水稻耐热性鉴定技术体系的研究

水稻抽穗扬花期遭受高温胁迫会严重限制其高产和稳产,选育优良的耐热品种是解决水稻热害最直接有效的方法。批量且有效地鉴定品种耐热性是耐热品种选育的重要环节,但目前水稻耐热性鉴定技术体系中界定温度的设置却不尽相同。结合历史气象数据,模拟田间高温,以高温结实率(HT_x)为指标,对耐热性鉴定体系中界定水稻品种耐热性差异的温度进行研究。结果表明,基于标准化温度区间设置8组试验,分别处理第1批材料,处理组最高温度为39.0℃时,各品种高温结实率差异最明显;在温室设定3组不同的温度,分别处理第2批材料,在第2组处理(39.0℃)中,各品种高温结实率差异最明显;综上,筛选出区分水稻品种耐热性的最高界定温度为39.0℃。     

新疆春小麦育成品种耐热性评价

为筛选出耐热性好的小麦种质材料，通过开花期至成熟期人工模拟高温胁迫环境，以千粒重热感指数为主要评价指标，评价了新疆近30年来审定的春小麦品种的相对耐热性，并分析了高温胁迫对小麦籽粒蛋白质、湿面筋含量的影响。结果表明，与自然生长相比，高温胁迫条件下新疆春小麦育成品种的千粒重、籽粒宽度的变化均达到了极显著水平（P<0.01），籽粒长度变化不显著(P>0.05)，不同品种间耐热性存在很大差异。综合三年千粒重热感指数（HSI）分析，耐热性相对较好的品种有17个，连续三年HSI＜1的品种有11个，其中新春37号、新春2号、新春38号在高温胁迫条下千粒重变化较小，产量较稳定，为强耐热品种；对高温敏感品种有26个，连续三年HSI≥1的品种有13个，其中新春13号、新春18号、新春33号耐热性相对较弱。高温胁迫影响小麦籽粒的品质，其中13.95%的品种蛋白质含量降低，6.98%的品种湿面筋含量降低，其他品种高温胁迫后籽粒蛋白质、湿面筋含量均较自然生长有所提高。     

杂交水稻耐热性评价

 以100个杂交水稻组合为材料,于50%穗开花日起,置于最高温38℃下处理3 d,以相对结实率作为耐高温性评价指标,研究杂交水稻花期高温胁迫对结实率的影响。结果表明,Y两优646、广占63 4S×R558、宜香5979、Y两优2号以及Y两优896为耐高温组合;Ⅱ优838、丰优199与荆楚优37为高温敏感性组合。对耐热性不同的组合的来源进行分析发现,大部分具有相同母本的组合表现出一致的耐热性,说明母本对杂交水稻的耐热性起主导作用。     

水稻生殖生长阶段不同时期高温热害对产量损失的影响

在人工气候室采用盆栽模拟水稻生殖生长阶段的高温胁迫热害,研究不同时期及不同持续时间的高温胁迫对水稻产量及产量特征的影响。结果表明,超级杂交水稻Y两优1号与常规优质稻桂育9号,以抽穗扬花期计为0 d,分别在-9 d、-6 d、-3 d、0 d、3 d、6 d、9 d、12 d不同生育时间遭遇高温胁迫时的颖花结实率变化趋势相当,抽穗扬花期当天遭遇高温胁迫处理的颖花结实率最低,且随胁迫处理时间的延长,损害加重;在持续处理5 d的条件下,-3 d期的高温处理对颖花结实率的降低也很严重,甚至低于抽穗扬花当天高温胁迫处理3 d时的结实率。不同时期的高温胁迫处理的损害在品种间存在显著差异,选择耐热性较强的品种有利于应对局部生态点易发生的热害天气。     

中国常用水稻保持系及恢复系开花灌浆期耐热性评价

 以我国常用的15个水稻保持系和26个丰产性较好的恢复系为材料,于主茎见穗当天起连续15 d进行高温胁迫处理（9:00-15:00,39~43  ℃）,研究花期高温胁迫对水稻保持系和恢复系结实特性的影响。结果表明,根据高温胁迫指数,可把水稻品种分为热钝感型、耐热型、不耐热型和热敏感型等4个类型。其中,水稻保持系K22B、博白B和V20B为热钝感型材料,Ⅱ 32B、中浙B和中9B为热敏感型材料;水稻恢复系明恢63耐热性最强,其次为R207和P929,P62 2 2、R8006 和P51等耐热性最弱。进一步分析表明,高温胁迫指数与水稻在自然条件下结实率、空壳率和秕谷率之间相关不显著,但与胁迫环境下结实率和空壳率的相关性均达极显著水平。花期高温胁迫致使水稻保持系和恢复系结实率下降,空壳率大幅度上升。     

四川杂交籼稻品种耐热性研究

利用智能人工气候箱开展了杂交籼稻高温敏感时期、致害高温指标和品种耐热性差异等方面的研究。采用水稻开花期的相对结实率(高温下的结实率/常温下的结实率×100%)作为技术指标评价了四川杂交籼稻新品种(组合)的耐热性,为水稻品种区域布局提供科学依据。     

杂交水稻新品种在自然高温下的耐热性评价

2016年分别在湖北荆州、湖南桃源、安徽庐江3个不同生态区,利用自然发生的热害天气调查了23个杂交稻新品种及对照丰两优4号在不同生态区始穗前后遭遇高温的天数及其结实率,对各品种的耐热性进行评价。结果表明,2016年3个试点经历了强度大致相同的2段持续高温期,湖南桃源试验点中受高温危害品种比例最高,其次是湖北荆州,而安徽庐江地区由于播种迟,几乎所有品种在抽穗前后都避开了高温期,品种结实率基本正常。始穗前后均遭遇高温会加剧结实率下降,其下降幅度高于仅始穗前或始穗后遭遇高温;热害对杂交稻结实率的危害具有累加效应,热害天数越长,结实率下降幅度越大。对湖北荆州和湖南桃源2地受高温影响的各杂交稻品种进行耐热性筛选,发现其中4个表现为热敏感型,7个为耐热型,13个为疑似感类型。     

玉米花期耐高温品种的筛选与综合评价

以30个黄淮海地区主栽玉米品种为试材,研究高温对不同玉米杂交种的形态、叶片生理以及产量构成因素的影响,筛选玉米杂交种花期耐热性评价指标,对30个玉米杂交种花期耐热性进行综合评价。结果表明,高温胁迫阻碍了玉米雌雄穗的分化,造成植株生长中心转移,且不同基因型玉米间存在显著差异。高温处理后,穗位叶片变薄,其比叶重、叶绿素相对含量及净光合速率均有所下降,穗位叶片浸泡液相对电导率显著增加。高温胁迫使玉米果穗行粒数明显减少,百粒重及子粒产量显著下降。综合不同品种各性状耐热系数的相关性分析及逐步回归分析结果得出,产量、百粒重、穗长、穗粗和结实率可作为评价玉米杂交种花期耐热性的主要指标。     

长江中下游流域水稻试验品种的耐热性鉴定

高温热害已成为影响我国特别是长江流域水稻生长发育及高产稳产的主要限制因素之一。本研究利用大田自然高温、温室高温两种环境对2018—2020年的1 379份水稻材料的开花期耐热性进行了鉴定和评价,系统分析了不同年份间、不同品种类型间、不同来源渠道品种间耐热性情况。结果表明,供试材料中耐热性达到1、3、5、7、9级的品种比例分别为11.96%、66.78%、18.06%、2.76%和0.44%,且耐热品种呈逐年增多的趋势;两系杂交稻、三系杂交稻、常规稻中开花期耐热性达到强至较强（1级和3级）的品种占比分别为82.57%、73.45%和60.00%,不同类型品种的耐热性表现为两系杂交稻>三系杂交稻>常规稻;国家（省）区试、绿色通道、联合体渠道来源的品种的开花期耐热性整体表现相似。本试验综合利用大田自然高温、温室高温两种环境建立了一套水稻开花期耐热性鉴定规程和评价方法,可以对供试材料在不同年份、不同环境、不同程度热胁迫下的耐热性做出相对一致、客观的评价。     

不同香稻品种苗期耐高温的形态生理响应

【目的】本研究旨在分析不同香稻品种苗期耐高温的形态生理响应特征,筛选出耐热性较好的香稻品种。【方法】在盆栽条件下,于光照培养箱内,以超级常规香稻玉香油占为对照,研究了常规香稻品种巴斯马蒂、桂香占、农香18、湘晚籼13、象牙香占、中香1号、美香占2号在苗期高温处理下的形态生理响应特征。于高温处理前后测定了8个香稻品种苗期各项形态生理指标。【结果】与玉香油占相比,高温胁迫下,巴斯马蒂的株高、单株鲜质量、单株干质量增幅更大,成活率和过氧化物酶活性更高,丙二醛含量反而下降了33.39%,表明巴斯马蒂的耐高温胁迫能力较好。湘晚籼13在高温处理下的单株干质量增幅与玉香油占相近,株成活率较玉香油占低,胞间二氧化碳浓度变幅较小,SOD活性和丙二醛含量的变幅在8个品种中均为最低,说明其耐高温胁迫的能力略低于玉香油占。农香18、象牙香占和美香占2号的成活率分别为13.33%、12.67%和16.00%。桂香占(4.33%)、中香1号(1.33%)在高温处理后的成活率最低,表明两者的耐高温能力均较差。【结论】8个品种耐热性从强到弱依次为巴斯马蒂、玉香油占、湘晚籼13、农香18、象牙香占、美香占2号、桂香占和中香1号。     

大田生长期全程高温胁迫对杂交水稻生育后期生长发育及产量形成的影响

选用5个杂交水稻组合为材料,以自然条件下大田生长为对照,通过玻璃温室研究了大田生长期全程高温胁迫对杂交水稻生育后期的生长发育及产量形成的影响.结果表明:大田生长期高温胁迫引起各组合有效穗数、每穗总粒数、结实率和千粒重较大田对照不同程度下降,其中对结实率的影响最大,最终导致产量显著下降.高温条件下水稻叶面积指数和净光合速率都不同程度下降,植株干物质生产减少,茎鞘物质转运受阻,茎鞘物质输出率和转换率都显著下降;高温条件下抽穗后的茎鞘物质输出率、转换率与品种耐热系数均呈显著正相关,耐热性较强的品种能在高温胁迫后保持较高的茎鞘物质转换率.在高温胁迫下,孕穗期SOD活性增强,叶片可溶性糖、游离脯氨酸含量增加,但随着高温持续时间的延长,灌浆期SOD活性急剧减弱,叶片可溶性糖、游离脯氨酸含量迅速下降.MDA含量升高,膜脂过氧化加剧,耐热性弱的品种更为明显.     

大豆耐热机制的自然积累

选择基础耐热性较强的大豆品种岔路口1号和金大332,耐热性中等材料苏丰和58-161,耐热性较差材料苏系5号和苏豆1号,探讨大豆在连续高温逆境栽培下耐热性的积累情况。1990年将上述材料全部繁种后分成2份,1份每隔1年在南京6月10—20日播种,开花时间稳定在7月底8月初,让其在连续10年的高温条件下接受自然驯化;另1份存放于冷库内,与2000和2010年各种植1次。2011年在高温胁迫栽培下比较高温驯化材料和未驯化材料的耐热机制积累效应。经过高温驯化的材料籽粒产量增加了69.38%,基础耐热性较强、中等、较差的材料分别增产40.50%、47.44%和114.25%。在其他农艺性状方面,以6个品种的综合表现看,经过高温驯化的品种,在高温胁迫栽培下,单株产量、单株荚数和每荚粒数分别比未驯化材料增加了62.89%、43.70%和13.37%,百粒重则下降了2.74%。经过高温驯化的材料,抵抗高温逆境的能力明显增强,最终导致了产量的明显上升。在产量构成因素中,以单株荚数的贡献最大,第二位是每荚粒数,百粒重呈轻度负向效应。     

荃两优系列杂交稻品种耐热性与稻米品质的相关性研究

以优质水稻不育系荃211S为母本选育的13个荃两优系列杂交水稻品种为试验材料,利用智能温室进行高温胁迫处理,分析品种的耐热性和高温胁迫对稻米加工品质、外观品质和蒸煮食味品质的影响,以及品种耐热性与其主要品质性状的相关性。结果表明,荃两优系列杂交稻品种耐热性水平整体较强,其耐热系数与经过高温胁迫后品种的整精米率、碱消值呈极显著正相关,与胶稠度呈显著正相关,与垩白度呈极显著负相关;经过高温胁迫后,品种的整精米率、碱消值、胶稠度和直链淀粉含量普遍降低,垩白度普遍增加;耐热性强的水稻品种经过高温胁迫处理后,其整精米率、垩白度、直链淀粉含量、碱消值和胶稠度等主要米质指标的变幅小于高温相对敏感的品种。本研究为选育耐高温优质水稻品种奠定基础。     

高温胁迫对大麦主要农艺性状及产量性状的影响

为了解高温胁迫对大麦孕穗灌浆期主要农艺性状和产量性状的影响,选用4个二棱啤酒大麦品种为材料,采用盆栽及人工气候箱,在大麦孕穗灌浆期进行高温处理,以常温为对照,考察了大麦完熟期株高、穗下节间长、主穗长、单株穗数、单株粒数、单株粒重、千粒重和结实率。结果表明,孕穗期高温胁迫对大麦株高、穗下节间长及穗长的影响程度因品种特性不同而异。高温胁迫致使参试大麦品种的单株粒重和千粒重显著降低,使除Harrino Nijo外的其余3个品种的结实率和单株粒数均显著降低。综合比较,Harrino Nijo的耐高温性能最好,其次为扬农啤6号,917112和苏啤3号对高温比较敏感。     

玉米自交系花期耐热能力的评价

对138个玉米自交系在泰安2016、2017年连续两年夏天进行花期套网袋授粉,结合玉米自交系自然开放授粉,研究玉米自交系授粉结实率的差异,通过套袋和自然开放授粉区分花丝造成的不育还是花粉引起的不育,建立玉米自交系耐热性评价,并筛选出耐热的玉米自交系,结果表明,根据高温下两年都遇到日平均温度在30℃以上自然开放授粉结实率为依据将材料划分为4类,高度耐热性的材料、耐热性中等的材料、耐热性较弱材料、不耐热材料。两年都遇到网袋授粉日平均温度在30℃以上结实率偏低的材料有133个,因为花丝耐热性差造成结实率低的材料68个,因花粉耐热性差造成结实率低的材料65个,筛选出5个耐热性好的材料京2416、B尖八-1-2、B138-1-2、(488/8001-1-4)-2-1-2、Pr07500-1-1。     

水稻灌浆期耐热性的品种间差异及其与剑叶光合特性和内源多胺的关系

 对65个不同来源的早籼稻品种进行了灌浆期耐热性的鉴定研究,并比较了耐热性相差很大的品种灌浆期高温胁迫前后的生理反应。结果表明：秕粒率、实粒重、整精米率、垩白度、蛋白质含量的胁迫指数可作为水稻品种灌浆期耐热性田间直接鉴定的 5个指标,可采用隶属函数值法对各品种的耐热性进行综合评价;不同品种的耐热性存在相当大的差异,筛选出了几个耐热性很强的品种;高温胁迫严重影响水稻的光合能力,但耐热性强的品种剑叶的光合速率高温胁迫后下降幅度明显较小,胁迫解除后恢复的程度也更高,叶绿素含量、RuBPc 活性及内源多胺含量的变化趋势与光合速率相一致,是水稻耐高温逼熟的重要生理特征。     

水稻灌浆期耐热性的品种间差异及其与剑叶光合特性和内源多胺的关系

对65个不同来源的早籼稻品种进行了灌浆期耐热性的鉴定研究,并比较了耐热性相差很大的品种灌浆期高温胁迫前后的生理反应。结果表明：秕粒率、实粒重、整精米率、垩白度、蛋白质含量的胁迫指数可作为水稻品种灌浆期耐热性田间直接鉴定的 5个指标,可采用隶属函数值法对各品种的耐热性进行综合评价;不同品种的耐热性存在相当大的差异,筛选出了几个耐热性很强的品种;高温胁迫严重影响水稻的光合能力,但耐热性强的品种剑叶的光合速率高温胁迫后下降幅度明显较小,胁迫解除后恢复的程度也更高,叶绿素含量、RuBPc 活性及内源多胺含量的变化趋势与光合速率相一致,是水稻耐高温逼熟的重要生理特征。     

玉米花期不同种质资源耐热性鉴定与分析

在大田自然环境下,调查花期常温对照与高温逆境下64份不同玉米种质资源的子粒产量、百粒重、结实率、结实粒数等产量性状。结果表明,高温胁迫导致玉米结实粒数减少,结实率降低,最终导致子粒产量下降,而且种质间的耐热性存在显著差异,且年份对耐热性也有显著影响。利用主成分分析和模糊隶属函数法对所有种质的耐热性进行综合评价,结果表明,子粒产量、结实粒数、结实率及百粒重可作为评价玉米自交系花期耐热性的主要指标。通过聚类分析筛选出5个耐热型自交系NL001、PHPR5、CR14、CLWN240和PF5411-1,可为培育耐热玉米新品种提供新的种质资源。     

在不同温度条件下不同耐热性水稻品种的功能叶和籽粒特性的差异分析

以6个不同耐热性水稻品种为材料,比较了不同温度条件下各品种生物学特性差异。结果表明,高温胁迫后,所有品种功能叶退绿长度及籽粒转黄进程均加快,功能叶面积降低;耐热性强的水稻品种其功能叶退绿长度、籽粒转黄进程慢于耐热性较差的水稻品种,功能叶面积则大于耐热性差的品种。     

持续高温胁迫对茄子幼苗几个主要生理指标的影响

为了明确持续高温胁迫对不同耐热性茄子品种(系)主要生理指标影响的异同,特采用7份耐热性不同的茄子材料,分别进行2、4、6 d高温处理及6 d高温处理后恢复处理,未高温处理苗做对照,研究了高温胁迫对SOD和POD抗氧化酶活性、AsA和GSH含量,MDA和可溶性蛋白含量以及O.-2产生速率、H2O2含量的影响。结果表明:高温处理2 d和4 d时,SOD和POD抗氧化酶活性、AsA和GSH含量增加,相应的O.-2产生速率、H2O2含量下降;6 d时SOD活性、AsA和GSH含量有所降低,O.-2产生速率、H2O2含量上升,POD活性在热敏感品种(系)继续大幅增加。随高温胁迫时间延长MDA含量不断增加,可溶性蛋白含量变化不大。另外,对各生理指标与热害指数和膜相对电导率的相关性分析结果表明,热胁迫6 d时AsA含量及热胁迫2 d时的O.-2产生速率、H2O2含量与热害指数和相对电导率相关显著,可以作为鉴定不同品种耐热性的参考指标。