不同作物品种耐铝毒基因型筛选试验

采用营养液培养的方法,对水稻23个品种、大豆14个品种和苜蓿12个品种进行了耐铝性筛选试验,并对各品种的耐铝性进行了评价和对各个品种根部和株高生长状况进行了比较,得出耐铝性和铝敏感性品种。结果表明,耐铝基因型具有植株相对生物量较高、种子根相对伸长率、苏木精着色程度较低的共同特点。种子根相对伸长率、苏木精染色指数与植株的耐铝性具有显著的相关性。铝胁迫下耐铝性不同的典型植物的根系形态具有明显差异,耐铝基因型明显优于铝敏感基因型。     

不同基因型玉米耐铝特性比较

以相对根伸长率为指标,对26个玉米基因型进行耐铝特性筛选。结果表明:26个供试基因型中,农大4967相对根伸长率最大,郑单2201相对根伸长率最小。比较了铝处理下农大4967、郑单2201根尖铝和胼胝质含量,发现农大4967根尖铝和胼胝质含量显著小于郑单2201。苏木精染色及桑色素荧光染色观察表明,农大4967根表和横切面铝的分布都低于郑单2201,且铝主要积累在根表。以上结果表明,农大4967为铝耐受型基因型,郑单2201是铝敏感型基因型,玉米耐铝机制以外排机制为主。     

玉米根系活力与耐铝性的关系

铝胁迫可提高耐铝自交系根系还原力,而铝敏感自交系TTC还原强度则显著下降,表明自交系根系TTC相对还原强度与耐铝性具有很好的一致性。耐铝自交系根系活跃吸收面积,尤其是根系活跃吸收面积占总吸收面积的比例相对较高。铝胁迫可维持或略提高铝自交系根系氧化力,而敏感自交系根系氧化力则有所下降,说明耐铝自交系在铝胁迫下仍可维持较高的呼吸代谢活性。铝胁迫可造成玉米自交系伤流量减少,且敏感自交系降幅较大。     

柱花草品种问耐酸铝胁迫差异及其机理初探

试验采用营养液培养法。研究酸铝胁迫对不同柱花草品种幼苗根系生长和生理性状的影响，比较分析不同品种间的反应差异，并结合土壤盆栽方法进行验证。结果表明：1、用低浓度铝溶液浸泡柱花草种子，种子相对发芽率和幼苗根系生长受到明显抑制，在10μmol·L^-1、30μmol·L^-1和50μmol·L^-1铝浓度胁迫下，热研10号的相对发芽率比其他5个品种都高，而热研13号均为最低；2、在30μmol·L^-1铝溶液胁迫下，幼苗种根相对伸长率受到显著抑制，根尖苏木精染色指数增加，热研10号受抑制最小且根尖着色程度最低，而热研7号和热研13号表现受抑制最大及着色程度最高；3、用30μmol·L^-1铝溶液胁迫处理柱花草幼苗，幼苗根系活跃吸收面积降低，细胞质膜透性和根系活力上升；10d后热研10号的根系活跃吸收面积近4倍大于热研13号；质膜透性及根系活力的变化也显示出不同柱花草品种间的耐酸铝性存在显著差异，热研10号对铝耐受性最强，而热研7号及热研13号对铝最敏感；热研5号、CIAT 184和907的对酸铝胁迫的反应介于两者之间。     

柱花草品种间耐酸铝胁迫差异及其机理初探

试验采用营养液培养法,研究酸铝胁迫对不同柱花草品种幼苗根系生长和生理性状的影响,比较分析不同品种间的反应差异,并结合土壤盆栽方法进行验证.结果表明:1、用低浓度铝溶液浸泡柱花草种子,种子相对发芽率和幼苗根系生长受到明显抑制,在10μmol·L-1、30μmol·L-1和50 μmol·L-1铝浓度胁迫下,热研10号的相对发芽率比其他5个品种都高,而热研13号均为最低;2、在30μmol·L-1铝溶液胁迫下,幼苗种根相对伸长率受到显著抑制,根尖苏木精染色指数增加,热研10号受抑制最小且根尖着色程度最低,而热研7号和热研13号表现受抑制最大及着色程度最高;3、用30 μmol·L-1铝溶液胁迫处理柱花草幼苗,幼苗根系活跃吸收面积降低,细胞质膜透性和根系活力上升;10d后热研10号的根系活跃吸收面积近4倍大于热研13号;质膜透性及根系活力的变化也显示出不同柱花草品种间的耐酸铝性存在显著差异,热研10号对铝耐受性最强,而热研7号及热研13号对铝最敏感;热研5号、CIAT 184和907的对酸铝胁迫的反应介于两者之间.     

不同玉米品种耐铝性的基因型差异研究

以56个玉米品种为试验材料,以铝胁迫下根尖相对伸长率、根尖胼胝质和铝含量和根尖染色作为耐铝性的综合筛选指标,探讨了玉米品种间耐铝性的基因型差异。研究结果表明,不同品种玉米的耐铝性基因型差异明显。铝胁迫下(10~30μmol·L-1)56个供试玉米品种根尖都受到了不同程度的毒害,根尖被苏木精染色程度加深、根伸长率减少、根尖胼胝质和铝含量显著增加。综合4个筛选指标,玉米品种耐铝能力的强弱顺序为普通玉米品种甜玉米品种糯玉米品种;其中耐铝能力强的品种为泰玉11号、费玉3号,对铝最敏感的品种为郑单958、北育288等。     

玉米耐铝性研究Ⅱ．玉米耐铝机理及培养条件对其耐性的影响

研究了耐铝基因型７３单交，半耐铝基因型丹玉１１号和铝敏感基因型７５－２４×３３０玉米根冠含铝量、根系活力和根部呼吸强度的差异．三者根、冠含铝量分别为４２４．７和１．７，２５５．９和２．６，４１５．９和６７．６μｇＡｌ／ｇ鲜重；其单克鲜根和单株的相对根系活力分别为１３３．１４％和９６．１１％，１１１．６０％和５４．７６％以及９４．１２％和３３．４２％．当培养液中Ｃａ２＋浓度由０，５提高到２．０ｍｍｏｌ／Ｌ时，三类基因型玉米的相对根长显著或极显著地增加，根部含铝量都显著下降，耐性和半耐性基因型玉米根部呼吸强度处理与对照间相差无几，而敏感基因型玉米则处理较对照提高３９．２９％．这表明７３单交玉米主要是通过增强根部的呼吸代谢和根系活力，阻碍Ａｌ３＋运往地上部来实现其耐铝性的。提高Ｃａ２＋水平能显著地缓解铝的毒害．     

Al3+对耐性不同的两个玉米基因型幼苗根系生长和生理生化的影响

研究了不同浓度的铝对两个耐铝性不同的玉米基因型幼苗根系生长和生理生化的影响，比较分析了这两个基因型之间的差异。结果表明，在铝胁迫下，玉米幼苗根系生长受到抑制，活性氧自由基产生速度加快，相对电导率和MDA(丙二醛)含量提高，保护酶活性降低。由于耐性玉米基因型活性氧产生速度较慢，同时保护性酶活性较高，清除活性氧自由基的能力较强，所以相对电导率和MDA含量提高的速度较为缓慢，膜破坏性较小，根系的相对生长量、总吸收表面积和根系活力等都比铝敏感基因型高，表现出较强的耐铝性。     

根表铁膜、锰膜对水稻铝吸收和运输的影响

以耐铝水稻品种菲优多系1号和铝敏感水稻品种红良优166为材料,通过溶液培养试验研究根表铁膜、锰膜和铁-锰膜对铝吸收和运输的影响.结果表明:铁膜、锰膜和铁-锰膜诱导形成后,水稻根表的铁膜厚度大于锰膜厚度,铁-锰膜中铁占主要部分,锰含量极少,仅占胶膜总量的0.12%～0.20%;铝胁迫下根相对伸长率在不同处理间表现为锰膜铁-锰膜铁膜无膜,铝含量和积累量在植株各部分表现为根表根系地上部;耐铝品种菲优多系1号和铝敏感品种红良优166分别有91%和85%以上的铝分布在根表胶膜中,表明耐铝品种根表铁-锰膜能更有效地将铝阻挡在根外,减少根系对铝的吸收并向地上部运输,其中锰膜的斥铝效果好于铁膜.     

不同耐铝性玉米基因型根际营养元素状况的差异

采用根箱分室土培方法,研究了两个不同耐铝性玉米自交系在两种不同pH土壤根际的营养状况。结果表明,两自交系根际Al、P、Ca等元素的含量和分布不同。酸性土壤根表附近土壤Al含量明显高于远根际区域,耐铝自交系根际土壤铝的含量显著高于敏感自交系。中性土壤上两自交系距根表0~4cm区域为一典型的P耗竭区,而酸性土壤上P耗竭区相对较小,在距根表0~2.5cm范围。酸性土壤上耐铝自交系距根系1~2.5cm区域P含量较高,对P的活化能力相对较强。酸性土壤根系附近Ca含量显著低于中性土壤。耐铝自交系根系对Ca、Mg的吸收能力相对较强,在酸性土壤的0~2.5区域形成一明显的Ca耗竭区。     

临界胁迫贮藏条件下不同基因型玉米种子活力及生理变化

【目的】了解不同基因型玉米种子在临界胁迫贮藏条件下的生活力及生理变化规律,对不同基因型玉米种子的耐贮性做出客观评价,为玉米种子耐贮性生理生化机制提供理论依据。【方法】选用目前主栽玉米杂交种郑单958、农大108、先玉335、正大619、京科968种子为试验材料,分别测定供试材料的初始含水量、活力水平及相关生理指标。将供试材料的种子含水量回湿至14%,在种子含水量14%和贮藏温度35℃（14% & 35℃）的临界胁迫贮藏条件下,贮藏一年时间,每月测定种子发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数、电导率、MDA浓度、可溶性蛋白含量、可溶性糖含量及脱氢酶活性。采用砂培法进行发芽试验,用DDS-ⅡA型电导率仪测定种子电导率,利用硫代巴比妥酸（TBA）溶液法测定丙二醛含量,可溶性蛋白含量的测定利用考马斯亮蓝G-250法,可溶性糖含量的测定利用蒽酮比色法,脱氢酶活性的测定采用氮蓝四唑（TTC）染色法。比较不同基因型玉米种子在临界胁迫贮藏条件下的活力及生理指标变化。【结果】在同一贮藏条件下,基因型是影响种子活力及生理特性的决定性因素。参试玉米种子的初始含水量均处于较低水平,为7.39%-8.71%。在初始状态下,各基因型玉米种子的发芽势及发芽率均在90%以上,具有较强的萌发能力。贮藏一年后,京科968发芽率、发芽势为50%-60%,发芽指数为25%,种子活力指数为0.3;农大108、先玉335、正大619发芽率、发芽势为15%-25%,发芽指数8%-25%,活力指数0-0.08;郑单958发芽率、发芽势、发芽指数活力指数在贮藏1年后均下降为0。临界胁迫贮藏条件下不同基因型玉米种子随着贮藏时间的延长,发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数与可溶性蛋白含量、可溶性糖含量、脱氢酶活性均出现不同程度的下降,种子可溶性蛋白含量和可溶性糖含量的变化与种子活力的变化关系密切。发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数的变化趋势及规律基本一致,但变幅差异较大,不同基因型玉米种子因发芽速率不同发芽指数差异较大,而种子活力指数的降低总是先于种子发芽率的下降,可以真实体现种子的老化及劣变程度。不同基因型玉米种子随着贮藏时间的延长,膜透性变差,种子电导率及丙二醛含量均出现了不同程度的升高,其变化趋势及种子生活力变化呈负相关关系（R²=0.752）,各基因型间细胞膜系统功能存在差异。在本试验中,不同基因型玉米种子活力与丙二醛含量无显著相关性（R²=-0.171--0.094）,与可溶性蛋白含量、可溶性糖含量以及脱氢酶活性呈显著正相关（R²=0.284-0.517）,但各基因型间玉米种子生理变化机制复杂,差距较大。【结论】不同基因型玉米种子对临界胁迫贮藏条件表现均较敏感,但基因型间存在较大差异,在临界胁迫贮藏条件下,郑单958的活力下降最快,京科968活力及各项生理指标变化相对稳定,表现出较强的耐贮性。     

氮胁迫下不同效率玉米基因型的生理特性

在室内控制光照条件下,采用水培方法,对不同氮效率玉米基因型的根分泌物含量和叶片硝酸还原酶活性进行了比较研究.结果表明:氮胁迫条件下,不同氮效率玉米基因型根分泌物中可溶性总糖、氨基酸、酚类物质含量及叶片硝酸还原酶活性等差异极显著.在氮营养缺乏时,高效玉米基因型根系能比低效玉米基因型提供更多的分泌物.不同玉米基因型间硝酸还原酶的活性与氮营养效率呈现显著正相关关系.     

氮胁迫下高效玉米基因型的筛选研究

[目的]为了研究玉米杂交种在氮胁迫下的生长反应,为玉米氮高效基因型的筛选提供一些参考。[方法]以玉米苗期地上部植株干重的相对量(W-N/W+N)作为筛选氮素效率的标准,相对干重大于0.50的玉米基因型称为氮高效基因型,相对干重小于0.10的玉米基因型称为低效基因型。通过水培法研究不同玉米基因型对氮素胁迫的适应性差异。[结果]氮高效玉米基因型、氮低效玉米基因型在-N和+N处理下的平均株高、根冠比分别为68.4 cm和83.4 cm4、8.6 cm和88.5 cm,0.471、0.847和0.256、0.214。在氮磷钾正常供应条件下,氮高效玉米基因型比低效玉米基因型的产量降低14.69%;在氮素缺乏条件下,氮高效玉米基因型比低效玉米基因型的产量提高2.26%;在缺氮条件下,高效玉米基因型比氮磷钾正常供应时增产7.55%,而低效玉米基因型比氮磷钾正常供应时减产10.28%。[结论]苗期生物量可以作为高效玉米基因型筛选的指标之一。     

不同耐旱基因型玉米根系生理性状研究

为了研究玉米根系生理性状与耐旱性的关系,以生长于田间的玉米掖单13(耐旱)和丹玉13(不耐旱)为试验材料,分别于苗期、拔节期、孕穗期和灌浆期测定其根系分布、保水力、吸收面积、氧化力、硝酸还原酶活性以及总糖和还原糖含量等项指标.结果表明:耐旱基因型玉米在21 cm以下土层中的根干重以及根系氧化力极显著高于不耐旱基因型玉米根系(P＜0.01);根系保水力、可溶性糖含量、还原糖含量以及硝酸还原酶活性显著高于不耐旱基因型玉米根系(P＜0.05);根系总吸收面积和活跃吸收面积在两基因型玉米根系之间差异不显著(P＞0.05).这些结果表明,根系所具有的吸水、保水能力和生物节水能力对玉米耐旱能力的发挥起着重要作用.     

不同玉米基因型幼苗缺锌敏感性评价

采用砂培试验方法,在缺锌条件下对35个玉米基因型的缺锌敏感性及相关影响因子进行了比较和评价。根据培养试验中玉米幼苗叶片缺锌症状出现的严重程度和时间早晚,将供试玉米基因型划分为缺锌敏感型、中等敏感型和非敏感型3种类型。对10个缺锌敏感型和非敏感型玉米基因型进行比较发现,外界缺锌对玉米幼苗期的生物量影响不大,敏感型玉米基因型仅仅从外观上显示出缺锌症状。缺锌能显著降低缺锌敏感型玉米基因型叶片的叶绿素含量,而对非敏感型玉米基因型的叶绿素含量影响较小。缺锌敏感型玉米基因型的根冠比普遍较大,其根冠比均大于1,而非敏感型玉米基因型的根冠比却等于或小于1。缺锌敏感型玉米基因型种子中P/Zn较高,非敏感型玉米基因型的P/Zn较低。在缺锌条件下,缺锌敏感型玉米基因型锌从种子向地上部转移的转移率更高。总的来看,玉米种子中的P/Zn可以作为判断玉米生长期内缺锌敏感性的一个重要指标,玉米幼苗的根冠比可以作为鉴别缺锌敏感性的另一指标。     

不同磷效率玉米基因型相对生物学指标和相对生理特性的差异

在两个供磷水平下,以2个磷高效玉米基因型*082和178和2个磷低效玉米基因型掖107和7922为材料进行试验,研究了不同磷效率玉米基因型在低高磷之间的相对生物学指数、相对根系分泌物指数、叶片的两种活性氧清除酶——相对超氧化物歧化酶活性(SOD)和相对过氧化氢酶活性(CAT)以及相对丙二醛(MDA)含量的差异,其结果表明:磷高效基因型的相对生物学指数、相对根系分泌物指数和叶片的相对活性氧清除酶活性均比磷低效基因型高,而相对丙二醛含量比磷低效基因型低。表明磷高效基因型比磷低效基因型具有较强的低磷忍耐能力、分解吸收磷能力、活性氧清除能力和自我修复能力。     

同耐低磷基因型玉米磷营养特性研究

 采用盆栽试验系统研究了不同耐低磷特性的5个玉米自交系在生长过程中苗期、拔节期、孕穗期和吐丝期的磷营养特性。结果表明，在玉米苗期和拔节期，磷吸收效率是决定耐低磷特性的主要变异来源，低磷胁迫下，耐低磷自交系99180和99239植株相对吸磷量均显著高于敏感自交系99152。孕穗期，玉米自交系耐低磷特性主要体现在上部叶磷累积量较高，能保证玉米后期正常生长发育。吐丝期，耐低磷自交系99180和99239即使在低磷胁迫下，磷吸收效率和再分配效率仍明显高于敏感自交系99152。不同耐低磷自交系的磷营养特征也存在差异，99239主要表现为吸收效率较高，而99180则表现出更强的再分配能力。     

不同耐低磷基因型玉米磷营养特性研究

 研究了纳米级和天然高岭土对营养元素氮、磷、钾和有机碳的吸附及解吸特性。结果表明，在相同的初始处理浓度下，纳米级高岭土对氮、磷、钾和有机碳的吸附量均比天然高岭土高，氮的吸附量是天然高岭土的1.5~1.7倍、磷是1.9~2.2倍、钾是1.4~2倍、碳是1.3～1.9倍。纳米级和天然高岭土对氮、磷、钾和有机碳的解吸量与其吸附量呈正相关。2种高岭土对氮、磷、钾和有机碳的吸附规律均可用Langmuir和 Freundlich 方程来拟合。     

混播对不同基因型玉米产量和农艺性状的影响

通过大田试验,比较研究了不同基因型玉米混播时的竞争能力及其与产量之间的关系。结果表明：①混播在竞争条件下4个玉米品种的产量均低于其单播条件;②竞争可以使植株叶夹角降低,叶向值增大,复合群体的叶面积降低,减小了光合吸收面积,不利于产量的提高;③竞争条件下植株生育后期的净光合速率低于单播条件;④竞争条件下紧凑型玉米品种ZD958穗位高/株高降低,茎粗增大,植株抗倒能力增强。紧凑型玉米品种ZD958在4个玉米品种中具有较强的竞争能力。