玉米杂交种及其亲本自交系抗旱性研究

以玉米杂交种及其亲本自交系为试验材料,对不同基因型玉米抗旱性进行了系统研究。结果表明：（1）在花期水分胁迫下,不同基因型玉米都表现出株高、单株叶面积、叶绿素等指标的下降,且下降的幅度不同。同时,水分胁迫下,玉米植物体内的生理代谢发生了明显变化。叶片相对含水量、保水能力显著降低,可溶性糖升高。与抗旱系数关联度密切的有：叶片相对含水量下降率、丙二醛伤害率、株高下降率等。（2）叶片相对含水量、叶水势即离体叶片失水速率与抗旱性关系密切。这些指标既可以反映植株受旱程度,又可以比较不同基因型玉米抗旱能力。（3）在花期水分胁迫下,不同基因型玉米产量都明显下降。抗旱性强的基因型下降的小,抗旱性弱的品种下降的多。可以用抗旱系数和抗旱指数来衡量不同基因型玉米的抗旱性。亲本及F1代间抗旱性在某些性状上有一定相关性。     

玉米自交系生理指标与抗旱性及复水恢复能力的关系研究

【研究目的】为了评价不同玉米自交系的抗旱性，探究生理指标与抗旱性、恢复能力和综合抗旱能力之间的关系。【方法】本研究以19份自交系为材料，采用盆栽称重控水法对苗期玉米进行中度旱胁迫及复水，测定生物量、叶绿素含量、类胡萝卜素含量、Fv/Fm、脯氨酸含量和抗氧化酶活性对干旱和复水的响应。【结果】分析发现自交系‘郑8713’、‘郑63’和‘昌7-2’的抗旱性、恢复能力和综合抗旱能力均较强，自交系‘郑C112’、‘郑718’和‘郑6722’虽然抗旱性较弱，但是恢复能力和综合抗旱能力较强，自交系‘郑3733’、‘郑E846’和‘郑36’恢复能力较弱，但是抗旱能力和综合抗旱能力很强；同时发现类胡萝卜素与抗旱性之间呈现显著的相关性(P=0.503*)，POD抗氧化酶与复水后的恢复能力之间关系显著(P=0.421*)，Fv/Fm与综合抗旱性之间呈显著的相关性(P=-0.456*)，叶绿素含量与抗旱性(P=0.468*)和复水后的恢复能力(P=0.407*)之间均呈现显著的相关性。【结论】以上结果为培育抗旱型品种提供优良的种质资源，同时为玉米抗旱性、恢复能力及综合抗旱能力的筛选与鉴定提供一定的指导意义。     

花生抗旱性鉴定评价指标的研究

为了筛选花生抗旱性鉴定评价指标,构建评价体系,利用177个株系组成的花生重组自交系群体为研究对象,连续2年在充分灌溉和干旱胁迫条件下种植,收获考种后分析了22个表型性状、2个生理指标与抗旱系数间的相关关系。结果表明：总分枝数、结果枝数、结果节数、单株果数、百仁质量这5个表型性状的干旱胁迫指数以及叶绿素含量、冠层温度2个生理指标的抗旱性综合评价值均与抗旱系数有显著相关关系,这7个性状可作为判定花生抗旱性的评价指标。以抗旱系数≥1．1为标准,筛选到3个抗旱株系,即L19、L121和L146。     

重要胡麻栽培品种的抗旱性综合评价及指标筛选

以15份国内胡麻栽培品种为材料, 设自然降雨和正常灌水2个处理, 考察与抗旱性相关的7个农艺性状、8个生理生化指标及产量指标, 采用综合抗旱系数、因子分析、隶属函数、聚类分析和灰色关联度分析相结合的方法, 对其抗旱性进行综合评价、抗旱型划分和评价指标筛选。结果显示, 相关性状指标对干旱胁迫的反应及关联程度各异, 可优先选择与抗旱性关系密切的产量及其相关性状、光合作用因子、叶片抗氧化因子等相关生理生化性状;因子分析表明, 6个公因子可代表胡麻抗旱性90.89%的原始数据信息量。基于抗旱性度量值(drought resistance comprehensive evaluation values, D值)和加权抗旱系数(weight drought resistance coefficient, WDC值)的各品种抗旱性排序相近, 位居前6位的抗旱品种相同。各品种D值与综合抗旱系数(comprehensive drought resistance coefficient, CDC值)、WDC值、产量抗旱系数(yield drought resistance coefficient, Y值)之间均呈极显著正相关, 而各品种Y值与CDC、WDC值间极显著正相关;据D值将供试品种划分为5个抗旱级别, 可较好地反映品种的选育条件及适应地区。试验结果说明以D值为主要参数, 以WDC为辅助评价参数, 评价以产量为主要考量目标的胡麻抗旱性是适宜且准确的;以抗旱性综合评价方法进行胡麻抗旱性综合评价、抗旱型划分、评价指标筛选是准确的。     

转badh基因玉米自交系苗期抗旱耐盐碱性鉴定分析

本研究以转入甜菜碱醛脱氢酶基因(badh)的玉米自交系‘丹988’的T7代自交系为试验材料,利用断水及盐溶液分别模拟干旱胁迫与盐碱胁迫,对转基因材料进行苗期的抗旱性与耐盐碱性鉴定。鉴定结果表明,在抗旱性试验中,断水15 d、断水20 d时转基因玉米自交系各项抗旱指标数值普遍高于对照,且大部分存在显著性差异;在断水25 d时转基因玉米自交系与对照的全部抗旱指标存在显著性差异。在耐盐碱试验中,在胁迫20 d、30 d、40 d时丹988-BADH红-1、丹988-BADH红-2各项耐盐碱指标数值普遍高于对照,且大部分存在显著性差异;丹988-BADH红-4在胁迫20 d时部分耐盐碱指标低于对照,胁迫30 d、40 d时高于对照但未出现显著性差异。经隶属函数法抗性分析,得到转基因玉米自交系与对照的抗旱能力排序:丹988-BADH红-4丹988-BADH红-2丹988-BADH红-1对照;耐盐碱能力排序:丹988-BADH红-1丹988-BADH红-2丹988-BADH红-4对照。得出结论,转基因玉米自交系抗旱性与耐盐碱性全部优于对照,证明外源badh基因的导入提高了受体自交系的抗旱性与耐盐碱性,并得到了抗旱性、耐盐碱性较强且保持原有农艺性状的高世代转基因玉米自交系。     

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。     

玉米自交系耐密性鉴定评价

鉴定筛选耐密自交系是选育耐密宜机收玉米新品种的基础环节,已成为玉米育种的重要研究内容。研究以 62 份玉米自交系为试验材料,分别在 7.5 万株 /hm2、10.5 万株 /hm2 和 13.5 万株 /hm2 播种密度下进行种植试验,鉴定不同密度下各自交系的农艺性状的表现。通过对 3 个密度下各指标的统计值分析,筛选出用于玉米自交系耐密性评价的 3 个主要性状指标,即空秆率、穗长、单株产量;建立了以实收株数矫正单株产量为主指标的综合评价模型;应用综合评价模型从 62 份供试材料中筛选出了 8 份较耐密自交系,即 K6、掖 478、20DR002、ND01、HL86、35S77B、DX2 和 PH6WC,这些自交系宜在耐密玉米新品种选育中加以重点利用。     

小麦抗旱性鉴定方法及评价指标研究Ⅲ综合评价指标的比较研究

为了筛选适宜小麦品种抗旱性鉴定的综合指标,在灌水和旱棚鉴定条件下,以137个品种为试材,研究了小麦品种抗旱性的基因型间差异,对抗旱系数、干旱敏感指数、抗旱指数和抗旱指数DI等抗旱鉴定产量指标进行了比较分析。结果表明,品种间抗旱性存在较大遗传差异。小麦品种抗旱机制和抗旱表现的复杂性要求选择全生育期综合抗旱性评价指标。小麦品种抗旱鉴定与小麦抗旱种质筛选不同。抗旱系数反映材料的稳产性,对于小麦种质抗旱性筛选更直观。抗旱指数DI以对照品种的表现为参照,兼顾品种的相对产量(抗旱系数)和绝对产量,便于与品种区试和品种产量比较试验结合,可操作性强,是目前最适用于小麦抗旱育种和区域试验的综合性抗旱鉴定指标。     

大麦种质资源成株期抗旱性鉴定及抗旱指标筛选

干旱是影响大麦生产的主要因素之一。在鉴定大麦种质资源成株期抗旱性的基础上,筛选抗旱指标,可为培育抗旱品种提供依据。本研究在2016和2017年在大麦生长主要需水期平均降雨量不足40 mm的甘肃省武威市进行田间试验,以30份大麦种质资源为研究对象,设置正常灌水和干旱胁迫处理,测定大麦株高、穗长、分蘖数、单株粒数、单株粒重、穗粒数、千粒重和产量,采用抗旱性度量值(D)、综合抗旱系数(CDC)、加权抗旱系数(WDC)、相关分析、频次分析、主成分分析、灰色关联度分析、隶属函数分析、聚类分析和逐步回归分析相结合的办法,对其进行抗旱性鉴定及抗旱指标的筛选。干旱胁迫对测定的各指标均有极显著影响。频次分析表明,各指标对干旱胁迫反应的敏感程度依次为产量、株高、单株粒重、穗长、单株粒数、分蘖数、穗粒数和千粒重。相关分析表明,产量与株高、穗长、分蘖数、单株粒数和单株粒重呈极显著正相关,与穗粒数呈显著正相关、与千粒重呈不显著正相关。主成分分析表明,5个主成分可以代表大麦抗旱性86.39%的原始数据信息量。基于D值、CDC值和WDC值的大麦种质资源抗旱性排序基本一致。灰色关联度分析表明,各指标单项抗旱系数值与D值间的关联度依次为产量、单株粒重、单株粒数、穗长、株高、分蘖、穗粒数和千粒重,各指标DC值与WDC值间的关联大小依次为单株粒重、产量、单株粒数、分蘖、穗长、穗粒数、株高和千粒重。根据D值进行聚类分析,将供试大麦种质资源依据抗旱性从强到弱分为5个抗旱等级,其中1级5份、2级1份、3级11份、4级10份、5级3份。除分蘖和千粒重外,其余指标的隶属函数值、CDC值、D值和WDC值均随着抗旱级别的升高而增大。回归分析表明, 5个测定指标均与D值密切相关。干旱胁迫对大麦种质资源成株期各指标均有极显著影响。确定了D值为适宜的抗旱鉴定指标。筛选出成株期抗旱性强的大麦种质资源甘啤7号、Z06-278-9、MERIT、NEVADA和西藏25,可为大麦抗旱育种、抗旱机制以及干旱调控缓解机制的研究提供技术支持。穗长、单株粒数、单株粒重、穗粒数、产量可作为大麦种质资源成株期简单、直观的抗旱评价指标。     

黄淮麦区小麦品种(系)成株期抗旱性综合评价

为了探讨小麦成株期抗旱性评价方法并筛选抗旱小麦种质资源,本研究以黄淮麦区119份小麦品种(系)为材料,进行了2年3点(每点在同一地块设置正常和干旱胁迫处理)的大田试验和成株期抗旱性评价。结果表明,与正常处理相比,在干旱胁迫下,各鉴定指标的平均值均有所下降,下降幅度由大到小为产量、千粒重、穗数、穗粒数和株高;以产量抗旱指数、产量抗旱系数、综合抗旱指数、综合抗旱系数等4个指标为抗旱指标,抗旱指标间均极显著正相关,在干旱胁迫条件下,抗旱指标与株高、穗数、穗粒数、产量多呈显著正相关;基于4个抗旱指标,对品种(系)进行综合评价,筛选出抗旱品种(系)15份,可以在小麦育种中作为抗旱种质重点利用。     

马铃薯抗旱种质资源的评价

中国马铃薯主产区的大部分区域为干旱贫瘠地区,随着全球气候变暖,干旱地区的面积逐年扩大,因此抗旱资源的筛选与育种利用,将对提高干旱地区马铃薯的产量发挥重要作用。本研究以17份抗旱性较好的无性系后代及5个抗旱性不同的品种为材料,设盛花期控水15 d和正常浇水2个处理,测定3个生理指标、4个光合特性指标、叶绿素含量及产量,采用抗旱系数、隶属函数对材料的抗旱性进行综合评价。结果表明,干旱胁迫下丙二醛(MDA)含量及电导率升高,叶绿素含量、净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、胞间CO2浓度、相对含水量及产量下降,各项指标对干旱胁迫敏感,其抗旱系数因材料不同有差异,上述指标均可作为抗旱评价指标。根据某一指标对马铃薯抗旱性进行评价,对马铃薯的抗旱性利用隶属函数进行综合评价得到品种抗旱性由高到低为:定薯1号、克新1号、冀张薯8号、东农311、大西洋;得到6份高度抗旱材料、7份中度抗旱材料、4份低度抗旱材料。采用抗旱系数、隶属函数对马铃薯抗旱性进行评价,可以较好揭示抗旱性与各指标之间的关系,全面综合评价马铃薯抗旱性;抗旱性综合评价方法对马铃薯进行抗旱性评价是准确可靠的。     

云南玉米资源成株期的抗旱性鉴定

１９９２～１９９４年，在云南元谋自然干旱条件下对１４６７份玉米资源进行了成株期的抗旱性鉴定。筛选出抗旱（１～２级）玉米种质３０份；抗旱玉米种质以黄、白粒，中间型及硬粒型居多，且抗旱性分布与生态地理条件有关，它们主要集中在镇雄、镇康、昌宁等地     

不同干旱胁迫条件下我国玉米骨干自交系的抗旱性比较研究

以目前我国科研育种和生产中84份骨干自交系为材料,采用2种不同的干旱胁迫处理,依据成熟期产量和产量构成因素的表现剖析其抗旱性,发现我国玉米自交系存在着丰富多样的抗旱类型及抗旱丰产类型,它们是我国玉米抗旱育种的重要种质资源;抗旱性分析发现, 产量构成因素的抗旱性存在着较大差异,有些材料表现生育中、后期均抗旱,有些材料只在某一个生育时期表现较强的抗旱性;抗旱丰产性分析发现,产量构成因素的抗旱指数同样存在着较大的差异,有些材料穗粒数、百粒重抗旱指数均较高,有些材料穗粒数抗旱指数较高,还有些材料百粒重抗旱指数较高,表明不同的玉米能够以不同的途径实现抗旱丰产。     

基于D值法的烟草苗期抗旱评价方法研究及抗旱材料筛选

为了探究苗期抗旱性快速评价方法，筛选烟草苗期抗旱材料，开展苗期抗旱种质鉴定和抗旱品种选育。本试验以21个品种(系)5叶1心的烟苗为材料，采用15%PEG-6000模拟干旱胁迫处理，于处理48 h测定参试材料的叶绿素a等10项生理指标，通过主成分分析、隶属函数分析和通径分析构建了烟草苗期抗旱性评价方法。结果显示，主成分分析从10项指标中筛选出叶绿素a、H₂O₂、MDA、SOD、POD等5项典型的抗旱指标；通过筛选出的5项指标与各材料D值的通径分析构建出了烟草苗期抗旱性预测模型，模型表明叶绿素a对烟草苗期抗旱性直接通径系数最大；分别以构建出的抗旱性预测模型和叶绿素a的抗旱系数对各材料进行聚类分析，均将供试材料分为高抗型、中抗型、低抗型、不抗型和敏感型等5类，同时筛选出4份苗期抗旱性较强材料。研究表明，采用15%PEG-6000模拟干旱胁迫处理，利用叶绿素a等5项指标构建的抗旱性度量值及回归预测模型可用于烟草苗期抗旱性评价，干旱胁迫后叶绿素a含量变化可用于快速鉴定烟草苗期抗旱性。     

攀西地区玉米地方品种萌芽期抗旱性研究

为进一步利用攀西地区玉米地方品种进行抗旱育种提供理论依据,采用聚乙二醇-6000模拟水分胁迫,通过种子发芽试验,以萌芽抗旱指数、活力抗旱指数、相对发芽率、贮藏物质相对转运率和百粒重为鉴定指标,对66份攀西地区玉米地方品种萌芽期抗旱性进行鉴定。结果表明,玉米种子萌芽期抗旱指标应以萌芽抗旱指数为主,但还要以其他指标为辅,才能全面评价品种的抗旱性。66份地方品种对水分胁迫的反应有显著差异,其中18份材料表现较强的抗旱性,5份资源在多个指标上都表现极强的抗旱性。     

小麦品种抗旱性鉴定产量指标的比较研究

为了筛选适宜于小麦品种抗旱性鉴定的指标,在旱棚鉴定条件下,以国家北部冬麦区旱地组区试抗旱鉴定品种为试材,对抗旱系数、干旱敏感指数、抗旱指数和抗旱指数修订式等抗旱鉴定产量指标进行了比较研究。结果表明小麦品种抗旱鉴定与小麦抗旱种质筛选不同。抗旱系数反映材料的稳产性,对于小麦种质抗旱性筛选更直观。抗旱指数修订式以对照品种的表现为参照,兼顾品种的相对产量（抗旱系数）和绝对产量,便于与品种区试和品种产量比较试验结合,可操作性强,是目前最适用于小麦抗旱育种和区域试验的综合性抗旱鉴定指标。     

不同基因型甜玉米自交系芽期耐冷性鉴定及评价

东北地区易发生低温冷害,筛选耐冷性强的玉米种质资源,选育优良耐冷品种是目前亟待解决的问题。本试验以沈阳农业大学特种玉米所提供的30份甜玉米自交系为试验材料,利用人工气候箱模拟低温环境条件,对不同甜玉米自交系进行低温胁迫和标准发芽试验,分别测定发芽率、活力指数、苗长、根长、苗干、鲜重、根干、鲜重等指标,并计算各个指标相对值、隶属函数值及综合D值等耐冷性评价指标,对30份自交系的耐冷性进行综合评价。采用聚类分析的方法将自交系分为耐冷性强、耐冷性中等、低温敏感3类,其T12和T21是耐冷性强自交系,T10和T27是低温敏感自交系。本试验采用低温处理的方法筛选出一批耐冷性强的自交系,为甜玉米耐冷品种的选育及生理生化、分子生物学研究提供了优良多样的基因资源。