哈密瓜苗期抗旱相关指标及主成分分析

[目的]在于旱胁迫条件下,研究哈密瓜幼苗与抗旱性有关的生理指标并进行主成分分析,为哈密瓜的抗旱育种提供理论基础.[方法]利用抗旱性不同的9份哈密瓜品种,采取盆栽控水技术进行水分干旱胁迫处理,测定与植物抗旱性有关的游离脯氨酸、甜菜碱、叶绿素、丙二醛(MDA)和保护性酶活性的变化等生理生化指标并对各指标进行主成分分析.[结果]苗期干旱胁迫增加了游离脯氨酸、甜菜碱、MDA、可溶性糖含量、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)的活性,同时减少了叶绿素含量.[结论]通过主成分分析,干旱胁迫下游离脯氨酸、MDA、可溶性糖、SOD、POD、叶绿素均可作为哈密瓜苗期抗旱性的鉴定指标,在9份参试品种中,西州密24号抗旱性最强,红心脆抗旱性最弱.     

干旱胁迫对白菜型冬油菜苗期生理特性的影响

对8个白菜型冬油菜品种苗期抗旱胁迫下生理指标的变化特性进行研究,了解不同生理指标与白菜型冬油菜品种耐旱性的相关性,筛选耐旱品种或种质。结果表明,干旱胁迫后,油菜游离脯氨酸(Pro)、超氧化物岐化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性都逐渐增加,丙二醛(MDA)质量分数先降低后增加。MDA与苗期干旱胁迫后幼苗成活率呈极显著相关,POD与幼苗成活率呈显著相关,可作为鉴定白菜型冬油菜抗旱性鉴定的首选指标。综合来看,8个品种中天油7号对干旱反应敏感,表现为不抗旱;陇油7号对干旱反应迟钝,为强抗旱品种;天油2号、陇油9号、天油5号为弱耐旱抗品种,陇油6号、陇油8号、天油8号为中抗旱品种。     

油棕新品种对干旱胁迫的生理响应及其抗旱性评价

在不同程度的人工干旱胁迫下,测定10个油棕品种的叶绿素、游离脯氨酸、可溶性蛋白、可溶性糖、丙二醛含量、相对电导率、SOD与POD酶活性等,并利用SAS8.1统计主成分分析法,对10个油棕品种的抗旱能力进行综合评价。结果表明:(1)在干旱胁迫初期(0~5 d),油棕各生理指标向着有利于适应抗旱的方向变化;随着干旱时间的延长(5~30 d)和胁迫程度的加剧(trt1~trt3),各指标反映出油棕植株受害;当胁迫达50d时,各生理指标几乎都向着抗旱有利的方向转变,表明油棕对干旱有较强的耐受性;(2)主成分分析表明,叶绿素含量、相对电导率、可溶性糖含量和SOD酶活性是反映油棕干旱胁迫的最重要的生理指标,可作为油棕品种抗旱性评价的依据;(3)10个油棕品种的综合抗旱力排序为:RYL34RYL39RYL38RYL32RYL37RYL31RYL36RYL40RYL33RYL35。     

主成分分析鉴定烟草品种抗旱性的生理指标筛选

以14个烟草品种为试验材料,采用大棚盆栽自然干旱的方式,在干旱的不同阶段(5、10、15 d)测定9个生理指标,通过主成分分析的方法研究了烟草抗旱鉴定敏感的生理指标,并进行了综合评价。结果表明:烟草干旱各阶段主成分分析提取主成分均4个,各干旱阶段生理指标主成分略有差异,综合分析得出,CAT、脯氨酸、可溶性蛋白、叶片水分、POD和可溶性糖6个生理指标与烟草的生理抗旱相关性最密切。     

9个冬小麦品种对苗期干旱的生理响应及抗旱性评价

以长4640等9个冬小麦品种为材料,对其在干旱胁迫下叶片相对含水量(RWC)、保护酶活性(SOD,POD和CAT)、质膜氧化程度(MDA含量和相对电导率)、渗透调节物质含量(脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白)等生理生化指标进行测定,基于单项指标的抗旱系数,利用主成分分析对供试品种的苗期抗旱性进行综合评价。结果表明,干旱胁迫后,叶片相对含水量较对照有不同程度地下降;保护酶活性(SOD,POD和CAT)、质膜氧化程度(MDA含量和相对电导率)、脯氨酸和可溶性糖含量整体呈上升趋势;而可溶性蛋白质含量在品种间变化趋势不尽相同。通过主成分分析和聚类分析,9个供试品种分为3类:小偃22和晋麦47属强抗旱型;商麦5226、秦麦9号、长4640、商麦8928和西农889属中等抗旱型;长武134和郑麦9023为弱抗旱型。     

240 份小麦苗期抗旱性鉴定及抗旱指标与重要农艺性状的相关性分析

为了解240 份小麦材料苗期的抗旱性并筛选有效苗期抗旱指标,在干旱胁迫和对照环境下测定胚芽鞘长（CL）、第一叶长(FL)、地上部鲜质量（SFW）等8 个苗期指标。采用隶属函数法、聚类分析法、主成分分析等方法对各材料的抗旱性进行综合评价。结果表明,在干旱胁迫下各材料胚芽鞘长、根冠比高于对照组,其他指标低于对照组。对各性状抗旱系数的隶属函数值进行主成分分析,将8 个性状归纳为3 个成分,累计贡献率达80.5%。聚类分析将240 份材料分为高抗旱、抗旱、中等、干旱敏感、干旱高敏感5 个群体,其中高抗旱品种13 份。苗期指标抗旱系数与重要农艺性状的相关性分析表明,苗期的胚芽鞘长与株高、旗叶长、穗长呈极显著正相关,苗期活力高的品种具有较高的千粒质量,通过隶属函数法计算综合抗旱系数D值进行苗期抗旱性评价更准确。通过小麦苗期抗旱性鉴定,可提前对小麦进行抗旱性评价,为实际生产提供参考并加速小麦抗旱育种进程。     

不同棉花品种对盐、旱胁迫的光合响应及抗逆性评价

[目的]研究干旱胁迫、盐胁迫以及盐旱复合胁迫下的棉花多项生理指标,鉴定棉花品种(系)的抗旱及耐盐水平.[方法]以8份陆地棉品种为材料,室内利用1/2Hogland营养液水培幼苗至4～5片真叶时设置对照、11;PEG-6000、1.2; NaCl及11; PEG-6000和1.2; NaCl复合胁迫4种处理48 h后,研究不同处理下棉花净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、细胞间隙CO2浓度(Ci)、水分利用效率(WUE)、相对含水量(RWC)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、叶绿素a(CHla)、叶绿素b(CHlb)、总叶绿素CHl(a+b)等10项生理指标,采用抗旱(耐盐)指数PI、综合抗旱(耐盐)指数RI、主成分分析(PCA)、聚类分析及植物形态评价法相结合对其抗旱性、耐盐性及综合抗逆性进行评价.[结果]8份材料的光合特性及生理指标存在一定差异.基于旱胁迫、盐胁迫及复合胁迫下的10项指标,主成分分析、综合抗旱(耐盐)指数RI值、植物形态评价分析显示,各胁迫下几种方法评价结果基本一致.复合胁迫下的主成分分析分析结果表明,8份材料综合抗逆水平排序如下:新陆中36号＞ Y1169＞ 10615-3 ＞ND359-5 ＞CQJ-5＞KK1543＞新炮1号＞新陆早26号.[结论]通过主成分分析和植物形态评价分析,对8份棉花材料抗旱、耐盐水平进行了分类与评价,为干旱盐碱化地区的品种选育提供了途径.     

玉米苗期抗旱性鉴定指标的研究

采用盆栽鉴定试验,以7个不同基因型玉米品种为材料,研究了正常灌水和干旱胁迫下玉米苗期抗旱生理生化和物质生产表现,结果表明:干旱胁迫下,丙二醛(MDA)含量增加,渗透调节物质脯氨酸、可溶性糖含量升高,保护酶SOD、POD活性升高,叶绿素含量减少,光合作用能力及水分利用效率(WUE)下降,导致玉米品种干物质积累降低;通过相关分析、主成分分析和灰色关联分析,筛选出WUE、POD、脯氨酸、叶绿素含量等生理生化指标作为玉米品种苗期重要的抗旱性评价指标,在抗旱性鉴定中加以利用。     

离体条件下马铃薯抗旱资源的评价和筛选

研究离体条件下聚乙二醇(PEG-6000)渗透胁迫对马铃薯组培苗生长指标的影响,为马铃薯抗旱能力的评价以及抗旱马铃薯种质资源的培育提供理论依据。以本实验室培育的17份高代品系为试验材料,采用浓度为8%的PEG-6000处理,研究模拟干旱胁迫下各品系株高、茎粗、根长、根数、茎鲜质量、根鲜质量的变化,并对这些指标相对值进行主成分和隶属函数分析。结果表明:在8%PEG-6000胁迫下,各指标值总体上均呈现降低趋势;主成分分析法提取的2个主成分及3个生长指标的隶属函数分析表明:17份高代品系中5份为高度抗旱,5份为中度抗旱,5份低度抗旱,2份不抗旱。     

醋栗叶片对干旱胁迫的光合生理生化响应

[目的]分析醋栗(Gooseberry)幼苗叶片对干旱胁迫的光合生理生化响应,为小浆果果树抗旱育种提供理论依据.[方法]采用盆栽自然干旱法控水模拟干旱,对彩虹、坠玉和红灯笼3个醋栗品种的2年生苗进行4个梯度胁迫处理(CK、土壤水含量35%、30%和25%),分析各处理的可溶性糖(SS)、脯氨酸(Pro)和丙二醛(MDA)含量、相对电导率(REC)及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性,运用主成分分析法对其抗旱性进行综合评估.[结果]干旱胁迫导致3个醋栗品种的净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)和水分利用效率(WUE)不同程度下降,胞间CO2浓度(Ci)上升,其中坠玉和红灯笼的WUE下降较明显,彩虹和红灯笼的Gs显著下降(P<0.05,下同).随干旱胁迫程度的加剧,坠玉、彩虹和红灯笼的SS、Pro、MDA含量和REC均显著增加;坠玉和彩虹的POD活性在重度干旱胁迫时保持较高水平;3个醋栗品种的SOD活性均降至低于CK水平;中度和重度干旱胁迫时红灯笼的CAT活性最高,其次为坠玉.主成分分析结果表明,3个醋栗品种的抗旱性排序为彩虹(1.886)>坠玉(-0.289)>红灯笼(-1.596).[结论]醋栗品种彩虹、坠玉和红灯笼的光合和生理生化指标对干旱胁迫均表现出明显的响应,但对干旱胁迫的耐受能力和适应能力存在差异,其抗旱性排序为彩虹>坠玉>红灯笼.     

17个葡萄砧木品种叶片解剖结构与抗旱性分析

【目的】研究叶片解剖结构指标与葡萄砧木抗旱性之间的关系,为抗旱性葡萄品种的筛选提供便捷有效的方法。【方法】以17个葡萄砧木品种多年生田间树为材料进行干旱胁迫处理（21 d）,测定其茎叶相对含水量和电导率,观测比较其叶片解剖结构特征,并结合主成分分析法和聚类分析法对各葡萄砧木品种的抗旱性进行了综合评价。【结果】干旱胁迫导致17个葡萄砧木品种的叶片相对含水量大幅度下降,茎相对含水量则出现小幅度的上升和下降两种趋势,叶片和茎的相对电导率均呈现不同程度的增加;而各项叶片解剖结构指标对干旱胁迫敏感程度的顺序为栅海比>细胞结构紧实度>细胞结构疏松度>上表皮细胞厚度>叶片厚度>下表皮细胞厚度>栅栏组织厚度>海绵组织厚度。【结论】叶片解剖结构指标与葡萄砧木品种的抗旱性关系密切,可用来鉴定其抗旱性。1103P、5BB和河岸9号的抗旱性极强,3309C、河岸2号、河岸10号和山河4号的抗旱性较强,1613C、Dogridge、贝达和山河1号的抗旱性中等,山河3号、河岸7号、Riparia Glorie、101-14MG和河岸4号的抗旱性较弱,Ganzia的抗旱性最弱。     

小麦苗期抗氧化酶活性及丙二醛含量QTL定位

本研究以小麦DH群体(花培3号×豫麦57)为材料,在水分胁迫及非胁迫条件下测定SOD、POD、CAT活性及MDA含量并进行QTL分析。结果表明:20%PEG-6000浓度下亲本间抗旱系数差异最大,为最适胁迫浓度;在两种水分条件下,检测到10个QTL,分布在1A、1B、2D、3B、6A、6B和6D染色体,单个QTL贡献率为7.41%~15.57%;其中正常水分条件下检测到6个QTL,渗透胁迫下检测到4个QTL;其中5个主效QTL:QSOD-6D.OS、QPOD-2D.NW、QPOD-1B.OS、QPOD-2D.OS和QCAT-6B.NW,贡献率超过10%,可为小麦抗旱分子标记辅助育种提供理论依据。     

棉花品种资源全生育期抗旱性评价及抗旱指标筛选

为分析棉花品种资源全生育期抗旱性及筛选抗旱性评价指标，以238份抗旱性不同的棉花品种为材料，设置正常灌水和干旱胁迫两个处理，选取株高、铃数、单铃重及可溶性糖含量等指标，采用抗旱系数、主成分分析、关联分析和聚类分析相结合的方法对238份棉花品种进行抗旱性综合评价及抗旱指标筛选。结果表明：干旱胁迫对棉花全生育期生长有显著影响。以抗旱性度量值（D值）为主要参数，以加权抗旱系数（WDC值）和综合抗旱系数（CDC值）作为辅助参数，可以将238份棉花品种资源分为5类，第Ⅰ类（高抗旱型）10份、第Ⅱ类（抗旱型）61份、第Ⅲ类（中等抗旱型）84份、第Ⅳ类（敏感型）78份和第Ⅴ类（高度敏感型）5份。株高、单铃重、衣分及可溶性糖含量对干旱胁迫的反应较其他指标更为敏感，可作为棉花全生育期抗旱性评价的指标。上述结果为优质高产的抗旱棉花品种评价和选育理论依据。     

抗旱番茄种质资源筛选及抗旱性评价

以200份番茄为试验材料,通过调查植株生长类型、成熟果色和单果重等主要田间农艺性状,筛选出100份优良番茄材料,20%PEG-6000溶液对100份材料植株干旱胁迫处理,初步筛选出6份高耐旱番茄材料,测定6份材料叶片相对含水量、相对叶绿素含量、叶面积、PⅡ最大光转化效率Fv/Fm等生理指标,同时采用DAB和NBT组织染色方法观察H2O2、O2-积累情况,利用隶属函数法、主成分分析及聚类分析方法综合评价6份番茄材料抗旱性。结果表明,随干旱胁迫程度加深,叶片相对含水量、PⅡ最大光转化效率Fv/Fm、叶面积均呈下降趋势;H2O2、O2-产生量呈逐渐增加趋势;处理植株叶绿素相对含量大于对照植株。6份番茄材料抗旱性依次为:‘897’‘895897’‘955982’‘982’‘895’‘955’,其中‘897’为强抗旱性番茄材料,‘982’‘895’‘955982’‘895897’为中等抗旱番茄材料,‘955’为弱抗旱性番茄材料。该研究为番茄抗逆杂交育种提供优良亲本材料。     

晋北区芥菜型油菜抗旱性鉴定及综合抗旱指标筛选

为系统评价芥菜型油菜（Brassica juncea L.）的抗旱性，筛选合理的油菜抗旱指标，以12份芥菜型油菜为材料，采用大田干旱胁迫鉴定法，分析了干旱胁迫对油菜花期光合生理参数、农艺性状等指标的影响，同时结合隶属函数和主成分分析法对芥菜型油菜抗旱性进行分类和综合评价。结果表明：晋油14号、神池大黄芥、牛尾稍和晋油13号属于抗旱型品种。利用主成分分析法将干旱胁迫12个单项指标综合成为4个相互独立的综合指标。光合参数（37.33%）、产量因子（21.31%）、蒸腾速率（17.42%）和千粒重（11.10%）与油菜抗旱性关系密切。研究结果可为晋北区芥菜型春油菜抗旱品种的筛选及旱作栽培提供参考。     

晋北区芥菜型油菜抗旱性鉴定及综合抗旱指标筛选

为系统评价芥菜型油菜（Brassica juncea L.）的抗旱性,筛选合理的油菜抗旱指标,以12份芥菜型油菜为材料,采用大田干旱胁迫鉴定法,分析了干旱胁迫对油菜花期光合生理参数、农艺性状等指标的影响,同时结合隶属函数和主成分分析法对芥菜型油菜抗旱性进行分类和综合评价。结果表明：晋油14号、神池大黄芥、牛尾稍和晋油13号属于抗旱型品种。利用主成分分析法将干旱胁迫12个单项指标综合成为4个相互独立的综合指标。光合参数（37.33%）、产量因子（21.31%）、蒸腾速率（17.42%）和千粒重（11.10%）与油菜抗旱性关系密切。研究结果可为晋北区芥菜型春油菜抗旱品种的筛选及旱作栽培提供参考。     

糯玉米萌发期耐低温品种资源的综合评价

为构建不同糯玉米品种萌发期耐低温评价体系，以48个糯玉米品种为试验材料，测定低温胁迫下糯玉米的10个萌发及生长指标，通过主成分分析法、隶属函数法、聚类分析和回归分析，对糯玉米品种耐低温性进行综合评价与分类。结果表明，主成分分析将10个测定指标转化为根系生长因子和种子萌发因子2个相互独立的综合指标，建立了糯玉米耐低温综合得分模型Y=0.647 7Y₁+0.144 2Y₂（其中，Y₁、Y₂为2个主成分，Y₁代表的主要指标包括相对根干重、相对根表面积、相对根体积、相对根长，反映低温胁迫下糯玉米根系生长的状态；Y₂代表的主要指标包括相对苗干重、相对发芽率、相对活力指数、相对发芽势，反映低温胁迫下糯玉米的萌发情况）。通过隶属函数法对48个糯玉米品种的耐低温能力进行排序，筛选出5个耐低温能力较强的品种，依次为‘润彩糯686’‘景坡82’‘润糯175’‘润糯605’和‘天贵糯932’。聚类分析将48个糯玉米品种划分成4个类群。回归分析表明，相对根干重、相对苗长、相对发芽势、相对发芽率、相对苗干重和相对根表面积可作为糯玉米耐低温评价的重要指标。多方法关联分析的综合评价方法可对不同耐低温能力的糯玉米品种进行有效筛选分类，为糯玉米耐低温评价及耐低温种质资源的筛选提供参考。     

干旱胁迫下文冠果光合指标的变化研究

为了探究文冠果在干旱胁迫下的抗旱尺度及光合生理变化,确定适宜的灌水阈值,以保证在节约有限水资源的同时文冠果生长不会受到抑制。在盆栽条件下,设置5个水分梯度,即土壤含水量分别控制在田间最大持水量(46.4%)的80%(T1)、60%(T2)、40%(T3)、20%(T4),以正常灌水为对照(CK)。利用Li-6400光合仪对文冠果叶片光合指标及荧光参数进行测定。结果表明:文冠果随着胁迫时间的延长和干旱梯度的增加,叶片净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、光化学淬灭系数(q P)均降低,其光合作用受到抑制。荧光参数PSⅡ潜在活性(Fv/Fo)、最大光化学效率(Fv/Fm)与水分利用效率(WUE)随着水分胁迫加重而下降,表现为T2T3T4,其中T1处理由于灌水充盈使光合参数Pn、Gs、胞间CO2浓度(Ci)反而降低。对不同水分处理下文冠果幼苗光合生理指标进行主成分分析,表现的优劣顺序为:CKT2T1T3T4。文冠果在60%田间持水量的水分灌量(T2处理)下各项光合指标均表现较好,WUE最高。     

北方寒旱区白菜型冬油菜抗寒性与抗旱性评价及其关系

【目的】研究冬油菜的抗寒性和抗旱性,探讨抗寒与抗旱之间的关系,为中国北方白菜型冬油菜的改良及抗寒性和抗旱性的综合评价提供可借鉴的方法和理论依据。【方法】分别通过自然降温处理（15℃--5℃）和人工控制水分的方法（干旱胁迫4、7和10 d）分别对6份不同抗寒等级冬油菜摸拟低温和干旱胁迫,分析其形态、生理生化和生长指标的变化,采用隶属函数法、相关性分析法、聚类分析法、主成分分析法对不同品种的抗寒性和抗旱性进行综合评价。【结果】6份冬油菜品种越冬率相差很大（20.1%-94.7%）。抗寒性强的品种植物学形态特征表现为幼苗匍匐贴地生长、生长点洼陷低于地表、叶色深绿色、真叶刺毛多。且低温胁迫之后抗寒生理生化指标变化明显,相对电导率和MDA（丙二醛）含量增加,且抗寒性强的品种增加幅度小;SOD、POD、CAT酶活性升高,可溶性蛋白、可溶性糖、游离脯氨酸等调节性物质含量明显增加,且抗寒性强的品种变化明显,差异显著。随着干旱胁迫时间延长,膜结构首先遭到破坏,相对电导率和MDA含量升高,细胞失水,叶片相对含水量、束缚水/自由水、叶绿素含量降低（光合作用降低）,幼苗苗长、叶片和根鲜干重降低,直到幼苗萎蔫,且抗旱性强的品种变化幅度小,同时抗旱性强的品种叶片保水能力强、土壤耗水少、萎蔫系数小。通过主成分分析,6份冬油菜的抗寒性强弱依次为陇油7号＞陇油6号＞陇油9号＞延油2号＞天油2号＞Vision,而抗旱性强弱依次为陇油6号＞陇油7号＞陇油9号＞延油2号＞Vision＞天油2号。【结论】中国北方寒旱区低温、干旱并存,不同冬油菜品种间抗寒性和抗旱性差异较大,由于产生了交叉适应性,在抵御低温冻害的同时提高了对干旱胁迫的适应性,因此,白菜型冬油菜抗寒性强的品种一般抗旱性也比较强。     

不同基因型玉米品种对三个关键时期干旱胁迫的响应及抗旱性鉴定

旨在研究玉米品种在不同生育时期抗旱性差异,以18 个玉米品种为材料,设置拔节期(T1)、大喇叭口期(T2)、吐丝期(T3)干旱胁迫,以及正常灌溉(CK)4 个处理,对试验品种的抗旱性进行鉴定与评价。结果表明：干旱胁迫处理后各品种ASI 值较对照不同程度延长1~6 天。‘京农科728’、‘京科968’等9 个品种的ASI 值延长较少,‘中单28’、‘浚单20’等品种的ASI 值延长较大。干旱胁迫处理后,‘京科968’、‘京农科728’等品种产量均相对较高;‘先玉335’、‘郑单958’等品种中等;‘浚单20’、‘中单28’等品种相对较低。由此可见,‘京科968’、‘京农科728’等为丰产性好、抗旱性强品种;‘郑单958’、‘先玉335’等为丰产性和抗旱性中等品种;‘辽单565’和‘纪元1 号’等为丰产性和抗旱性差品种;‘中单28’等为丰产性最差和干旱敏感型品种。