提高小麦水分利用效率的生理遗传育种研究进展

介绍水分利用效率(Water Use Efficiency,WUE)分类和小麦碳同位素分辨率(△)的理论基础;3种水分条件下(干旱胁迫、花后胁迫、正常灌水),WUE和△分别与产量相关性的研究进展;WUE和△在遗传育种领域的研究进展;利用生理遗传育种方法研究作物WUE存在的问题及今后的发展方向.提高水分利用效率生理遗传育种将是今后研究的熟点,将推动生物节水和农业节水的发展.     

小麦生物节水品种的遗传改良技术

利用生物遗传改良技术,培育水分高效利用的多抗节水高产品种是实现生物节水最为经济有效的方法。根据20多年小麦育种实践,提出了小麦生物节水品种应具备的特点及两圃平行交替选择生物节水品种的遗传改良技术,突破了常规育种技术单一选种环境、主要目标性状基因不能同时表达和遗传类型不能充分表现的缺陷。通过加大逆境选择压力以及后代材料逆境与非逆境的交替选择,多抗节水高产品种的遗传改良效果显著,同时提出加强基础理论研究,发掘抗旱节水基因资源,将常规育种和基因工程育种有效结合的育种途径,提高生物节水育种水平。     

小麦抗旱育种及水分高效利用育种问题探讨

本文论述了小麦抗旱育种及水分高效利用育种的几个关键技术问题,包括抗旱高水分利用类型种质资源的筛选方法;抗旱高水分利用效率类型植物新种和小麦新品种引种、驯化及研究方向;用改良常规育种方法培育抗旱节水优质高产小麦新品种;抗旱性遗传生理研究和品种抗旱性鉴定。     

碳同位素分辨率技术在小麦节水生理遗传育种中的应用进展

重点综述了碳同位素分辨率与小麦水分利用效率、产量的关系,并对碳同位素分辨率对水分胁迫的响应机理进行了归纳和推断,最后对其在节水生理遗传育种中的应用进展及存在问题进行了讨论。     

我国北部不同生态区冬小麦新品种水分利用效率的研究

本文采取3种不同水分处理的实验与分析，对我国北部5个小麦生态区45个小麦新品种（系）的抗旱节水性进行研究，指出了不同生态类型区冬小麦品种的水分利用效率、存在问题及发展趋势，结合育成品种的对比分析，提出了筛选抗早节水品种的水分利用效率指标，对我国生物节水技术创新的几个重大研究方向和技术路线及建设内容做了论述。     

作物抗旱节水研究进展

发掘利用抗旱节水基因资源，提高作物的抗旱性和水分利用效率，发展生物节水农业，对于缓解水资源危机，保障国家的粮食安全、生态安全和社会可持续发展具有重要意义。本文综述了作物抗旱节水的基础理论、鉴定评价技术、基因资源发掘与品种选育等方面的研究现状和问题，并探讨了作物抗旱节水研究的发展趋势。     

我国海洋水产生物遗传育种技术进展

海洋农业成为迅速崛起的重要基础性产业,发展海洋水产生物种业是我国海洋农业高新技术产业的重点。针对我国海洋水产生物遗传育种研究的概况及其有关问题进行了介绍,从选择育种、杂交育种、细胞工程育种、分子辅助育种、基因组选择育种技术等水产育种的核心技术方面介绍海洋水产生物遗传改良的方法。综述了海洋水产生物育种技术现状、存在的问题及发展趋势,以期为今后我国海洋农业的快速发展提供参考。     

基于网络调研的我国糜子消费现状分析

<正>1前言糜子是我国北方旱作农区重要的粮食作物和经济作物,对糜子的研究,大多数研究者是从抗旱节水、育种选择以及产业发展等方面进行探讨。如:屈洋、冯佰利[1]以榆米2号为材料,研究了长城沿线风沙区不同节水种植模式对糜子籽粒产量及水分利用效率的影响。乔治军[2]考虑到糜子作为救灾和水土保持的优良     

小麦水分利用效率及相关性状QTL研究进展

随着水资源的日趋短缺,生物节水在节水农业发展中的地位越来越受到重视.近年来随着分子标记技术和数量性状统计分析方法的改进,对调控水分利用效率等复杂数量性状的位点进行作图和定位的研究很多.综述了鉴定小麦高水分利用效率(WUE)的常用指标以及相关性状的QTL定位研究进展,并对目前在QTL定位研究中存在的问题及发展前景进行了探讨.     

小麦叶片水分利用效率生理性状遗传相关分析

为了明确小麦叶片水分利用效率与相关生理性状的遗传相关关系，为小麦水分利用效率遗传育种提供信息，本实验选用了4个抗旱和高产小麦品种，组成4×4完全双列杂交试验。通过对亲本和杂交后代的表型相关和遗传相关分析结果表明，在小麦灌浆早、中、晚期，叶片水分利用效率（WUE）和光合速率(Pn)与呈显著或极显著正相关；与胞间CO2浓度（Ci）和蒸腾速率（Tr）成负相关，且达到极显著水平；与叶温（Tl）呈负相关，且在灌浆后期达到极显著负相关；与气孔导度（Cond）呈现二次曲线的趋势。说明叶片WUE和相关性状间在灌浆期间有很好的遗传相关关系，可以在小麦WUE生理遗传育种中进行应用。     

不同水分梯度和种植密度对谷子杂交种产量及水分利用效率的影响

为发挥杂交谷子耐旱节水丰产性能,对张杂谷6号进行了不同水分梯度和不同留苗密度试验研究。结果表明:拔节期补水与不补水之间产量差异达到极显著水平,但不同补水量之间产量差异未达到显著水平,说明谷子杂交种在拔节期补灌30 mm即可达到显著的增产作用,但补水量增加不利于提高水分利用效率;不同留苗密度处理间产量差异达到极显著水平,随着留苗密度增加产量随之增加;在自然降水和补灌水量30 mm情况下,种植密度以18万株/hm2和30万株/hm2为宜。杂交谷子拔节期补水增产但不利于提高水分利用效率,适宜的留苗密度是提高产量和水分利用效率的有效途径。     

Restriction fragment length polymorphisms associated with water use efficiency in tomato

Improvement of crop water use efficiency (WUE) has not been successful because evaluation for this component of drought resistance is unreliable in field-grown plants. The composition of stable isotopes of plant carbon (delta(13)C) was earlier shown to be an excellent indicator of WUE in tomato and other species. It is now reported that delta(13)C can be satisfactorily predicted from three restriction fragment length polymorphisms (RFLPs), which are genetic markers for discrete DNA sequences within the genome. An additive type of gene action was observed for all three RFLP markers, and for one of them there also was a significant nonadditive component. Combining the delta(13)C and RFLP technologies may aid in identifying genes associated with WUE and in studying mechanisms contributing to WUE. These technologies will also be useful for crop improvement.     

分蘖期节水处理对水稻生物学特性的影响

 选用4个水稻品种（系）为材料，在分蘖盛期进行不同程度的节水处理，对其生物学特性的动态变化进行了初步研究。结果表明，水稻分蘖期具有很强的自我调节能力，节水处理期间及处理结束后，植株有机物的运转及根系分布均可发生改变，以减轻干旱伤害；分蘖盛期节水处理导致水稻耗水量的下降由处理期间及处理结束后植株耗水量的减少两部分所组成，节水潜力大，但在品种及处理间存在显著差异；分蘖期适度节水胁迫处理可以显著提高处理期及处理结束到完熟期的水分利用效率；节水处理对水稻产量与稻米品质的影响在品种与处理间存在差异，一定程度节水处理可提高某些品种的产量与稻米品质，但也可使一些品种的产量下降，故节水抗旱栽培应选择适当品种。     

Improvement of Wheat Water Use Efficiency in Semiarid Area of China

The greatest fear of global climate change is drought since in most areas where wheat is grownwater is the most important factor influencing wheat yield. Average wheat yield throughout the world is only30 -60% of the attainable yield potential because water shortage is the major factor preventing the realizationof maximum yield. Periods of drought alternating with short periods of available water are common conditionsto influence wheat productivity. Such conditions include variable frequency of dry and wet periods, intensityof drought, rate of drought onset and patterns of soil water deficit and/or atmospheric water deficit. It is thisdeficit and variable water conditions in semiarid environments that influence wheat productivity variously.This paper reviewed the physiological adaptation and benefits associated with deficit and variable water condi-tions. In addition, it also highlights the compensative effect of limited irrigation and breeding of new varietiesfor high water use efficiency (WUE) that could improve wheat productivity under water-limited environmentsin the semiarid regions. Considerable potential for further improvement in wheat WUE and productivity insemiarid environments seems to depend on effective conservation of moisture and effici ent use of this limitedwater such as soil fertility improvement, conservation tillage, residues and film mulch, rain water harvestingfor limited irrigation, and breeding for water saving varieties. Different crop, soil and water managementstrategies should be adjusted according to the conditions that prevail in various semiarid areas. By combiningsoil and water conservation approaches and adjusting the cropping system by growing drought-tolerant and wa-ter-saving cultivars, increase in wheat WUE and productivity could be achieved.     

植物叶片水平δ13C与水分利用效率的研究进展

水分限制可能因全球气候变化加剧成为限制植物生产力的主要原因,因此,如何提高植物水分利用效率(WUE)是未来一个主要研究目标。WUE能够反映植物-土壤-大气之间的碳水循环的耦合状况,研究WUE有助于了解陆地生态系统碳水耦合机制。稳定性碳同位素技术已成为研究生态系统养分循环最有效的方法之一,也被利用到植物水分利用效率中。研究表明,植物叶片的稳定碳同位素比值(δ13C)是植物长期水分利用效率(WUE)的良好指标。本文综述了δ13C表征WUE的机制,植物δ13C和WUE的影响因子(包括:叶片结构性状、植物生理生态、气候因子、基因控制和遗传变异),分析了水分胁迫及酸沉降条件下植物的δ13C和WUE变化特征,并对全球气候变化下植物δ13C和WUE的研究进行了展望。指出气孔导度、比叶面积、叶片氮含量、细胞间CO₂浓度和大气CO₂浓度等因子可直接或间接作用植物的光合速率和蒸腾速率,从而引起WUE的变化。一般情况下,植物在干旱条件下具有更高的WUE和更低的δ13C,长期酸沉降下植物的气孔导度和光合作用均会下降,氮的输入可以通过改善水分利用效率来提高植物的生产力。建议为更清晰地认识全球气候变化,在利用稳定性同位素技术进行WUE研究过程中,需要突出数量性状基因座(QTL)、碳酸酐酶、水孔蛋白和光合羧化酶的大小亚基基因在遗传控制方面起到的关键作用,加强多时空尺度的关联研究,探索双重稳定同位素(δ13C、δ18O)概念模型的应用。      

Improving water use efficiency in grain production of winter wheat and summer maize in the North China Plain: a review

Reducing irrigation water use by improving water use efficiency (WUE) in grain production is critical for the development of sustainable agriculture in the North China Plain (NCP). This article summarizes the research progresses in WUE improvement carried out at the Luancheng station located in the Northern part of NCP for the past three decades. Progresses in four aspects of yield and WUE improvement are presented, including yield and WUE improvement associated with cultivar selection, irrigation management for improving yield and WUE under limited water supply, managing root system for efficient soil water use and reducing soil evaporation by straw mulch. The results showed that annual average increase of 0.014 kg·m^-3 for winter wheat and 0.02 kg·m^-3 in WUE were observed for the past three decades, and this increase was largely associated with the improvement in harvest index related to cultivar renewal and an increase in chemical fertilizer use and soil fertility. The results also indicated that deficit irrigation for winter wheat could significantly reduce the irrigation water use, whereas the seasonal yield showed a smaller reduction rate and WUE was significantly improved. Straw mulching of summer maize using the straw from winter wheat could reduce seasonal soil evaporation by 30–40 mm. With new cultivars and improved management practices it was possible to further increase grain production without much increase in water use. Future strategies to further improve WUE are also discussed.     

不同小麦品种产量构成和水分利用效率差异分析

为了筛选节水高产小麦品种,试验采用随机区组设计,对8个小麦品种的水分利用效率、产量及其构成进行了比较。结果表明：灌水对穗粒数影响差异不显著;而千粒重,灌2水处理显著高于灌1水处理,灌3水较灌2水略有下降但差异不显著。品种间穗粒数差异较大,且千粒重差异明显。品种间产量和水分利用效率差异显著,其中以冀5265的产量和水分利用效率最高。随灌水次数增加,产量显著提高而水分利用效率显著降低。综合认为,冀5265为广适性节水高产品种,石家庄8为较强节水品种,石新616为中度节水品种。     

苗期干旱及复水对花生光合特性及水分利用效率的影响

 【目的】揭示苗期不同程度水分胁迫后复水对花生光合特性和水分利用效率的影响,以期为花生节水高产栽培提供理论依据。【方法】采用防雨棚池栽法,对比分析花生苗期不同程度的干旱及复水处理下花生光合速率、耗水量、产量和水分利用效率等相关指标的变化。【结果】花生苗期干旱,光合速率与蒸腾速率降低,干旱持续时间越长降低越明显,复水后光合速率和蒸腾速率均能较快恢复,产生一定的补偿效应;同时苗期干旱导致花生耗水量减少,且干旱程度越重耗水量越小;但水分利用效率并不随耗水量的减少而降低,干旱5 d处理产量水平的水分利用效率最高,对照次之,干旱15 d处理的最低。【结论】苗期适度干旱可减少花生的耗水量,提高产量水平的水分利用效率。     

冬小麦水氮有效利用的研究

本文针对作物高产、高效和节约水肥资源的目的，研究了不同土壤水和氧水平下的小麦冠、根生长状况、籽粒产量、蒸散、N素吸收状况以及水分利用效率（WUE）和小麦氮索利用效率（NUEw）。结果表明，当相对含水量为75％～85％，施N量较高情况下，可以使小麦冠、根发育良好，使蒸散与吸N量提高，从而增加籽粒产量，提高WUE，并使NUEw达适中水平。文中也强调了单纯追求籽粒高产（高产，低效）或高效（低产高效）的不可取性。