新疆玉米抗旱节水机理研究进展

通过对我国玉米核心自交系进行水分干旱胁迫对比试验,重点研究了受旱后玉米自交系生物学性状、生理生化性状的变化,以及这些变化与玉米水分高效利用机理的相关关系。研究结果不仅可以从外部形态来筛选抗旱种质,更能从植物本身受旱后生理代谢的改变来评价种质抗旱性。为耐旱玉米种质筛选提供有效的鉴定指标,同时对新疆玉米耐旱节水生产提供理论指导。     

玉米芽苗期抗旱性鉴定指标的选取

利用10个玉米自交系及其组配的24个杂交种为试验材料,通过测定芽苗期干旱胁迫处理下的相对发芽率、根相对生长量、种子萌发抗旱指数、叶片相对含水量、幼苗干旱存活率,苗期株高等12项指标,并运用灰色关联度、杂种优势及亲子相关分析方法对玉米芽苗期抗旱性鉴定指标进行评价和筛选。结果表明:种子萌发耐旱指数、幼苗干旱存活率可定义为玉米芽苗期抗旱性鉴定的初级指标;根相对生长量、相对含水量、苗期株高和相对发芽率可作为玉米芽苗期抗旱性鉴定的次级指标。     

新疆玉米杂交种的抗旱性评价与筛选

新疆是我国典型的干旱半干旱农区,玉米在生育期内遇到干旱胁迫会使产量大幅度下降.筛选抗旱的玉米品种,对在干旱地区和干旱年份选择种植适宜的抗旱玉米品种具有重要指导意义.研究采用玉米开花期干旱胁迫法,以经济产量为主要性状,结合株高、穗位高、ASI、有效穗数、穗粒数、千粒重等形态生理性状,用抗旱性指数(DTIg)作为玉米品种抗旱性鉴定与评价的良好指标,用品种耐旱指数(DTIv)来筛选抗旱品种.对新疆正在推广种植的13个玉米品种进行了抗旱性鉴定、评价和筛选.鉴定出先玉335、新玉29号抗旱性较强,初步筛选出先玉335、郑单958、Sc704、新玉29号等品种适宜在新疆干旱地区和干旱年份种植.     

花期干旱胁迫对玉米农艺性状的影响

[目的]探讨不同玉米自交系的抗旱能力,研究花期干旱胁迫对不同玉米自交系生长差异的影响,为选育抗旱玉米品种提供参考依据.[方法]利用40个玉米自交系,在正常灌水和干旱胁迫2种水分处理下,对花期不同玉米材料进行耐旱性鉴定,分析花期干旱对玉米株高、穗位高和第3、4节间长度的影响,探讨农艺性状与玉米耐旱性之间的关系.[结果]花期干旱胁迫对玉米自交系影响较大,不同玉米自交系在2种水分处理下的农艺性状表现差异显著,旱区大于正常对照,表明苗期和拔节期供水充足对玉米株高、穗位高和节间生长影响不大.[结论]以综合耐旱系数为指标对玉米自交系的耐旱性进行评定,农系3386、农系3435、农系3471和S121的综合耐旱性较强,可在抗旱育种中加以利用.     

PEG胁迫下玉米自交系萌发期抗旱性综合评价

为探索不同玉米自交系的萌发期抗旱性,研究采用15%聚乙二醇(PEG-6000),蒸馏水作对照,以18个玉米自交系为试验材料,在人工气候室内通过渗透胁迫人工模拟干旱条件,测定不同自交系的胚根长、胚芽长、发芽率、发芽势4个形态指标和种子萌发期渗透调节物质游离脯氨酸(Pro)含量、丙二醛(MDA)含量、过氧化物酶(POD)活性和超氧化物歧化酶(SOD)活性4个生理生化指标。采用方差分析、相关性分析、模糊隶属函数分析等方法对不同玉米自交系抗旱性进行综合评价。结果表明：玉米萌芽期干旱胁迫对种子的8个指标影响较大,其中4个形态指标在15%PEG胁迫下均显著降低,4个生理生化指标均显著升高;胚根长、胚芽长、发芽率、发芽势、Pro含量和SOD活性可优先作为不同材料之间鉴定抗旱性差异的重要指标。通过模糊隶属函数法采用3种不同的方法评价抗旱性,表明单独使用一类指标可有效评价具有极端差异的玉米自交系萌发期的耐旱性,而综合使用形态指标和生理生化指标比单一类型指标更能准确评价抗旱性。利用胁迫指数显著性分析和模糊隶属函数法共同筛选出抗旱较强的自交系N958。研究为进一步研究玉米抗旱性机制提供了抗性来源。     

玉米各生育时期抗旱性鉴定指标的研究

为了给玉米育种工作者选育抗旱自交系及抗旱新品种提供简单易测的鉴定指标,试验在玉米四个比较重要的生育时期:萌发期、苗期、开花期、灌浆期,采用人工模拟干旱胁迫的方法,通过比较形态学、发育学、生理学等方面的抗旱性鉴定指标与玉米抗旱能力的关系,通过玉米抗旱性与各指标的相关分析、灰色关联度分析、聚类分析,将种子萌发胁迫指数、幼苗反复干旱成活率、花期抗旱指数和灌浆期抗旱指数作为玉米四个生育时期的抗旱性鉴定指标,并将其定义为一级抗旱指标,并在此基础上建立了玉米种质的抗旱性技术鉴定体系,形成了玉米抗旱性鉴定技术规程,为综合评价不同玉米品种的抗旱性奠定了基础.     

69份玉米自交系的苗期耐旱性分析

以69份玉米自交系为试材,于温室模拟干旱胁迫环境,对各自交系的超氧化物歧化酶(SOD)活性、丙二醛(MDA)含量、脯氨酸(Pro)含量、相对电导率(REC)和相对含水量(RWC)等5项生理生化指标和茎粗、根冠比2项形态指标进行测定。通过对5项生理生化指标的耐旱系数的聚类分级,综合评价自交系的耐旱性。同时分析实验室条件下综合评价结果与形态指标鉴定结果的吻合度。结果表明:(1)受到胁迫时,材料的耐旱分级各不相同,材料间的响应机制各不相同;(2)筛选出耐旱性极强自交系4份、耐旱性强系14份、耐旱性中度系35份、耐旱性弱系12份、耐旱性极弱系4份;(3)根冠比、茎粗与综合评价结果吻合度低,不适宜作为实验室条件下玉米耐旱性的鉴定指标。     

玉米自交系苗期耐旱性鉴定

[目的]对玉米自交系苗期耐旱性进行鉴定。[方法]利用浓度为15%的聚乙二醇高渗溶液浇灌模拟干旱胁迫环境。以43份玉米骨干自交系为试验材料,测定了9个与根系有关的形态学指标,通过差异显著性分析,进行了不同玉米自交系苗期耐旱性的鉴定。[结果]以鲜重根冠比、根系鲜重和根系干重这3项作为玉米苗期耐旱性鉴定指标,并利用耐旱系数将参试材料分成不同的耐旱等级,在3种鉴定指标下抗旱级别完全一致的材料有8份,其中丹599为极强抗旱类型,陕89为强抗旱类型,B97、DF32、A679和丹9046为中度抗旱类型,D20和苏75为极弱抗旱类型。[结论]该试验为苗期玉米耐旱种质筛选和改良提供了有效指导和借鉴。     

新疆干旱条件下不同基因型玉米自交系耐旱性评价

干旱一直是制约我国粮食生产的一个重要因素.新疆是开展玉米耐旱鉴定最理想的地区之一.筛选具有强耐旱能力的玉米种质,培育耐旱玉米新品种已成为今后玉米育种的重要方向.研究采用玉米开花期干旱胁迫法,以经济产量为主要性状,结合株高、穗位高、雄穗长、雌穗长、秃尖长、穗行数、行粒数、穗粒数、千粒重、ASI等形态生育性状,用抗旱性指数(DRI)作为玉米种质资源耐旱性鉴定与评价的主要指标,对24份玉米自交系的耐旱性做了鉴定与评价.鉴定出502、早314L、早17、海014、新自349、新自523、428、JL02等自交系,耐旱等级在3级以上,具有较强耐旱性.     

48份玉米种质的耐旱性鉴定与评价

[目的]鉴定48玉米种质资源耐旱性,为玉米耐旱品种选育及种质材料创新提供参考.[方法]在防雨大棚条件下于玉米喇叭期进行35d的自然干旱处理,调查48份玉米自交系在正常供水和干旱胁迫下的果穗性状、植株性状及产量;以产量抗旱系数(DC)、产量抗旱指数(DI)、产量抗旱隶属度(SV)为评价指标,结合主成分分析对玉米种质耐旱性进行综合评价和聚类分析.[结果]在干旱胁迫下,48份玉米自交系的平均株高、穗位高、叶面积、茎粗、穗长、穗粗、穗行数和行粒数分别比正常供水条件下降低14.8%、11.7%、6.4%、9.0%、12.0%、2.5%、4.6%和16.6%,产量降幅为11.0%~59.8%.运用DC、DI和SV进行综合评价,筛选获得较耐旱自交系15个,不耐旱自交系11个.各抗旱性评价参数与玉米种质的产量、行粒数、穗长和穗粗等性状的相关性较明显,与株高、穗位高、叶绿素SPAD值、叶面积、茎粗和百粒重等相关性较低.主成分分析结果表明,DI、SV、产量、行粒数、DC和穗长等是玉米自交系抗旱性评价的重要指标;以上述参数进行聚类分析,结果表明,可将48份玉米种质聚为四大类:第Ⅰ类有10份材料,表现较耐旱;第Ⅱ类可细分为两个亚类,第Ⅱ-1亚类包含11份材料,第Ⅱ-2亚类包含14份材料,其中第Ⅱ-2亚类中有5份自交系也较耐旱;第Ⅲ类包含1份材料,不抗旱;第Ⅳ类包含12份材料,较不耐旱.[结论]综合运用DC、DI和SV等评价参数并结合主成分分析和聚类分析对玉米自交系的耐旱性进行评价,结果较可靠;玉米产量、行粒数、穗长和穗粗等性状是生产中筛选耐旱种质的重要指标.     

转基因玉米花期抗旱性指标与综合评价

采用盆栽法,以非转基因玉米为对照,在水分胁迫下,测定转干旱诱导表达启动子驱动的海藻糖合酶基因(RT)、果聚糖合酶基因(PK)、Ubiquitin启动子驱动的海藻糖合酶基因(H)与甜菜碱醛脱氢酶基因(BC)的玉米植株花期的相对含水量、保水力、叶水势、相对电导率、光合速率与蒸腾速率指标;并采用模糊隶属度对4类转基因材料进行抗旱性综合评价。结果表明,在玉米花期,所选指标均可用来筛选玉米的抗旱性能;转基因材料的抗旱性强于非转基因材料;4类转基因材料的抗旱强度为RT最强,PK与BC居中,H最弱。     

作物抗旱性鉴定指标的研究

评述了几个比较常用的抗旱性鉴定指标,如形态学指标和生理生化与抗旱指数指标等,指出作物的抗旱性是通过抗旱性鉴定指标来体现的。     

饲用玉米发芽出苗期抗旱鉴定方法和指标的研究

高渗溶液发芽法在饲用玉米发芽出苗期的抗旱性鉴定中是可行的。出苗指数是最准确有效的抗旱鉴定指标；种子吸胀２４ｈ的吸水率和高渗溶液发芽率（ＰＥＧ—１０巴）是较好的抗旱鉴定指标；淀粉酶活性的伤害率和萌动种子吸水率及胚芽长可作为重要的参考鉴定指标。利用这些指标进行综合评价可较全面真实地反映饲用玉米发芽出苗期的抗旱性。     

玉米EMS诱变材料的抗旱性筛选

采用玉米幼苗期PEG干旱胁迫法,以失水速率、丙二醛含量、可溶性糖含量和脯氨酸含量为生理测试指标,对由玉米自交系郑58经EMS诱变选择的15个种质材料进行了抗旱性筛选及综合评价。结果表明,15种诱变材料中,Y1010-2和Y1027-1各项生理指标均明显优于对照品种及其他供试材料,是抗旱性较好的2个新种质。     

小麦品种抗旱性鉴定指标与产量性状关系的探讨

分析了多个小麦品种在旱地条件下部分生理特性、形态特征与抗旱性和产量的关系以及水、旱地对比条件下抗旱系数、干旱敏感系数、抗旱指数、单株产量降低指数、产量构成因素降低指数与产量的关系。结果表明，小麦生育期间叶片含水量、失水率、植株高度、拔节期苗高、穗茎节长、抽穗度与抗旱性有着密切地相关关系。根据这些性状选择抗旱性对选择产量无明显负作用，可作为杂种后代分离群体选择抗旱性的生理和形态指标。以抗旱系数、干旱敏感系数、单株产量降低指数、产量构成因素降低指数作为选择抗旱性指标时，要考虑产量的高低。抗旱指数既能反映品种的抗旱性，又能体现品种的丰产性，可作为杂种稳定世代选择抗旱性和产量的较为可靠的指标。     

水分胁迫下3 种针叶树幼苗抗旱性与硝酸还原酶和超氧化物歧化酶活性的关系

采用PEG (6000)根际渗透胁迫处理, 测定了水分胁迫下马尾松、火炬松、水杉幼苗硝酸还原酶(NR)和超氧化物歧化酶(SOD)活性变化。结果表明, 在水分胁迫下各苗木NR 和SOD 活力都呈下降趋势。NR 和SOD 活性以及RWC 两两间均呈明显的线性正相关。从3 个树种抗旱性与NR 和SOD 活性下降程度来看, 抗旱性较强的马尾松NR 和SOD 活性下降幅度均最小;抗旱性较差的水杉NR 活性下降幅度最大, SOD 居第2 位, 抗旱性居中的火炬松NR活性下降幅度居第2 位, 而SOD 居第1 位。表明3 个树种抗旱性与胁迫下NR 活性呈明显正相关, 而与SOD 活性没有明显的相关性。NR 活性可以作为这3 个树种间抗旱能力评定的有效生化指标, SOD 活性可以作为参考指标。表2 参15     

水分胁迫对玉米幼苗氮素代谢的影响

以 3种抗旱性不同的品种为材料研究了水分胁迫对玉米幼苗氮代谢的影响 ,结果表明 :在水分胁迫下 ,玉米叶片可溶性蛋白含量和硝酸还原酶活性逐渐下降 ,正在生长中的新叶比已停止生长的老叶下降幅度更大 ;在短期水分胁迫下 ,根系中可溶性蛋白及硝酸还原酶活性略有升高 ,随着胁迫时间的进一步延长而急剧下降。抗旱性弱的品种可溶性蛋白含量和硝酸还原酶活性在水分胁迫下下降的幅度较抗旱性强的品种大     

作物抗旱剂的应用研究进展

作物生产很大程度上依赖于人类防旱抗旱手段的提高。利用作物抗旱剂,通过化学调控的方法,调节和控制作物的生长发育和生理生化过程,增强作物在水分胁迫逆境下的适应能力,提高植株耐旱性,为作物抗旱增产开辟了新的途径,具有广阔的应用前景。近年来,作物抗旱剂应用在小麦、水稻、玉米、烟草、棉花、马铃薯及蔬菜等农作物上均取得了较好的抗旱增产效果,根据相关文献资料,综述了作物的抗旱性、抗旱剂及其在提高农作物抗旱性上的应用效果与生理基础,并阐述了作物抗旱剂应用中的问题及前景展望。     

玉米抗旱机理与育种研究现状及发展趋势

介绍了玉米抗旱的的形态、生理、遗传和分子生物学研究进展以及抗性指标、玉米抗旱种质资源和选育抗旱品种的方法。并对目前玉米抗旱研究现状和进一步的研究工作进行了评述和展望。     

芝麻种质资源成株期抗旱性关联分析

【目的】利用33个多态性SSR分子标记分别与18个不同的抗旱性状进行关联分析,发掘与抗旱相关的主要基因位点,为抗旱基因定位和功能标记开发提供基础;通过对100份芝麻种质资源进行抗旱性鉴定,发掘优异的耐旱种质,为芝麻抗旱育种提供指导。【方法】采用盆栽和反复干旱法,对芝麻种质资源群体进行成株期抗旱性鉴定获得表型指标测定值,利用SAS、SPSS和隶属函数等进行统计分析,综合评价其抗旱性,利用GLM模型和MLM模型,将表型数据与分子标记进行关联分析。【结果】研究群体干旱胁迫处理后,材料间响应差异明显,考察的表型性状测定值均小于对照;干旱胁迫条件下18个性状值的变异系数平均为0.31,高于对照(平均为0.19);处理与对照间各性状指标经配对t检验,均达极显著水平;通过连续变数的次数分布统计方法、主成分分析和隶属函数分析,筛选出10个与抗旱性响应关系密切的指标,并筛选出12份高抗旱种质;基于芝麻基因组筛选出的33个多态性SSR标记扫描供试材料,共检测到170个等位变异,平均每个标记5.15个;利用structure数学模型对供试群体进行遗传结构分析,可分为2个亚群;利用GLM模型和MLM模型分别检测到120个和63个标记位点与供试群体抗旱系数显著关联(P0.05),表型变异解释率分别为3.85%—14.30%和4.00%—12.5%,解释率大于10%的标记位点分别有12个和3个,其中,位点4033-3和4033-2均与第一主成分因子第2次复水前萎蔫叶片数显著关联,且变异解释率均为最高,分别达14.3%和12.5%,2个模型共同检测到的标记位点有5个。通过引物序列在基因组上的位置比对,发现3个可能存在芝麻抗旱相关基因的基因组区段。【结论】利用综合评价方法,筛选出柳林芝麻3号、g80、8602-2等12份高抗旱芝麻种质,同时利用GLM和MLM2个模型检测到与第2次复水前萎蔫叶片数显著关联的标记位点(位点4033-3和位点4033-2),且变异解释率最高,分别达14.3%和12.5%。