不同藜麦资源的抗旱性评价及渗透调节剂对其抗旱性的影响

为了对藜麦资源进行抗旱性评价并研究渗透调节剂对藜麦幼苗抗旱性的影响,以黑藜(black quinoa)、白藜(white quinoa)、红藜(red quinoa )、蒙藜(mongolian quinoa)为试验材料,对其幼苗进行干旱胁迫（DS）和正常浇水（CK）处理,研究干旱胁迫对不同藜麦幼苗形态及生理指标的影响;同时用水、5%蔗糖和1%磷酸三种渗透调节剂对藜麦种子进行前处理后,对幼苗进行干旱胁迫和正常浇水处理,研究渗透调节剂处理种子对其幼苗的抗旱性指标影响,最后综合评价不同藜麦资源的抗旱性。结果表明： ①随着干旱胁迫时间的延长,藜麦叶片的相对含水量逐渐降低,藜麦幼苗生长受到抑制,生物量积累逐渐减少,而叶绿素含量则呈现先上升后降低的趋势。②渗透调节剂处理过的藜麦种子,其幼苗的抗旱性变化不同,5%蔗糖处理的幼苗抗旱能力较水处理显著高22.22%;而1%磷酸处理的幼苗抗旱能力显著低于水处理,表明5%蔗糖处理可以提高藜麦幼苗抗旱性,而1%磷酸对藜麦抗旱性影响不显著。③隶属函数法评价结果显示,4种藜麦资源的表现为红藜>白藜>蒙藜>黑藜。综上,在干旱半干旱地区种植藜麦,应优选抗旱性强的红藜和白藜,5%蔗糖可以作为提高藜麦抗旱性的渗透调节剂。研究结果为我国北方干旱半干旱地区的藜麦产业发展提供理论基础。     

藜麦抗旱性研究进展与展望

干旱是造成农作物产量损失最大的非生物胁迫.藜麦作为一种新型的粮食作物,对干旱、盐胁迫、土壤贫瘠和冻害等非生物胁迫均有较好的耐受能力,可以作为土壤与气候逆境条件下的优选作物.筛选、培育耐旱藜麦品种并探明藜麦抗旱相关机制对保障粮食安全、提高藜麦产量与品质,以及提供抗旱基因资源将产生重要的影响.笔者从藜麦在干旱胁迫条件下的抗旱机制、生理生化指标和基因及转录组研究等方面分别进行概述,为藜麦抗旱性鉴定工作提供借鉴,并对今后藜麦抗旱性研究方向进行了展望.     

PEG模拟干旱胁迫下藜麦萌发期抗旱性评价

【目的】研究与评价PEG模拟干旱胁迫下10个藜麦品种的萌芽期抗旱性。【方法】采用5%~30%不同浓度PEG-6000溶液模拟干旱胁迫条件。【结果】低浓度PEG-6000对藜麦种子萌发及根长具有促进作用,对茎长有一定的抑制作用。随着PEG-6000浓度增大,所有抗旱指标均下降。【结论】利用隶属函数分析得出,10个藜麦品种萌发期抗旱性强弱顺序为:YL2＞YL1＞YL7＞YL3＞YL9＞YL5＞YL10＞YL6＞YL8＞YL4。为较好的反映藜麦品种在不同胁迫程度的耐受能力,将10个藜麦品种划分为三个抗旱级别:YL1、YL2、YL7为强耐旱品种; YL3、YL9为中等耐旱品种;YL4、YL5、YL6、YL8、YL10为弱耐旱品种。     

冷暖型玉米抗旱性研究

选用5个冷型和5个暖型玉米自交系在干旱胁迫和正常浇水条件下研究冷暖型玉米的抗旱性。结果表明:①大田材料温度与温室正常浇水下材料温度变化趋势一致,温室干旱胁迫下材料温度与温室正常浇水下材料温度变化趋势也一致;②冷型玉米抗旱指数比暖型玉米抗旱指数大;③大田材料温度和温室正常浇水下材料温度与干旱指数呈负相关显著。说明冷型玉米具有一定的抗旱性。     

13种藜麦萌发期抗逆性综合评价

【目的】综合评价藜麦种子萌发期的抗逆性,为藜麦抗逆机理研究和品种选育提供参考。【方法】用-0.36 MPa的PEG-6000模拟干旱胁迫,300 mmol/L的NaCl模拟盐胁迫,40 mmol/L的混合碱(NaHCO₃和Na₂CO₃物质的量比为9∶1)模拟碱胁迫处理,以蒸馏水处理为对照,选择13个藜麦品系（南非1号、南非2号、陇藜1号、陇藜2号、陇藜3号、陇藜4号、HTH-y605、HTH-01、贺兰太行藜麦、DACE、钻石1号、嫁祺2号、青海1号）为材料,通过测定发芽率、发芽势、总长和鲜质量等9个指标,结合主成分、热图及聚类分析综合评价藜麦种子萌发期的抗旱性、耐盐性和耐碱性。【结果】3种逆境胁迫对13种藜麦种子的发芽率影响不大,但对出苗后幼苗的生长具有抑制作用。在抗旱性综合评价指标中, 鲜质量和发芽势可作为藜麦萌发期抗旱性的主要鉴定指标;陇藜3号、钻石1号和嫁祺2号为高抗旱品种,南非1号、陇藜4号、HTH-y605和HTH-01为干旱敏感品种。在耐盐性鉴定中,根长、发芽率和干质量可作为藜麦萌发期耐盐性的主要鉴定指标;HTH-y605和HTH-01为高耐盐品种,陇藜3号为盐极度敏感品种。在耐碱性鉴定中,根长、发芽势和鲜质量可作为藜麦萌发期耐碱性的主要鉴定指标;陇藜4号、HTH-y605和HTH-01为高耐碱品种,陇藜1号和陇藜3号为碱极度敏感品种。种子萌发阶段,不同藜麦品系的耐盐性与耐碱性之间呈极显著正相关,而抗旱性与耐盐碱性之间呈显著负相关。【结论】对13种藜麦品种的抗逆性进行了综合评价,分别筛选出了抗旱、耐盐和耐碱的藜麦品种和鉴定指标。     

高加索三叶草和白三叶幼苗期抗旱性生理研究

试验在模拟干旱的条件下，测定了幼苗期高加索三叶草和白三叶在干旱胁迫下的抗旱生理指标，通过观测在干旱条件下的存活时间、叶片细胞质膜透性、游离脯氨酸含量、过氧化物酶活性等生理指标的变化，并与同期正常浇水组相比较。根据各指标的变化动态对幼苗期高加索三叶草和白三叶的抗旱性能进行了初步的研究和探讨。试验表明，高加索三叶草幼苗比白三叶表现了更强的抗旱性。     

磁场对黄瓜种子抗旱性的影响

[目的]研究磁场对黄瓜（Cucumis sativus L.）种子抗旱性的影响。[方法]用不同磁感应强度的磁场处理黄瓜种子,在干旱胁迫条件下检测磁场处理对黄瓜幼苗抗旱性的影响。[结果]经磁场处理后,黄瓜幼苗中过氧化物酶（POD）活力增强,脯氨酸含量增加,丙二醛（MDA）含量减少。[结论]磁场处理通过清除幼苗体内自由基、降低细胞渗透势,减轻了黄瓜幼苗体内膜脂过氧化水平,提高了幼苗抗旱能力。     

PEG胁迫处理对圆果种黄麻萌发期抗旱性影响的研究

采用15%和25%聚乙二醇(PEG6000)处理模拟自然干旱胁迫条件,对60个圆果种黄麻品种进行萌发期抗旱试验。结果表明,不同黄麻品种对PEG干旱胁迫表现差异显著,其中根长、芽长、发芽率和发芽指数的抗旱系数随着PEG浓度的提高而显著降低。对黄麻抗旱系数进行聚类分析,将60个品种划分成A、B、C、D和E共5大类群,C类群和D类群的品种抗旱性较强,E类群品种的抗旱性差,A类群和B类群品种的抗旱性差异较大;其中抗旱品种占16.7%,不抗旱品种占40%,相对抗旱品种占43.3%。PEG胁迫处理可以作为黄麻抗旱性资源筛选的重要手段。     

不同品种甘蓝型油菜的抗旱性评价

【目的】合理评价不同油菜品种,筛选抗旱油菜资源,保障油菜稳产,为抗旱育种奠定基础.【方法】在苗期采用反复干旱法,评价17份甘蓝型油菜资源;在成株期进行田间直接鉴定,评价19份资源的抗旱性.【结果】苗期3次干旱处理幼苗存活率平均值不断减小,存活率变异系数均在50%以上,材料间存活率的差异较大;单株产量抗旱系数、单株产量抗旱指数分别与综合抗旱性度量值呈极显著正相关,苗期反复干旱存活率与单指标评价和综合评价均无显著相关性.苗期评价得到了5份强抗旱品种,即青杂12号、陇油11号、中双11号、青杂9号和圣光401;成株期3种抗旱评价方法中青油14号和青杂9号均为强抗旱品种.【结论】在筛选到的8个抗旱品种中,综合不同发育期和不同干旱胁迫方法下的各项抗旱性评价指标,青杂9号为强抗旱品种,且在干旱胁迫下仍具有一定丰产性和稳产性,可为后期育种工作抗旱亲本材料的选择提供理想资源.     

5种引进意大利黑杨无性系幼苗抗旱性研究

为了选择适宜的杨树抗性杂交育种亲本,以新引进意大利黑杨La、Pa、Ta、Ti、Qg及中林46和107杨的1年生扦插苗为材料,利用人工盆栽称重控水法,研究轻度（田间持水量的60%）、重度（30%）干旱胁迫下各无性系幼苗较对照生长、生理生化指标的变化,结合主成分分析并聚类,综合评价各无性系抗旱能力强弱。结果表明,随着干旱胁迫加剧,不同无性系间生长量、生物量、渗透调节等11个指标差异显著,均可作为抗旱性评价指标。主成分分析表明,4个主成分能反映各无性系幼苗95.78%的抗旱信息,结合隶属函数法综合评价,Qg和107杨幼苗受胁迫影响较小,表现出较强的抗旱性,而Ta幼苗受干旱胁迫影响最大。综合评价各杨树无性系幼苗抗旱性强弱为Qg>107杨>La＞Ti＞Pa＞中林46＞Ta。     

干旱和铅双重胁迫对刺槐叶片有机渗透调节物质的影响

研究西北干旱、半干旱地区常见豆科木本植物刺槐(Robinia pseudoacacia)对铅胁迫的响应,为干旱地区铅污染土壤植被恢复提供依据。采用旱棚盆栽控水方法,对1年生刺槐幼苗在水分和铅双重胁迫条件下叶片内主要有机渗透调节物质的含量变化进行了研究。结果表明:刺槐叶片可溶性糖含量受干旱胁迫历时和铅胁迫持续时间影响显著;受干旱胁迫强度和铅胁迫强度影响其含量有所变化,但是不显著。干旱胁迫对刺槐脯氨酸含量和可溶性蛋白含量变化起主导作用,其中,重度干旱胁迫(田间持水量的40%)对脯氨酸影响达到显著性水平,轻度和重度干旱胁迫都对可溶性蛋白影响达到显著性水平。可溶性蛋白含量在土壤含有300mg·kg-1醋酸铅时差异显著。在干旱和铅双重胁迫作用下,刺槐可溶性糖、脯氨酸和可溶性蛋白含量均有变化,但是脯氨酸和可溶性蛋白所起的渗透调节作用较大。     

棉花品种资源全生育期抗旱性评价及抗旱指标筛选

为分析棉花品种资源全生育期抗旱性及筛选抗旱性评价指标，以238份抗旱性不同的棉花品种为材料，设置正常灌水和干旱胁迫两个处理，选取株高、铃数、单铃重及可溶性糖含量等指标，采用抗旱系数、主成分分析、关联分析和聚类分析相结合的方法对238份棉花品种进行抗旱性综合评价及抗旱指标筛选。结果表明：干旱胁迫对棉花全生育期生长有显著影响。以抗旱性度量值（D值）为主要参数，以加权抗旱系数（WDC值）和综合抗旱系数（CDC值）作为辅助参数，可以将238份棉花品种资源分为5类，第Ⅰ类（高抗旱型）10份、第Ⅱ类（抗旱型）61份、第Ⅲ类（中等抗旱型）84份、第Ⅳ类（敏感型）78份和第Ⅴ类（高度敏感型）5份。株高、单铃重、衣分及可溶性糖含量对干旱胁迫的反应较其他指标更为敏感，可作为棉花全生育期抗旱性评价的指标。上述结果为优质高产的抗旱棉花品种评价和选育理论依据。     

干旱胁迫下文冠果幼苗叶片的生理响应

以文冠果(Xanthoceras sorbifolia)1年生幼苗为材料,通过试验生态学的方法,按土壤绝对含水量13%、18%和25%3个水分梯度对文冠果盆栽幼苗进行水分胁迫30d后,测定文冠果幼苗叶片中游离脯氨酸含量、丙二醛含量和细胞膜相对透性等生理指标。结果表明,在适宜土壤含水量、轻度干旱胁迫和重度干旱胁迫条件下,文冠果叶片中游离脯氨酸含量、丙二醛含量和细胞膜透性差异显著。随着干旱胁迫程度的增加,文冠果幼苗叶片中游离脯氨酸、丙二醛含量显著增加,细胞膜相对透性大幅度增加。在土壤干旱胁迫下文冠果幼苗叶片通过增大细胞膜透性、增加体内脯氨酸含量来提高自身的抗旱能力。土壤干旱胁迫程度越严重,文冠果幼苗叶片细胞膜脂过氧化和脱氧化程度越高。文冠果具有较强的耐旱能力,可以在干旱和半干旱地区推广栽培。     

长期水分胁迫下甘草叶片的抗旱生理响应

为给甘草药材的高效生产提供理论依据,通过人工控制水分模拟干旱来研究甘草对水分胁迫的生理反应,采用完全随机区组设计,设5个水分处理(20%~30%4、0%~50%、60%~70%、80%~90%、100%),研究水分胁迫对甘草的生长状况、叶片水分状况、渗透调节物质以及保护系统的影响。结果表明:随水分含量的降低,相对含水量(RWC)降低R28,20%~30%和40%~50%处理丙二醛(MDA)含量显著提高,导致膜损伤,质膜透性上升;超氧化物岐化酶(SOD)、过氧化物岐化酶(POD)活性、可溶性糖及脯氨酸(Pro)含量均显著或极显著高于其他处理。说明甘草自身通过抗氧化酶系及渗透调节物质之间的协调维持代谢平衡,但20%~30%处理的生物量显著低于其他处理,说明过度干旱不利于甘草的生长。     

保水剂对高羊茅种子萌发及幼苗生长发育的影响

通过种子发芽试验和盆栽试验研究了不同土壤水分条件下保水剂对高羊茅出苗及生长发育的影响.结果表明,经保水剂处理后,草种发芽率平均提高2.04%,幼苗生长增快,单株鲜重增加.干旱条件下适当浓度的保水剂对高羊茅草种出苗及生长发育有一定促进作用,高羊茅草地上部分鲜重和干物质积累增加.反复干旱胁迫下,保水剂显示较强的抗旱作用,可延长草初期枯萎间隔时间,减少生育期内的浇水量.     

外源褪黑素对干旱胁迫下苦荞幼苗生长及生理特性的影响

【目的】探究外源褪黑素（Melatonin,MT）对干旱胁迫下苦荞幼苗生长及生理特性的影响,为其在苦荞抗旱生理基础研究和应用上提供理论参考。【方法】以苦荞品种川荞2号为试验材料,采用15%聚乙二醇（PEG）模拟干旱胁迫,设CK（蒸馏水）、PEG、PEG+50 μmol/L MT、PEG+100 μmol/L MT和PEG+200 μmol/L MT共5个处理。测定不同处理苦荞幼苗的地上部分鲜干重、地下部分鲜干重、光合色素含量、抗氧化酶活性及渗透调节物质含量,并利用熵权TOPSIS分析法和灰色关联度分析对外源MT处理干旱胁迫下苦荞幼苗生理指标进行综合评价。【结果】喷施不同浓度MT均可减轻干旱胁迫对苦荞幼苗生长的抑制,其中喷施100 μmol/L MT处理的效果较佳,苦荞幼苗地上部分鲜重、地下部分鲜重、地上部分干重、地下部分干重和根冠比等较PEG处理分别增加18.6%、38.6%、18.1%、136.4%和96.7%,叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素和总叶绿素含量分别提高35.0%、19.6%、48.3%和30.8%,过氧化氢酶（CAT）和过氧化物酶（POD）活性分别提高27.1%和74.4%,丙二醛（MDA）含量降低45.9%,脯氨酸和可溶性糖含量分别增加11.07%和50.2%。灰色关联度分析结果表明,外源MT主要通过提高POD活性及可溶性糖和类胡萝卜素含量等途径来减缓干旱胁迫对苦荞幼苗的伤害。【结论】100 μmol/L MT能有效缓解干旱胁迫对苦荞幼苗生长的抑制和损伤作用,提高苦荞幼苗抗旱性。     

土壤水分动态对胡杨幼苗生长分配策略的影响

分析土壤水分对幼苗地上及地下部分生长及其分配策略是阐明自然生境中胡杨种子更新困难以及人工培育成活率低的重要途径。本文以2年生胡杨幼苗为研究材料,采用不同土壤水分处理试验,监测幼苗地上部分生长指标(地径、冠幅、株高、叶片数)以及地下部分生长指标(总根长、总根表面积、单位平方米土壤总根长、总根体积),分析不同水分处理及水分梯度对幼苗生长的影响。结果表明:对于胡杨幼苗地上部分的生长,在连续给水处理时,25%含水量更有利于地上部分的生长;而断续给水处理时,最适土壤含水量为30%;胡杨幼苗地下部分生长在不同给水处理下存在显著差别,而25%的含水量要显著区别于其他水分梯度,更有利于根系的生长。一定程度的干旱胁迫后,断续给水比连续给水更有利于根系的生长,且水分梯度在20%~25%之间最有利于根系生物量的积累,地下生物量的积累大于地上生物量,这种地上与地下生长权衡作用有利于幼苗纵向生长的养分、水分获取。在根系构型方面,在土壤水分条件好的情况下则有利于幼苗根系的横向扩展。      

油莎豆的抗旱性评价及抗旱生理机制研究

[目的]探究不同干旱程度下油莎豆的生理响应、揭示其抗旱机制,可为油莎豆在北方沙区的引种种植提供理论依据.[方法]本研究以干旱、半干旱沙区引种的热点油料作物油莎豆为试验材料,通过盆栽控水试验设置对照、轻度胁迫、中度胁迫和重度胁迫4个处理,其土壤含水率分别为>12％、8％ ～12％、5％ ～8％和<5％,探究干旱胁迫对油莎...     

干旱胁迫下香蕉幼苗对外源ALA的生理响应

【目的】探讨外源5一氨基乙酰丙酸（ALA）对干旱胁迫下香蕉幼苗生长和生理特性的影响,为合理利用ALA提高香蕉抗旱性提供理论依据。【方法】以巴西蕉幼苗为试材,考察10％PEG-6000模拟干旱胁迫条件下,经不同浓度ALA处理后巴西蕉幼苗生长指标及功能叶片中相对含水量、丙二醛（MDA）含量、可溶性蛋白含量、相对电导率、SOD和POD活性等生理指标的变化。【结果】在10％PEG-6000胁迫下,香蕉幼苗生长受到显著抑制,而经过不同质量浓度的ALA处理后,各项生长指标均有所升高,其中以10mg／LALA处理后效果最为显著,各项指标均达最大值,其叶面积、地上部分鲜重、地下部分鲜重及根冠比比干旱胁迫对照分别显著提高了11．60％、19．50％、6．73％和13．64％。各浓度ALA处理均提高了干旱胁迫下幼苗叶片中可溶性蛋白和脯氨酸含量,减缓了相对含水量下降的趋势,降低了MDA含量和质膜透性,同时显著提高了SOD和POD的活性,且以10rag／t,ALA处理后的酶活性最高。【结论】适宜浓度（10mg／L）的ALA能显著促进干旱胁迫下巴西蕉幼苗的生长,通过调节渗透调节物质含量和保护酶活性可有效减缓干旱胁迫对香蕉幼苗的伤害,提高香蕉的抗旱能力。