不同种质玉米自交系种子萌发的干旱胁迫

种子萌发期是植物生长的重要时期,也是评价作物耐旱性强弱的主要时期。为了明确不同玉米自交系的耐旱性,本研究采用聚乙二醇(PEG)模拟干旱条件,对254份不同种质玉米自交系进行种子萌发期处理。通过检测发芽指数、发芽率、根数、根鲜重、根干重、茎鲜重、茎干重、根长、苗高等种子发芽性状,以其相对值为指标,鉴定不同自交系种子萌发期的耐旱性。结果表明,在PEG6000处理胁迫下,玉米自交系种子萌发受到抑制;各性状相对指标都与品种综合抗旱能力呈显著或极显著正相关;不同自交系的耐旱性存在较大差异,通过隶属函数法结合抗旱分级标准筛选出99份中等耐旱材料。因此,该方法可以作为一种简单的玉米自交系萌发期耐旱性鉴定方法。     

不同种质玉米自交系种子萌发的干旱胁迫研究

种子萌发期被认为是作物生长的关键时期,也是衡量作物耐旱性强弱的重要时期。为了明确不同玉米自交系的耐旱性,本研究采用聚乙二醇(PEG)模拟干旱条件,对254份不同种质玉米自交系进行种子萌发期处理。通过检测发芽指数、发芽率、根数、根鲜重、根干重、茎鲜重、茎干重、根长、苗高等种子发芽性状,以其相对值为指标,鉴定不同自交系种子萌发期的耐旱性。结果表明,在5%PEG6000浓度胁迫时,种子萌发程度低,当PEG浓度为10%时,种子萌发受抑制程度较高；各性状相对指标都与品种综合抗旱能力呈显著或极显著正相关；不同自交系的耐旱性存在较大差异,通过隶属函数法结合抗旱分级标准筛选出99份中等耐旱材料。因此,该方法可以作为一种简单的玉米自交系萌发期耐旱性鉴定方法。     

番茄种子萌发期耐旱性鉴定指标的研究

采用聚乙二醇(PEG)6000溶液模拟水分胁迫条件(0,-0.2,-0.3,-0.4MPa)对8份番茄种子进行萌发试验,研究了番茄萌发期渗透胁迫对种子萌发状况的影响。结果显示:渗透溶液的浓度越高对种子萌发的胁迫程度越大,并且在-0.4MPa水势下,所有材料都不能发芽。在-0.2～-0.3MPa水势下相对发芽势、相对发芽率、相对发芽指数、相对活力指数、胚根生长都受到不同程度的抑制,且两种浓度下的萌发耐旱指数具有相关性(r=0.759*)。通过萌发期耐旱指数与各指标的相关分析、聚类分析,认为选用-0.2～-0.3MPa的PEG6000溶液都可进行番茄萌发期耐旱性鉴定,并明确了萌发期耐旱性鉴定的指标体系,为综合评价不同番茄品种萌发期耐旱性奠定了基础。     

玉米dhn1和dhn2基因渗入普通自交系的分子标记辅助选择研究

干旱是影响玉米生产的主要限制因子,为创制玉米耐旱性种质,以CIMMYT引进的耐旱种质CML 538、CML 539和普通玉米自交系PH 6 WC、QR 273、LX 9081为材料,利用常规技术构建回交群体,采用分子标记辅助选择(Marker assisted selection, MAS)技术,将耐旱主效基因渗入普通玉米自交系中。从构建的6个群体,经分子标记辅助选择,共获得22份材料,其中,dhn1渗入的材料1份,dhn2渗入的材料19份,同时渗入dhn1和dhn2的材料2份。经种子萌发期耐旱性鉴定,与轮回亲本相比,22份材料耐旱性均有不同程度的提高,其中,中等及以上耐旱型材料18份。研究表明,采用MAS技术实现玉米耐旱主效QTL(或基因)的渗入可以有效提高玉米耐旱性,对玉米耐旱种质遗传改良和育种应用有着重要意义。     

常用玉米自交系抗旱性及抗旱性鉴定指标研究

采用人工水分胁迫处理,通过植物生理学方法,对10个常用玉米自交系进行了抗旱性研究。结果表明,不同玉米自交系存在明显差异,沈136、齐319、丹598和沈137耐旱性较好,可以作为玉米耐旱育种的基础材料。干旱胁迫下,玉米植株叶片相对含水量、丙二醛含量、电导率和ASI与玉米子粒产量极显著相关,能够比较准确地评价玉米自交系抗旱性的强弱,和抗旱系数、抗旱指数一样可以作为玉米育种耐旱自交系筛选的鉴定指标。     

PEG模拟干旱胁迫对向日葵种子萌发的影响

以6份不同的向日葵自交系种子为材料,利用不同浓度的PEG-6000(0、10％、15％、20％、25％、30％)溶液模拟干旱胁迫,对种子萌发期的发芽率、发芽指数、活力指数、胚芽,胚根的长度、幼苗鲜重、电导率及抗旱指数进行测定,研究干旱胁迫对不同基因型向日葵种子萌发影响.结果表明,低浓度的PEG溶液对种子的萌发以及抗旱指数有一定促进作用,但是随PEG-6000浓度的增加,种子萌发受抑制程度逐渐加剧,各项指标均呈显著下降趋势.综合分析表明,向日葵自交系材料种子萌发期的耐旱性依次为:K 59＞K 58＞117 A＞K 55＞26 A＞R15.     

玉米自交系吐丝期叶片光合参数与其耐旱性的关系

从玉米自交系吐丝期光合特性适应干旱环境的角度,探索玉米自交系的耐旱性。2012年在土默川平原灌区和河套平原灌区以及2013年河套平原灌区,利用耐旱性不同的51个玉米自交系,在吐丝期采取干旱胁迫处理,研究分析了叶片光合相关参数对干旱胁迫的响应及其与耐旱性的关系。结果表明,玉米自交系在吐丝期干旱胁迫与正常灌溉条件下P_n、T_r、G_s、C_i、F_v/F_m、Φ_PSII和SPAD的相对值与其耐旱系数呈极显著正相关,WUE相对值与耐旱系数呈极显著负相关,而q_N和q_P的相对值与耐旱系数不相关;上述8个叶片光合参数与耐旱系数的逐步回归分析表明,P_n、WUE、F_v/F_m、Φ_PSII和SPAD相对值与耐旱系数在0.01水平显著相关,P_n、WUE、SPAD相对值对耐旱系数有直接贡献,而F_v/F_m和Φ_PSII对耐旱系数起间接作用。通过上述5个显著相关光合参数将两年三地表现一致的32份自交系的抗旱性分为3类,第1类8份(H201、H21、英64、吉842、早49、吉8415、东46和沈137)属于耐旱性强的;第2类15份属于耐旱性较强的;第3类9份属于耐旱性弱的,此结果与对应的自交系产量差异分类结果相一致。因此,玉米自交系吐丝期P_n、WUE、F_v/F_m、Φ_PSII、SPAD的相对值和耐旱系数可作为其耐旱性评价指标。建立了3类耐旱性玉米自交系吐丝期P_n、WUE、F_v/F_m、Φ_PSII、SPAD的相对值与耐旱系数的回归关系,并明确了其阈值范围。     

PEG-6000模拟干旱胁迫下不同加工番茄种子萌发期抗旱性评价

研究不同PEG-6000浓度胁迫下3个加工番茄种子的耐旱性.实验设置6个PEG-6000浓度梯度0、5％、7.5％、10％、12.5％、15％,对3个加工番茄品种种子进行干旱胁迫处理,测定其种子发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数等指标.结果表明:(1)随着PEG浓度的升高,3个加工番茄种子的发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数、胚根鲜重和干重、下胚轴鲜重和干重均呈下降趋势,不同品种抗旱性的变化趋势相似,但变化幅度有明显差异;(2)采用模糊数学隶属函数值法综合评价初步认为,这3个加工番茄耐旱性由大到小依次为:KT-16＞ KT-18＞ KT-70; (3)种子萌发耐旱指数和常用的萌发抗旱指标有很高的相关性,且能很好的反映不同加工番茄干旱胁迫下的差别,可作为加工番茄萌发阶段抗旱性鉴定的筛选方法.     

玉米耐旱系数的多元回归分析

利用塑料防雨棚遮挡降水,在土壤含水量略高于萎蔫系数的干旱条件下,调查12个常用和新近选育的玉米自交系与耐旱性有关的15个生长发育和生理生化指标,根据其与正常灌水对照的差异计算耐旱系数,并与籽粒产量耐旱系数进行多元回归分析.结果表明,播种出苗期可用出苗率与生物学产量耐旱系数的乘积作为自交系耐旱性鉴定指标,成株期     

干旱胁迫对‘大同34号’谷子种子萌发和幼苗生长发育的影响

为了探讨谷子出苗的外界环境最低水分需求和对干旱胁迫的忍耐能力,笔者利用PEG溶液(水势梯度为0~-0.50 Mpa)模拟干旱胁迫,研究了‘大同34号’谷子种子萌发能力的变化及对萌发环境的最低水分需求。结果表明,PEG干旱胁迫通过限制谷子种子有效水分的吸收而抑制其萌发,且随着渗透势的增大,萌发势减弱,主要表现为:累计萌发率、吸水速率、萌发活力、萌发胁迫指数等随胁迫强度的增加而下降,根芽比则随之增加。在-0.5 MPa PEG 6000溶液处理下,谷子萌发耐旱指数的差异性最显著,因此该浓度可作为谷子芽期耐旱性鉴定临界值。     

PEG模拟干旱胁迫下玉米胚芽鞘长与其抗旱性的关系分析

以6份抗旱性不同的玉米自交系为试材,用不同浓度的PEG-6000(polyethylene glycol,PEG)渗透溶液进行模拟干旱胁迫处理,分析玉米萌芽期中胚轴长、胚芽鞘长及苗长的变化,并将其与田间干旱胁迫处理下相应玉米自交系产量及产量相关性状的抗旱指数进行相关分析,以期揭示萌芽期玉米幼苗相关性状与其抗旱性的关系。结果表明:(1)萌芽期随着PEG浓度增加,玉米自交系胚芽鞘长、中胚轴长及苗长都呈下降趋势,其中苗长降低幅度最大,平均降幅为14%,中胚轴长次之,平均降幅为11%;(2)方差分析表明,不同玉米自交系幼苗的中胚轴长、胚芽鞘长在自交系间及PEG浓度间差异极显著,苗长在PEG浓度间差异极显著;(3)花期田间干旱胁迫下,各玉米自交系的千粒重、穗粒数及产量较正常灌溉明显下降,且其平均降幅分别为8%、14%、13%;(4)通过玉米田间产量及产量相关性状抗旱指数与萌芽期各性状相关性分析表明,中胚轴长与千粒重、穗粒数及产量的抗旱指数呈显著或极显著正相关。胚芽鞘长与千粒重、穗粒数及产量的抗旱指数呈极显著正相关,而在5%的PEG-6000渗透溶液模拟干旱胁迫下,胚芽鞘长与千粒重抗旱指数相关系数最高为0.832。因此,胚芽鞘较长的自交系其抗旱性较强,胚芽鞘长度可作为玉米早期抗旱性筛选的重要指标。     

Genetic analysis of drought-adaptive traits at seedling stage in early-maturing maize inbred lines and field performance under stress conditions

Maize hybrids that are tolerant to drought at the seedling stage are needed to boost productivity in the rainforest agro-ecology of West Africa. Genetics of tolerance of maize seedling to drought stress is not well understood and is poorly documented. The objectives of this study were to screen early-maturing maize lines for seedling drought tolerance, determine the inheritance and the combining ability of selected inbred lines, and evaluate the performance of seedling drought-tolerant hybrids under field conditions. Forty-nine early maize lines were screened for drought tolerance at the seedling stage. Ten drought-tolerant and two susceptible inbred lines were selected and used in diallel crosses to generate 66 hybrids. The twelve inbred lines and their hybrids were evaluated under induced drought at seedling stage in the screen house and under marginal growing conditions on the field for two seasons. Data collected were subjected to analysis of variance using the DIALLEL-SAS program. Mean squares for both GCA and SCA were significant for most traits in all research environments, indicating that additive and non-additive gene actions are controlling seedling traits under stress conditions. However, for most traits, SCA was preponderant over GCA in all environments, indicating overdominating effect of non-additive gene action. Which in turn implied that the best improvement method for the traits is hybridization. Inbred TZEI 7 had the best GCA effect for seedling traits under screenhouse conditions and for grain yield and other agronomic traits under drought conditions in the field. Hybrids TZEI 357?×?TZEI 411 and TZEI 380?×?TZEI 410 showed superior SCA effects under screen house conditions. In conclusion, the study established wide genetic variability for drought tolerance at seedling stage among tropical early-maturing maize germplasm however, the non-additive gene action was more important for most seedling traits.     

玉米自交系生理指标与抗旱性及复水恢复能力的关系研究

【研究目的】为了评价不同玉米自交系的抗旱性，探究生理指标与抗旱性、恢复能力和综合抗旱能力之间的关系。【方法】本研究以19份自交系为材料，采用盆栽称重控水法对苗期玉米进行中度旱胁迫及复水，测定生物量、叶绿素含量、类胡萝卜素含量、Fv/Fm、脯氨酸含量和抗氧化酶活性对干旱和复水的响应。【结果】分析发现自交系‘郑8713’、‘郑63’和‘昌7-2’的抗旱性、恢复能力和综合抗旱能力均较强，自交系‘郑C112’、‘郑718’和‘郑6722’虽然抗旱性较弱，但是恢复能力和综合抗旱能力较强，自交系‘郑3733’、‘郑E846’和‘郑36’恢复能力较弱，但是抗旱能力和综合抗旱能力很强；同时发现类胡萝卜素与抗旱性之间呈现显著的相关性(P=0.503*)，POD抗氧化酶与复水后的恢复能力之间关系显著(P=0.421*)，Fv/Fm与综合抗旱性之间呈显著的相关性(P=-0.456*)，叶绿素含量与抗旱性(P=0.468*)和复水后的恢复能力(P=0.407*)之间均呈现显著的相关性。【结论】以上结果为培育抗旱型品种提供优良的种质资源，同时为玉米抗旱性、恢复能力及综合抗旱能力的筛选与鉴定提供一定的指导意义。     

PEG模拟干旱胁迫下不同大麻品种萌发期抗旱性评价

萌发期是大麻生长周期中的一个关键时期,此期的干旱对大麻生长及产量有着重要的影响。本研究选用云麻1号等10个大麻品种为实验材料,采用PEG-6000模拟干旱胁迫的方法,对大麻萌发期的抗旱性进行分析和评价。通过高渗透压下初步筛选出萌发性和抗旱性较好的5个大麻品种。在不同PEG浓度下大麻萌发期抗旱性评价中发现,低浓度PEG溶液能促进大麻种子萌发,随着PEG浓度的增加,大麻种子萌发受到的抑制作用越大,当PEG浓度为20%时,不同品种的萌发指标差异显著,可以在此浓度下,进行抗旱性大麻品种(系)的筛选鉴定。通过隶属函数法综合评价发现,云南的3个大麻品种表现出较强的抗旱性,其中云晚6号萌发期的抗旱性最强。     

玉米2C型丝氨酸/苏氨酸蛋白磷酸酶(PP2C)活性与耐旱性的关系

在先期研究的基础上, 结合运用电子克隆和反转录PCR技术克隆玉米PP2C基因的全长cDNA序列, 再分别应用实时荧光定量PCR和非放射性标记法, 测定干旱胁迫条件下耐旱性不同的自交系PP2C基因的mRNA表达差异和酶活性差异, 以探讨PP2C酶活性与玉米耐旱性的关系。结果表明, 我们克隆的全长cDNA序列为玉米PP2C基因家族的新成员, 开放阅读框长1 164 bp, 编码388个氨基酸残基。将这一基因命名为ZmPP2Ca, GenBank注册号为EF195257。在干旱胁迫条件下, 该基因在耐旱自交系中下调表达, 使PP2C酶活性降低; 在不耐旱自交系中上调表达, 使PP2C酶活性升高。ZmPP2Ca基因的差异表达以及由此引起的PP2C酶活性差异, 可能与干旱胁迫条件下玉米细胞的信号传导有关。     

干旱胁迫下枯草芽孢杆菌对玉米种子抗旱性及生理指标的影响

为了寻找有助于增强玉米种子萌发期抗旱性的菌种,研究了干旱胁迫下枯草芽孢杆菌菌种对玉米种子萌发的生理调控作用。以4种来自贵州省不同地点且不同植物根际的枯草芽孢杆菌菌种（R29-1、R9-1、R59、R60）为材料,运用隶属函数和标准差系数赋予权重法分析干旱胁迫下玉米种子发芽指标以及生理生化指标。结果表明,接种4种枯草芽孢杆菌均增强了玉米萌发过程中的抗旱性,抗旱性评价为R60>R9-1>R59>R29-1>CK2（15% PEG）,尤其接种枯草芽孢杆菌R60与R9-1能够更好地提升玉米抗旱性。接种枯草芽孢杆菌能同时提升玉米萌发过程抗逆性与叶片游离脯氨酸含量,降低叶片超氧化物歧化酶、过氧化氢酶和过氧化物酶的活性,从而减轻细胞膜受到的伤害,因此接种枯草芽孢杆菌R60能有效促进玉米的萌发及萌发期的生长。     

水分胁迫对不同抗旱型玉米自交系苗期生长的影响

通过水分胁迫处理对不同抗旱型玉米自交系苗期的影响研究,为抗旱育种选择自交系提供选择参考。采用人工控水的方法,研究干旱胁迫对夏玉米抗旱型和对敏感型自交系苗期株高、地上部和地下部分干重、叶面积、比叶重、叶绿素和净光合速等的影响。结果表明：不同抗旱型自交系苗期对水分胁迫的响应不同。抗旱玉米自交系从5叶期开始在干旱胁迫期间的株高、地上部和地下部分干重、叶面积、叶绿素和净光合速率等指标均高于对水分敏感的玉米自交系,且比叶重相对稳定。这表明干旱条件下,抗旱型自交系较普通自交系在苗期能够表现出更好的适应性,本研究对加强抗旱自交系的筛选和选育,进一步提高耐旱节水玉米新品种选择效率具有一定参考价值。