PEG 模拟干旱胁迫西藏甘蓝型春油菜芽期根系特征及抗旱性研究

【目的】了解干旱胁迫对西藏甘蓝型春油菜根系形态的影响以及与抗旱性的关系,筛选抗旱性春油菜品种(系)。【方法】以石英砂为基质,采用15%(W/V)PEG溶液模拟干旱胁迫研究西藏甘蓝型春油菜芽期根系特征与抗旱性关系,筛选抗旱性春油菜品种(系)。【结果】干旱胁迫对西藏甘蓝型春油菜相对根重及相对根冠比影响较大,对根长影响最小;自育材料与中国内地引进品种材料抗旱性无差异;相关性分析显示,相对活力指数与相对侧根数(r~2=0.443*)、相对根长(r~2=0.555*)呈极显著正相关;对28份春油菜品种(系)聚类分析显示,在欧式距离11处可分为5类群,A类抗旱性最强,平均相对侧根数为69.14、平均相对根长为96.09%、平均相对根重为52.58%、平均相对根冠比为63.16%、平均相对活力指数为0.59。【结论】相对侧根数、相对根长及相对活力指数可以作为甘蓝型春油菜抗旱鉴定指标,其他指标可作为辅助。结合相对活力指数及聚类分析,筛选到3份材料(158106-2、164046-2、188013-1)抗旱性最强。     

PEG胁迫下甘蓝型油菜种子萌发期抗旱鉴定指标的研究

对10个不同甘蓝型油菜(Brassica napus L.)品种萌发期的种子萌发抗旱指数、相对发芽率、根芽比、根体积等生长发育指标进行测定,采用主成分分析法对多指标予以鉴定筛选,并以筛选后的指标为依据,利用隶属函数法对供试品种的抗旱性进行排序.初步提出以种子萌发抗旱指数、相对发芽率、根长胁迫指数、苗高胁迫指数和相对根体积为主要抗旱性鉴定指标,以相对发芽势、子叶相对含水量指数,和相对根长苗高比为次要抗旱性鉴定指标和以相对根芽比和干物质胁迫指数为参考指标的三级抗旱性评价指标体系.     

玉米杂交种苗期抗旱性鉴定与评价

[目的]确定玉米杂交种苗期抗旱性的鉴定指标,进一步筛选出苗期抗旱性强的玉米品种。[方法]以河北省主推和新审定的20个玉米杂交种为材料,通过苗期沙培试验,测量苗期根条数、根长、根表面积、根系平均直径、根体积、总生物量、鲜重根冠比、干重根冠比8个根系性状。[结果]干旱胁迫对苗期8个根系性状均产生了不同程度的影响。根长、根表面积和干重根冠比在不同品种间和不同处理间均表现显著差异,可作为抗旱指标。综合3个抗旱指标的分类结果,认为农单08-5为强抗旱品种,伟科702和郑单958为中度抗旱品种,先玉335为弱抗旱品种。[结论]该研究筛选出苗期抗旱性玉米品种,为玉米的高产栽培提供理论依据。     

胚芽鞘在小麦抗旱性鉴定中的作用研究

【目的】为了得到一个在芽期对小麦抗旱品种合适的鉴定指标。【方法】以6个抗旱性不同的冬小麦品种(系)为材料,采用不同浓度的PEG-6000渗透溶液模拟干旱条件,在小麦芽期进行胁迫处理,观察小麦胚芽鞘、茎秆长、主胚根长等性状,同时结合大田干旱处理,分析其与抗旱性的关系。【结果】在大田干旱胁迫的条件下,产量组成性状均呈现出显著性差异,抗旱性强的品种具有相对较高的产量和抗旱指数。在不同浓度的PEG-6000渗透溶液胁迫下,芽期各性状的变化率的趋势表现为胚芽鞘茎秆长主胚根长。【结论】胚芽鞘对水分胁迫较敏感,而且抗旱性强的品种胚芽鞘长,与抗旱指数具有一致性,可将胚芽鞘作为芽期鉴定抗旱品种的可靠性状。     

干旱胁迫对白菜型冬油菜幼苗生理及农艺性状的影响

通过旱棚盆栽试验,以4个抗旱性不同的白菜型冬油菜品种陇油6号、陇油7号、天油2号、天油4号为材料,用人工控制浇水的方法模拟干旱环境,测定干旱胁迫对其生理生化指标、主要农艺性状的影响。结果表明,随着干旱胁迫时间的延长,4个油菜品种的幼苗叶片叶绿素质量浓度呈现先增加后降低的趋势,相对电导率增大,根系的主根长、侧根数、根系干重、根冠比上升,根系活力下降。干旱胁迫后,抗旱性强的冬油菜品种陇油7号主根长,侧根数多,根干重较重,根冠比大,根系活力稳定;弱抗旱冬油菜品种天油2号主根较短,侧根数少,根干重轻,根冠比小,根系活力变化幅度较大;中抗旱冬油菜品种陇油6号、天油4号各指标居于陇油7号和天油2号之间。     

不同谷子品种萌发期对干旱胁迫生理响应的变化及抗旱指标筛选

为了探讨干旱胁迫对谷子萌芽期的影响,筛选抗旱谷子新品种及谷子萌芽期抗旱性相关指标,明确干旱胁迫对不同谷子品种萌发期生理特征变化影响,以20%的聚乙二醇（PEG-6000）模拟干旱胁迫对15个谷子品种进行了萌发期抗旱性鉴定,对相关的六个抗旱性指标进行了筛选和相关性研究,并通过测定15个品种在干旱胁迫条件下SOD、POD和CAT的活性来研究其变化情况。结果表明：以萌发抗旱指数为标准指标,15个品种谷子萌发期抗旱性基本可以分为强、中、弱3类,其中抗旱性强的3个品种分别是陇谷10号、长生07、晋谷21号;抗旱性弱的2个品种是济谷20号、长生13。在干旱胁迫条件下谷子SOD、POD和CAT活性均有所升高,其中SOD活性在抗旱性强的3个品种中值最大,在抗旱性较弱的2个品种中值最小;SOD活性升高值与萌发抗旱指数显著正相关,而POD和CAT活性升高程度与萌发抗旱指数相关性不显著。通过相关性分析表明,活力抗旱指数、相对发芽率、相对发芽势与萌发抗旱指数呈极显著正相关,而相对胚芽长、相对胚根长与萌发抗旱指数之间没有明显的相关性。综上,在相关的六个抗旱性指标中,谷子抗旱的标准指标是萌发抗旱指数,谷子萌发期抗旱性鉴定的首要指标为活力抗旱指数和相对发芽率,次级指标则是相对发芽势,参考指标为相对胚芽长和相对胚根长。     

不同谷子品种萌发期对干旱胁迫生理响应的变化及抗旱指标筛选

为了探讨干旱胁迫对谷子萌芽期的影响，筛选抗旱谷子新品种及谷子萌芽期抗旱性相关指标，明确干旱胁迫对不同谷子品种萌发期生理特征变化影响，以20%的聚乙二醇（PEG-6000）模拟干旱胁迫对15个谷子品种进行了萌发期抗旱性鉴定，对相关的六个抗旱性指标进行了筛选和相关性研究，并通过测定15个品种在干旱胁迫条件下SOD、POD和CAT的活性来研究其变化情况。结果表明：以萌发抗旱指数为标准指标，15个品种谷子萌发期抗旱性基本可以分为强、中、弱3类，其中抗旱性强的3个品种分别是陇谷10号、长生07、晋谷21号；抗旱性弱的2个品种是济谷20号、长生13。在干旱胁迫条件下谷子SOD、POD和CAT活性均有所升高，其中SOD活性在抗旱性强的3个品种中值最大，在抗旱性较弱的2个品种中值最小；SOD活性升高值与萌发抗旱指数显著正相关，而POD和CAT活性升高程度与萌发抗旱指数相关性不显著。通过相关性分析表明，活力抗旱指数、相对发芽率、相对发芽势与萌发抗旱指数呈极显著正相关，而相对胚芽长、相对胚根长与萌发抗旱指数之间没有明显的相关性。综上，在相关的六个抗旱性指标中，谷子抗旱的标准指标是萌发抗旱指数，谷子萌发期抗旱性鉴定的首要指标为活力抗旱指数和相对发芽率，次级指标则是相对发芽势，参考指标为相对胚芽长和相对胚根长。     

基于热红外图像的小麦品种抗旱性鉴定与评价

【目的】分析不同基因型小麦冠层的温度参数相关信息,探寻快速高效筛选冬小麦抗旱品种的指标和方法,给冬小麦抗旱品种筛选提供参考依据。【方法】本研究以小麦为研究对象,获取干旱胁迫下10个抗旱性存在差异的小麦品种冠层热红外图像,采用温度频率直方图等分析方法提取冠层温度特征参数,明确温度特征参数与抗旱指数之间定量关系,分析冠层温度特征参数对筛选冬小麦抗旱品种的有效性。【结果】基于产量抗旱指数（DRI）的分级标准将测定小麦品种分为4种抗旱类别,其抗旱性越强,最大光化学效率（F_v/F_m）,植株含水量（PWC）,气孔导度（G_s）,蒸腾速率（T_r）和籽粒产量越稳定。基于热红外图像提取冠层温度特征参数,小麦抗旱性越强,冠层温度的差异性越小,冠层温度的离散程度也较小。产量抗旱指数（DRI）与拔节期、孕穗期和开花期的作物冠层温度与环境温度的偏差（CTD）均呈现极显著的正相关关系,相关系数r为0.79—0.84,而与冠层温度标准差（CTSD）、变异系数(CTCV)、水分胁迫指数（CWSI）和冠层相对温差（CRTD）呈显著负相关（r=-0.56—-0.78）。基于单一生育时期冠层温度特征参数建立了产量抗旱指数（DRI）回归模型,估算精度为r²=0.73—0.87,其中以拔节期预测模型精度最高。而基于3个生育时期的相关冠层温度参数CTD、CTCV、CTSD CWSI组合构建产量抗旱指数（DRI）预测模型,较基于单一生育时期预测精度显著提升（r²=0.95）。【结论】利用热红外图像可进行小麦品种抗旱性的早期鉴定与快速评价,这对促进作物高效节水生产具有重要意义。     

干旱胁迫对不同谷子品种幼苗生长的影响

培养谷子幼苗至3叶期,采用不同浓度PEG-6000(0、5%、10%、15%、20%)模拟干旱胁迫幼苗15d后,测定幼苗根长、苗高、鲜重等指标,综合评价谷子的抗旱能力。结果显示:不同浓度的PEG-6000对不同品种谷子的根长、苗高及幼苗鲜重均有一定程度的抑制作用,并且随着浓度的增加抑制作用逐渐显著。20%处理浓度下,200152、200131和大同2抗旱性最强,适合在干旱半干旱的黑龙港地区推广种植。     

山西小麦地方品种幼苗期抗旱性的鉴定

小麦幼苗长至二叶一心时,以200 g/L PEG-6000胁迫处理72 h,测定幼苗最大根长、根冠比、叶片相对含水量、相对电导率、SOD和POD活性以及MDA含量;采用模糊隶属函数与抗旱系数相结合的方法对各品种苗期的抗旱性进行综合分析;利用灰色关联度分析各个形态、生理指标与抗旱性的关系.结果表明:1)PEG胁迫下,9个小麦品种的最大根长、根冠比、相对电导率、SOD和POD活性及MDA含量均比对照高,而叶片相对含水量较对照低,而且差异均达到显著或极显著水平.2)利用隶属函数和抗旱系数相结合的方法对品种苗期抗旱性进行综合分析,各品种苗期的抗旱性表现依次为:白和尚头＞晋麦47＞竹杆青＞小红麦＞四月黄＞红皮冬麦＞灯笼红＞中麦9号＞忻县冬麦.3)SOD活性与苗期抗旱性关联度最大,其次为最大根长.     

薏苡种质资源苗期抗旱性鉴定及抗旱指标筛选

【目的】干旱是影响薏苡生产的重要非生物胁迫因素,鉴定薏苡种质资源的抗旱性,确定抗旱指标,筛选抗旱种质,促进薏苡产业发展。【方法】以50份薏苡种质为材料,设置正常供水和反复干旱2个处理,在旱棚内进行盆栽试验,测定干旱对幼苗存活率、株高、茎粗、叶长、叶宽、地上部鲜重、地上部干重、根长、根粗、根鲜重和根干重的影响;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)、相关分析、频次分析、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】干旱胁迫对各指标均有极显著影响。相关分析表明,幼苗干旱存活率与茎粗、叶宽和根粗呈极显著正相关,与叶长、地上部鲜重、地上部干重、根长、根鲜重和根干重呈显著正相关,与株高呈不显著的正相关。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干重、根鲜重、叶宽、根粗、根长、幼苗干旱存活率、地上部干重、茎粗、地上部鲜重、叶长和株高。主成分分析表明,6个主成分可代表薏苡抗旱性91.40%的原始数据信息量。基于D值、CDC值和WDC值的供试薏苡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根干重、叶宽、根鲜重、茎粗、根粗、幼苗干旱存活率、根长、株高、地上部鲜重、地上部干重、叶长,这与各指标DC值与WDC值的密切程度基本吻合。根据D值进行聚类分析,可将供试薏苡种质划分为5个抗旱级别,其中Ⅰ级3份、Ⅱ级17份、Ⅲ级9份、Ⅳ级20份、Ⅴ级1份。除叶长、地上部鲜重、地上部干重和根干重外,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幼苗干旱存活率、株高、叶宽、根长和根鲜重。【结论】苗期抗旱性强的薏苡种质yy18-1、yy14-3和yy13-1,可作为薏苡抗旱育种、抗旱机理及干旱调控缓解机制研究材料。幼苗存活率、株高、叶宽、根长和根鲜重可作为评价薏苡种质资源苗期抗旱性的指标性状。     

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。     

干旱胁迫下小麦根冠生物量变化及其与抗旱性的关系

以12个小麦品种为研究材料,分析了盆栽条件下于生殖生长期进行干旱胁迫后根冠性状的变化。结果表明,干旱胁迫在不同程度上降低了小麦产量、株高、根系和地上部干重,增大了根冠比,同时,减少了穗数,但对干粒重的影响较小。其中,变化比较大的是地上部干重和根冠比。相关分析表明,根系干重、穗数和地上部干重的变化与产量的变化呈极显著正相关,根系干重的变化又与穗数和地上部干重变化呈极显著正相关。这些性状的变化密切关系到抗旱指数(DJ),除千粒重、根冠比的变化率与DI的相关性未达到显著水平以外,其余性状的变化率与DI达到了显著或极显著相关。在直接影响DI的性状变化中,地上部干重变化率(0．6197)、穗数变化率(0．6025)对DI起着明显的正效应,而根干重变化率(-0．3514)则起负效应,株高变化率的负效应较小(-0．0296);根系干重、穗数和株高的变化率主要通过对地上部干重的影响,以及地上部干重变化率对穗数和根系干重变化率的影响间接对DI起作用：这些结果说明,在干旱条件下,协调小麦根冠平衡,最大程度发挥根系和地上部叶片的功能,才有利于提高产量.     

水分胁迫对不同肥水类型小麦幼苗期抗旱特性的影响

为给小麦抗旱鉴定指标的早期筛选、小麦品种的培育与利用提供科学依据,在聚乙二醇（PEG-6000）水分胁迫条件下研究了6个不同肥水类型小麦品种幼苗期叶片生理生化的变化。结果表明,小麦品种随着水分胁迫时间的延长,幼苗干旱存活率、根冠比和叶绿素含量均降低,脯氨酸含量和细胞质膜相对透性均升高,根系活力先呈现略微升高再下降的趋势。旱地品种‘青麦6号’、‘济旱5034’和‘鲁麦21’的幼苗干旱存活率、根冠比、叶绿素含量和SOD活性较高且下降较为缓慢,而细胞质膜相对透性较低;高肥水品种‘烟农24’和‘济麦22’受水分胁迫影响较大,上述抗旱指标变化幅度较大;中肥水品种‘烟农21’的上述抗旱指标变化幅度介于高肥水和旱地品种之间。‘青麦6号’具有较高的抗旱指数,在水分胁迫条件下能够保持较好的叶片结构和功能状况,因而抗旱性较强。     

不同抗旱性花生品种的叶片形态及生理特性

【目的】筛选叶片抗旱相关性状,探索性状指标大小的评价方法,揭示不同抗旱性花生品种抗旱的叶片形态及生理机制。【方法】以12个花生品种为试验材料,在人工控水条件下,于苗期及结荚期给予干旱胁迫及正常灌水对照2个土壤水分处理,苗期处理以盆栽种植方式进行,称重法控水,结荚期处理在池栽条件下进行,测墒补灌法控水,控水期间以电动防雨棚遮雨。测定苗期干旱及正常供水对照的叶片组织结构、厚度、比叶重、叶面积、光合速率、叶绿素含量等叶片性状指标,对比分析上述叶片性状与花生品种抗旱性的关系,以性状指标大小评价不同花生品种抗旱的叶片机制,以生物量抗旱系数评价苗期抗旱性,以收获期产量抗旱系数评价结荚期抗旱性。【结果】通过2年的试验发现,干旱胁迫下,不同花生品种生物量抗旱系数及产量抗旱系数有显著差异,苗期与结荚期抗旱性基本一致。根据产量抗旱系数可将12个花生品种抗旱性分为强、中、弱3级,抗旱性强的品种为A596、山花11号、如皋西洋生,花育20号、农大818、海花1号、山花9号和79266为中度抗旱品种,抗旱性弱的品种有ICG6848、白沙1016、花17和蓬莱一窝猴。干旱胁迫改变了叶片组织结构,降低了单株叶面积、功能叶面积、气孔导度、光合速率和蒸腾速率,增加了比叶重。不同抗旱性花生品种叶片性状有显著差异,抗旱性强的品种在对照及干旱胁迫下均具有较高的叶片厚度、栅/海比、比叶重、单株叶面积、光合速率。干旱胁迫下,较大的叶片栅/海比值、比叶重和光合速率是如皋西洋生和山花11号抗旱的叶片机制;山花9号与花育20号较大的单株光合面积,A596较大的光合速率是它们重要的抗旱机制。相关分析表明,干旱胁迫下的叶片栅/海比、比叶重、单株叶面积和光合速率与品种抗旱系数的相关性达极显著水平。【结论】山花11号和79266分别可作为花生强、弱抗旱性鉴定的标准品种。花生出苗后10 d进行40%土壤相对含水量的干旱处理,持续胁迫14 d时的叶片栅/海比、单株叶面积、比叶重和光合速率可鉴定花生种质的叶片抗旱能力。正常灌水条件下,始花期的栅/海比、单株叶面积、比叶重也能反映花生叶片的抗旱级别。山花11号可作为花生叶片优异抗旱性状鉴定的标准品种。     

水分胁迫对甘蔗根系及地上部生长的影响

以ROC22和云蔗05–51为试验材料,在防雨棚内进行土柱栽培试验,以田间持水量的85%为对照,研究轻度干旱胁迫(田间持水量的70%)和重度干旱胁迫(田间持水量的50%)对甘蔗根系生长及产量、株高的影响。结果表明:甘蔗产量与根总长、根总表面积、根总体积、根鲜质量、根干质量呈极显著正相关;与对照相比,干旱胁迫下的株高和产量均降低,轻度干旱胁迫下甘蔗的根总长、根系总表面积和总体积均高于对照;重度干旱胁迫处理,ROC22的根系较发达,根总长、根系总表面积、总体积和抗旱系数均高于云蔗05–51。     

种植密度和种植方式对超高产大豆根系形态和活力的影响

【目的】比较种植密度和单播、混播种植方式对大豆超高产品种和普通品种根系形态和活力的影响。【方法】于2012和2013年在盆栽条件下,研究不同种植密度和单混种植处理对超高产品种辽豆14、中黄35和普通品种辽豆11根系形态、根系活力和伤流成分的影响。采用随机区组试验设计,种植密度设3个水平（3株/盆、6株/盆和9株/盆）,2个种植类型（单一种植方式：各品种单播;混合种植方式：同一盆中各品种按1﹕1种植）。在大豆的开花期 （R2）、鼓粒中期（R6）和生理成熟期（R8）取样,将根系从土中取出,反复冲洗, 利用根系扫描仪WinRhizo Program（Re．gent Instruments Inc．Canada）对样根进行扫描测量,测定单株总根长、根表面积和根体积;根系活力用TTC法（甲醇浸泡法）测定;伤流液用重量法收取;伤流液中的磷用钼酸铵比色法测定（UV-2450）,钾用火焰光度计（PEAA800）测定,可溶性糖用蒽酮法测定;由超高产品种在混播、单播处理下根系性状的比值除以普通品种在混播、单播处理下根系性状的比值得到超高产品种相对于普通品种的根系竞争比率（RCR）,RCR＞1表示超高产品种比普通品种的根系竞争力强。【结果】超高产品种和普通品种大豆的根系形态性状、根系活力和伤流成分在密度和种植方式间均存在显著差异。整个生育期,不同品种大豆的根系形态性状和根系活力均在鼓粒期达到最大,伤流量和伤流成分的最高值则出现在开花期。鼓粒期至成熟期,超高产品种的单株根长、根体积普遍高于普通品种,单播和混播处理下,分别较普通品种高出8.2%、10.4%和53.9%、34.6%。超高产品种的根系活力较强,而且具有较高的伤流量和伤流成分,3种密度水平下,超高产品种的平均伤流量分别高出普通品种16.9%、42.0%和49.1%。超高产品种的根系竞争比率普遍高于普通品种。随密度的增加,超高产品种和普通品种的单株根表面积和根体积下降,其中普通品种的下降幅度更大,达50.9%和50.7%。混播时超高产品种与普通品种的根系活力差异随密度的增加而增大;超高产品种相对于普通品种的根系竞争比率也提高,由平均1.00增至1.63,其中6株/盆处理下根系竞争比率增幅达到显著水平。6株/盆和9株/盆的种植密度下,超高产品种的单株籽粒产量高于普通品种,混播时差异达显著水平;随密度的增加,超高产品种和普通品种的单株生物量和籽粒产量下降,其中普通品种的下降幅度更大,达62.5%和60.0%;大豆根系形态性状、根系活力与单株生物量和籽粒产量呈显著或极显著正相关。【结论】超高产品种在密植条件下根系更发达,具有较强的根系吸收能力、竞争力和较高的物质生产力。     

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。