玉米根系与抗旱性关系研究

采用7个抗旱能力不同、生育期相近的玉米（Zea mays. L.）杂交种作为供试材料进行土壤含水量及根系形态指标、根系活力测定。结果表明：不同时期发生的干旱胁迫均对根系产生伤害,其生长明显受到抑制,根系在干旱胁迫下表现出适应性变化和对干旱胁迫的抗性。具体反映在根干重和根体积的减少,根系总吸收面积和活跃吸收面积的降低,最大根长的增加、根数增长和根冠比的加大。苗期所受干旱的伤害程度低于拔节期。不同抗旱能力的品种在形态上所受抑制和发生的适应性变化不同,抗旱品种在根数和根长上同时增加。     

干旱胁迫对大麦幼苗根系的影响

为了解干旱胁迫对大麦幼苗根系生长的影响,采用盆栽称重控制土壤含水量的方法,测定了土壤含水量为田间持水量的85%、55%、45%和35%等4个处理下, 4个抗旱性不同的大麦品种的幼苗根系形态和根系吸收能力等相关指标。结果表明,随着土壤含水量的减少,大麦幼苗的最长种子根、根尖数、根组织含水量均呈下降趋势;根分支数和根冠比总体呈上升趋势;根鞘大小和根毛密度整体上呈先上升后下降的趋势;根系活力与根总吸收面积和根活性吸收面积之间存在一定的互补效应。抗旱性较强的大麦品种较抗旱性较弱的品种,在干旱胁迫下能够保持更庞大的根系、更大的根-土交互面和更高的根系吸收能力。幼苗根系形态可以作为大麦耐旱性的筛选指标。     

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。     

干旱胁迫对春大豆叶绿素含量和根系活力的影响

以抗旱性不同的3个春大豆品种为材料,对各生育时期不同干旱胁迫条件下叶片叶绿素含量、根系活力和根系相对含水率的变化进行了研究.结果表明:随干旱胁迫程度的增加,叶绿素含量、根系相对含水率显著降低;根系活力苗期＞开花期＞结荚期＞鼓粒期,根系相对含水率鼓粒期＞结荚期＞开花期＞苗期.在干旱胁迫条件下,叶绿素含量在苗期、根系活力在...     

不同土壤水分条件下吲哚丁酸钾对大豆根系形态建成及生理代谢的影响

为了研究吲哚丁酸钾（IBA-K）在减轻干旱对大豆根系的伤害中的作用,以垦丰16（干旱敏感型）和合丰50（耐旱型）为材料,采用盆栽法研究IBA-K拌种对两个品种大豆在正常供水、干旱和复水条件下根系形态建成及生理代谢的影响。结果表明,与正常供水相比,干旱胁迫抑制了大豆根系的生长发育,而IBA-K处理后,大豆根系干物质积累量、形态建成、抗氧化酶活性和渗透调节物质含量在不同土壤水分条件下均高于其干旱对照,膜受损程度减轻。IBA-K处理下,大豆根系SOD活性、POD活性、可溶性糖和脯氨酸含量在干旱条件下均显著高于其干旱对照;MDA含量、相对电导率显著低于其干旱对照。IBA-K处理下的两个品种大豆根表面积、根平均直径、根体积、POD活性和CAT活性在复水条件下分别高于其干旱对照,均未达到显著性差异。复水后,IBA-K处理下的垦丰16根干重和总根长分别较其干旱对照显著增加了3.13%和24.51%,合丰50根干重和总根长较其干旱对照未达到显著性差异。IBA-K处理下的合丰50相对电导率和MDA含量分别较其干旱对照显著降低11.80%和15.09%,SOD活性和可溶性糖含量分别较其干旱对照显著增加14.90%和3.94%,垦丰16相对电导率、MDA含量、SOD活性和可溶性糖含量较其干旱对照未达到显著性差异。IBA-K处理下的两个品种大豆根系脯氨酸含量分别较其干旱对照显著增加了10.62%和10.70%。IBA-K处理和不同土壤水分处理对两个品种大豆根系形态和生理指标存在显著或极显著影响,二者间的交互作用无明显调控作用。综上,IBA-K通过提高根系干物质积累量、抗氧化酶活性和渗透调节物质含量,降低MDA含量和相对电导率,减轻干旱胁迫对苗期大豆根系的伤害。     

稀土元素钕对玉米幼苗根系抗旱性的影响

采用10%聚乙二醇6000模拟干旱胁迫,研究稀土元素钕对干旱胁迫下玉米幼苗根系抗旱性的影响。结果表明,干旱胁迫显著提高根系丙二醛(MDA)含量和过氧化氢(H_2O_2)含量,提高超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性,显著降低了过氧化物酶(POD)、谷胱苷肽转移酶(GST)、谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)活性,显著降低抗坏血酸(As A)和谷胱苷肽(GSH)含量及根系生物量。干旱胁迫加剧了根系的氧化胁迫,玉米幼苗根系通过增强抗氧化酶活性抵抗干旱胁迫。外源氯化钕(NdCl_3)处理可显著提高干旱胁迫下玉米幼苗根系抗氧化酶SOD、POD、CAT、GST、GPX活性,显著提高AsA和GSH含量和根系生物量,显著降低MDA和H_2O_2含量,对APX活性无显著影响。盆栽实验结果进一步说明,NdCl_3对轻度和中度土壤干旱下玉米幼苗抗旱性均具有促进作用,对中度土壤干旱下玉米幼苗的抗旱性促进作用更佳。NdCl_3可提高玉米幼苗根系的抗旱能力,缓解干旱胁迫造成的伤害。     

玉米根系特征的基因型差异及与氮吸收效率的关系

在4个硝酸盐浓度下进行2个玉米品种盆栽砂培试验,研究玉米根系特征的基因型差异对硝酸盐浓度的响应及与氮素吸收效率的关系。结果表明,氮高效品种郑单958在硝酸盐浓度为0.08、0.8、4.0 mmol/L时,根重、根幅、根长、根表面积、根体积、分枝数、分形维数、根系活力均显著高于氮低效玉米品种内单314。各根系形态指标随硝酸盐浓度的增加逐渐增加,当硝酸盐浓度从4.0 mmol/L增加至8.0 mmol/L时,不同基因型品种间差异不显著。在低氮胁迫条件下,玉米主要通过增加细根比例、增加根表面积吸收更多的氮素;在氮素供应充足条件下,通过增加根系平均直径,形成高密的分枝系统吸收氮素。进一步通径分析表明,根长与根体积对氮吸收效率直接影响最大,是氮吸收效率差异的主要原因。     

不同生育期水分胁迫对水稻根系生长及产量的影响

研究水分胁迫对水稻根系生长和产量的影响。以桂两优2号为材料,通过聚乙二醇（PEG-6000）模拟不同程度的水分胁迫,在水稻分蘖盛期和抽穗扬花期分别水分胁迫16 d,然后恢复正常供水。水分胁迫及复水10 d后测定水稻根系形态、根活力和干物质,成熟期测定产量。结果表明：分蘖盛期和抽穗扬花期适度的水分胁迫均能提高水稻根系活力;处于不同生育期的水稻根系对干旱的耐受程度不同,在分蘖盛期水分胁迫期间,轻、中度水分胁迫对水稻根长、根表面积、根体积的生长具有促进作用,复水后,促进效果不显著;而在抽穗扬花期水分胁迫期间,     

高产玉米杂交种根系形态生理特性研究

通过对16个玉米杂交种根系活力和根部形态性状的研究表明:玉米根系活力,特别是初生胚根和吐丝30 d后的根系活力与产量成正相关;高产玉米杂交种初生胚根根系活力强,吐丝后根系活力下降慢;不同玉米杂交种的根层数相差不大,但气生根条数与产量成正相关.     

套作弱光胁迫对大豆苗期根系形态和生理活性的影响

研究玉米-大豆带状套作弱光环境下大豆苗期根系形态特征、生理特性和生物量积累,明晰苗期大豆根系对套作荫蔽的响应规律,筛选适宜玉米-大豆带状套作的大豆品种,为改良大豆对荫蔽胁迫的适应能力提供理论依据。以NTS1007、桂夏3号和南豆12等3个根系特征不同的大豆品种(系)为试验材料,在盆栽试验条件下,采用挖掘法考察根系形态特征,并对根系活力、表面积、伤流量和生物量积累等指标进行测定和分析。结果表明,与单作相比,玉豆带状套作下大豆主根长和侧根长均显著下降,侧根下降81.8%,主根下降42.8%,侧根下降更为明显;根系可溶性糖含量显著下降,导致根系活力降低,伤流量减少;大豆根系表面积和活跃吸收表面积显著减小,降幅均与一级侧根总长度的降幅呈极显著正相关;大豆植株生物量显著下降,其中地下部下降55.2%,地上部下降37.9%,根冠比减小。不同品种(系)大豆根系对套作的响应程度不同,南豆12的主根长、一级侧根长、根体积降幅最小(33.9%、74.4%、65.3%);桂夏3号的根系表面积和生物量降幅最大(67.1%、48.3%);NTS1007则根冠比、根系活力和伤流量冠比降幅最大(35.4%、39.2%、38.9%)。套作遮荫条件下大豆根系的伸长生长比根系生理性状更能够准确地反映植株根系生长状况,根系长度可作为判定对荫蔽胁迫适应能力的一个重要指标。南豆12在玉米-大豆套作下能够更为合理地分配同化产物,减小荫蔽胁迫对根系形态建成和生理活性的抑制作用,保证根系生物量积累。     

高配合力玉米自交系丹598姊妹系的选育与利用

丹598姊妹系包含丹598-1、丹598-2、丹598-18,是以玉米自交系OH43Ht3、丹340、丹黄02、丹黄11、丹黄18经单交、复合杂交、回交及多代自交选育而成.具有一般配合力高、抗病、抗倒伏、耐旱、适应性强等特点,含旅大红骨血缘28.125%,热带血缘25%,唐四平头血缘9.375%,Lancaster血缘9.375%.与Reid血缘杂优模式最强,丹598姊妹系组配的丹玉26号、丹玉39号、东单60、丹科2151等玉米新品种,已在我国玉米生产中发挥重要的增产作用,得到广泛应用,是旅大红骨血缘改良的重大突破.     

外源一氧化氮提高玉米抗芽涝的研究

以硝普钠作为NO供体,研究外源NO对芽涝玉米的影响。结果表明,外源NO能延缓芽涝玉米根系活力下降和质膜相对透性增加,抑制叶绿素降解,维持叶片光合能力;外源NO能提高芽涝玉米根系SOD、POD、CAT等抗氧化酶的活性,可以提高玉米对芽涝的抵抗能力。     

玉米骨干亲本对主要病害的抗性及其传递规律

选用5个玉米骨干亲本Mo17、黄早4、掖478、自330和丹340及其68个衍生品系,对大斑病、小斑病、丝黑穗病、弯孢叶斑病、禾谷镰孢茎腐病、矮花叶病和黑粉病的抗性进行鉴定。结果表明,黄早四具有较好的多抗和兼抗性,60.7%衍生品系对大斑病达中抗以上水平,82.0%高感或感小斑病,对小斑病的抗性较易丢失,感丝黑穗病易被改良。Mo17具有较好的多抗和兼抗性,81.2%衍生品系对丝黑穗病达到中抗以上水平,64.7%高感或感小斑病,对丝黑穗病的抗性能较好地传递给其衍生品系,对小斑病的抗性易丢失,感大斑病性状易被改良,Mo17是唯一对弯孢叶斑病的抗性达到中抗水平的骨干自交系。自330对3种病害具有较好的抗性,其衍生品系中70.0%对丝黑穗病达到中抗以上水平,表明自330对衍生系的丝黑穗病抗性有较好的遗传贡献,对小斑病和弯孢叶斑病的感病性状不易通过传统的系选方法进行改良,自330是唯一对禾谷镰孢茎腐病的抗性达到中抗水平的骨干自交系。掖478中抗小斑病,其71.4%的衍生系中抗小斑病,抗性能较好的传递,掖478感弯孢菌叶斑病和大斑病,其衍生系中有57.0%中抗弯孢菌叶斑病,42.9%抗大斑病,表明其感弯孢菌叶斑病和大斑病的性状易被改良。     

玉米自交系丹598选育的经验及启示

采用抗病育种技术,运用单交、复合杂交、回交和自交等多种育种方法,经过两轮抗性育种,创造了一个多种高效抗病基因聚合的新种质,选育出多抗、高配合力玉米自交系丹598,直接利用丹598组配并审定34个杂交种。     

多抗、高配合力玉米自交系丹598的选育技术研究

多抗、高配合力玉米自交系丹598是以外引具有抗大斑病单基因的玉米自交系OH43H3,与具有抗大斑病多基因抗性的丹340、丹黄02和配合力较高、农艺性状较好的丹黄11及抗尾孢菌、弯孢菌叶斑病很强的外引杂交种后代选系丹黄18,经单交、复合杂交、回交及多代自交选育而成.鉴定与应用结果表明:丹598具有抗病、抗虫、抗倒伏、耐旱、配合力高、自身产量较高和适应性强等特点.以丹598为亲本,与Reid和Lancaster种群选系杂交具有很强的杂交优势,如丹玉26、丹玉39、丹科2123和东单60等已在全国大面积推广应用     

中国不同时期玉米自交系聚类及杂优模式分析

以我国不同年代广泛推广玉米品种的32个自交系为材料,利用40对引物对每个自交系的单株样品进行SSR标记遗传多态性聚类分析,结果表明：32个自交系基本可以划分为6大类群,Ⅰ类为唐四平头群,包括黄早四、黄野四、昌7-2、吉444、西502、K12、掖81515和LX9801;Ⅱ类为改良Reid群,包括掖478、郑58、U8112、C8605-2和PH6WC;Ⅲ类为P类群,包括豫自87-1、沈137、齐319、X178和丹598;Ⅳ类为综合杂优群,包括矮金525、掖52106、综31和黄C,该类群与改良Reid群血缘相对较近;Ⅴ类为Lancaster群,包括本7884-7ht、C103、Mo17、Mo17ht、获唐黄、自330和PH4CV;Ⅵ类为旅大红骨群,包括E28、丹340和掖107。聚类结果与系谱来源基本一致但存在差异性,说明SSR标记技术基本可以应用于玉米自交系优势类群的划分。分析我国不同年代单交种杂种优势模式演化规律,认为Reid×唐四平头、Reid×Lancaster是今后我国玉米育种杂种优势利用的主流模式。     

2001～2012年国审玉米品种亲本自交系系谱来源分析

搜集和整理2001～2012年国审普通玉米杂交种及其双亲自交系的来源,分析并绘制亲本自交系的系谱图,根据亲本自交系所属的杂种优势群,分析杂种优势模式的类型与比例.结果表明,属于塘四平头群的亲本自交系主要是黄早四的衍生系,骨干黄改系吉853、LX9801与昌7-2仍然被广泛应用,并且产生多个衍生系被大量应用;旅大红骨群的亲本自交系主要是丹340及其衍生系,其中自交系丹598的多个衍生系成为国审玉米杂交种的亲本自交系;Reid群的亲本自交系数量最大,478衍生系数量达30多个,7922衍生系数量达20多个,5003的衍生系数量为10个以上;PB群的亲本自交系是78599直接选系及其衍生系,其中齐319已产生多个衍生系;Lancaster群的亲本自交系主要是Mo17的改良系.杂种优势模式类型中Reid×塘四平头杂交种所占的比例最大.     

充足灌水条件下不同年代玉米品种根系性状比较研究

以我国20世纪50年代以来6个玉米主推品种白鹤、吉单101、中单2号、掖单13、郑单958和先玉335为材料, 在充足灌水条件下研究玉米品种更替过程中的根系性状演变特征。结果表明, 不同年代玉米品种各根系性状间存在差异, 随着品种的更替, 根系平均入土角度呈现减小的趋势, 根系分布更为紧凑。根系性状(根长、根表面积、根体积、根条数、根系干重等)随品种年代的更替表现为“先增后减”的趋势, 1950s～1970s平展型品种趋向于构建逐渐强大根系系统, 以提高根系吸收能力;1980s紧凑型品种趋向于减少高层节根, 以减少“冗余器官”的干物质消耗。与早期品种相比, 近代品种的紧凑型根系不仅增强了对土壤深层水分、养分的吸收, 也促进了干物质向子粒的高效转移和水分利用效率的提高。