玉米黄改系耐旱性材料筛选与鉴定方法研究

在正常水分、花期干旱、全生育期干旱3种水分条件下,对25份玉米黄改系材料和亲本黄早四进行耐旱性鉴定并筛选耐旱材料。结果表明,花期干旱胁迫和全生育期干旱胁迫条件均可进行耐旱性鉴定。在干旱胁迫条件下,穗部性状(单穗穗重、单穗粒重、百粒重和耐旱系数)、粒型性状(粒长)和花期性状(开花吐丝间隔,ASI)能够作为耐旱筛选性状,株型性状作为筛选的参考性状,粒型性状(粒宽和粒厚)不能作为筛选性状。根据干旱胁迫的筛选,获得9份黄改系耐旱性材料。     

甘蓝型油菜微核心种质耐旱鉴定与评价指标筛选

干旱是威胁油菜生产的重要非生物逆境，建立有效的耐旱鉴定方法，筛选鉴定耐旱油菜种质资源，对培育油菜耐旱新品种、提高油菜稳产性具有重要意义。本文以107份甘蓝型油菜微核心种质为材料，设置正常供水和干旱2个处理，采用干旱-复水-干旱-复水的处理方法，通过测定旱害指数、叶片萎蔫指数、地上部鲜重胁迫指数、地上部干重胁迫指数、根鲜重胁迫指数、根干重胁迫指数、植株总鲜重胁迫指数、植株总干重胁迫指数等指标，评价油菜种质耐旱性变异，筛选理想的耐旱评价指标。结果表明，干旱严重抑制了甘蓝型油菜的生长，8个评价指标均表现出显著差异，并呈正态分布。地上部鲜重胁迫指数、植株总鲜重胁迫指数和旱害指数3个指标之间显著相关，可作为甘蓝型油菜苗期耐旱性的主要评价指标，其中地上部鲜重胁迫指数最为简便、准确和有效；综合应用这3个评价指标，明确了107份微核心种质耐旱性，筛选出2份高耐旱种质，为耐旱相关研究及育种提供了评价方法和材料。     

不同浓度PEG模拟干旱胁迫对玉米种子萌发特性的影响

以广西3个硬粒型玉米品种为材料,设7个PEG浓度（0、5%、10%、15%、20%、25%和30%）处理,分析PEG对玉米种子发芽率、胚根长、胚芽长和贮藏物质运转率等12个萌发特性指标的影响,探究不同浓度PEG模拟不同程度干旱胁迫对硬粒型玉米种子萌发特性的影响,同时筛选模拟干旱胁迫最适宜的PEG浓度。结果表明,PEG浓度增加会延缓种子第一粒发芽、萌发峰值和平均发芽时间;发芽势、发芽率和萌发指数随PEG浓度的增加而呈下降趋势;PEG处理抑制胚根和胚芽的生长,浓度越高,抑制作用越明显;PEG处理抑制子粒中贮藏物质的运转,随PEG浓度的增加胚根干重、胚芽干重和贮藏物质运转率均呈现显著的下降趋势。12个萌发特性指标均可以用于评价玉米种子抗旱性。模拟轻度、中度和重度干旱胁迫时,PEG浓度可分别为5%或10%、15%或20%、25%。     

大豆种质资源芽期耐旱鉴定及综合评价

为筛选出大豆芽期耐旱种质资源,本研究采用20%的聚乙二醇(PEG-6000)模拟干旱胁迫对来自国内外的258份大豆资源开展芽期耐旱鉴定,以发芽势、发芽率、发芽指数、相对发芽势、相对发芽率、相对发芽指数和干旱伤害率为鉴定指标,最后通过隶属函数值对大豆资源芽期耐旱性进行评价及聚类分析。结果表明：胁迫条件下,各指标在品种间均差异显著;相关性分析表明隶属函数与各指标显著正相关,干旱伤害率与其他各指标呈显著负相关。根据隶属函数值将258份种质资源分成4类：耐旱型品种(系)9个;次耐旱型品种(系)55个;次敏感型品种(系)186个;敏感型品种(系)8个。通过隶属函数聚类分析将258份材料分成了3类：耐性材料17份,如吉林小粒豆7号、东大2号等,占总体材料的6.59%;中间型99份,如垦丰13、垦农18等,占总体材料的38.37%;敏感材料142份,如黑河38、龙豆2号等,占总体材料的55.04%。研究结果将为大豆耐旱育种及芽期耐旱遗传机制研究提供适宜种质资源。     

大豆苗期耐旱性与根系性状的鉴定和分析

2003年对63份大豆品种在盆栽自然干旱和盆栽水分控制两种条件下进行苗期耐旱性鉴定,两者鉴定结果间的关联分析表明两者呈极显著相关,两者间的鉴定分级结果比较一致,筛选出一批苗期耐旱型品种.综合分析2001～2003年的大豆苗期耐旱性鉴定结果,筛选出稳定耐旱型(1级)品种4份(晋豆14、汉中八月黄、科丰1号和因黑豆)和稳定干旱敏感型(5级)品种1份(宁海晚黄豆).苗期耐旱隶属函数值与根系性状间的相关分析表明,比根长、比根干重、比根表面积和比根体积等根系性状相对值与耐旱隶属函数值呈极显著相关,根总长、侧根总长、侧根数等根系性状绝对值与耐旱隶属函数值间的相关不显著,说明利用根系性状绝对值进行苗期耐旱性的评价较为牵强,而利用根系性状相对值进行耐旱品种的鉴定筛选比较可靠.     

花生种子萌发特性和抗旱性关系的高渗溶液法

利用PEG高渗溶液，研究在渗透胁迫条件下花生种子萌发特性及其作为芽期抗旱指标的可靠性。结果表明：不同品种在不同性状上表现受抑程度不同，用单一性状确定品种的耐旱性是不准确的。而以萌发率、胚根长和胚根于重3个性状的对照比为指标，参试品种进行系统聚类分析，筛选耐旱品种和田间鉴定结果基本相符。可以认为在高渗溶液中花生种子萌发特性的综合表现作为筛选耐旱品种的指标是有效的。     

江淮大豆育种种质苗期耐旱性鉴定

江淮地区是我国大豆重要产区,季节性干旱时有发生,发掘适合本地区种植的耐旱新材料十分必要。选用210份江淮大豆育成新品种(系)及其部分亲本为材料,于2015和2016两年进行旱棚盆栽试验,以地上部干重、株高、主根长和根干重4个性状的耐旱系数为指标,通过主成分分析、隶属函数值法和聚类分析对其苗期耐旱性进行综合评价。结果表明:与正常供水相比,干旱胁迫下4个性状均显著降低,其中地上部干重、根干重、株高和主根长平均分别减小54%、42%、39%和15%;方差分析显示各性状在水分处理间和材料间均存在极显著差异,而株高和根干重性状上基因型、水分处理和年份三因子间一级互作和二级互作效应均为极显著。地上部干重与株高、根干重间以及主根长与根干重间的耐旱系数存在显著正相关,反映指标间有内在联系;主成分分析提取的前3个相互独立的主成分的累积贡献率达83.61%,能较好地替代原有4个信息部分重叠的性状;进一步获得耐旱性综合评价D值,结合聚类分析将所有材料分为强耐旱、耐旱、中度耐旱、干旱敏感、干旱强敏感5类。共鉴定出强耐旱材料5份(包括IA2077、YC4H/NN88-31//NN73-935、蒙8108、NN88-48/NN86-4和NN88-48/D76-1609)、耐旱材料57份。来自淮南和淮北地区的强耐旱或耐旱材料分别为27份(占该地区83份材料的32.53%)和19份(占该地区76份材料的25.00%)。所得结果可为大豆耐旱遗传育种提供材料。     

玉米地方品种耐旱种质的苗期筛选指标研究

以10个玉米地方品种为材料,通过盆栽试验设置干旱胁迫、正常供水2个处理,研究干旱胁迫下玉米地方品种的苗期形态和生理指标。结果表明,干旱胁迫对玉米地方品种幼苗植株形态和生理有不同程度的不利影响,不同玉米地方品种的耐旱性存在明显差异。不同地方品种的同一植株性状和同一地方品种的不同植株性状的耐旱胁迫指数存在差异。侧根数、叶面积、根体积和植株干重可作为玉米地方品种耐旱种质筛选的形态指标,硝酸还原酶活性和丙二醛含量可作为耐旱种质筛选的生理指标。     

大豆种质的耐旱性鉴定及耐旱指标筛选

干旱是影响大豆产量的重要因素之一,建立相对稳定的耐旱鉴定方法、发掘耐旱品种是大豆耐旱育种的前提。基于前期对87份大豆材料耐旱性的初步鉴定结果以及对其中30份大豆材料耐旱等级划分重复鉴定的基础上,选取了代表性大豆材料12份,对分别反映萎蔫情况、叶片相对含水量、生长状况的10个耐旱相关指标进行测定。结果表明:与对照相比,干旱胁迫下大豆的叶片相对含水量降低,叶片相对电导率升高,大部分材料的生长受到抑制,生物量降低,根冠比增加,以上指标在不同材料间均存在显著差异(P0.05)。萎蔫天数的遗传率为93%,是简单、直观、稳定的耐旱鉴定指标。相关性分析表明:萎蔫等级、叶片相对电导率分别与萎蔫天数呈极显著负相关,叶片相对含水量、根相对干重分别与萎蔫天数呈极显著正相关,且这些指标具有较高的遗传率(73%~89%),亦可作为耐旱鉴定的指标。筛选到的PI595843、科丰1号、五河齐黄豆等耐旱种质可为大豆耐旱育种提供材料基础。     

PEG胁迫下甘蓝型油菜品种（系）种子发芽耐旱性鉴定

以10%（w/v）PEG6000做渗透介质模拟干旱条件,对不同来源的甘蓝型油菜(Brassica napus L.)品种（系）进行干旱胁迫下种子发芽鉴定,分析油菜种子发芽耐旱性的遗传多样性。结果表明：干旱胁迫下,部分材料处理与对照的发芽性状有显著性差异,81个甘蓝型油菜材料的平均苗高处理比对照低36.5％,平均鲜重处理比对照低31％,成苗率降低11.1％。甘蓝型油菜品种（系）耐旱性有较大遗传差异,幼苗活力指数的变异幅度为19％－81%,平均活力指数为55％。相关分析表明,活力指数与胁迫下的发芽性状达极显著正相关,可以作为油菜种子发芽耐旱的综合指标。根据活力指数,将81个油菜资源划分为强,中,弱三个耐旱等级,并筛选到30295,30253,中双6号,30703,30296,30290,30704,中油杂9号,德油4号等一批耐旱遗传资源。     

玉米自交系萌发期与苗期的耐旱性评价

以24份玉米自交系为试验材料,在玉米萌发期通过PEG-6000(聚乙二醇-6000)模拟干旱胁迫的方法,以胚芽长与胚根长伤害率来评价萌发期的耐旱性,并且通过温室内不漏水塑料杯控制浇水的方法,以不同土壤相对含水量下苗高、茎粗和叶绿素含量的伤害率及复水后幼苗存活率来评价苗期的耐旱性。结果表明,在萌发期自交系齐318、丹599和K22具有较强的耐旱性;在苗期自交系丹599、SH15、旱21、K22、丹3130等具有较强的耐旱性。     

PEG-6000胁迫下玉米品种萌发期抗旱性鉴定与评价

以收集的52个推广应用的春播玉米为供试材料,运用渗透压为0.5 MPa的PEG-6000模拟干旱胁迫,测定各品种发芽率、耐旱萌发指数等10个鉴定指标。以鉴定指标的相对值作为抗旱性评价指标,应用多种分析方法对各指标进行比较分析并对品种进行综合评价和分类。结果表明,干旱胁迫下各指标均受到不同程度的影响,其中,发芽势可用于玉米萌发期抗旱性的快速与初步鉴定。发芽势、发芽率、发芽指数与耐旱萌发指数4项指标可作为抗旱能力的主要鉴定指标,种子吸水率与胚根胚芽长、贮藏物质运转率可作为间接抗旱鉴定指标。根据供试品种隶属函数值,利用聚类分析将其分为4个不同的耐旱等级,筛选出17个抗旱型品种。     

欧山羊草6Ub染色体附加对小麦萌发期抗旱性的改良作用

为探究欧山羊草U~b染色体附加对普通小麦抗旱性的遗传改良作用,选取2个普通小麦-欧山羊草异附加系(Ae9041和Ae9061,均附加了一对6U~b染色体)和3个普通小麦品种为材料,以聚乙二醇(PEG6000)模拟干旱胁迫,研究了不同小麦材料干旱胁迫后种子发芽势、发芽率、胚芽鞘长度、种子根数、胚根长度、幼苗高度以及贮藏物质利用率等抗旱相关指标的变化。结果表明,干旱胁迫抑制了各供试材料的种子萌发,且胁迫程度越大,抑制越明显。在相同浓度PEG6000处理下,两个异附加系的种子发芽势、发芽率和贮藏物质利用率的表现较为一致,且差异不显著。与耐旱品种晋麦47和节水品种石4185相比,Ae9041和Ae9061的幼苗胚芽鞘长、种子发芽率和贮藏物质利用率在干旱胁迫下均较高。在30%PEG6000胁迫下,Ae9041和Ae9061的种子发芽势、发芽率、幼苗胚芽鞘长、胚根长、幼苗高度均显著高于亲本中国春。由此可见,普通小麦-欧山羊草异附加系种子在干旱胁迫下能迅速吸水并整齐萌发,以发达的根系和较长的胚芽鞘促进幼苗地上部生长,并将胚乳营养快速转运至幼苗中,从而促进其较快地进行形态建成,也说明欧山羊草U~b染色体的附加能够改良小麦萌发期的抗旱性。     

基于主成分分析的玉米萌发期抗旱性综合评定

试验在人工气候室内利用称重法精确控制75%和35%土壤相对含水量(RWC),通过分析播种后7 d不同玉米品种的发芽率、根系生长、干物质转化等对干旱胁迫的响应差异,对10个玉米品种进行萌发期抗旱性综合评定。结果表明,干旱胁迫降低了玉米的发芽势、发芽率、发芽指数、种子萌发抗旱指数、地上部与地下根物质积累和贮藏物质转运率,增大了根冠比。利用主成分分析与热图分析得出,玉米萌发期抗旱鉴定的四级指标分别为干物质积累量、发芽指数和种子萌发抗旱指数;根长、根冠比和根干重等;根体积和贮藏物质转运率;发芽势。将指标按照对抗旱性影响的差异分为4类,发芽率、发芽指数、种子萌发抗旱指数;根体积、贮藏物质转运率;根冠比;根长和芽长。依据综合值对10个玉米品种萌发期抗旱性评价,其抗旱性强弱依次为浚单29、蠡玉35、五谷704、吉祥1号、先玉335、博优989、郑单958、伟科702、农玉2号、登海605。     

我国常用玉米自交系的耐旱性评价

2007年冬季和2008年春季分别在海南三亚和新疆乌鲁木齐对196份玉米自交系采用两种不同干旱胁迫处理,依据形态性状及产量相关性状评价其耐旱性。通过典型相关分析发现,株高、雌雄开花间隔天数(ASI)、单穗粒重和结实株数百分率4个性状可以作为玉米自交系耐旱性评价指标。采用因子分析方法,计算株高、雌雄开花间隔天数、单穗粒重和结实株数百分率4个性状的综合耐旱系数,对196份玉米自交系进行耐旱性评价,将试验材料分为耐旱、中度耐旱、中度干旱敏感和干旱敏感4种类型。两点试验耐旱级别完全一致的材料有58份,其中耐旱自交系有7份(H201、Mo113、英64、H21、早49、丹598、吉842);中度耐旱自交系有14份(丹黄02、8902、中106、郑22、中黄68、K22等),这些材料为耐旱育种提供了种质基础。     

干旱胁迫对不同抗旱性小麦种子萌发及幼苗根芽生物量分配的影响

为探讨冬小麦种子萌发期抗旱性与幼苗生物量分配的关系,以小麦抗旱型品种长旱58和干旱敏感型品种漯麦18为材料,采用聚乙二醇(PEG-6000)模拟干旱胁迫的方法,测定和分析了干旱胁迫后小麦种子发芽率、幼苗根冠比、叶绿素含量等16个指标的变化。结果表明,干旱胁迫后,长旱58种子发芽率无明显变化,漯麦18种子发芽率显著下降。干旱胁迫下长旱58种子发芽势、发芽指数、活力指数和干物质转移量显著大于漯麦18,平均发芽时间显著小于漯麦18,长旱58幼苗根、芽的长度和干重及总干重均显著高于漯麦18。干旱胁迫显著增加漯麦18幼苗根冠比,对长旱58萌发第五和第七天的幼苗根冠比无显著影响。干旱胁迫显著降低漯麦18幼苗叶绿素含量,对长旱58无显著影响。由于小麦萌发期幼苗干物质累积取决于种子中营养物质的转移和呼吸消耗,因此推测种子营养物质的快速转移和低呼吸消耗有助于提高小麦萌发期的抗旱能力,促进干旱胁迫下种子萌发和幼苗生长。     

西南麦区小麦品种萌发期抗旱性的综合鉴定及评价

为筛选西南麦区小麦萌发期抗旱性强的品种,用20％ PEG-6000水溶液模拟干旱胁迫,测定41个小麦品种的发芽势、发芽率、发芽指数、苗高、胚芽鞘长度、胚根长、胚根数等性状,并通过加权隶属函数法对供试材料的抗旱性进行综合评价.结果表明,与正常条件相比,20％ PEG-6000胁迫下小麦种子胚根数均降低(西科麦5号和川麦104例外),发芽势、发芽率、发芽指数、苗高、胚芽鞘长度、根长均受到抑制,且不同品种降幅不同.通过加权隶属函数法分析,综合评价值(D值)较大的前五位品种分别是蜀万8号、绵麦228、绵麦37、川麦104和内麦316.利用聚类分析对41个品种的抗旱性进行分类,蜀万8号、绵麦37等5个品种为高度抗旱品种;川麦60、昌麦30等13个品种为抗旱品种;内麦9号、川麦43等10个品种为中等抗旱品种;绵阳26、蜀麦482等8个品种为对水分胁迫敏感品种;川麦55、川麦42等5个品种为对水分胁迫高度敏感品种.除根长外,其他鉴定指标与D值呈极显著正相关,发芽率和发芽指数与D值的相关系数最大(0.87).发芽率和发芽指数可作为小麦萌发期抗旱性快速鉴定的参考指标.强抗旱性品种蜀万8号、绵麦37、绵麦228等可作为西南麦区小麦抗旱育种种质资源.     

大豆品种苗期根系性状的遗传变异及其与耐逆境胁迫的关系

从301份黄淮海和长江中下游地区代表性大豆地方品种和育成品种(系)中按根系类型选取62份,用以研究不同生态区大豆苗期根系性状的遗传特点、与地上部性状的相关以及与逆境胁迫的关系.大豆苗期一级侧根数、主根长、根干重、总根长和根体积等性状,在品种间、各苗龄间均存在显著遗传变异.不同生态区间生长进度不同,长江中下游晚熟品种的根干重、总根长、根体积发育速度较快,而北方早熟品种的根系发育较慢.根系性状与整株干重呈高度相关;根干重、根总长和根体积的相对值与耐旱平均隶属函数值,一级侧根数、主根长、总根长、根体积、根干重的相对值与耐铝毒平均隶属函数值呈极显著相关,且根系性状的相对值在品种间存在显著变异,可用做耐逆性选择的根系指标.黄淮海区品种的耐旱相关根系性状值高于长江中下游区品种,表明耐旱种质的相关根系性状具有生态适应性.