53份玉米自交系的苗期耐旱性分析

【目的】了解53份玉米自交系的苗期耐旱性，挖掘耐旱玉米种质。【方法】采用幼苗叶片相对含水量、叶片保水力和叶片丙二醛含量，结合水分胁迫下的幼苗存活率，评价了53份玉米自交系的苗期耐旱性，筛选出耐旱系13份、中等耐旱系16份和旱敏感系24份。【结果】在水分胁迫下，耐旱系的叶片相对含水量较高、叶片保水力强、丙二醛含量低，胁迫解除后，植株能恢复生长。随着胁迫强度增大，旱敏感系的叶片保水力下降、叶片相对含水量和丙二醛含量迅速降低，复水后植株不能恢复生长。叶片相对含水量和保水力是玉米耐旱性的重要指标，可用于评价玉米自交系的苗期耐旱性。利用63对SSR引物分析了53份自交系的遗传多样性，共检测出245个等位基因变异，平均多态性信息量为0.596。结合系谱资料和育种实践将53份自交系划分为Lancaster、BSSS、旅大红骨、PA、四平头和PB共6个亚群。除Lancaster外，其余5个亚群均含有耐旱系。根据自交系的耐旱性反应，发现BSSS、PB和四平头亚群的幼苗存活率、叶片相对含水量和保水力较高，为重要的耐旱种质类群。采用t测验，在8份耐旱系和10份旱敏感系间检测出21个具有显著频率差异的等位基因，可用于玉米自交系苗期耐旱性评价。【结论】BSSS、PB和四平头亚群为重要的耐旱种质类群。检测出的21个具有显著频率差异的等位基因，可用于玉米自交系苗期耐旱性评价。     

花期干旱胁迫对玉米农艺性状的影响

[目的]探讨不同玉米自交系的抗旱能力,研究花期干旱胁迫对不同玉米自交系生长差异的影响,为选育抗旱玉米品种提供参考依据.[方法]利用40个玉米自交系,在正常灌水和干旱胁迫2种水分处理下,对花期不同玉米材料进行耐旱性鉴定,分析花期干旱对玉米株高、穗位高和第3、4节间长度的影响,探讨农艺性状与玉米耐旱性之间的关系.[结果]花期干旱胁迫对玉米自交系影响较大,不同玉米自交系在2种水分处理下的农艺性状表现差异显著,旱区大于正常对照,表明苗期和拔节期供水充足对玉米株高、穗位高和节间生长影响不大.[结论]以综合耐旱系数为指标对玉米自交系的耐旱性进行评定,农系3386、农系3435、农系3471和S121的综合耐旱性较强,可在抗旱育种中加以利用.     

干旱对不同玉米品种苗期根系生理生化特性的影响

以抗旱性不同的23个玉米品种为试材,用20％PEG溶液对幼苗进行模拟水分胁迫,研究了干旱胁迫下苗期根系生理生化特性的变化及其与品种抗旱性的关系。结果表明：苗期干旱导致根冠比和根系活力呈升高趋势,耐旱性品种升高幅度最大。苗期干旱,根系超氧化物歧化酶（SOD）活性升高,且耐旱性品种升高幅度大于中等耐旱和不耐旱品种;根系中MDA含量均增加,且耐旱玉米品种丙二醛（MDA）含量增量最小。本研究认为耐旱型玉米品种苗期根系在干旱胁迫下优势的内在机制是根系活力和清除活性氧的能力较强。     

干旱胁迫对4份玉米自交系生理与光合特性的影响

进行定量灌溉的桶栽试验,研究干旱胁迫对玉米干旱敏感自交系XD691和其他3个较耐旱自交系(ST8211、GZ18421和XD692)的生理和光合特性的影响。共进行3次干旱胁迫处理,同时设正常灌溉作对照。研究结果表明,在正常灌溉条件下,4份玉米自交系长势比较一致,但干旱胁迫下XD691茎秆下部枯叶明显多于其余3个自交系;干旱导致XD691的叶片含水量比其他自交系显著下降,光合速率相比其他3个自交系严重减弱;干旱胁迫下XD691的丙二醛增加量高于其它3个自交系;干旱胁迫下XD691脯氨酸累积量显著高于其他3个自交系;第2次干旱胁迫后玉米叶片酶活性增强幅度均高于第1次和第3次,第3次干旱胁迫处理后XD691叶片的酶活性降低,而其他自交系均表现为升高。总体来说,XD691叶片在干旱下的自我保护能力差于耐旱系ST8211、GZ18421,也差于耐旱性中等的自交系XD692。     

干旱胁迫下玉米开花期雄穗差异表达蛋白质的鉴定与筛选

【目的】 研究玉米开花期不同耐旱性玉米自交系的蛋白质表达差异,分析玉米响应干旱胁迫的主要代谢途径并发掘有价值的耐旱基因,对响应干旱胁迫的差异表达蛋白质组进行筛选和鉴定分析。【方法】 以强耐旱系PHBA6和弱耐旱系吉63为材料,设计干旱胁迫和正常灌溉处理。在玉米开花期进行干旱胁迫处理,取雄穗小花提取蛋白经双向凝胶电泳分离、凝胶图像扫描和质谱分析。【结果】 质谱分析共筛选出542个高清晰、重复性强的蛋白质点。其中,差异表达丰度达2.0倍以上的蛋白质点共有59个,强耐旱系PHBA6中有26个,弱耐旱系吉63中有37个,在强耐旱系PHBA6与弱耐系吉63中都表达且差异显著的蛋白质点有4个。【结论】 干旱胁迫蛋白参与代谢物和能量前体合成、核苷酸代谢、氧化还原辅酶代谢过程、蛋白翻译调控、细胞蛋白质及氨基酸代谢过程的调控、含硫化合物的合成与代谢过程、半胱氨酸的生物合成及代谢过程和光合作用等。细胞组分分类显示二者中的差异蛋白都与叶绿体及其结构相关,而且差异蛋白的细胞组分分类一致,但在生物学代谢过程及分子功能分类上相差较大,这些显著的差异表达的蛋白可能是形成不同品系间耐旱性强弱的主要原因。     

玉米自交系苗期耐旱性鉴定

[目的]对玉米自交系苗期耐旱性进行鉴定。[方法]利用浓度为15%的聚乙二醇高渗溶液浇灌模拟干旱胁迫环境。以43份玉米骨干自交系为试验材料,测定了9个与根系有关的形态学指标,通过差异显著性分析,进行了不同玉米自交系苗期耐旱性的鉴定。[结果]以鲜重根冠比、根系鲜重和根系干重这3项作为玉米苗期耐旱性鉴定指标,并利用耐旱系数将参试材料分成不同的耐旱等级,在3种鉴定指标下抗旱级别完全一致的材料有8份,其中丹599为极强抗旱类型,陕89为强抗旱类型,B97、DF32、A679和丹9046为中度抗旱类型,D20和苏75为极弱抗旱类型。[结论]该试验为苗期玉米耐旱种质筛选和改良提供了有效指导和借鉴。     

两个玉米品种维管束鞘叶绿体的非光化学淬灭对干旱胁迫的响应

【目的】光系统Ⅱ的非光化学叶绿素荧光淬灭是高等植物响应环境变化最快速的光保护机制,玉米具备叶肉和维管束鞘2种叶绿体结构,本研究通过比较2个玉米品种的光合耐旱能力,探究维管束鞘叶绿体的非光化学淬灭对玉米耐旱性的意义。【方法】以成单30和仲玉3号2个玉米品种为研究材料,设置土壤相对含水量为70%—80%田间持水量(FWC)(充足浇水,对照)、50%—60%FWC(中度干旱胁迫)和35%—45%FWC(重度干旱胁迫)3个土壤水分梯度处理。测定玉米叶片的水分状况、叶绿素含量、活性氧积累、质膜透性和气体交换等参数;应用叶绿素荧光动力学显微成像观测,比较玉米叶肉和维管束鞘叶绿体的叶绿素荧光参数Fv/Fm和NPQ;通过免疫印迹法,分析玉米叶肉和维管束鞘细胞光系统Ⅱ亚基S(PsbS)稳态水平的变化差异;采用蓝-绿胶温和电泳分离,检测玉米光系统Ⅱ蛋白复合体的水平。【结果】干旱胁迫导致叶片气孔导度和蒸腾速率下降,2个玉米品种间没有明显差异。但成单30在重度干旱下表现出更好的水分状况、更低的活性氧损伤以及更高的光合速率。玉米叶肉和维管束鞘叶绿体的NPQ水平及PsbS蛋白含量受干旱诱导明显上升,维管束鞘中的上升更显著,成单30表现尤为突出。不同于仲玉3号光系统Ⅱ蛋白复合体水平的下降,重度干旱胁迫后,成单30的捕光蛋白三聚体水平在叶肉和维管束鞘细胞中均有所升高。【结论】2个玉米品种的光合机构对干旱胁迫的气孔响应能力相当,但相较仲玉3号,成单30的维管束鞘叶绿体具备更优越的非光化学淬灭能力,这对其更强的非气孔限制的光合耐旱性具有积极意义。     

茶树对水分胁迫的生理生化反应

以耐旱性不同的４个无性系茶树品种为材料，测定其强度干旱胁迫过程中叶片生理生化的变化。结果表明：耐旱性强的茶树，在强度干旱的胁迫下，能维持相对较高的叶片含水量及蒸腾速率和气孔导度。水分胁迫过程中有一临界强度，在这一范围内，耐旱性强的茶树，叶片过氧化物酶活性相对较低，超过这一范围，则维持相对较高的过氧化物酶活性，叶片脯氨酸含量在水分胁迫过程中迅速累积，但其变化与茶树耐旱性无明确关系，耐旱茶树具有相对较高的水分利用效率，因此，茶树对水分胁迫的生理反应，可作为耐旱茶树的选种指标。     

马铃薯种薯播前温度处理对苗期抗旱能力的影响

【目的】为明确播种前储藏库种薯短期温度处理后对马铃薯苗期耐旱性以及产量的影响。【方法】采用盆栽试验,播种前不同温度(5℃、20℃、35℃)处理马铃薯种薯,出苗后使用不同浓度PEG-6000(0、10%、20%和30%)溶液模拟干旱胁迫,探讨不同程度干旱胁迫温度下处理对马铃薯苗期生长发育及产量的影响。【结果】①干旱胁迫对马铃薯茎粗、株高、整株干物质抑制作用明显,马铃薯叶片抗逆性酶活性随着干旱胁迫程度的不断增加而不断升高,MDA含量、细胞膜透性和可溶性糖含量较对照分别升高,产量下降。②播种前20℃处理,缓解了干旱胁迫对马铃薯茎粗、株高和整株干物质不利影响,降低SOD、POD活性,抑制了MDA含量的增加,细胞膜透性下降,使可溶性糖含量增加。③20℃处理后缓解了干旱胁迫对产量产生的不利影响,产量显著高于其他温度下各水分处理。【结论】播种前对储藏库的种薯20℃预热处理可以缓解苗期干旱胁迫对马铃薯产生的不利影响,增强其苗期耐旱性,达到提高后期产量的目的。     

茶树对水分胁迫的生理生化反应

以耐旱性不同的４个无性系茶树品种为材料，测定其强度干旱胁迫过程中叶片生理生化的变化，结果表明：耐旱性强的茶树，在强度干旱的胁迫下，能维持相对较高的叶片含水量及蒸腾速率和气孔导度。水分胁迫过程中有一临界强度，在这一范围内。耐旱性强的茶树，叶片过氧化物酶活性相对较低，超过这一范围，则维持相对较高的过氧化物酶活性，叶片脯氨酸含量在水分胁迫过程中迅速累积，但其变化与茶树耐旱性无明确关系，耐旱茶树具有相对较     

花期干旱胁迫对籼稻近等基因系水分和光合生理的影响

【Objective】An indica near-isogenic rice lines were treated with drought stress at flowering stage to study water and photosynthetic physiology changes of flag leaf. By analyzing the relationships among agronomic phenotype characters, water and photosynthetic physiology changes and fertility of rice, the authors try to accumulate data for drought tolerance evaluation of rice.【Method】The rice materials were suffered with drought stress begin from heading of main shoot for 15 days, water and photosynthetic physiology parameters were measured after treatment.【Result】The results showed that the indica near-isogenic rice represented various drought tolerance, and there was no correlation between drought tolerance and agronomic phenotype characters, neither with physiological activities of rice under well watered condition. However, under drought stress at flowering stage, the correlation coefficient between drought resistance indexes and changes of water content of flag leaf, water potential of flag leaf, stomatal conductance of flag leaf were 0.614**, 0.514** and 0.541**, respectively. This indicates that rice drought tolerance has a correlation with changes of water content, water potential and stomatal conductance. In addition, except the correlation coefficient between drought resistance indexes and changes of Fv/Fm of flag leaf (0.470*), there was no correlation between rice drought tolerance and photosynthetic physiology.【Conclusion】In summery, the changes of water physiology parameters could be used as indicators for screening rice with drought tolerance.     

玉米自交系JH089种子萌发及幼苗生长的抗逆性

【目的】研究玉米优良自交系JH089在不同胁迫下种子萌发特性及幼苗生长情况,分析其对各种胁迫的耐受性,研究自交系JH089的抗逆性,为选育抗逆杂交种提供理论依据。【方法】以玉米自交系JH089为材料,在萌发期及2叶期进行不同浓度NaCl(100、200、250、300、400、500 mmol/L)、PEG 6000(10%、20%、30%)及4℃胁迫处理,测定萌发率、抗旱指数、株高、叶形等指标。【结果】玉米自交系JH089在萌发期随着NaCl或PEG处理浓度的增加,萌发所需时间延长,活力指数及抗旱耐盐指数下降。在幼苗期盐浓度高于200 mmol/L 或者PEG高于20%时株高、叶长和叶宽显著降低,出苗率大幅下降,植株生长显著减缓,叶片受胁迫程度明显,较长时间低温处理幼苗生长受到抑制。【结论】玉米自交系JH089能耐受低浓度的盐或旱胁迫,短时间低温对幼苗生长无显著影响,但较高强度或较长时间胁迫则造成明显伤害。     

交替选择对玉米自交系抗性改良的效应

 【目的】研究交替选择对玉米自交系抗病性、耐旱性以及产量的影响。【方法】选用中国目前玉米生产上应用面积最大的杂交种郑单958的父本自交系昌7-2和母本自交系郑58,分别在河南和海南进行抗病、耐旱、丰产性交替选择。采用田间试验与盆栽试验相结合的方法,测定灰斑病病情指数、耐旱系数、丙二醛(MDA)含量和产量及其构成因素。【结果】与基础材料相比,随着交替选择代数的增加,郑58第一至第四代衍生系的灰斑病病指分别下降了16.1%、16.6%、31.5%和33.1%,昌7-2第一至第四代衍生系灰斑病病指分别下降了28.1%、29.7%、45.3%和49.5%;随选择代数增加MDA含量逐代下降,耐旱系数逐代提高;郑58和昌7-2的第四代平均产量分别比其相应基础材料提高8.3%和9.1%。【结论】经过连续四代交替选择后,郑58和昌7-2的抗病性、耐旱性以及产量都得到了明显的提高,证明交替选择对玉米自交系抗逆性改良是有效的。     

28个玉米自交系主要农艺性状耐旱性研究

[目的]对28份主要玉米自交系农艺性状进行耐旱性研究.[方法]在正常灌溉和干旱胁迫处理下,采用α-lattice设计,调查出苗期、散粉期、吐丝期、株高、穗位高、雄穗长、穗长、穗粗、单穗粒数和单株产量等,对各项指标进行评定与筛选,确定耐旱指标,计算耐旱系数,并换算成综合耐旱系数.[结果]可用ASI、株高、穗位高、雄穗长、穗长、穗粗、单穗粒数和单株产量作为耐旱指标对玉米自交系的耐旱性进行评价;株高、穗长和穗粗3个性状的耐旱性与单株产量的耐旱性关系极为密切.[结论]自交系齐319、长3、吉465、英64、888-9和2002F17的综合耐旱性较强,耐旱系数分别为0.89、0.88、0.86、0.86、0.86和0.85;"ASI+综合耐旱系数"法是较为实用的耐旱性评价方法,可在育种实践中加以应用;ASI、株高、穗位高、雄穗长、穗长、穗粗、单穗粒数和单株产量等可作为玉米自交系综合耐旱性评价的主要性状,其中株高、穗长和穗粗3个性状的耐旱性与单株产量的耐旱性关系极为密切,在耐旱育种中具有一定的应用价值.     

两个玉米品种维管束鞘叶绿体的非光化学淬灭对干旱胁迫的响应

【目的】光系统II的非光化学叶绿素荧光淬灭是高等植物响应环境变化最快速的光保护机制,玉米具备叶肉和维管束鞘2种叶绿体结构,本研究通过比较2个玉米品种的光合耐旱能力,探究维管束鞘叶绿体的非光化学淬灭对玉米耐旱性的意义。【方法】以成单30和仲玉3号2个玉米品种为研究材料,设置土壤相对含水量为70%—80%田间持水量（FWC）（充足浇水,对照）、50%—60% FWC（中度干旱胁迫）和35%—45% FWC（重度干旱胁迫）3个土壤水分梯度处理。测定玉米叶片的水分状况、叶绿素含量、活性氧积累、质膜透性和气体交换等参数;应用叶绿素荧光动力学显微成像观测,比较玉米叶肉和维管束鞘叶绿体的叶绿素荧光参数Fv/Fm和NPQ;通过免疫印迹法,分析玉米叶肉和维管束鞘细胞光系统II亚基S（PsbS）稳态水平的变化差异;采用蓝-绿胶温和电泳分离,检测玉米光系统II蛋白复合体的水平。【结果】干旱胁迫导致叶片气孔导度和蒸腾速率下降,2个玉米品种间没有明显差异。但成单30在重度干旱下表现出更好的水分状况、更低的活性氧损伤以及更高的光合速率。玉米叶肉和维管束鞘叶绿体的NPQ水平及PsbS蛋白含量受干旱诱导明显上升,维管束鞘中的上升更显著,成单30表现尤为突出。不同于仲玉3号光系统II蛋白复合体水平的下降,重度干旱胁迫后,成单30的捕光蛋白三聚体水平在叶肉和维管束鞘细胞中均有所升高。【结论】2个玉米品种的光合机构对干旱胁迫的气孔响应能力相当,但相较仲玉3号,成单30的维管束鞘叶绿体具备更优越的非光化学淬灭能力,这对其更强的非气孔限制的光合耐旱性具有积极意义。     

26份自交系田间抗旱性鉴定与评价

【目的】分析26份玉米自交系的主要农艺性状、籽粒产量、耐旱指数、耐旱系数等性状相关性,进行耐旱性综合性评价。【方法】采用玉米种质耐旱指数法。【结果】玉米开花期,遭遇大气高温和土壤缺水会导致玉米花粉活力下降,受精结实不良,减产严重。各主要性状与籽粒产量的相关系数大小为耐旱指数＞穗位＞穗长＞ASI＞行粒数＞秃尖长＞穗行数。其中耐旱指数、穗位、穗长、株高、ASI值、行粒数等籽粒产量正相关;秃尖长等与籽粒产量负相关。【结论】26份自交系中耐旱强的自交系共11份(42.31%),耐旱性中等的7份(26.92%);耐旱性较弱的材料8份(30.77%)。     

玉米幼苗盐胁迫条件下的生理响应机制

【目的】研究盐胁迫条件下玉米自交系和杂交种的响应,分析自交系和杂交种耐盐差异。在耐盐玉米新品种选育过程中,综合分析玉米自交系幼苗期对盐胁迫响应速度和植株体内Na⁺、K⁺离子含量,利用耐盐自交系为亲本,为筛选出耐盐的杂交组合。【方法】以玉米自交系B73、GEMS46以及B73×GEMS46 杂交种为材料,进行耐盐性鉴定,分析比较自交系和杂交种在耐盐条件下生理指标变化趋势和最终差异,研究自交系对盐胁迫下杂种优势的贡献。【结果】玉米幼苗在3叶1心时用150 mmol/L NaCl处理植株是一个比较合理浓度;利用盐胁迫后植株的鲜重和干重以及植株Na⁺、K⁺离子含量是衡量植株耐盐性的较好的指标。在盐处理后,耐盐自交系的相对电导率、H₂O₂含量与杂交种变化趋势相同,耐盐自交系和杂交种前期对盐胁迫的响应较快,后期生理指标变化平缓,植株体内积累Na⁺离子较小,表现为耐盐性。【结论】在耐盐玉米新品种选育过程中,综合分析玉米自交系幼苗期对盐胁迫响应速度和植株体内Na⁺、K⁺离子含量,利用耐盐自交系为亲本,可以较快地筛选出耐盐的杂交组合。     

油菜苗期抗旱性评价及抗旱相关指标变化分析

【目的】探讨甘蓝型油菜苗期的抗旱性,为甘蓝型油菜抗旱种质的筛选提供可借鉴的指标、方法,同时为抗旱育种、栽培提供材料和理论依据。【方法】在遮雨网室对油菜苗期进行干旱胁迫,于胁迫的第0、5、10、15、20、25天分别取样测定叶片相对含水量、丙二醛（MDA）含量和保护性酶活性等的变化。采用综合抗旱系数、抗旱指数、聚类分析、灰色关联度分析相结合的方法,对其抗旱性进行综合评价,并对不同类型种质抗旱相关指标的变化进行分析。【结果】被考查的各指标对干旱胁迫的反应程度各异,其中脯氨酸含量、POD活性对干旱胁迫的反应迟钝,而叶片相对含水量反应敏感;根据抗旱性量度值（D值）的聚类结果,将10个油菜种质划分为抗旱性强、抗旱性中等和抗旱性差３个抗旱级别。抗旱相关指标的变化表现为,随干旱胁迫时间的延长和胁迫程度的增大,叶片的相对含水量和叶面积下降幅度变大,而丙二醛（MDA）、脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白含量和SOD、POD活性相对值总体表现出上升趋势。MDA含量相对值与品种抗旱性呈负相关,而脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白质含量和POD活性相对值与品种抗旱性呈正相关。10个参试油菜种质中,94005、中双11号和中双9号抗旱性强。【结论】采用综合抗旱系数、聚类分析、灰色关联度等相结合的方法对油菜苗期抗旱性进行评估,可以较好地揭示指标性状与抗旱性的关系。油菜在连续干旱胁迫下,其叶片相对含水量、丙二醛、叶面积可作为油菜抗旱种质筛选的依据。     

28份玉米自交系抗旱性鉴定

【目的】鉴定28份玉米自交系进行抗旱性,为广西抗旱玉米种质创新和抗旱玉米品种选育提供依据。【方法】在正常灌水和干旱胁迫处理下,测定穗长、穗粗、穗行数、行粒数和百粒重等果穗性状指标,同时测定产量指标。采用隶属函数法对果穗性状指标抗旱系数计算D值,采用产量指标计算抗旱指数,综合评价不同玉米自交系的抗旱性。【结果】D值0.318 6~0.985 7,其中抗旱性强的自交系12份,抗旱性中等的10份,抗旱性弱的6份;产量抗旱指数在0.387 7~1.458 3,其中为抗旱性强的自交系7份,抗旱性中等的10份,抗旱性弱的11份;2种评价结果之间相关性为0.7402,达到极显著正相关。【结论】产量抗旱指数与隶属函数法均可用于玉米自交系抗旱性评价,2方面评价结果均属于抗旱性强的自交系为D1101、Q901、VN、桂39722、YD2、D1113和SP221。