甘薯苗期耐低氮基因型筛选及不同氮效率类型综合评价

【目的】建立甘薯品种（系）耐低氮能力评价体系,筛选耐低氮基因型甘薯材料和评价不同氮效率类型,为研究耐低氮甘薯生理机制和挖掘氮高效基因奠定基础。【方法】采用水培试验,以来自国内外不同薯区的126份甘薯品种（系）为材料,低氮胁迫（0 mmol·L^-1纯氮）和正常施氮（14 mmol·L^-1纯氮）处理下,收集126个品种（系）地上干重、地上干物质增加量、地下干物质增加量、总干物质增加率、根冠比、蔓长、根长、叶数、叶绿素相对含量（CCI）、氮积累量和氮素生理利用效率11个性状表征值,计算各指标耐低氮胁迫指数。利用综合隶属函数法,进行主成分分析、回归分析和聚类分析,综合评价各甘薯品种耐低氮能力和氮效率类型。【结果】1）低氮水平条件下,不同供试甘薯品种（系）的地上干重、地上部干物质增加量、地下部干物质增加量、总干物质增加率、根长、蔓长、叶数、CCI、氮素积累量的均值低于正常氮处理,根冠比和氮素生理利用效率的均值高于正常氮处理;2）不同品种（系）的地上干重、地上部干物质增加量、地下部干物质增加量、总干物质增加率、根冠比、根长、蔓长、叶数、氮素积累量和氮素生理利用效率的变异系数高于正常氮处理,且其增幅排序为地上干物质增加量>总干物质增加率>地下干物质增加量>叶数>地上干重>氮素生理利用效率>氮积累量>根长>根冠比>蔓长;3）对11个指标的耐低氮胁迫指数进行主成分分析,3个主成分的累计方差贡献率达到72.67%,计算综合评价值Y;4）地上干重、地上部干物质增加量、地下部干物质增加量、总干物质增加率、叶数、蔓长、根长、根冠比、氮积累量、氮素生理利用效率的耐低氮胁迫指数与Y值的相关性达到极显著水平（P<0.01）,其中,地上部干物质增加量、地下部干物质增加量、总干物质增加率、氮积累量和地上干重5项耐低氮胁迫指数的相关性较高,相关系数分别为0.85、0.86、0.81、0.79和0.73;5）建立Y值回归方程,选定耐低氮能力评价的8个指标,并进行系统聚类,划分甘薯基因型为耐低氮型、中间型、不耐低氮型3类;并对3种耐低氮甘薯类型的农艺性状和氮效率性状进行方差分析。【结论】地上干重、地上部干物质增加量,地下部干物质增加量、根长、蔓长、叶数、氮素积累量和氮素生理利用效率作为甘薯耐低氮能力评价的指标;13104-2/紫薯1号、宜宾红心薯、浙紫薯2号、渝紫3号、渝紫6号、漯紫1号和渝紫香10号7个为耐低氮型甘薯品种;耐低氮型品种的各性状表现好于中间型和不耐低氮型,其中,地上干重、地上部干物质增加量、地下部干物质增加量、蔓长和氮积累量差异显著。     

大葱苗期耐低磷品种的筛选

为筛选苗期耐低磷的大葱品种，找到快速评价大葱苗期耐低磷能力的指标，以减少磷肥施用。本试验选用24份大葱材料，采用正常的1 mmol/L磷素水平和低磷的0.2 mmol/L磷素水平的1/2 Hoagland营养液进行了水培处理，对大葱苗期耐低磷能力进行了综合评价，以期为大葱苗期耐低磷性鉴定提供参考。结果表明，24份大葱材料对低磷环境的反应存在程度不同的差异。根据耐低磷性将供试材料分为3类，冀葱1号品种为耐低磷型品种；辽葱16-12、铁杆梧桐王和烧葱等3个品种为低磷敏感的不耐低磷品种；酒井大葱、旱葱1号、独根巨葱、鲁葱杂5号、巨葱王、天明一本、日本冬悦和元藏等20个品种为中度耐低磷型品种。筛选出根干重相对值、根鲜重相对值、根冠比相对值、叶长相关值、地上部鲜重相对值和茎粗相对值可作为大葱苗期耐低磷的鉴定指标。     

30份大麦种质资源的苗期抗旱性鉴定及抗旱指标筛选

在西北内陆地区,干旱是影响大麦生长发育的重要非生物胁迫因素,鉴定大麦资源的抗旱性,确定抗旱指标,筛选抗旱种质,培育抗旱品种具有重要意义。以30份大麦种质为材料,设置正常供水和反复干旱胁迫2个处理,在旱棚内进行盆栽试验,测定干旱对株高、根长、叶长、地上部鲜重、根鲜重、地上部干重、根干重和总干重的影响;采用抗旱性度量值(D值)、综合抗旱系数(CDC值)、加权抗旱系数(WDC)、频次分析、相关分析、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方法,对其进行苗期抗旱性鉴定及抗旱指标筛选。结果显示干旱胁迫对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根长、根干重、总干重、地上部鲜重、地上干重、叶长、根鲜重和株高;相关分析表明,总干重与根干重、地上部干重、叶长和根长呈极显著正相关,与地上部鲜重呈显著正相关,与株高和根鲜重呈不显著正相关;主成分分析表明,4个主成分可代表大麦种质资源抗旱性83.583%的原始数据信息量。基于D值、CDC值和WDC值的供试大麦种质抗旱性排序相近。灰色关联度分析表明,各指标DC值与D值间的关联度大小依次为株高、地上部干重、总干重、叶长、地上部鲜重、根长、根干重、根鲜重,与各指标DC值与WDC值关联度大小排序基本吻合。根据D值进行聚类分析,可将供试大麦种质划分为5个抗旱级别,其中1级2份、2级13份、3级6份、4级7份、5级2份。除根鲜重、地上部干重、根干重和总干重外,其余指标的隶属函数值、CDC值、D值和WDC值均随抗旱级别的升高而增大。逐步回归分析表明,与D值密切相关的指标有株高和总干重。苗期抗旱性强的大麦种质资源材料有西藏25和NEVADA,可作为大麦抗旱育种、抗旱机理及干旱调控缓解机制研究的材料。株高和总干重可作为评价大麦种质资源苗期抗旱性鉴定的性状指标。     

甜瓜耐低氮且氮高效种质资源评价与筛选

为了挖掘和筛选甜瓜耐低氮且氮高效种质资源,提高氮效率,本研究以59个厚皮甜瓜品种(系)为材料,采用穴盘基质栽培试验,设置适氮(4.88 mmol/L)和低氮(0.01 mmol/L)2个处理,通过分析苗期性状差异确定筛选指标,初步筛选出耐低氮且氮高效品系,然后用基于产量的田间筛选结果进行验证,最终筛选出耐低氮、氮效率高、产量高的种质。结果表明,不同甜瓜品种(系)的18个性状在2个氮水平间均存在显著性差异。通过主成分分析,初步确定SPAD值、净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、株高、茎粗、根体积、根干重、地上部干重、总干重、根冠比、地上部含氮量、地上部氮积累量这13个性状为甜瓜品种(系)耐低氮能力筛选指标。利用这13个性状,基于欧氏距离对供试甜瓜品种(系)进行分类,筛选出苗期耐低氮且氮效率高的品种6个,结合田间产量筛选结果,最终确定T396、T518、T519、T540为耐低氮且氮高效品种(系)。可见,苗期进行甜瓜耐低氮且氮高效种质资源筛选可行。本研究结果可为甜瓜耐低氮和氮高效育种及相关机理研究提供方法和种质资源。     

水稻苗期耐低锌种质资源鉴定与筛选

[目的]筛选与水稻耐低锌能力相关的指标,鉴定耐低锌水稻品种,为耐低锌水稻品种的遗传改良及遗传机理研究提供参考.[方法]通过水培方法,在低锌条件下测定来自国际水稻研究所的144份水稻核心种质资源的形态、生理性状、种子糙米和精米锌含量,并采用相关分析、主成分分析、聚类分析和逐步回归分析进行水稻耐低锌能力评价.[结果]低锌条件下,水稻各性状平均值均有所下降,与足锌处理相比,各性状均值分别降低7.25%~60.45%,其中地上部鲜重、根系干重、地上部干重、根系鲜重、叶面积和根系体积下降比例均超过30.00%.主成分分析和逐步回归分析结果表明,株高、叶长、叶宽、SPAD值、根系鲜重、根系干重、根尖数、根系平均直径、鲜重根冠比和糙米锌含量对苗期水稻耐低锌能力有显著影响(P<0.05).聚类分析结果表明,各水稻品系间耐低锌能力差异明显,共筛选出12份耐低锌材料.其中AUS稻中低锌耐受型品种有AUS 299::IRGC 29087-1、N22、KOTODESHI::IRGC 60982-1、AUS PADDY(RED)::IRGC 44978-1和DV 86::IRGC 8840-1,籼稻中低锌耐受型品种有DALSUNG 41、IRGA 659-1-2-2-2和UPR 191-66,粳稻中低锌耐受型品种有MEJANES 2和ALEXANDROS,其他品种中低锌耐受型品种有油占8号和CY-PRESS::G1-1.[结论]株高、叶长、叶宽、SPAD值、根系鲜重、根系干重、根尖数、根系平均直径、鲜重根冠比和糙米锌含量可作为水稻耐低锌能力的筛选指标.在土壤锌含量低的区域种植水稻时,可增加12份耐低锌材料的推广和利用.     

耐低磷,低钾水稻品种的筛选

水稻栽培品种对低磷、低钾的反应存在明显的基因型差异，这种差异在苗期表现在根长、根干重、苗高和地上部干重上。耐低磷主要表现在刺激根的伸长；耐低钾则主要表现在不阻碍地上部干重增加。结合其他性状进行定级，可在低磷、低钾条件下，筛选出耐低磷、低钾的水稻品系。     

水稻苗期钾高效种质资源的筛选与评价

通过设置低钾（5 mg/L）胁迫和正常供钾（40 mg/L）2 个处理水平的苗期水培试验,采用相对耐低钾指数 为评价指标、方差分析及主成分分析的方法,对18 个不同水稻品种进行钾高效种质资源的筛选与评价。方差分析表 明院16 个钾效率的相关性状在18 个水稻基因型间的差异均达到显著或极显著水平。主成分分析表明,前5 个主成分 累计贡献率达到90.972%,已包含了大部分的信息,能够基本反映整体状况。其中相对植株干重、相对茎叶干重、相对 根部干重、相对根冠比、相对茎叶吸钾量、相对植株吸钾量在5 个主成分中的比重较大,可以作为水稻苗期钾高效种 质资源筛选的指标。综合评价结果表明院湛优2009 得分最高、为2.2753 分,特优524 次之、为2.2545 分,均为最耐低 钾水稻品种;黄丰占、黄华占、博优晚三、域优3550等6 个品种为中等耐低钾水稻品种;博优043 得分最低、为-1.8583 分,为低钾敏感型水稻品种。     

青菜的水培技术研究

[目的]研究青菜的水培技术,筛选青菜最适营养液配方。[方法]以上海青为试材,采用静止营养液培养方式,设置5种营养液配方,定期测定青菜的株高、根长、地上部鲜重、地上部干重、叶绿素及硝酸盐含量等指标,比较青菜在5种配方中的生长状况。[结果]5种营养液配方中,以配方4（N11.4mmol/L,P2.2mmol/L,K6.8mmol/L,Ca2.0mmol/L,Mg3.5mmol/L,S4.3mmol/L）对青菜生长的效果最好,在配方4中生长的青菜的株高、根长、地上部鲜重、地上部干重、叶绿素含量分别比平均值高1.06cm、4.60cm、8.80g/株、769.80mg/株、0.54mg/g;硝酸盐含量低于平均值8.00mg/kg。[结论]配方4由于营养液成分较均匀,更有利于青菜的生长,因此可作为水培条件下青菜高质丰产的最佳营养液配比。     

水稻耐1,2,4-三氯苯胁迫基因型的苗期筛选

为了评定不同水稻基凶型对1,2,4-三氯苯(TCB)的耐性强弱,确定合适的筛选指标和筛选浓度,在人工气候箱条件下,采用发芽试验和砂培水稻幼苗的方法,对幼苗期水稻基凶型耐TCB胁迫的差异性进行了鉴定,并确定了水稻基因型耐TGB胁迫合适的筛选指标和筛选环境.结果表明,以0.35 mmol·kg-1沙浓度TCB更适合用于水稻基因型的耐性鉴定.以发芽势、发芽率、最长根长、根数、株高、地上部干重、根干重和总干重的性状相对值(处理测定值/对照测定值×100%)作为幼苗耐性指数(tolerance index,TI),其中相对最长根长、相对株高、相对地上部分干重、相对根干重和总干重是评价水稻对TCB胁迫耐性强弱的较好指标.基于耐性指数对各基因型进行聚类分析,将50个水稻基因型聚为耐性、较耐、较敏感和敏感4类.     

用不同浓度NaCl溶液筛选水稻苗期耐盐抗旱材料

在清水和0.25%、0.5%的NaCl溶液中分别砂培38份水稻品系,测芽长、根长、鲜重和干重,计算芽长敏感指数、根长敏感指数、鲜重敏感指数、干重敏感指数,通过方差分析,研究水稻幼苗不同性状对NaCl的敏感程度.结果表明几个性状对盐溶液敏感程度以芽长最大,根长次之,鲜重干重最小.根据聚类分析,将全部品系分成5个类群并筛选7个综合品质特性较好的品系.可为将来耐盐水稻品种培育工作提供理论依据及优良的材料.