粒用高粱亲本系萌发期耐碱性鉴定与综合评价

[目的]确定高粱萌发期耐碱鉴定适宜的NaHCO_3∶Na_2CO_3=9∶1胁迫浓度、指标和评价方法,为大规模鉴定耐碱种质提供评价方法及进一步选育耐碱高粱新品种和发掘耐碱基因奠定基础。[方法]首先以10份粒用高粱亲本系为材料,在不同浓度的NaHCO_3∶Na_2CO_3=9∶1(0、25、50、75、100、150、200 mmol·L~(-1))胁迫下进行发芽试验,通过对发芽势、发芽率、发芽指数、芽长和根长进行统计和方差分析,筛选出鉴定粒用高粱萌发期耐碱性最适宜的NaHCO_3∶Na_2CO_3=9∶1胁迫浓度。后续以50 mmol·L~(-1)NaHCO_3∶Na_2CO_3=9∶1溶液为胁迫浓度,对146份粒用高粱亲本系萌发期进行耐碱性鉴定,测定发芽率、中胚轴长、胚芽长、胚根干重等11个萌发性状,并进行主成分分析。[结果]通过平均隶属函数值S值制定耐碱分级标准,评价146份粒用高粱亲本系的耐碱性。根据S值分级标准把146份亲本系按耐碱性强弱分为5级:吉4327R为强耐碱类型,MH等8份为耐碱类型,LT等62份为中等耐碱类型,2 483等56份为碱敏感类型,龙188B等19份为碱极敏感类型。主成分分析结果表明,相对中胚轴长、相对芽鲜重和相对根鲜重分别在3个主成分中的负荷量最大,且以其平均隶属函数值划分的耐碱评价结果与S值基本一致,相对中胚轴长、相对芽鲜重和相对根鲜重这3个指标可以作为粒用高粱萌发期耐碱性鉴定的适宜指标。[结论]高粱亲本系萌发期耐碱(NaHCO_3∶Na_2CO_3=9∶1)鉴定的适宜胁迫浓度为50 mmol·L~(-1),制定了高粱萌发期耐碱级别划分标准,筛选出萌发期强耐碱种质吉4327R。     

谷子种质资源萌发期抗旱性综合评价及抗旱指标筛选

为探究适宜的谷子抗旱性评价方法,以35个谷子品种为材料,设置0.03 mol/L PEG-6000溶液模拟干旱胁迫以及正常浇水2个处理,采用频次分析和相关性分析比较了9个与谷子萌发期抗旱性相关的指标,依据隶属函数求出最适宜的综合抗旱性鉴定标准,并以此为依据对所选品种进行聚类并划分抗旱等级。结果表明:在干旱胁迫下,受试品种谷子的发芽势、发芽率、萌发指数、根干重、根鲜重、芽干重、芽鲜重、芽长和根长均受到不同程度的抑制,干旱对发芽势的影响最大;除萌发系数以外发芽势与其余各指标均呈显著或极显著相关,通过因子分析将9个单项性状指标转化为4个因子,累计贡献率达86.74%。通过隶属函数结合聚类分析将35个谷子品种的抗旱性划分为4级,其中强抗旱型品种7个、中度抗旱型品种15个、干旱敏感型品种9个和干旱极敏感型品种4个。通过回归分析建立了可准确评估谷子萌发期抗旱性的回归方程y=-0.187+0.554x_RBDW+0.550x_RRL+0.264x_RRFW,筛选出相对根鲜重、相对芽干重和相对根长作为谷子萌发期抗旱性鉴定的重要指标。干旱胁迫下,可通过测定这3个指标对不同品种谷子萌发期的耐旱性进行快速准确的鉴定及评价。     

玉米品种早期抗旱性分析

对山东省主推的9个玉米品种进行了萌发期PEG模拟水分胁迫试验。结果表明：水分胁迫对每个玉米品种的发芽势、发芽率、胚根长、胚根干重等都有影响,但不同杂交种在抗旱性上存在明显差异。本研究使用隶属函数法对参试材料抗旱性进行了定量评价,其中莱农14、农大108、登海701为早期典型抗旱型品种;浚单20、金海5号、青农105、中科11为早期较抗旱型品种;登海662、郑单958为早期不抗旱型品种。其它各抗旱筛选指标中,种子萌发抗旱指数与隶属函数对品种抗旱性分析结果较为一致。     

商洛主推玉米品种萌发期抗旱性评价

以6份商洛地区主推玉米品种为供试材料,采用聚乙二醇（PEG-6000）模拟干旱胁迫的方法,测定发芽势、发芽率、胚根长、胚芽长等9个萌发指标的变化,并通过加权隶属函数法对供试玉米品种萌发期抗旱性进行综合评价。结果表明：①与清水对照相比,干旱处理后的发芽势、发芽率、胚根长、胚芽长和根体积均有不同程度下降;胚根干重、胚芽干重、贮藏物质转运率呈下降趋势,根冠比呈增加趋势。②隶属函数法计算综合评价值（D值）,供试品种萌发期抗旱性分为2类：万瑞6号、安森7号和秦鑫1708为强抗旱型;兆玉951、正大658和登海11为弱抗旱型。③根体积、储藏物质转运率和根冠比所占权重较大,可作为玉米品种萌发期抗旱性筛选的评价指标。     

27份紫花苜蓿种质资源萌发期抗旱性评价

以27份紫花苜蓿(Medicago sativa L.)种质资源为试材,利用10%的聚乙二醇(PEG-6000)溶液模拟干旱胁迫条件开展了紫花苜蓿萌发期抗旱性研究;以相对发芽率、萌发胁迫指数、萌发抗旱指数和活力抗旱指数作为苜蓿抗旱性鉴定的指标,并运用隶属函数法对紫花苜蓿抗旱性进行了综合评价。结果表明,27份紫花苜蓿试材萌发期抗旱性存在显著差异,属于高抗旱性的种质材料有4份,分别是西宁、肇东、中苜1号和石家庄;属于中等抗旱水平的11份;属于抗旱性较弱的12份。地方品种资源中蕴藏着优异抗旱基因,充分挖掘地方品种资源是筛选和培育抗旱紫花苜蓿品种的有效途径。     

高粱自交系萌发期对干旱胁迫的响应及抗旱性评价

为筛选出萌发期抗旱性较强的高粱种质资源,用PEG-6000溶液模拟干旱胁迫,以0.013、0.020、0.025、0.029 mol/L(80、120、150和175 g/L)PEG-6000处理6个高粱自交系,通过对发芽指标的分析,确定高粱萌发期抗旱筛选鉴定的最适浓度,测定118份高粱自交系在此胁迫浓度下的相对发芽率、相对芽长、相对根长、相对芽重、相对根重等指标的变化,通过相关分析、主成分分析、聚类分析,鉴定不同高粱自交系的抗旱性。结果表明:0.025 mol/L(150 g/L)为6个高粱自交系萌发期抗旱性鉴定的最适浓度。对118份高粱自交系萌发期抗旱鉴定发现干旱胁迫对芽鲜重影响最大,对发芽率影响最小;相对芽长与相对根长、相对芽重、相对根重均呈极显著正相关,相关系数(r)分别为0.35、0.78、0.25;相对根长与相对芽重呈极显著正相关,r为0.25,与相对根重呈显著正相关,r为0.23;相对芽重和相对根重呈极显著正相关,r为0.33。各萌发指标的相对值之间存在一定的相关性,抗旱评价信息存在相互交叉。通过主成分分析,明确了不同指标的权重,对萌发指标相对值进行加权运算得到抗旱综合得分。对不同自交系的抗旱综合得分进行聚类分析,将118份高粱自交系萌发期的抗旱性分为五大类:‘20LCS209’等8个自交系为极端抗旱型自交系,‘4126’等31个自交系为抗旱自交系,‘10036’等41个自交系为抗旱中间型自交系,‘20LCS167’等26个自交系为干旱敏感自交系,‘20LCS203’等12个自交系为干旱极端敏感自交系。     

不同大豆品种（系）萌发期抗旱性综合评价

为确定大豆萌发期模拟干旱最适PEG-6000溶液浓度，筛选出抗旱种质资源，选用4份抗旱性不同的大豆品种，设置3个浓度PEG-6000溶液（12%、16%、20%）进行萌发期模拟干旱处理。利用浓度为16%PEG-6000溶液对70份大豆种质资源进行干旱胁迫，以相对发芽率、相对胚根长、相对胚根鲜质量为鉴定指标，利用隶属函数法对抗旱性进行评价。结果表明：16%PEG-6000溶液模拟干旱效果最好，胁迫组发芽率、胚根长、胚根鲜质量的平均值均显著小于对照组（P<0.05），胚根鲜质量的抑制程度最高；相对发芽率、相对胚根长、相对胚根鲜质量3个鉴定指标均与平均隶属函数值极显著正相关（P<0.01），相对胚根长与平均隶属函数值相关系数最大（R=-0.979）；利用隶属函数法将70份大豆种质资源分为5个等级，其中抗旱型大豆品种3份，较抗旱型8份。本研究确定了PEG-6000溶液模拟干旱胁迫的最适浓度，筛选出11个抗旱和较抗旱型品种，为大豆抗旱品种筛选提供方法参考，也为抗旱品种的应用提供理论依据。     

水稻萌芽期抗旱指标筛选与抗旱性综合评价

【目的】探索干旱胁迫对水稻萌芽期生长的影响,筛选水稻萌芽期抗旱性指标.【方法】以粳型、籼型常规稻及空间诱变稳定后代株系等共62个水稻品种(系)为试验材料,利用聚乙二醇(PEG-6000)模拟干旱胁迫,研究了干旱处理对水稻萌发期芽鞘长、最长根长、芽干质量、根冠比等8个形态和生理指标的变化.利用隶属函数分析方法对所有材料进行综合抗旱能力评价.【结果和结论】干旱胁迫严重影响了水稻的萌发,对根长的抑制最明显;根干物质积累比芽干物质积累受干旱胁迫的抑制更明显.芽鞘长和最长根长与水稻萌芽期综合抗旱能力极显著相关,且2个指标间无相关性,适合用作水稻萌发期抗旱鉴定指标.根据水稻萌发期抗旱性和综合抗旱能力评价,从62个水稻品种(系)中筛选出14个高抗旱品种(系),用于后续抗旱研究.     

30份大麦种质资源的苗期抗旱性鉴定及抗旱指标筛选

在西北内陆地区,干旱是影响大麦生长发育的重要非生物胁迫因素,鉴定大麦资源的抗旱性,确定抗旱指标,筛选抗旱种质,培育抗旱品种具有重要意义。以30份大麦种质为材料,设置正常供水和反复干旱胁迫2个处理,在旱棚内进行盆栽试验,测定干旱对株高、根长、叶长、地上部鲜重、根鲜重、地上部干重、根干重和总干重的影响;采用抗旱性度量值(D值)、综合抗旱系数(CDC值)、加权抗旱系数(WDC)、频次分析、相关分析、主成分分析、灰色关联度分析、隶属函数分析、聚类分析和逐步回归分析相结合的方法,对其进行苗期抗旱性鉴定及抗旱指标筛选。结果显示干旱胁迫对各指标均有极显著影响。频次分析表明,各指标对干旱胁迫反应的敏感程度依次为根长、根干重、总干重、地上部鲜重、地上干重、叶长、根鲜重和株高;相关分析表明,总干重与根干重、地上部干重、叶长和根长呈极显著正相关,与地上部鲜重呈显著正相关,与株高和根鲜重呈不显著正相关;主成分分析表明,4个主成分可代表大麦种质资源抗旱性83.583%的原始数据信息量。基于D值、CDC值和WDC值的供试大麦种质抗旱性排序相近。灰色关联度分析表明,各指标DC值与D值间的关联度大小依次为株高、地上部干重、总干重、叶长、地上部鲜重、根长、根干重、根鲜重,与各指标DC值与WDC值关联度大小排序基本吻合。根据D值进行聚类分析,可将供试大麦种质划分为5个抗旱级别,其中1级2份、2级13份、3级6份、4级7份、5级2份。除根鲜重、地上部干重、根干重和总干重外,其余指标的隶属函数值、CDC值、D值和WDC值均随抗旱级别的升高而增大。逐步回归分析表明,与D值密切相关的指标有株高和总干重。苗期抗旱性强的大麦种质资源材料有西藏25和NEVADA,可作为大麦抗旱育种、抗旱机理及干旱调控缓解机制研究的材料。株高和总干重可作为评价大麦种质资源苗期抗旱性鉴定的性状指标。     

不同粒用高粱品种苗期抗旱性鉴定试验

干旱严重限制了高粱的生长发育,高粱苗期抗性是关键时期,筛选苗期抗旱强的品种对高粱产业的发展具有重要意义。本研究以18种不同高粱品种为材料,在室内进行正常灌溉和150 g/L PEG6000浇灌模拟渗透胁迫处理试验,测定根长、根鲜重、根干重、地上鲜种、地上干重、根冠比及叶绿素相关荧光参数等12个性状指标,采用主成分分析和隶属函数法综合分析方法,对其进行苗期抗旱性鉴定及抗旱指标筛选。结果表明,在PEG胁迫下,不同高粱品种的性状指标受到不同程度的影响,各指标之间存在一定程度的相关性。主成分为4个因子,主成分累计贡献率为90.871%。根干重、地上鲜重、根鲜重、Fv/Fm和地上干重是决定第一主成分的主要性状,贡献率为36.004%。供试高粱品种的综合得分为0.242～0.810,品种间差异较大。其中,抗旱性最强的品种为28B和101B,冀乡酿3号的抗旱性最差。此外,筛选出了根鲜重和地上鲜重2个可以作为评价高粱苗期抗旱性的主要性状指标。本研究结果为高粱抗旱育种提供了基础材料和理论支持。     

PEG-6000和NaCl胁迫对转GbWRKY32基因烟草种子萌发及苗期生长的影响

【目的】研究GbWRKY32基因的抗旱及耐盐功能。【方法】以转GbWRKY32基因烟草以及本生烟草为材料,研究在不同浓度PEG-6000(0%、5%、10%、15%)以及不同浓度NaCl(0 mm、100 mm、150 mm、200 mm)处理下,对转GbWRKY32基因烟草种子萌发、全苗长、根系以及干重、鲜重的影响。【结果】(1)随着PEG-6000浓度的不断增加转GbWRKY32基因烟草种子与本生烟草种子萌发率全苗长、根系以及干重、鲜重不断降低;(2)在PEG-6000浓度达到15%处理14 d后,三个转GbWRKY32基因烟草株系的种子萌发率、全苗长、根系以及干重、鲜重明显高于本生烟草种子;(3)随着NaCl浓度的不断上升,其整体趋势与PEG胁迫相同;在NaCl浓度达到150 mm时,处理14 d以后三个转GbWRKY32基因烟草株系的种子萌发率、全苗长、根系以及干重、鲜重明显高于本生烟草种子;【结论】GbWRKY32基因转入烟草中可以明显提高烟草对干旱以及盐胁迫的抵御能力。     

油菜抗旱性及鉴定方法与指标Ⅱ.油菜芽期抗旱性鉴定指标的研究

在200g/L的PEG-6000处理下,对芽期20个油菜品种(系)的根长(RL)、芽长(GL)、芽苗总长(TL)、根冠比(R/S)、根鲜质量(RFW)、芽鲜质量(GFW)、总鲜质量(TFW)、根干质量(RDW)、芽干质量(GDW)、总干质量(TDW) 10个形态指标和脯氨酸(Pro)含量、可溶性蛋白(SPr)含量、可溶性糖(SSu)含量、超氧化物岐化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性6个生理指标的变化进行研究.结果表明,200g/L的PEG-6000处理使得芽期油菜根长、芽长、根鲜质量和芽鲜质量明显降低,根冠比和根干质量显著升高.根据根、芽的长度、鲜质量及干质量相对值划分的抗旱级别均与形态指标总抗旱级别呈显著或极显著相关.根据脯氨酸含量、可溶性蛋白含量、SOD、CAT酶活性相对值划分的抗旱级别与油菜芽期生理指标总抗旱级别呈显著或极显著相关.主成分各及指标间的相关性分析表明,芽苗总长,总鲜质量,总干质量、脯氨酸含量及SOD活性相对值5个指标划分的抗旱级别与抗旱总级别的相关性达到极显著水平,可作为油菜芽期抗旱性鉴定的指标.     

高粱品种萌发期耐碱性筛选与综合鉴定

【目的】根据不同高粱品种萌发期对碱胁迫的响应,筛选出适合在盐渍土壤上种植的高粱品种,从而为减轻混合碱胁迫提供调控依据。【方法】采用人工气候箱内培养皿培养,以混合碱（NaHCO3﹕Na2CO3的摩尔比为9﹕1）模拟典型碱胁迫环境,在萌发期以25 mmol•L-1溶液处理35个高粱品种,蒸馏水处理为对照,每培养皿放30粒种子。人工气候箱内湿度为60%,光照/黑暗时间为12h/12h,光照强度为134 μmol•m-2•s-1,昼/夜温度为28℃/25℃。培养第4天测定发芽势,第10天测定发芽率、叶长、根长、叶鲜重、根鲜重、叶干重、根干重、子粒残余干重等性状,通过模糊数学隶属函数法和主成分分析法对各品种进行耐碱性综合评定,并进行聚类分析。【结果】主成分分析结果表明,根长、发芽指数和叶干重分别在根部、萌发因子和叶部中的负荷量最大,可作为萌发期高粱耐碱性筛选的主要鉴定指标。通过模糊数学隶属函数法可以对不同高粱品种进行耐碱性排序,不同高粱品种间耐碱性表现出明显的差异,最后通过聚类分析把35个高粱品种按耐碱性强弱分为三大类,其中四杂25号等7个品种为耐碱品种,吉杂319、赤杂28等22个品种为中等耐碱品种,龙杂9号等6个品种为碱敏感品种。【结论】根长、发芽指数、叶干重等指标可用于大量高粱品种萌发期耐碱性的筛选,隶属函数和聚类分析也可为高粱品种耐碱性在植物育种和鉴定方面提供依据。     

油菜抗旱性及鉴定方法与指标 Ⅰ.油菜早期抗旱性鉴定模拟技术体系构建

以20个不同来源的甘蓝型油菜品种(系)为材料,用不同质量浓度的PEG-6000溶液对芽期油菜进行模拟干旱胁迫处理。综合考虑根长、芽长、芽苗总长、根冠比、根鲜质量、芽鲜质量、总鲜质量、根干质量、芽干质量、总干质量10个指标,发现200g/L PEG-6000处理下,各指标值与对照差异显著,各指标相对值在不同品种间呈现最大变异系数。因此200g/L PEG-6000为芽期油菜抗旱性鉴定的最适质量浓度,建立了油菜室内PEG-6000模拟干旱早期鉴定技术体系。     

PEG胁迫对黑麦种子萌发及幼苗生长的影响

[目的]研究聚二乙醇(PEG)对黑麦(Secale cereal L.)种子萌发及幼苗生长的影响,探讨黑麦种子耐干旱胁迫的生理机制。[方法]采用浓度分别为5%、10%、15%和20%的PEG-6000溶液模拟干旱条件对黑麦种子萌发进行胁迫。[结果]当PEG浓度为5%时,黑麦种子的发芽势和发芽率与对照相比差异不显著,干旱胁迫对发芽指数、活力指数、根长、苗长、根鲜重、苗鲜重的影响均达显著水平;当PEG浓度为10%时,各项指标受干旱胁迫的影响均达显著水平;当PEG浓度为20%时,黑麦种子不发芽。[结论]该研究可为评价黑麦种子抗旱性及黑麦的栽培管理等提供参考。     

干旱胁迫对黄秋葵幼苗生长以及叶片光合特性的影响

通过PEG模拟干旱胁迫,初步研究干旱胁迫对黄秋葵幼苗生长及叶片光合特性的影响。结果显示:2个品种的叶柄长、株高、茎粗、根长、苗鲜重、苗干重、最大叶长、最大叶宽、功能叶面积以及抗旱系数均随着PEG浓度的增加而减少,表明干旱胁迫抑制了黄秋葵幼苗的生长,随着干旱胁迫程度的增加,其抗性逐渐减弱;2个品种叶片的净光合速率、气孔导度均随PEG浓度的增加而减少,说明干旱胁迫抑制了黄秋葵的光合能力。相关性分析表明,黄秋葵叶柄长、株高、茎粗、根长、苗鲜重、苗干重、最大叶宽、最大叶长、净光合速率、气孔导度均与抗旱系数极显著相关,说明相关性状及生理生化指标可作为干旱胁迫下黄秋葵幼苗的抗旱性鉴定指标。     

PEG模拟干旱胁迫对巴马火麻种子萌发的影响

为了解火麻种子在干旱环境中的萌发状况,进一步明确火麻在干旱环境中的耐旱性,以火麻种子作为材料,探讨了不同浓度的PEG-6000溶液模拟干旱胁迫对火麻种子发芽率、发芽势、幼苗胚根和胚芽长、幼苗鲜重、发芽指数、活力指数、抗旱指数的影响。结果表明：随着PEG-6000溶液浓度的增加,火麻种子发芽率、发芽势、幼苗胚根和胚芽长、幼苗鲜重、发芽指数、活力指数、抗旱指数均呈下降的趋势,且不同PEG-6000溶液浓度处理的发芽势、幼苗胚根和胚芽长、幼苗鲜重、发芽指数、活力指数与对照间差异显著(P<0.05)。在高浓度PEG溶液处理下仍有少数种子能够萌发,说明火麻种子在萌发期具有较强的抗旱能力,可以在中低干旱土壤地区播种种植。     

不同品种亚麻萌发期抗旱性评价

【目的】 筛选出能够评价亚麻品种抗旱性的适宜PEG-6000浓度,研究造成亚麻种子抗旱差异的原因,为亚麻旱地栽培及抗旱育种提供基础。【方法】 采用不同的PEG-6000浓度(0、5%、10%、15%、20%、25%、30%)模拟干旱对15种亚麻种子进行胁迫,记录发芽势、发芽率等七个指标,通过隶属函数各指标进行综合评价,分析亚麻种子吸水率、千粒重与抗旱性相关性。【结果】 5% PEG-6000胁迫下,除Atalante外,其余品种发芽率均高于对照;在发芽率、芽长和全长这三个指标中,20% PEG-6000浓度胁迫下,各品种数据的变异系数最大;不同处理下,48 h内的种子吸水率均与亚麻抗旱性呈负相关关系。【结论】 浓度PEG-6000溶液对亚麻种子的萌发有促进作用;20% PEG-6000浓度为评价亚麻抗旱性的最适浓度;种子吸水率为影响亚麻抗旱性的因素之一。     

水分胁迫对玉米萌芽期和苗期生长的影响

[目的]为了研究水分胁迫对玉米萌芽期和苗期生长的影响。[方法]用PEG高渗溶液模拟干旱条件,以抗旱性不同的玉米自交系为材料,研究了玉米萌芽期和苗期水分胁迫对其生长的影响及生理指标的变化与抗旱性的关系。[结果]各玉米自交系发芽率、叶片鲜干比明显下降,抗旱性强的自交系下降的幅度较小;根冠比、MDA含量和CAT、SOD酶活性均有一定程度升高,抗旱性强的自交系升高的幅度较大。萌芽期发芽率、苗期叶片鲜干比、根冠比、失水率、MDA含量及SOD和CAT酶活性与玉米抗旱性都有明显的相关性,可作为玉米抗旱性的鉴定指标。[结论]该研究为玉米早期抗旱育种提供了参考。