吉林省玉米骨干自交系苗期耐旱性鉴评

以78份吉林省玉米骨干自交系为试材,在温室条件下进行苗期干旱胁迫模拟,测定株高、茎粗、根鲜重、地上部分鲜重、根干重、地上部分干重等6项形态指标,估算各性状指标的耐旱系数,作为评价参数进行主成分分析和聚类分析,综合评价参试玉米自交系苗期耐旱性。结果表明,干旱胁迫组测定的形态指标数据与对照组相比均降低,变异幅度有明显差异。根鲜重耐旱系数、地上干重耐旱系数作为综合指标对玉米自交系苗期耐旱性评价的贡献率优于其他指标。聚类分析将参试玉米自交系划分出5个耐旱等级,郑58、S121、W9813、6F576为极强耐旱,丹598、8723、中128、骨马4404等18份玉米自交系为强耐旱,HCL645、四-4112、C8605-2、龙抗11等25份玉米自交系为中度耐旱。     

我国常用玉米自交系的耐旱性评价

2007年冬季和2008年春季分别在海南三亚和新疆乌鲁木齐对196份玉米自交系采用两种不同干旱胁迫处理,依据形态性状及产量相关性状评价其耐旱性。通过典型相关分析发现,株高、雌雄开花间隔天数(ASI)、单穗粒重和结实株数百分率4个性状可以作为玉米自交系耐旱性评价指标。采用因子分析方法,计算株高、雌雄开花间隔天数、单穗粒重和结实株数百分率4个性状的综合耐旱系数,对196份玉米自交系进行耐旱性评价,将试验材料分为耐旱、中度耐旱、中度干旱敏感和干旱敏感4种类型。两点试验耐旱级别完全一致的材料有58份,其中耐旱自交系有7份(H201、Mo113、英64、H21、早49、丹598、吉842);中度耐旱自交系有14份(丹黄02、8902、中106、郑22、中黄68、K22等),这些材料为耐旱育种提供了种质基础。     

几个常用玉米自交系耐旱性的比较

The author carried on this experiment using the shed of drought-resistance and studied the drought-resistance of six different common maize lines.The results showed that the drought resistances had much difference among different maize lines.The relative water contents,MDA contents,conductivity and drought resisting index of maize leaf could be the appraisal index of maize drought resistance.     

玉米自交系耐旱性鉴定与评价

以88份玉米自交系为试验材料,采用随机区组试验设计,在正常灌溉和干旱胁迫处理下,对自交系的耐旱性进行鉴定,以产量抗旱指数(DI)、耐旱系数隶属度(SV)为评价指标,并结合散粉吐丝间隔期(ASI),对85份正常结实自交系的耐旱性进行综合评价。结果表明,在中度偏重干旱条件下,85份自交系在干旱处理区较正常供水区的平均株高降低,果穗变短、变细,空秆增多,秃尖增加,双穗率、百粒重降低,散粉吐丝间隔期(ASI)延长,产量平均下降42.9%。强耐旱自交系有6份,较耐旱自交系有16份,中等耐旱自交系有20份,弱耐旱自交系有29份,不耐旱自交系有14份。     

我国47份主要玉米自交系耐旱性分析

利用耐旱系数法对我国47份主要玉米自交系农艺性状、产量与耐旱性进行相关性分析,对自交系耐旱性进行综合评价。结果表明,穗粗、行粒数、轴径与单株子粒产量耐旱系数呈极显著正相关;株高、雄穗长、穗行数、百粒重与单株子粒产量耐旱系数呈显著正相关;ASI与单株产量耐旱系数呈极显著负相关。各性状耐旱性对单株产量的相对重要性依次为穗粗行粒数轴径株高雄穗长穗行数百粒重穗位高穗长ASI。按照综合耐旱系数将自交系耐旱性分为3个级别,耐旱性较强自交系有混517、郑58、掖52106、英64、38-11等19份,占40.4%;耐旱性中等自交系有525、C103、Mo17Ht、黄早四、昌7-2等18份,占38.3%;耐旱性较弱自交系有吉853、综31、L317、Os420、WF9等10份,占21.3%。     

玉米自交系铁7922苗期耐低氮胁迫原因探讨

以低氮胁迫(NO3--N0.2mmol/L)与正常供氮(NO3--N2mmol/L)条件下的生物量比值作为耐低氮能力指标,从12份玉米自交系中筛选出在低氮胁迫条件下苗期能够正常生长的自交系铁7922。通过不同玉米自交系对低氮胁迫反应差异的比较研究,从根系与氮利用效率对低氮环境的响应以及硝酸盐吸收动力学等3个方面对铁7922耐低氮原因进行了探讨。结果表明,铁7922对低氮环境的适应是多因素共同作用的结果,表现在氮胁迫浓度下根干重的增加、氮利用效率的显著提高以及较小的Km和低的Cmin。单纯的根干重的增加(掖515)或氮利用效率的提高(H21)或较小的Km(4F1、豫8701)并不能保证在低氮环境的正常生长。     

我国玉米杂交种耐旱性评价与分析

以我国目前生产应用的玉米杂交种为材料,在干旱处理和浇水(对照)条件下,根据成熟期产量和产量构成因素的耐旱指数分析其耐旱性。以耐旱指数为依据将供试材料分为高、中、低3种抗旱类型,表现高抗旱的材料有成单30、川单21、川单25、川单27、丹玉39、登海9、高农901、冀玉9、晋单42、农大108、强盛31、先玉335、新丹2100和豫玉26;表现中抗旱的材料有东德9号、吉单209、浚单20、蠡玉16、临奥1号、鲁单9002、鲁玉13、农大3138、强盛5、铁单10、秀青73-1和中单2号。不同材料的耐旱性表现不同,不同性状的耐旱性也表现不同,说明玉米耐旱性改良具有较大潜力。     

低磷胁迫下玉米自交系配合力分析

缺磷是限制作物生产的重要因素之一。通过遗传改良提高玉米杂交种的磷吸收利用能力,是提高磷肥利用率的一条重要途径。本研究利用磷肥长期定位田,在前期磷高效自交系筛选的基础上,对低磷胁迫下玉米自交系的配合力进行分析,以期为磷高效育种选择亲本提供依据。研究结果表明,鲁原92×7922为高磷高效型杂交组合,减产率达67.2%;Mo17×7922为低磷高效型杂交组合,减产率只有3.5%。耐低磷育种中,高配合力自交系为CA200和Mo17;低配合力自交系为丹黄02、107、原引1号、鲁原92、3189、Oh43和黄C;中配合力自交系为91041-1、CA170、L种和7922。低磷条件下,组合产量与空秆率、成熟期熟相呈负相关,即早熟型且空秆少的玉米品种较为耐低磷胁迫。     

玉米自交系苗期耐热性综合评价

以21份骨干玉米自交系为研究材料,播种后21 d进行5 d的高温处理,测定株高、茎粗、叶面积、地上鲜重、地上部干重、总干重、胚根长、地下部分干重、根冠比和SPAD值共10个性状的耐热系数,运用主成分分析、隶属函数法、聚类分析及灰色关联度相结合的方法,对玉米自交系的耐热性进行综合评价。结果表明,主成分分析将10个单项指标转换为3个相互独立的综合指标,代表了全部数据83.16%的信息量。通过隶属函数法技术综合耐热评价值(D),进行聚类分析,将21份自交系按耐热性强弱划分高耐热型、中耐热型、弱耐热型和热敏感型4类,筛选出2份高耐热型自交系KW4M029和DM08。总干重可以作为玉米自交系苗期简单、直观的耐热性鉴定指标。     

新疆干旱条件下常用玉米自交系耐旱性鉴定研究

采用随机区组试验设计,在正常灌溉和干旱胁迫处理下,对47份我国常用亲本自交系耐旱性及各项指标进行筛选和鉴定。结果表明,在重度干旱胁迫条件下,耐旱性极强的自交系有3个,分别为英64、478、掖52106;耐旱性强的自交系有15个,分别为38-11、Mo17、吉853、自330、III.Hy、黄C、沈5003、444、Lx9801、丹340、郑58、C103、郑22、吉63、X178。在中度干旱胁迫条件下,耐旱性极强的自交系有3个,分别为英64、38-11、齐319;耐旱性强的自交系有8个,分别为Mo17Ht、郑58、K12、L289、塘四平头、444、478、沈5003。     

不同玉米自交系萌发期抗旱性鉴定

以35份玉米自交系为试验材料,采用渗透压为0.4 MPa的PEG-6000溶液模拟干旱胁迫,以发芽势、发芽率、萌发抗旱指数、贮藏物质转运率、胚根数、胚根长、胚芽长作为测定指标,利用抗旱系数(DC值)、主成分分析和聚类分析对玉米自交系的抗旱能力进行综合评价和分类。结果表明,干旱胁迫对玉米各项指标均产生不同程度影响,结合主成分分析和聚类分析,鉴定出抗旱型材料4份,分别为1153、1245、1246和PHT11;干旱敏感型材料3份,分别为PHJR5、LH284和A14242;其他28份分别为较抗旱型和干旱较敏感型材料。     

生殖生长期干旱对不同耐旱型玉米自交系根系性状及产量的影响

2016～2017年,在大田微区PVC管栽条件下,采用裂区试验设计,主区为玉米自交系,裂区为水分处理,测定根系形态、根冠生长配比和产量等指标。研究结果表明,与耐旱性较弱的玉米自交系CML58相比,耐旱性较强的玉米自交系黄早四在水分胁迫后有效气生根根夹角增大明显,其根数、根长和根表面积等形态指标降幅峰值均早于CML58,40 cm以下土层的根长、根表面积和根体积降幅明显小于CML58,且0～20 cm土层的根系生长冗余在乳熟期后显著少于CML58,其根冠干重比降幅、根冠长度比和根冠面积比均高于CML58,根冠角度比较CML58小39.4%。与CML58相比,黄早四水分胁迫后能较好地调控有效气生根角度,及时调控根冠纵横生长,维持根系主要分布区结构与功能,提高深层根系分布比,减少根系生长冗余,提高物质转化效率。     

对优良地方种质金系综合种选系及其改良系的评价

试验采用昌7-2、郑58、4C274、齐319和P28作测验种,对优良地方种质金系综合种的8个选系和用含热带血缘自交系改良后的8个金系综合种选系进行测交。结果表明:金系综合种选系与齐319可以产生较大的杂种优势;改良后的金系综合种选系与我国地方品种旅大红骨的P28可以产生较大的杂种优势。金系综合种选系4和6有较高的一般配合力,改良后的金系综合种选系9和10有较高的一般配合力;金系综合种选系蕴涵着增加株高、穗粗和穗长的优良基因。     

不同耐旱型玉米自交系冠层光合及产量对生殖生长期干旱胁迫的响应

在PVC管栽和大田条件下,采用裂区试验设计,主区为玉米自交系、裂区为水分处理,测定玉米冠层光合和产量等指标。结果表明,与对照(CK)相比,干旱胁迫(WS)处理下冠层叶色值(SPAD)、光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)和叶面积指数(LAI)均呈下降趋势,耐旱性较强的黄早四(HZS)平均降幅小于耐旱性较弱的CML58,其SPAD和LAI的降幅较高期(R3)出现早于CML58(R5);干旱胁迫后,水分利用效率(WUE)呈升高趋势,HZS平均升幅高于CML58。HZS的SPAD、Pn、Tr、WUE、LAI、单株粒重、收获指数和群体产量均高于CML58。与CK相比,WS处理下HZS群体产量平均降幅低于CML58。综上,耐旱性较强的玉米自交系冠层光合参数对生殖生长期干旱胁迫响应相对滞后,可在干旱胁迫后维持相对较高的光合性能、水分利用效率和叶面积指数,促进植株干物质转化与子粒建成,最终获得较高产量。     

利用RAPD技术鉴别玉米自交系

本文利用RAPD技术对我国28个玉米骨干自交系进行了分析,从300个引物中筛选出了40个多态性好的引物,结果发现：仅使用OPI₁₀一个引物扩增的DNA指纹图谱就能区别开15个自交系,增加引物OPB7可以区分开26个自交系,再增加OPC₁₉、OPG₆、OPA₇、OPI₁₁、OPG₁₄中的任何一个引物就可以将28个自交系完全区分开。研究还表明亲缘关系很近、利用同工酶方法无法区分的姊妹系材料如：478、488和3189,以及双105和双741都能够被明显的区分开,证明了利用RAPD技术进行玉米自交系鉴定完全可行而且是非常有效的。     

干旱对玉米自交系叶片叶绿素荧光特性的影响

以玉米自交系郑58(抗旱性强)和丹340(抗旱性弱)为材料,采用盆栽控水试验,设置中度干旱和正常灌水处理,研究干旱胁迫对玉米自交系苗期、抽雄吐丝期和灌浆期叶片叶绿素荧光指标的影响。结果表明,不同生育时期,玉米自交系叶片光系统Ⅱ(PSⅡ)的最大荧光(Fm)、原初最大光能利用效率(Fv/Fm)、潜在光化学效率(Fv/F0)、有效光化学量子产量(Fv’/Fm’)、实际光化学量子效率(ΦPSⅡ)和光化学猝灭系数(q P)均随干旱胁迫的加剧而下降;初始荧光(F0)和非光化学猝灭系数(q N)均随干旱胁迫的加剧而升高。与丹340相比,郑58的Fm、Fv/Fm、Fv/F0、Fv’/Fm’降幅均相对较小。不同时期干旱胁迫下,郑58的Fm、Fv/Fm、Fv/F0、Fv’/Fm’、ΦPSⅡ和q P均高于丹340。与丹340相比,干旱胁迫下,郑58光系统Ⅱ具有较高的光能转化和利用效率、实际光化学量子效率和有效光化学量子产量,通过调节碳同化能力和激发能利用效率,有效地耗散过剩光能减轻光抑制,保护光合机构,维持较高的光合性能。光系统Ⅱ中Fm、Fv/Fm和Fv/F0可以用来鉴定玉米自交系抗旱性。