不同抗旱性甘薯品种叶片生理性状差异及抗旱指标筛选

在人工控水条件下,以15个甘薯品种为试验材料,设置正常灌水和干旱胁迫2个土壤水分处理,研究了干旱胁迫条件下不同甘薯品种叶片生理特性的差异。结果表明,干旱胁迫条件下,叶面积系数均不同程度下降,反映了品种抗旱性的差异。通过抗旱系数聚类分析,将15个甘薯品种分为3个抗旱类型,抗旱品种:济薯21、济薯25、济徐23、济薯15、烟薯25;中等抗旱品种:徐薯18、济薯26、北京553、济紫薯2号、济薯18;不抗旱品种:郑薯20、济紫薯3号、济薯22、济紫薯1号、凌紫。叶面积系数与抗旱系数的相关性分析表明,干旱胁迫条件下抗旱性强的甘薯品种可维持较高的叶面积系数;而正常灌水条件下的叶面积系数不能反映甘薯品种抗旱性。干旱胁迫导致功能叶叶绿素含量和相对含水量下降,叶片相对电导率升高。干旱胁迫条件下,功能叶叶绿素含量和相对含水量与甘薯品种的抗旱性呈显著正相关关系,而功能叶相对电导率则与甘薯品种抗旱性呈显著的负相关关系。因此,叶面积系数以及功能叶叶绿素含量、相对含水量和相对电导率等指标可作为甘薯品种抗旱性鉴定的评价指标。     

全国主栽马铃薯品种的抗旱性评价

干旱严重限制了马铃薯的生产,为了筛选高抗旱性马铃薯品种,本研究对全国主栽的40份马铃著栽培品种在旱棚内进行田间人工控水种植,通过测定各品种的抗旱系数、抗旱指数、株高胁迫系数和失水力4个指标,筛选出高抗旱性材料4份,分别是晋早1号、晋薯8号、冀张薯8号和延薯6号,中抗旱性品种有冀张薯12号、克新19号、东农310、云薯202、闽薯1号、延薯8号、丽薯6号、云薯304、延薯7号等9份材料,其余品种均为低抗旱或不抗旱品种.     

干旱胁迫对马铃薯品种生长及生理生化指标的影响

研究了干旱胁迫下不同马铃薯品种的抗旱生理机制,为马铃薯抗旱育种和栽培提供理论依据。本试验以‘冀张薯8号’、‘冀张薯12号’、‘克新1号’为材料,在抗旱棚中研究不同干旱胁迫处理下马铃薯生长及生理生化指标的变化,并分析评价其抗旱性。结果表明：干旱胁迫下马铃薯的产量、株高、茎粗、茎叶鲜重等生长指标均显著降低;随着胁迫程度的增加,3个品种过氧化物酶活性均逐渐升高,超氧化物歧化酶活性均呈现先升高后降低的趋势,而可溶性蛋白含量均呈现逐渐增加的趋势,但品种间3个指标变化的幅度不同,‘冀张薯8号’、‘冀张薯12号’上升的幅度高于‘克新1号’;随着干旱胁迫程度的增加,3个品种的组织相对含水量均逐渐降低。通过抗旱性综合分析和评价,抗旱性从大到小依次为‘冀张薯8号’、‘冀张薯12号’、‘克新1号’。研究结果说明抗旱性强的马铃薯品种通过一系列的生理生化的变化,具备较强的抵御干旱胁迫的能力。     

基于D值法的烟草苗期抗旱评价方法研究及抗旱材料筛选

为了探究苗期抗旱性快速评价方法，筛选烟草苗期抗旱材料，开展苗期抗旱种质鉴定和抗旱品种选育。本试验以21个品种(系)5叶1心的烟苗为材料，采用15%PEG-6000模拟干旱胁迫处理，于处理48 h测定参试材料的叶绿素a等10项生理指标，通过主成分分析、隶属函数分析和通径分析构建了烟草苗期抗旱性评价方法。结果显示，主成分分析从10项指标中筛选出叶绿素a、H₂O₂、MDA、SOD、POD等5项典型的抗旱指标；通过筛选出的5项指标与各材料D值的通径分析构建出了烟草苗期抗旱性预测模型，模型表明叶绿素a对烟草苗期抗旱性直接通径系数最大；分别以构建出的抗旱性预测模型和叶绿素a的抗旱系数对各材料进行聚类分析，均将供试材料分为高抗型、中抗型、低抗型、不抗型和敏感型等5类，同时筛选出4份苗期抗旱性较强材料。研究表明，采用15%PEG-6000模拟干旱胁迫处理，利用叶绿素a等5项指标构建的抗旱性度量值及回归预测模型可用于烟草苗期抗旱性评价，干旱胁迫后叶绿素a含量变化可用于快速鉴定烟草苗期抗旱性。     

马铃薯抗旱种质资源的筛选

干旱对农业生产的危害日趋严重。选育抗旱作物品种是应对干旱的有效方法之一,因此抗旱作物资源的筛选对作物适应干旱环境具有重大意义。以田间种植的马铃薯无性二代群体210份为材料,利用20%的PEG-6000溶液胁迫离体叶片进行抗旱材料筛选,采用生理指标进行抗旱性评价,结合产量性状综合分析。初步筛选得到90份材料,用生理指标评价后得到14份在丙二醛(MDA)含量、电导率和相对含水量3项抗旱生理指标上表现好的材料,对这14份材料进行生理指标及产量性状的相关分析、主成分分析,综合评价出6份高产优质抗旱的马铃薯材料。该研究为马铃薯抗旱种质资源的筛选及评价提供了快速有效的方法。     

三种类型油菜苗期抗旱性综合评价及抗旱指标筛选

探讨三种类型油菜苗期的抗旱性,并筛选抗旱指标,为今后抗旱性品种选育提供参考。以甘蓝型油菜Q2、芥菜型油菜‘新油9号’和白菜型油菜L14为材料,在温室中进行盆栽控水实验,设置正常供水和干旱胁迫处理,测定油菜叶片光合参数、叶绿素荧光参数、抗氧化酶、渗透调节物质等21项生理生化指标,并以各指标的抗旱系数为抗旱性评价指标,在主成分分析的基础上,利用加权隶属函数法对供试油菜品种的抗旱性进行综合评价,然后对各指标在抗旱性评价中的作用进行了比较分析。频次分析表明,三种油菜的光合参数指标(Pn, Gs, Tr, Ci)及离体叶片失水速率对干旱胁迫的反应最为敏感,可用于油菜苗期抗旱性的快速或初步鉴定;主成分分析将21个指标综合成为4个相互独立的综合指标(累计贡献率达92.259%),结合隶属函数分析得到抗旱性综合评价D值,得出三种油菜的抗旱性顺序为:‘新油9号’L14Q2;关联分析表明,水分利用效率、净光合速率、叶绿素荧光参数、离体叶片失水速率、丙二醛与油菜苗期抗旱性密切相关,可作为油菜苗期抗旱评价指标。     

不同甘薯品种抗旱性评价及耐旱指标筛选

在人工控水条件下,以15个甘薯品种为试验材料,设置干旱胁迫和正常灌水2个处理,研究了干旱胁迫条件下不同甘薯品种产量和农艺性状差异。根据产量抗旱系数法分级,抗旱品种(抗旱系数≥0.6)为济薯21、济薯25、济徐23、济薯15、烟薯25;中等抗旱品种(0.4≤抗旱系数0.6)为徐薯18、济薯26、北京553、济紫薯2号、济薯18;不抗旱品种(抗旱系数0.4)为郑薯20、济紫薯3号、济薯22、济紫薯1号、凌紫。干旱胁迫导致甘薯的叶片数、蔓长、叶面积系数和生物量下降,品种间降幅不同,抗旱性强的品种降幅小,抗旱性弱的品种降幅大。这些农艺性状指标与甘薯品种的抗旱性呈显著正相关,可作为甘薯品种抗旱性鉴定的指标。徐薯18可作为甘薯品种抗旱性鉴定的标准品种。     

小麦种质资源抗旱耐盐性评价及种质筛选

为了解16份小麦种质材料的苗期抗旱性和耐盐性,本研究分别以20%PEG-6000溶液和0.20 mol/L NaCl溶液模拟干旱胁迫和盐胁迫,对其抗氧化酶活性、叶绿素含量、细胞质膜透性、苗长、根系性状、生物量等指标进行测定,应用隶属函数、因子分析和聚类分析等方法综合评价小麦苗期抗旱性和耐盐性。结果表明,在胁迫处理下,小麦的苗长、总根长、总根面积、总根体积、根鲜重、苗鲜重、根干重、苗干重和叶绿素含量均低于对照;细胞质膜透性的损伤程度均大于对照,但盐胁迫下损伤更为严重;抗氧化酶(SOD, POD, CAT)活性升高,且在干旱条件下SOD和CAT酶活性的增加量均高于盐胁迫。相关性分析表明各性状隶属函数值均值与总根面积和总根体积的相关性最大,因子分析表明总根面积、总根体积和苗干重可以作为小麦苗期抗旱性和耐盐性的综合评价指标。通过对16份种质材料进行综合评价最终筛选出3份苗期抗旱性和耐盐性均较高的小麦品种(‘40IBWSN93’,‘甘春25号’和‘MSN2’)和3份对干旱和盐胁迫敏感的小麦品种(‘京临春’,‘巴084123’和‘D39M1153’),为培育抗旱耐盐小麦新种质和挖掘小麦抗旱耐盐基因提供基础材料。     

水稻幼穗分化期的抗旱性研究与综合评价

利用56个不同来源的水稻品系,在温室抗旱筛选平台通过孕穗期干旱胁迫,测定光合作用、蒸腾速率、抗活性氧等8个生理指标,结合隶属函数分析方法对所有材料进行综合抗旱能力评价,并调查了待测品系在干旱处理与对照条件下主要产量相关的农艺性状。干旱处理后的气孔阻抗值和冠层温度显著高于正常处理,表明水稻幼穗分化期干旱胁迫处理主要影响水稻的光合和蒸腾作用。利用主成分分析和隶属函数分析方法对水稻品系抗旱性进行了综合评价,最终筛选出3个幼穗分化期高抗水稻品系。同时,对产量相关农艺性状的分析结果表明,产量性状中的结实率与综合抗旱能力D值显著相关,可作为衡量水稻幼穗分化期抗旱性的产量性状指标。     

主成分分析和隶属函数法对马铃薯品种抗旱性的评价

干旱是制约马铃薯生长发育的主要因素之一。本试验采用盆栽控水试验法对24份马铃薯品种(品系)的抗旱性进行研究。通过测定和分析其产量、株高、茎粗、叶片保水力、根含水量、根重、根体积和脯氨酸等形态性状及生理生化指标,应用主成分分析和隶属函数法进行综合评价。结果表明:中薯19号、同薯23号、晋薯16号、晋薯24号、青薯9号和大同里外黄等马铃薯品种抗旱性较强。     

干旱胁迫下不同燕麦品种光合荧光特性及其抗旱性评价

为研究水分胁迫下不同燕麦品种的抗旱性差异,明确不同燕麦品种在水分胁迫下的光合、荧光生理响应机制及其与燕麦抗旱性的相关性,设置干旱胁迫和充分灌水两种处理,分别在抽穗和开花两个时期对6个燕麦品种的光合、荧光等生理指标进行测定,在成熟期对6个燕麦品种的经济性状和产量性状进行测定,并对不同生理指标和抗旱性间的相关性进行分析。结果表明,在抽穗期和开花期,干旱胁迫导致胞间CO_2浓度、蒸腾速率、气孔导度、光合速率下降,且开花期受影响较为严重。水分胁迫导致Fo增加,Fm、Fv、Fv/Fm、Fv/Fo下降;隶属函数综合分析结果表明,0905-12-14为强抗旱型品种,张莜14号为抗旱型品种,张燕1号、张燕4号为中抗型品种,张燕3号、张莜7号为弱抗型品种;抽穗和开花期干旱胁迫下,产量性状和光合参数间的相关性较强,且光合速率和品种抗旱性间的相关性较强。充分灌溉条件下,产量性状和品种抗旱性与叶绿素荧光参数间有较强的相关性。综合分析表明,抗旱性强的品种对干旱胁迫的适应调节能力强,0905-12-14抗旱性最强,张燕3号、张莜7号抗旱性最弱,利用光合指标、抗旱系数、抗旱指数、敏感指数可作为燕麦抗旱性初步鉴定的指标。     

黄淮麦区小麦品种(系)成株期抗旱性综合评价

为了探讨小麦成株期抗旱性评价方法并筛选抗旱小麦种质资源,本研究以黄淮麦区119份小麦品种(系)为材料,进行了2年3点(每点在同一地块设置正常和干旱胁迫处理)的大田试验和成株期抗旱性评价。结果表明,与正常处理相比,在干旱胁迫下,各鉴定指标的平均值均有所下降,下降幅度由大到小为产量、千粒重、穗数、穗粒数和株高;以产量抗旱指数、产量抗旱系数、综合抗旱指数、综合抗旱系数等4个指标为抗旱指标,抗旱指标间均极显著正相关,在干旱胁迫条件下,抗旱指标与株高、穗数、穗粒数、产量多呈显著正相关;基于4个抗旱指标,对品种(系)进行综合评价,筛选出抗旱品种(系)15份,可以在小麦育种中作为抗旱种质重点利用。     

211份小麦种质资源抗旱性的评价

为了筛选更多抗旱小麦种质资源供育种利用,选用来自我国17个省的211份小麦品种资源,连续2年分别在旱地和水地种植,调查其株高、穗长、每穗小穗数、主穗粒数、单株产量和千粒重6个产量相关性状,利用综合抗旱系数、抗旱指数和隶属函数综合评价值3种方法对试验材料进行抗旱性评价。结果表明,在干旱胁迫下,这些产量相关性状均受到了不同程度的抑制,单株产量对干旱胁迫的敏感程度最大,综合3种抗旱评价方法共鉴定出8份高度抗旱种质：藁城8901、蒙科3号C、海宁75-39、济南13、烟农15、有芒红18号、郑麦9023和中优16,其中藁城8901与蒙科3号C是利用3种方法同时鉴定为高度抗旱类型的优良种质资源。     

不同基因型小麦对干旱胁迫响应的差异研究

采用PEG 6000模拟干旱试验和干旱棚试验,研究10个不同基因型小麦对干旱胁迫的响应。结果表明,不同基因型小麦的抗旱性表现时期有差异,同一基因型品种在不同抗旱指标上表现不完全一致。抗旱萌发较好的品种是济宁16和蘅观35,发芽势和发芽率均较高,发芽速度快。豫农949在幼苗生长期抗旱性表现比较突出,苗高、叶数、地上部分干重、根干重、叶绿素含量、脯氨酸含量等指标都比较高。干旱胁迫下单株产量最高的是南阳996,其次是豫农949。用综合抗旱系数评价小麦的抗旱性,南阳996的综合抗旱系数最高,与产量的表现吻合。     

甘薯种质资源抗旱鉴定

采用土壤连续干旱法，以抗旱系数（旱池干产／对照池干产）为主要指标，结合单株分枝数、株高、茎叶鲜重、绿叶重、薯数、Ｔ／Ｒ值等６个形态生理指标，按隶属函数评价法，对６０个甘薯品种的抗旱性作了定量计算和定性评价，鉴定出抗旱材料１１份     

甘肃部分小麦品种萌发期抗旱性鉴定及评价

为筛选出甘肃旱地尤其是播种期间气候经常干旱地区适宜的小麦品种。本研究以8份甘肃主栽的小麦品种和骨干亲本为供试材料，采用PEG-6000模拟干旱胁迫进行了萌发期抗旱性鉴定，测定了发芽率、根长、干物质转运率等8项指标；通过相关分析、主成分分析及抗旱隶属函数值计算，进一步利用抗旱性度量值（D值）对供试材料萌发期抗旱性进行了综合评价。结果表明，8个萌发期性状中，鲜重和干物质转运率对PEG-6000模拟干旱的胁迫反应迟钝，胚芽鞘长、发芽指数次之，发芽率、根长、发芽势和干重则较为敏感；综合评价结果显示，8份小麦品种萌发期抗旱性排序依次分别为：西旱2号>陇春27号>兰天10号=兰天19号>和尚头>宁春4号=兰大211>兰天132。     

重要胡麻栽培品种的抗旱性综合评价及指标筛选

以15份国内胡麻栽培品种为材料, 设自然降雨和正常灌水2个处理, 考察与抗旱性相关的7个农艺性状、8个生理生化指标及产量指标, 采用综合抗旱系数、因子分析、隶属函数、聚类分析和灰色关联度分析相结合的方法, 对其抗旱性进行综合评价、抗旱型划分和评价指标筛选。结果显示, 相关性状指标对干旱胁迫的反应及关联程度各异, 可优先选择与抗旱性关系密切的产量及其相关性状、光合作用因子、叶片抗氧化因子等相关生理生化性状;因子分析表明, 6个公因子可代表胡麻抗旱性90.89%的原始数据信息量。基于抗旱性度量值(drought resistance comprehensive evaluation values, D值)和加权抗旱系数(weight drought resistance coefficient, WDC值)的各品种抗旱性排序相近, 位居前6位的抗旱品种相同。各品种D值与综合抗旱系数(comprehensive drought resistance coefficient, CDC值)、WDC值、产量抗旱系数(yield drought resistance coefficient, Y值)之间均呈极显著正相关, 而各品种Y值与CDC、WDC值间极显著正相关;据D值将供试品种划分为5个抗旱级别, 可较好地反映品种的选育条件及适应地区。试验结果说明以D值为主要参数, 以WDC为辅助评价参数, 评价以产量为主要考量目标的胡麻抗旱性是适宜且准确的;以抗旱性综合评价方法进行胡麻抗旱性综合评价、抗旱型划分、评价指标筛选是准确的。     

马铃薯(Solanum tuberosum L.)干旱胁迫生理特性及耐旱性分析

干旱是一个世界性问题,也是造成中国作物产量低的重要原因。为探究干旱胁迫对马铃薯生理的影响和鉴定耐旱材料,本研究以‘青薯9号’和‘陇薯5号’两基因型马铃薯组培苗为试材,用0%、10%、20%、30%和40%浓度(m/V)的PEG-6000胁迫96 h模拟干旱筛选适宜的胁迫浓度,在含有适宜胁迫浓度的培养液中培养0、20、24、48、72和96 h后,测定抗氧化酶活性、可溶性物质和丙二醛(MDA)含量的变化,最后利用差异变化的生理指标的抗旱系数及主成分分析综合评价马铃薯耐旱能力。结果表明:20%浓度PEG-6000是适宜的胁迫浓度。干旱胁迫处理后,与对照相比,‘陇薯5号’超氧化物歧化酶(SOD)有显著增加,过氧化物酶(POD)和丙二醛(MDA)没有显著差异,可溶性糖在20 h开始显著增加;‘青薯9号’SOD没有显著变化,POD活性显著下降,可溶性糖72 h显著增加,MDA含量没有显著变化。7项生理指标可作为鉴定指标进行主成分分析综合评价,并提取出3个主成分,累积贡献率达79.2%,综合得分评价结果表明,‘陇薯5号’的综合耐旱能力强于‘青薯9号’。本研究对马铃薯干旱胁迫生理特性及耐旱性进行深入研究以及培育耐旱性马铃薯具有重要意义。     

纤花香茶菜苗期抗旱性鉴定及抗旱生理特性初步研究

采用盆栽反复干旱法对17份纤花香茶菜种质资源进行苗期抗旱性鉴定,测定其冠层萎蔫比例、叶片含水量、株高等10个指标,应用隶属函数法等方法对其抗旱性进行综合评价,并对有抗旱性差异的种质进行生理特性研究。结果表明,平均隶属函数值与叶长和叶面积的相关性较大;主成分分析将10个指标归纳为光合因子、产量因子和生长因子3个主成分,累计贡献率为74.438%;聚类分析将供试种质分为强抗旱型、中抗旱型、弱抗旱型和抗旱敏感型四种类型;抗旱性不同的种质对干旱胁迫的生理应答策略不同,弱抗旱型种质需要做出更强烈的生理应答来应对干旱胁迫。结合课题组前期芽期抗旱性鉴定结果认为,R 16两生育期均具有优良抗旱特性。     

干旱胁迫下不同大豆品系生理指标变化与抗旱性关系的研究

选用同一大豆杂交组合亲本产生的4个品系为试验材料,于营养生长期干旱胁迫条件下,测定叶片相对含水量、脯氨酸含量、叶绿素含量、相对电导率、渗透势等生理指标,并结合株重、粒数、粒重等农艺性状,通过抗旱隶属函数值对各品系的抗旱性级别进行了划分,进而对各品系生理指标与其抗旱隶属函数值做了相关和回归分析.结果表明:相对含水量、叶绿素含量、脯氨酸含量与抗旱性呈正相关:而相对电导率、渗透势与抗旱性呈负相关.综合分析得出4个品系抗旱性从强到弱的次序为:73-2(圆叶紫花)、73-1(尖叶白花)、73-3(圆叶白花)、73-4(尖叶紫花).