玉米自交系苗期耐盐性鉴定及筛选研究

旨在加强玉米耐盐性的研究和利用,本研究采用水培法,以NaCl胁迫拟田间盐生条件,在适宜的盐胁迫处理浓度的基础上,以耐盐系数为指标,通过主成分分析、隶属函数分析和聚类分析对242 份玉米自交系苗期的耐盐性进行综合鉴定。结果表明：发芽率、根干重、苗干重、根鲜重、根长和苗鲜重可作为玉米自交系的苗期耐盐性筛选和鉴定指标;通过聚类分析可将242 份玉米自交系苗期的耐盐性划分为5 类,其中B红-2 等12 份玉米自交系的耐盐性较强,NC320 等42 份玉米自交系的耐盐性中等,50K-4-1 等58 份玉米自交系的耐盐性一般,H070480 等77 份玉米自交系的耐盐性敏感,甘1 号等53 份玉米自交系的耐盐性高度敏感。     

粒用高粱耐盐种质资源的鉴选与综合评价

旨在为高粱耐盐种质资源的开发利用及耐盐新种质的创新提供一定的理论依据。选用20 份高粱种质作为试验材料,采用150 mmol/L NaCl 溶液进行处理,置于人工气候培养室,测定发芽率、发芽势等相关指标;将20 份材料置于25℃恒温培养箱中进行催芽,用150 mmol/L NaCl 溶液浇灌,以等量的浇水为对照,调查并比较幼苗成活率、生长速率及枯萎指数。采用隶属函数进行相关性分析,并进行聚类分析。结果表明,在150 mmol/L盐胁迫下,‘3438’、‘航天育种SP42’、‘09305R’、‘3560R’品种的发芽率高于对照,其他指标均小于对照。20 份材料中,在芽期鉴选出耐盐材料4 份,苗期筛选出3 份;相关性大小顺序为相对芽长＞相对根长＞相对植株鲜重＞发芽势;20 份材料分成高度耐盐型、耐盐型、中等耐盐型、盐敏感型和高度盐敏感型品种5 类。确定150 mmol/L NaCl选定为高粱品种萌发期耐盐性鉴定的标准盐浓度,确定发芽率、发芽势、根长、叶长、植株鲜重可用于高粱耐盐性的鉴定指标。     

高粱耐盐种质资源的鉴选与综合评价

旨在为高粱耐盐种质资源的开发利用及耐盐新种质的创新提供一定的理论依据。选用20份高粱种质作为试验材料,采用150 mmol/L Na Cl溶液进行处理,置于人工气候培养室,测定发芽率、发芽势等相关指标;将20份材料置于25℃恒温培养箱中进行催芽,用150 mmol/L Na Cl溶液浇灌,以等量的浇水为对照,调查并比较幼苗成活率、生长速率及枯萎指数。采用隶属函数进行相关性分析,并进行聚类分析。结果表明,在150 mmol/L盐胁迫下,‘3438’、‘航天育种SP42’、‘09305R’、‘3560R’品种的发芽率高于对照,其他指标均小于对照。20份材料中,在芽期鉴选出耐盐材料4份,苗期筛选出3份;相关性大小顺序为相对芽长相对根长相对植株鲜重发芽势;20份材料分成高度耐盐型、耐盐型、中等耐盐型、盐敏感型和高度盐敏感型品种5类。确定150 mmol/L Na Cl选定为高粱品种萌发期耐盐性鉴定的标准盐浓度,确定发芽率、发芽势、根长、叶长、植株鲜重可用于高粱耐盐性的鉴定指标。     

中国高粱地方种质芽期苗期耐盐性筛选及鉴定

日益严重的土壤盐渍化对现代农业生产造成了巨大的危害。高粱既是世界五大粮食作物之一,又是耐盐性很强的抗逆作物。开展高粱耐盐性研究、筛选出一批综合耐盐能力优良的高粱品种对开发利用盐渍化土地、增加粮食产量和维持农业可持续发展具有重要意义。本研究对110份中国高粱地方品种分别进行了芽期200 mmol L~(-1)和苗期100 mmol L~(-1)的NaCl胁迫试验,测定芽期发芽势、发芽率以及苗期的相对叶绿素含量(SPAD)、苗长、根长、苗鲜重、根鲜重、苗干重、根干重等指标。计算芽期、苗期盐胁迫下性状值占对照性状值的百分比表明,参试品种芽期相对发芽势、相对发芽率范围分别为0～98.89%、23.65%～101.79%,盐胁迫下相对发芽势变化差异显著。苗期相对叶绿素含量、相对苗长、相对根长、相对苗鲜重、相对苗干重、相对根鲜重、相对根干重变化范围分别为59.53%～99.91%、52.47%～95.23%、47.87%～100.14%、27.43%～95.28%、30.48%～98.26%、21.62%～100.34%、31.46%～102.13%。采用隶属函数值分析和主成分分析2种方法结合聚类分析对参试高粱芽期和苗期的耐盐能力综合评定,鉴定出芽期高度耐盐材料22份,耐盐材料32份;苗期高度耐盐材料37份,耐盐材料41份;其中,来自内蒙古的朝阳棒槌(00003011)和来自北京的白鞑子帽(00001081)等10个品种在芽期和苗期均表现高度耐盐,可作为后续全生育期耐盐鉴定和耐盐育种的优异资源。对芽期隶属函数值排名以及苗期F值排名结果进行相关性分析表明,芽期与苗期耐盐性没有显著相关性;主成分分析结果表明,反映生物量的指标如苗干重、根鲜重可作为苗期大量材料耐盐鉴定的评价指标。     

高粱品种萌发期耐盐性筛选与鉴定

以12份高粱杂交种作为试验材料,采用150 mmol·L~(-1)的NaCl溶液进行胁迫处理,于人工气候箱内进行培养,测定发芽率、芽长、根长等相关萌发指标。利用隶属函数法及主成分分析法进行耐盐性分析,旨在对高粱杂交品种的耐盐性进行鉴定与评价。结果表明,龙米粱1号和锦杂106的相对发芽率和相对发芽势等各项指标均表现较好,表现出较强的耐盐特性。辽粘3号各项指标相对值均较小,耐盐性较弱。主成分分析结果表明,发芽率、根干重和芽干重在3个主成分中载荷较大,可以作为高粱萌发期耐盐性评价的指标。     

玉米成株期耐盐性评价与耐盐资源筛选

为探明玉米成株期耐盐性评价方法并筛选耐盐玉米资源,采用多个鉴定指标对16份玉米品种进行耐盐性综合评价,并划分为不同的耐盐级别。试验采用大田鉴定法,以株高、穗鲜重、茎鲜重、总鲜重和籽粒干重这5个指标的耐盐指数为评价依据,运用加权隶属函数法进行耐盐综合评价,并根据D值对耐盐性进行聚类分析。结果表明,与正常环境相比,在盐碱胁迫下,各鉴定指标的平均值均有所下降,其中籽粒干重和穗干重的变异系数在盐胁迫条件下明显高于正常条件;不同玉米种质资源的耐盐指数的表现不同,以各个耐盐指数为依据的品种耐盐性排序也不一致;相关分析表明D值与各耐盐指数的隶属函数值均呈极显著正相关,可以用加权隶属函数法综合评价玉米成株期耐盐性。根据D值和聚类分析,可将16个玉米品种划分为5个耐盐级别:其中高耐盐品种(1级) 1个、耐盐品种(2级) 2个、中等耐盐品种(3级) 9个、敏盐品种(4级)3个、高敏盐品种(5级) 1个。本研究共筛选出高耐盐普通玉米1个(天泰316)、耐盐普通玉米2个(五岳97-1,惠农609)和特用玉米1个(山农207),这些品种建议在黄河三角洲等盐碱地示范推广。     

100份谷子品种资源萌发期耐盐性评价及耐盐品种筛选

研究了100份谷子品种资源萌发期盐胁迫条件下芽、根的变化,并对供试材料的耐盐性进行了综合评价和等级划分,结果表明：150mmol/L的NaCl溶液是谷子萌发期耐盐筛选的最适浓度;盐胁迫条件下谷子芽受到的抑制作用小于根;100份谷子品种资源各测定指标变异系数由大到小顺序为：发芽相对盐害率>相对活力指数>相对发芽势>相对根干重>相对芽干重>相对发芽指数>相对芽长=相对根长>相对发芽率;晋育红谷、公矮6号、红钙谷和晋谷29共4个品种为综合耐盐能力强的资源。     

玉米自交系耐盐鉴定相关SSR标记的开发

玉米是中国主要粮食作物之一,培育耐盐玉米品种可以有效地保持其在盐渍土壤条件下的产量稳定性。本研究通过主成分分析法(PCA)对69份玉米自交系进行耐盐性鉴定和评价,并从中选取耐盐和盐敏感材料各10份,并以上述20份自交系为试验材料,从本实验室构建的郑58/昌7-2连锁图谱第5连锁群的24个SSR引物中。通过各位点等位变异耐盐性的方差分析,检测到4个耐盐相关的SSR标记(umc1416,umc1349,umc2295和umc1686)。研究结果可为分子标记辅助耐盐鉴定、创制优异耐盐育种材料提供分子水平上的依据。     

玉米萌发期耐冷性鉴定研究

以20份玉米自交系为试验材料进行玉米萌发期耐冷性鉴定研究,初步获得了耐冷性相关的13个性状的表型值,通过主成分分析、隶属函数分析和聚类分析等方法对20份玉米材料进行耐冷性综合评价。结果表明:13个单项指标被转换成为3个相互独立的综合指标;根据材料的综合耐冷性通过聚类分析将20份玉米自交系划分为4类,其中玉米自交系J 8耐冷性较强,单独分为一类,第二类为耐冷性中等的材料,共4份,第三类为耐冷性一般的材料,共11份,第四类为耐冷性较弱的材料,共4份。     

高粱重组自交系苗期耐盐筛选与分析

耐盐是高粱育种的一个重要性状指标,本试验对高粱重组自交系苗期的耐盐指标进行鉴定,为耐盐遗传规律研究和分子标记提供理论基础。本试验以粒用高粱TX622B和三尺三杂交得到的479个F2:5重组自交系群体(recombinant inbred lines,RIL)为材料,在1 g/L NaCl(0.1%NaCl,模拟正常生长环境作为对照)和9 g/L NaCl+1 g/L Na_2CO_3(0.9%NaCl)条件下进行耐盐筛选,通过调查发芽率、苗高、苗鲜重和苗干重性状指标,利用隶属函数值法(Membership function value)和聚类分析(Cluster analysis)对高粱苗期耐盐性进行分析。结果显示:9 g/L NaCl+1 g/L Na_2CO_3(0.9%NaCl)比较适合作为高粱耐盐性鉴定的适宜盐浓度,发芽率、苗高、苗鲜重、苗干重可作为高粱苗期耐盐程度的鉴定指标。4个性状指标呈正态分布,且指标间的相关性达极显著水平;指标与隶属函数值的相关性达到极显著水平。通过聚类分析将实验群体分成高度耐盐、耐盐、中度耐盐、盐敏感和高度盐敏感五类。     

甘薯苗期耐盐性鉴定及其指标筛选

以18个甘薯品种(系)为试验材料, 设置对照和200 mmol L ^-1 NaCl浓度处理, 通过苗期盐土栽培胁迫方式, 对各处理下各品种(系)的茎叶鲜重、根系鲜重、茎叶干重、根系干重、叶片相对电导率、F_v/F_m、SPAD值、SOD酶活性、MDA含量、脯氨酸含量、根系活力、根系Na ⁺和K ⁺含量、Na ⁺/K ⁺比值等14个生理指标进行测定, 通过对各单项指标的耐盐系数进行相关分析、主成分分析、聚类分析和逐步回归等方法对品种(系)耐盐性进行综合评价。通过主成分分析, 将盐胁迫处理下甘薯苗期的14个单项指标转换成5个彼此独立的综合指标; 通过隶属函数分析, 得到不同品种(系)苗期耐盐性综合评价值(D值), 并通过聚类分析, 将18个甘薯品种(系)划分为4种耐盐类型, 其中盐敏感型4个、弱耐盐型3个、中度耐盐型7个和高度耐盐型4个。在此基础上, 利用逐步回归方法建立了可用于甘薯苗期耐盐性评价的回归方程, 同时筛选出茎叶鲜重、根系鲜重、茎叶干重、叶片SPAD值、SOD酶活性、MDA含量、脯氨酸含量、根系Na ⁺/K ⁺比值等8个可用于甘薯苗期耐盐性评价的生理指标。本研究可为甘薯耐盐新品种选育提供种质并为甘薯苗期耐盐性评价及耐盐机制研究提供理论依据。     

42个新疆海岛棉品种萌发期耐盐性评价

为了解新疆海岛棉品种在萌发期的耐盐性差异,用150mmol/L的NaCl对42个新疆海岛棉品种进行萌发期耐盐性评价和筛选。结果表明,在盐胁迫下,42个海岛棉品种发芽率、发芽势、发芽指数和鲜重均受到不同程度的抑制;各指标间存在极显著相关;通过主成分分析确定了2个主成分,主要反映萌发、干物质积累和含水量;主成分综合得分值和模糊隶属函数均值之间呈极显著正相关。通过二者的综合评价值,将42个海岛棉品种聚为4类,分别为高耐盐、中耐盐、弱耐盐和盐敏感类品种,为海岛棉品种的耐盐性评价和鉴定提供理论基础。     

Maize genotypes with deep root systems tolerate salt stress better than those with shallow root systems during early growth

Maize (Zea mays L.) is susceptible to salinity but shows genotypic variation for salt tolerance. How maize genotypes with contrasting root morphological traits respond to salt stress remains unclear. This study assessed genotypic variation in salinity tolerance of 20 maize genotypes with contrasting root systems exposed to NaCl for 10 days (0, 50 mM or 100 mM NaCl, added in four increments every other day from 14 days after transplanting, DAT) in a semi-hydroponic phenotyping system in a temperature-controlled greenhouse. Considerable variation was observed for each of the 12 measured shoot and root traits among the 20 genotypes under NaCl treatments. Salt stress significantly decreased biomass production by up to 54% in shoots and 37% in roots compared with the non-saline control. The 20 genotypes were classified as salt-tolerant (8 genotypes), moderately tolerant (5) and salt-sensitive (7) genotypes based on the mean shoot dry weight ratio (the ratio of shoot dry weight at 100 mM NaCl and non-saline control) ± one standard error. The more salt-tolerant genotypes (such as Jindan52) had less reductions in growth, and lower shoot Na⁺ contents and higher shoot K⁺/Na⁺ ratios under salt stress. The declared salt tolerance was positively correlated with shoot height, shoot dry weight and primary root depth, and negatively correlated with shoot Na⁺ content at 100 mM NaCl. Primary root depth is critical for identifying salt responsiveness in maize plants and could be suggested as a selection criterion for screening salt tolerance of maize during early growth. The selected salt-tolerant genotypes have potentials for cultivation in saline soils and for developing high-yielding salt-tolerant maize hybrids in future breeding programmes.     

甘蓝型油菜种子萌发期耐铝毒特性综合评价及其种质筛选

种子萌发是油菜植株形态建成的重要阶段,铝毒是酸性土壤中影响其种子萌发的主要因素之一,因此筛选出种子萌发过程中耐铝毒种质对油菜生产及研究具有重要意义。本研究利用5份甘蓝型油菜品种(系)筛选出油菜萌发期耐铝毒种质资源处理的适宜胁迫浓度为90μg mL~(-1)。并以该浓度处理148份甘蓝型油菜品种(系)种子,于萌发期测定其发芽势、发芽率、鲜重、干重、根长和芽长等指标,通过铝毒胁迫耐性综合评价值(A值)、平均隶属函数值(ASF值)、对铝毒加权耐性系数(WAC值)、相关性、频数、主成分、灰色关联度、聚类和逐步回归分析等鉴定萌发期耐铝性,建立萌发期对铝毒耐性综合评价模型并筛选出适宜的评价鉴定指标。结果表明, 148份甘蓝型油菜的萌发期各指标在品种(系)间存在显著差异;筛选出萌发期耐铝毒甘蓝型油菜品种(系) 01188、WH-20、A109、甲预31棚等。根据灰色关联度及回归分析结果认为,在油菜萌发期测定其根长、芽长、鲜重、发芽率和发芽势,通过回归方程估算其A值,可以初步判断甘蓝型油菜种质的耐铝毒特性。     

52份豌豆种质萌发期耐铝毒性的综合评价与筛选

随着土壤酸化的日益加重,铝毒成为影响作物种子萌发质量以及产量的重要胁迫因子之一。本研究采用单项耐铝毒系数(AC值)、综合耐铝毒系数(CAC值)、平均隶属函数值(ASF值)、耐性综合评价值(A值)等指标及相关分析、主成分分析、聚类分析和逐步回归分析等方法,综合评价豌豆种质萌发期铝毒耐性,建立综合筛选评价体系,并筛选萌发期耐铝毒豌豆种质。利用筛选出的适宜浓度40 mg L–1Al3+处理52份豌豆品种(系)种子,结果显示,萌发期8个相关性状在处理组及对照组品种间均存在显著差异,遗传多样性指数分别介于1.43～2.03和1.51～2.06之间。基于AC值聚类分析, 52份豌豆种质可被分为3个耐性级别,其中,第I级含2份,为耐铝毒品种(系);第II级含19份,为敏感品种(系);第III级含31份,为铝毒极敏感性品种(系)。利用豌豆种子发芽率、发芽势、发芽指数、芽长、根长、芽干重、根干重7项指标,结合最优回归方程可初步鉴定豌豆萌发期耐铝毒特性。通过综合评价和聚类分析,筛选出萌发期铝毒耐性极强的种质C175和C145,可作为豌豆铝毒耐性育种和耐性机制研究的重要资源。