棉花苗期耐低氮基因型初步筛选

【目的】筛选耐低氮的棉花品种(系),挖掘棉花自身吸收利用氮素的潜力。【方法】以三大棉区不同年代有代表性的270个棉花品种为材料,利用沙培的试验方法,分析其在低氮和适氮两个水平下主要农艺性状的差异及相关性,通过主成分分析和隶属函数法筛选耐低氮品种。【结果】270个供试品种的7个农艺性状在不同供氮水平下变异系数较大,除SPAD值和低氮水平第一批的根干物质质量和总干物质质量外,变异系数都达到10以上,氮积累量变异系数达到60.02。第一批的SPAD、叶面积、根干物质质量相对值的最大值大于80%,第三批和第四批的SPAD、株高、根干物质质量、地上部干物质质量、总干物质质量相对值的最大值大于80%,说明所选材料中存在低氮水平下长势良好即耐低氮品种。【结论】初步筛选出中棉所35、中棉所69、豫棉12、新陆早12号、新陆早23号等32个耐低氮品种;筛选出中棉所64、中662、新陆中15号、新陆早53号等32个氮胁迫敏感型品种。     

苗期耐低氮基因型苦荞的筛选及其评价指标

土壤缺氮是造成我国黄土高原冷凉地区农业低产的主要原因。为了筛选耐低氮苦荞基因型及适宜鉴定指标,采用苗期水培方式,测定9个不同基因型苦荞在不同氮水平下的农艺性状、生理特性及植株氮素利用等指标,采用隶属函数法计算各指标耐低氮指数,通过主成分分析与聚类分析评价各基因型苦荞综合耐低氮能力。结果表明,低氮胁迫下,苦荞地上部生长受抑制程度大于根系,株高、茎粗、叶面积、地上部干重、根系体积、根系表面积及根系平均直径均呈下降趋势,主根长和根冠比呈上升趋势;根系活力、根系硝酸还原酶(NR)活性及可溶性蛋白含量有所下降,而根系超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性、丙二醛(MDA)、可溶性糖及游离脯氨酸含量有所升高;叶片叶绿素含量、Fm和Fv/Fm降低,而Fo升高;植株全氮含量及氮积累量降低,而由于植株氮积累量降幅明显大于生物量降幅,导致氮利用效率显著升高。将25个单项指标转化为4个相互独立的综合指标(累计贡献率达87.44%),并将9个苦荞基因型划分为耐低氮型、中间型和不耐低氮型。为了预测苦荞基因型的耐低氮能力,将D值作因变量,各指标耐低氮指数作自变量进行逐步回归分析,建立最优回归方程,筛选出株高、茎粗、叶面积、根冠比、叶绿素含量、Fm、根系超氧化物歧化酶(SOD)活性及氮利用效率8项对苦荞耐低氮能力有显著影响的指标,并且9个苦荞基因型的苗期耐低氮能力预测值Y与D值显著相关(R2=0.998,P0.01),表明这8个指标可用于耐低氮苦荞基因型的快速鉴定。     

棉花苗期氮营养高效品种筛选

以33个棉花品种（系）为材料,采用温室苗期水培方法,在低氮和正常供氮2个水平下,对耐低氮棉花基因型的筛选指标进行了分析,并对氮高效型品种进行了筛选。结果表明,相对整株干重与相对氮积累量呈极显著正相关（r=0.946**,N=33,P<0.01）,与相对氮利用效率呈显著正相关（r=0.432*,N=33,P<0.05）,说明整株干重可作为棉花苗期氮高效基因型筛选的主要指标,相对氮积累量与相对氮利用效率呈显著正相关（r=0.445*,N=33,P<0.05）,这2个指标可作为苗期筛选的辅助指标。不同棉花品种的耐低氮能力不同,其中新陆早12号、新陆早21号、新陆早32号、新陆中26号、新陆中31号、新海25号品种的相对整株干重较高,具有在低氮条件下氮积累干物质能力强,氮利用效率较高等特点;炮台一号、新陆早19号、新陆早36号、A杂交铃、新海3号、新海13号为氮低效基因型品种,具有正常氮条件下干物质积累较少、吸氮能力相对较弱等特点。通过对不同时期苗期水培试验,在正常和缺氮条件下对不同棉花基因型形态和生理指标进行了分析比较,初步探讨了氮高效的机理,以为棉花优质、高产、高效栽培和棉花氮素高效利用品种的选育提供理论依据。     

耐低氮小麦基因型筛选指标的研究

以12个小麦基因型为研究对象,采用液培与大田试验,在低氮胁迫和正常供氮2个水平下,对耐低氮小麦基因型的筛选指标进行了探讨,为氮-高效基因型小麦育种提供理论依据。结果表明:小麦植株干重在低氮胁迫和正常供氮条件下都有较大的基因型变异(变异系数CV分别为29.03%和18.21%);在所有调查性状的相对值中,相对植株干重(低氮胁迫/正常供氮)基因型变异较大(CV为22.76%);相关性分析表明,相对植株干重与相对株高、相对植株吸N量和相对N利用效率间呈极显著正相关(P<0.01),且液培试验中相对植株干重和大田试验中相对籽粒产量(不施氮/施氮)间呈极显著正相关(r=0.77**,n=2)。因此,以小麦苗期相对植株干重作为筛选指标,然后进行大田验证,是筛选耐低氮小麦基因型行之有效的途径。     

37个玉米品种耐低氮能力潜势分析

为明确37个玉米品种耐低氮潜势,于2013年通过大田试验研究了施氮量对玉米品种植株性状、产量及其组成性状的影响。结果表明：施氮量对玉米的穗上叶叶面积、穗下叶叶面积、穗位叶叶面积、叶绿素含量、有效功能叶片数、散粉至吐丝间隔期（ ASI）、穗长、穗粗、秃尖长、行粒数、百粒质量和籽粒产量影响显著或极显著,对株高、穗位高和穗行数影响不显著;不同施氮水平下37个品种各性状的变异系数除穗下叶叶面积ASI和秃尖长外,其余性状均为45 kg／hm2施氮量的变异系数最大,该施氮量可能是玉米品种耐低氮鉴定的适宜施氮量。低氮胁迫对玉米各性状具有不利影响。低氮胁迫下玉米籽粒产量与穗位叶叶绿素含量、有效功能叶片数、穗长、穗粗、行粒数显著或极显著正相关,可作为耐低氮性筛选指标。不同玉米品种耐低氮能力存在基因型差异,采用模糊数学隶属函数分析方法筛选出三峡玉3号、三峡玉5号、三峡玉9号、忠玉9号、先玉508、M8（ XZ071-4×渝561）、M15（11 Y2×08 HC-7）、BH1421（281H ×S99）共8个高产耐低氮玉米品种。     

低氮胁迫下三峡库区玉米地方品种的苗期植株形态及生理效应

以10个来自三峡库区的玉米地方品种为材料,通过盆栽实验和设置低氮胁迫处理,研究低氮胁迫下玉米地方品种的苗期植株形态和生理效应.结果表明,低氮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低氮特性存在明显差异.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低氮胁迫指数存在差异.侧根数、叶面积、根体积和植株干重可作为玉米地方品种耐低氮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低氮种质筛选的生理指标.此外,三峡库区玉米地方品种中有较丰富的耐低氮种质可供玉米育种利用.     

海岛棉氮高效品种筛选与氮效率综合评价

为筛选氮高效海岛棉品种,补充收获期筛选指标,完善棉花氮效率评价体系,以近20年来育成的12个海岛棉品种为供试材料,设置低氮(0 kg/hm²,N₀)、中氮(240 kg/hm²,N₁)和高氮(480 kg/hm²,N₂)3个氮肥处理,利用相关性分析、主成分分析和隶属函数分析综合评价海岛棉氮效率类型,筛选出氮高效海岛棉品种,确定收获期氮高效海岛棉品种筛选的评价指标。结果表明,不同氮肥水平下,供试海岛棉品种大部分指标变异系数均大于10%,将19个评价指标进行主成分分析,N₁和N₂水平下前4个主成分累计贡献率分别为86.68%和88.03%,其中株高、果枝数、茎叶生物量、生殖器官生物量等12个指标在4个主成分中占较大比重,并且指标间呈显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)正相关。根据主成分综合得分、氮效率综合评价值与皮棉产量,筛选出1个氮高效品种、3个氮中效品种和3个氮低效品种。综上所述,确定棉城10...     

102份辣椒种质资源苗期耐低氮性综合评价

为了加强辣椒耐低氮种质资源的利用,本研究对从国内外收集的102份辣椒种质资源进行了苗期耐低氮性综合评价。结果显示,相对叶面积、相对地上部分干重、相对根干重、相对整株干重和相对根冠比的变幅分别为0.40～1.71、0.48～1.93、0.58～2.00、0.50～1.92和0.86～2.16,变异系数均大于18%,说明基因型间耐低氮性差异较大。聚类分析将102份材料分为了4个类群,第Ⅰ类群的93份材料为中间型,第Ⅱ类群的6份材料为低氮敏感型,第Ⅲ、Ⅳ类群的3份材料为耐低氮型,耐低氮材料与其余材料间欧氏距离较大,有利于杂种优势组合的组配。本研究利用聚类分析和模糊隶属函数综合分析法筛选出的低氮敏感材料和耐低氮材料完全一致,证明了筛选结果的准确性,研究结果为辣椒耐低氮育种提供了理论依据。     

低氮胁迫对不同小麦品种苗期性状的影响

研究了低氮0.1mMNO3胁迫对6个不同基因型小麦品种苗期性状的影响.研究结果表明,低氮胁迫处理对小麦根系性状的影响大于地上部性状,不同苗期性状受低氮胁迫影响的程度分别为:根系鲜重＞根系干重＞最长根长＞地上部鲜重＞苗长＞地上部干重.6个供试小麦品种中,中国春对低氮胁迫最为敏感,而埃及红的耐低氮性相对较强.     

不同耐低氮性玉米品种的花后碳氮积累与转运特征

为了探明不同耐低氮性玉米品种生育后期碳、氮物质积累与转运特性及其对氮肥响应的差异,以期为品种高效施氮技术的制定提供理论依据。以耐低氮品种‘正红311’(Zhenghong311,ZH311)和低氮敏感品种‘先玉508’(Xianyu 508, XY508)为材料,设置4个氮肥用量(0、150、300和450 kg hm–2),于2017—2019年研究氮肥水平对不同耐低氮性玉米品种生育后期物质,包括干物质、全氮和非结构性碳水化合物(non-structural carbohydrate, NSC)积累和转运的影响。结果表明,供氮不足时,玉米通过增加花前贮存碳、氮物质对籽粒的转运以保证产量。增施氮肥能够提高玉米花后干物质和碳水化合物生产及其对籽粒质量的贡献率。与低氮敏感品种先玉508相比,在低氮条件下,耐低氮品种正红311在花前、花后均保持较高的植株干物质、NSC和氮素量,花后物质积累量及其对籽粒质量的贡献率更高,从而拥有更高的籽粒产量;品种间花前物质转运率及其对籽粒质量的贡献率差异不大。面对低氮胁迫,正红311既保证了花前贮存物质充分向籽粒运输,同时维持着较高的同化物积累能力来影响其产量形成。     

大麦地方品种苗期耐低氮筛选和鉴定指标的研究

为了挖掘耐低氮大麦种质资源。采用水培试验,设正常供氮和低氮胁迫2个处理,通过根长、株高、分蘖数和干质量等指标对19份大麦地方品种的耐低氮特性进行筛选和鉴定。方差分析表明,各性状在不同供氮水平和品种间均有极显著差异,并且供氮水平和品种间的互作作用达到极显著水平,表明低氮胁迫水平设置合理,各品种也表现出对低氮胁迫反应不同。变异分析表明,2种供氮条件下大麦的分蘖数和干质量变异系数均较大,说明这些指标在品种间的差异明显,较适合作为耐低氮筛选指标,而株高性状受基因型差异的影响较小,不适合作为耐低氮品种筛选指标。相关性分析表明,正常供氮条件下,大麦干质量与其他指标均呈极显著正相关,低氮胁迫下,也表现出了相似的趋势,只是相关性程度有所下降,并且地上部干质量与根长、分蘖数仅呈显著正相关关系。鉴于生物量在耐低氮鉴定评价中的重要作用,对低氮胁迫和正常供氮条件下大麦的地上部干质量进一步进行比较,t测验表明,大麦品种B929、B942、B945、B968和B974在正常供氮和低氮胁迫间地上部干质量无明显差异,说明这5个大麦品种具有较强的耐低氮能力,同时该判断标准也弥补了仅利用相对值来判断耐低氮性的不足。另外,研究大麦地上部干质量指标和氮素吸收利用相关指标在耐低氮中的关系,发现同时考虑氮素吸收和利用相关性状才可能对大麦品种耐低氮性进行判断。     

低磷胁迫下不同基因型棉花生理和形态的响应差异

盆栽条件下,选用18个不同基因型棉花品种,研究2个磷水平:适磷P(KH_2PO_4 1.00×10~(-3) mol·L~(-1))处理和低磷P 0(KH_2PO_4 0.01×10~(-3) mol·L~(-1))处理对棉花幼苗的磷利用效率、叶绿素含量、地上地下鲜重和干重及形态特性的影响。试验结果表明:棉苗地上部鲜重、地上部干重、总干重、总叶面积、叶绿素含量和磷利用率等指标在不同磷处理水平和不同基因型品种间都存在着显著或极显著差异,可作为研究品种耐低磷能力的性状指标;各性状相对值变异系数的大小顺序为:总叶面积地上部干重总干重地上部鲜重叶绿素含量磷利用率;根据相对值表现及聚类分析表明:中棉所42号、新陆早19号和鲁研棉28号在低磷和适磷处理的比较中,各测定指标的综合表现良好,能够很好的适应低磷胁迫条件,属于耐低磷基因型品种。     

玉米耐低氮基因型筛选压力的选择

收集了贵州省喀斯特高原生态型玉米自交系、杂交种及农家品种，采用溶液培养的方法，对玉米耐低氮基因型的筛选压力展开了较为系统的研究，初步获得以下研究结果：（1）在极低N胁迫（O．05mmol／L）条件下，不同玉米基因型的缺素症状、地上部干重、根干重、根冠比及植株总吸氮量的基因型差异显著，更易评价和鉴定玉米基因型的耐低氮营养特性。因而，氮素胁迫压力为0．05mmol／L时，较适于对耐低氮基因型材料的筛选。（2）在极低供N条件下，贵毕303基因型具有较高的氮效率，这主要来源于吸收效率的差异，该基因型在低N下总吸氮量最高；而绵单1号、安单136和兴黄单89—2表现出较强的耐低氮特性。     

叶绿素荧光动力学O-J-I-P参数在棉花幼苗耐冷性评价上的应用

低温冷害是影响棉花生长的主要逆境因子,如何建立简捷、有效的棉花耐冷性鉴定及筛选体系是棉花耐冷研究的关键问题。在本研究中,阐述了如何用O-J-I-P参数来评价棉花幼苗的耐冷性。选用北疆棉区22个主栽棉花品种,对盆栽幼苗经过连续4d的4℃低温处理,进行了相应的冷害指数鉴定,并基于O-J-I-P参数Fv/Fm和PI所建立的冷害因子指数1及冷害因子指数2对各个棉花幼苗做了耐冷鉴定和分级评价。结果发现,冷害因子指数1和冷害因子指数2的鉴定、评价结果与冷害指数鉴定结果相近。中棉所36、新陆早25、297-5幼苗具有较强的耐冷性,而新陆早10号、新陆早12号及炮台1号的耐冷性较弱。叶绿素荧光动力学O-J-I-P可以快速、有效地鉴定棉花幼苗的耐冷性,这对棉花的耐冷性鉴定和培育耐冷型的棉花品种具有重要的意义。     

棉花苗期氮效率对其产量性状和品质性状的影响

为探明不同棉花品种的氮营养代谢特性和培育氮高效棉花品种提供参考,以30个棉花品种为材料,设置施氮和不施氮两个处理,采用漂浮育苗法培育棉苗,对其苗期的氮效率进行了比较研究,并对各品种棉花的产量性状和纤维品质也进行了测定。结果表明,在氮胁迫情况下,棉花苗期植株的叶绿素含量、含氮量、氮积累量及叶绿素饱和ETR值都产生明显的降低趋势;根据苗期测定的20个指标进行的主成分分析结果表明,前3个主成分的累积方差贡献率已达到80%以上,棉苗三叶一心时期的总相对干重、总氮积累量、地上部含氮量、地上部相对含氮量,地下部含氮量和地下部相对含氮量等6个指标可代表所有供试品种所有参评性状的绝大部分信息;根据这6个指标对这30个棉花品种进行了聚类分析,同时根据这些品种的大田产量性状和纤维品质性状也进行了聚类分析,通过对这3种不同聚类结果的综合分析表明,棉花苗期氮效率与成熟后的产量和纤维品质是有一定的影响,苗期氮效率高的‘鄂棉14’、‘泗棉4号’、‘湘棉10号’、‘衡棉4号’和‘川棉56’等棉花品种,成熟后的产量高,纤维品质也相对优良,而‘鲁棉12号’、‘辽棉15’和‘新陆早20’等苗期氮效率低的品种,成熟后的产量较低,纤维品质也相对较差。     

棉花抗枯黄萎病品种耐低磷种质筛选

 采用蛭石栽培和营养液浇灌的方法,研究棉花品种耐低磷筛选指标,利用这些指标对88份棉花抗枯、黄萎病品种进行磷素利用率极端基因型的筛选。结果表明,株高和根冠比在不同品种和不同磷浓度处理之间无显著差异,而棉苗干物重、地上部鲜重、总叶面积、叶绿素含量、地上部干物重及磷利用率在不同磷浓度处理和不同品种之间均存在显著差异,可以作为棉花苗期耐低磷能力的评价指标。利用这些指标对棉花抗枯、黄萎病品种进行了分析。聚类结果将88个品种主要分为耐低磷基因型和非耐低磷基因型两大类,分别包括25个和55个品种。其中,中棉所21、中99和陕棉11属于耐低磷的极端基因型。     

不同年代玉米品种根系对低氮干旱胁迫的响应分析

以1973年以来5个主推玉米品种中单2号、丹玉13、掖单13、农大108、郑单958以及新品种豫单606为材料,在低氮和低氮干旱复合胁迫下,研究了品种更替过程中根系变化特征。结果表明,随年代推进,玉米品种根干重、根长及根表面积呈先升后降又升的趋势,早期品种的3个根系性状逐渐增加,以获取更多的水分和养分,现代品种的3个根系性状逐渐减少,以减少冗余器官的消耗,而新品种有所上升,以满足产量持续增长所需水分和养分。在低氮和低氮干旱复合胁迫下,与早期品种相比,现代品种根干重变化小,但根长和根表面积增加多,根系平均直径变细,伤流量减少不显著。上述结果表明,不同年代玉米品种根系逐渐优化,现代品种根系形态调节能力增强,对低氮和低氮干旱复合胁迫的耐性提高。     

不同玉米品种的耐低氮能力初鉴

选用生产上推广的10个玉米品种,通过分析其在不同施氮水平下产量及相关性状的变化,筛选耐低氮玉米品种。结果表明:桂单162、桂单901、鄂玉24号、钻卡88和正大808属于氮敏感型品种;桂单0810、GY201、兆丰788和正大999属于氮中型品种;瑞特273属于耐低氮型品种。     

不同基因型谷子幼苗期对低氮胁迫的响应

为研究不同品种谷子杭低氮胁迫能力,以12个品种谷子幼苗为试验材料,分别用氮浓度为5.Ommol/L和0.1mmol/L的营养液浇灌对照组与低氮组,在蛙石中培养1个月后测量苗高、根长、生物量、氮累积量、氮利用效率和耐低氮指数。结果表明,随着低氮胁迫的进行,12个谷子品种的生长受显著影响,但品种间受低氮胁迫的程度不同,与对照组相比,各品种的苗高、生物量、氮累积量均有不同程度的降低;氮利用效率升高;根长有的降低有的升高。通过隶属函数综合分析,冀谷31、龙谷31为耐低氮胁迫基因型。这对不同地区选择耐低氮的夏谷品种具有一定的指导意义。     

利用叶绿素仪SPAD值筛选耐低氮水稻种质

在低氮限制条件下,对低氮的反应存在明显的基因型差异,这种差异可以通过SPAD值来很好地反映。本文以农业部948项目全球水稻分子育种计划采用的151余份国内外代表性种质为供体亲本、云南省育成的优质品种滇粳优1号为轮回亲本、通过连续回交形成的5500个株行为材料,在田间自然缺氮条件下,以水稻植株叶绿素计SPAD值作为耐低氮能力评价指标,以不同试验地点SPAD值的相对值为参考评价指标。最终筛选出Madhukar、UPR191-66为耐低氮基因型种质。