小麦专用复方抗旱型浸种剂和包衣剂抗旱机理的初步研究

为探讨小麦复方抗旱型浸种剂和包衣剂的抗旱机理及给其推广应用提供理论依据,以小麦品种临麦2号为材料,研究了干旱胁迫条件下小麦用复方抗旱型包衣剂和浸种剂及普通包衣剂处理后小麦种子萌发、幼苗生长、光合等生理指标的变化.结果表明,与普通包衣剂处理和对照相比,抗旱型包衣剂处理的小麦种子萌发率、发芽势降低,而抗旱型浸种剂处理的种子萌发率、发芽势升高,两种抗旱型种子处理剂处理下小麦幼苗根数和根长均显著增加.除气孔间隙CO2浓度外,抗旱型浸种剂和抗旱型包衣剂处理的幼苗地上部干重、叶片持水力和MDA含量低于对照和普通包衣剂处理,根干重、根冠比、叶绿素含量、气孔导度、净光合速率、硝酸还原酶活性、过氧化氢酶活性均明显高于后二者,其中抗旱型浸种剂处理效果较佳.说明在干旱胁迫下复方抗旱型包衣剂和浸种剂处理可显著增加小麦幼苗根系生长、抗氧化、硝态氮利用和光合性能,浸种剂还可促进种子萌发,从而降低干旱胁迫对幼苗造成的伤害,提高小麦抗旱能力;抗旱型浸种剂表现优于包衣剂.     

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。     

冬小麦种子萌发期抗旱性的基因型差异

为准确评价冬小麦种子萌发期抗旱性的基因型差异,利用15%浓度聚乙二醇(PEG-6000)高渗溶液模拟干旱胁迫,选取22个小麦品种进行种子萌发实验,通过对根长、芽长、根干重、芽干重、发芽势等9个指标的测定,并运用相关分析、主成分分析、隶属函数等方法分析了不同小麦品种萌芽期对干旱胁迫的响应。结果表明,品种间不同指标抗旱指数的变异程度不同,其中发芽势、根长、芽长、根干重、芽干重的抗旱指数变异系数均大于100%,以发芽势变异最大,变异系数达到186.30%,而种子总干重变异最小。通过主成分分析,将9个指标转化为三个相互独立的综合指标,其累计贡献率达到94.43%。根据抗旱性综合评价值(D)进行聚类分析,将22个小麦品种分为四类,其中第一类,D≥0.5,抗旱能力较强,包括长旱58、西杂5号和陕麦139;第二类,0.4≤D0.5,中等抗旱,包括航麦6号、晋麦47和轮选988;第三类,0.19≤D0.4,对干旱中度敏感,包括西农223等7个品种;第四类,D0.19,抗旱能力较弱,包括漯麦18、郑麦7698和天麦535。     

增强小麦种子萌发期抗旱性的植物生长调节物质的筛选与评价

为筛选能增强小麦萌发期抗旱性的植物生长调节物质,以绵麦228为材料,选用21种植物生长调节物质浸种24h,以清水浸种为对照,在20%PEG6000模拟干旱胁迫条件下,测定各处理的小麦种子发芽势、发芽率、发芽指数及苗高、胚芽鞘长度、根长、根数、根冠比、种子贮藏物质转运率等性状,并通过加权隶属函数法评价21种生长调节物质增强小麦萌发期抗旱性的综合效果。结果表明,在PEG6000胁迫下,供试的大部分植物生长调节物质均能在一定程度上增强小麦种子萌发期的抗旱能力,表现为种子发芽率、发芽势、发芽指数提高,苗高、胚芽鞘长度、根长和根数增加,根冠比、贮藏物质转运速率增大;不同植物生长调节物质对小麦萌发期抗旱能力的调控程度存在一定差异。通过加权隶属函数法分析,综合评价值(D值)排在前5位的植物生长调节物质分别为乙烯利、黄腐酸、氯化胆碱、赤霉素、吲哚丁酸·萘乙酸。除根长、根冠比外,其他鉴定指标与D值均呈显著或极显著正相关,其中苗高的相关系数最大(0.80),因此种子发芽势、发芽率、发芽指数、苗高、胚芽鞘长度、根数、种子贮藏物质转运率等指标可作为植物生长调节物质浸种调控小麦萌发期抗旱性的评价指标。     

8份强筋小麦品种抗旱性评价

为给强筋冬小麦品种的抗旱性评价和抗旱指标筛选提供理论依据,以黄淮麦区种植的8个强筋小麦品种为材料,在水培条件下设置正常供水(对照)和20%聚乙二醇(PEG-6000)模拟干旱胁迫两个处理,测定了萌发期11个抗旱相关指标、幼苗期20个抗旱相关指标,计算各指标的抗旱系数,采用主成分分析法和隶属函数法求得综合抗旱能力评价值(D值),基于D值评价萌发期和幼苗期抗旱性;在旱棚池栽条件下,测定了2种水分处理下(适时一次灌溉、雨养)籽粒产量,基于产量抗旱系数评价全生育期抗旱性。结果表明：(1)干旱处理下,8个小麦品种萌发期发芽势、发芽率等10个抗旱指标显著低于对照,根冠比显著高于对照;幼苗期叶片净光合速率、气孔导度等13个抗旱指标不同程度地低于对照,胞间CO₂浓度、SOD活性等7个抗旱指标显著高于对照。(2)与适时一次灌溉相比,雨养条件下小麦籽粒产量显著降低,降幅18.70%～28.66%,产量抗旱系数为0.713～0.813。(3)8个强筋小麦品种在萌发期和幼苗期抗旱等级不尽相同。藁8901在2个生育时期均表现出抗旱性;科大1026、郑麦7698和丰德存麦5号在幼苗期表现出抗...     

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。     

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.     

壳聚糖包衣对水分胁迫下玉米种子萌发和幼苗生长的影响

壳聚糖(Chitosan,CS)是一种天然高分子物质,通过壳聚糖应用于种子包衣,研究对水分胁迫条件下玉米种子萌发和幼苗生长的影响。结果表明,壳聚糖包衣处理明显提高玉米种子的发芽率、发芽指数及活力指数,中度水分胁迫下发芽率比对照高6.9%,达极显著差异;玉米幼苗变高,茎粗和根长增加,根冠比极显著提高;降低玉米幼苗叶片的脯氨酸和丙二醛含量,提高叶绿素含量以及超氧化物歧化酶活性,有利于增强玉米幼苗的抗旱能力。     

PEG-6000模拟干旱胁迫对黑小麦种子萌发特性的影响

为探究干旱胁迫对黑小麦种子萌发特性的影响,以不同黑小麦品种为供试材料,采用PEG-6000模拟干旱条件,研究黑小麦萌发期对干旱胁迫的响应,比较不同品种黑小麦的萌发期抗旱性。结果表明：(1)干旱胁迫后,黑小麦发芽势、发芽率、主胚根长、芽长、根干质量和芽干质量较对照均有不同程度下降,根冠比上升,贮藏物质转运率下降;变幅因品种而异,除芽干质量外,秦紫2号在其余指标间变幅均呈统计学显著性;(2)发芽势与发芽率(0.959)、芽长(0.968)、根干质量(0.885)、贮藏物质转运率(0.884)显著正相关。发芽率与芽长(0.923)极显著正相关,与根干质量(0.817)、贮藏物质转运率(0.850)显著正相关;(3)通过加权隶属函数法分析,根据抗旱性综合评价值(D值),供试黑小麦品种抗旱能力分为3类,其中珍选1号、秦紫1号和珍选2号属强抗旱型,杨紫1号、西黑88和黑优1号属中等抗旱型,秦紫2号属弱抗旱型。研究结果可为黑小麦品种选用和萌发期抗旱性鉴定提供参考。     

60Co-γ辐射小麦M3代种子和幼苗抗旱性的变异

为了探讨利用物理诱变技术创制小麦抗旱种质资源的可行性,采用60Co-γ射线辐射诱变小麦品种涡9722,用30%PEG-6000溶液模拟干旱胁迫,对227个M3代株行进行发芽试验和幼苗生长试验,测定发芽指标和幼苗的生长指标、生理指标.结果表明,发芽势、发芽率、发芽指数、苗高、叶数、根数、主根长、根干重、地上部分干重、根冠比、根含水率、苗含水率、脯氨酸含量、可溶性糖含量、叶绿素含量等15个指标在M3代株行间差异极显著.以综合抗旱系数评价抗旱性,M3群体株行抗旱性的变异倾向于正偏态分布,抗旱性低于亲本的株行占61.2%,高于亲本的株行占38.8%.以超过M3群体株行综合抗旱系数均值±2×标准差筛选变异株行,有9个株行发生正向变异,其中株行1 76的综合抗旱性表现突出,抗旱萌发和抗旱生长的能力均较好.用类平均法对227个M3代株行进行聚类,当遗传距离为1.59时,M3代株行的抗旱性变异类型可分为6大类.     

小麦苗期抗旱相关形态指标的灰色关联度分析

为了系统研究小麦苗期形态指标与抗旱性的关系并筛选有效的抗旱性指标,使用PEG-6000模拟干旱胁迫,采用灰色关联度分析法分析了28份小麦品种苗期干旱胁迫下的苗高、最长根长、根数、地上部鲜重、地上部干重、根鲜重、根干重、叶片数、根冠比等9个形态指标与抗旱系数的关联程度,并以所得加权抗旱系数对各品种进行聚类分析.结果显示,各形态指标与抗旱系数的关联度依次为:叶片数(0.817)>苗高(0.766)>地上部干重(0.746)>地上部鲜重(0.729)>根数(0.699)>根干重(0.688)>根鲜重(0.681)>根冠比(0.645)>最长根长(0.399).研究还表明,9个形态指标可分为叶片相关因子、地上部生物量因子和根部生物量因子三大类,地上部生物量因子的关联度大于根部生物量因子;不能只通过差异显著度检验来判断某一指标是否可以用作抗旱性鉴定;聚类结果能较好地反映各小麦品种的地域分布.因此,进行小麦品种苗期抗旱性鉴定时,应加强对地上部形态指标的选择和鉴定,以提高选择效率.     

水杨酸和甜菜碱浸种对低温干旱胁迫下玉米苗期生长的影响

沙培条件下,研究不同浓度水杨酸和甜菜碱浸种后对胁迫下玉米萌发和解除胁迫后苗期生长性状的影响,比较不同胁迫类型间的药剂浸种效果差异。结果表明,与低温胁迫相比,低温干旱双胁迫使玉米发芽势、地上部干鲜重和鲜重根冠比极显著下降。水杨酸和甜菜碱均能显著提高不同胁迫下玉米子粒发芽势,显著减少可溶性糖含量。对于幼苗高度和幼苗干鲜重,药剂浸种表现为低温胁迫下抑制效果和低温干旱双胁迫下促进作用。根系总长对药剂浸种的响应强于其他根系性状,且对甜菜碱的响应更为显著;地上部生长对水杨酸的响应强于甜菜碱。随着药剂浓度升高,水杨酸效果减弱,甜菜碱效果增强。     

水分胁迫条件下冬小麦幼苗应答蛋白的表达及其与品种抗旱性的关系

为了探索冬小麦幼苗期水分胁迫D-应答蛋白与品种抗旱性的关系,以30个抗旱性不同的冬小麦品种为材料,采用正常供水和-1.0 MPa PEG-6000胁迫两种处理及SDS-PAGE电泳技术,在抗旱性研究的基础上,对水分胁迫与非胁迫条件下D-应答蛋白在不同品种间表达的差异进行分析.结果发现,抗旱和中等抗旱品种经胁迫诱导后产生D-应答蛋白条带,而干旱敏感品种中没有出现此条带.该应答蛋白的分子量与已报道的抽穗期的分子量相当,约为66.2 kD.说明冬小麦幼苗期经水分胁迫后产生的D-应答蛋白与抽穗期水分胁迫后产生的应答蛋白完全一样,可以作为鉴定抗旱性的应答蛋白指标.     

苗期大豆根系及地上部性状与耐旱性的关系

选用耐旱性较强的野生大豆SNWS0048和综合性状优良但不耐旱的育成品种晋大73为亲本,构建回交自交系(BIL)群体。连续2 a在人工控制环境下,检测不同水分条件下该大豆群体的苗期根系及地上部性状,采用相关及通径分析研究了大豆根系及地上部性状与耐旱性的关系,同时探讨了这些性状的遗传特性。结果表明:在干旱胁迫下株高、茎重、根长和根重均有所下降,根冠比有所升高。干旱胁迫下的耐旱系数与所有性状呈正相关,其中与主根长、根重、根冠比极显著相关,与茎重显著相关,与株高相关不显著。通径分析进一步表明正常供水条件下根干重对大豆耐旱性有重要影响,而干旱胁迫条件下根冠比对大豆耐旱性的影响较大。     

不同玉米自交系萌芽期的抗旱性研究

以聚乙二醇(PEG)-6000作为渗透剂模拟水分胁迫,胁迫溶液渗透势范围在-0.3～-0.7 MPa,分析进行玉米种子水分胁迫萌发试验的条件;以种子萌发抗旱指数为依据对97份玉米自交系进行萌芽期抗旱性鉴定。结果表明,-0.5 MPa(PEG)-6000处理可以作为玉米萌芽期抗旱性鉴定的水分胁迫条件;在相同剂量的PEG-6000胁迫溶液下,相关分析显示,千粒重与相对发芽率呈显著负相关,与活力抗旱指数呈极显著负相关,与萌发抗旱指数未呈显著性相关。     

燕麦种子萌发和幼苗生长对不同盐胁迫的反应

为给燕麦耐盐性鉴选和不同盐分盐渍地的燕麦种植提供参考依据,以国内9个燕麦主栽品种(定莜1号、坝莜1号、坝莜3号、白燕2号、白燕3号、白燕5号、白燕6号、草莜1号和燕科1号)为材料,研究了燕麦种子萌发和幼苗生长对三种单盐(NaCl,Na_2SO_4和MgCl_2)胁迫的反应.结果表明,草莜1号、白燕3号、白燕5号、草莜1号、白燕6号对NaCl、Na_2SO_4、MgCl_2胁迫较其他品种敏感性低,而定莜1号对各单盐胁迫的敏感性均最高;低浓度(≤1.0%)单盐胁迫下,NaCl和Na_2SO_4胁迫部分处理的幼苗生长指标较对照有所提高.浓度高于1.0%的单盐胁迫时,相对苗高与根长、相对单株鲜重与干重和相对根数和相对根冠比均随盐浓度的增加而下降,但下降幅度存在明显差异;盐浓度与除根冠比外的其他指标均呈显著或极显著负相关,其中与相对发芽率、相对发芽势间的相关性最高.