水分胁迫对不同基因型苦荞苗期根系生理特性及产量的影响

采用盆栽人工控水试验,研究了不同水分处理(正常供水、中度干旱和重度干旱)对不同抗旱基因型苦荞(迪庆苦荞、云荞1号、多元苦荞)生理、形态指标以及产量构成的影响。结果表明:(1)随水分胁迫加剧,参试品种苗期株高、茎粗、叶面积、地上部干重、总根体积、总根面积、叶绿素含量、叶片相对含水量、PSII潜在活性Fv/Fo、最大光化学效率Fv/Fm、根系活力及可溶性蛋白含量均明显降低,且表现为多元苦荞云荞1号迪庆苦荞。(2)苗期根冠比、根系SOD、POD活性、根系MDA、游离脯氨酸和可溶性糖含量随干旱胁迫加深均增大,增幅表现为:迪庆苦荞云荞1号多元苦荞。中度胁迫刺激了各基因型苦荞主根长生长,但在重度胁迫下三个品种均受到抑制,迪庆苦荞受影响最小。(3)成熟期各品种主茎分枝数、单株粒数、百粒重等指标也表现为随干旱胁迫加剧呈下降的趋势,其中单株粒数降幅最为明显。分析表明:在干旱逆境下,不论是形态指标和生理指标,还是产量构成,均为迪庆苦荞表现最佳,优势突出,表明其在干旱逆境下具有更强的适应能力;多元苦荞抗旱性最差,云荞1号属中间型。     

旱寒区冬油菜苗期抗寒性与抗旱性相关性分析

为了了解冬油菜苗期抗寒性与抗旱性的相关性,为北方旱寒区抗寒、耐旱冬油菜新品种选育提供理论参考,本试验对抗寒性不同的8个白菜型冬油菜品种进行苗期抗旱胁迫研究。结果表明,冬油菜抗寒性与抗旱性显著正相关;干旱胁迫后,油菜叶绿素含量逐渐增加,组织含水量与抗旱性不存在相关性,根系活力与抗旱性存在极显著相关性。     

干旱胁迫下牛心朴子幼苗的抗旱生理反应和适应性调节机理

为探讨牛心朴子抵御干旱的生理反应和适应性调节机理，对其幼苗进行不同PEG（聚乙二醇）浓度和不同胁迫时间的处理。结果表明：各项生理反应主要受PEG浓度的影响，而受胁迫处理时间长短的影响较小；在10％－20％的PEG浓度胁迫下，叶片相对含水量、根系活力、根系及地上部生长量下降的幅度较小，根冠比、可溶性糖、Pro、K^ 上升的幅度也较小，表现出耐旱的生理特性；在25％的PEG浓度胁迫下，上述指标发生了很显著的变化，叶片相对含水量，根系活力明显下降，可溶性糖最大含量出现的时间较20％浓度胁迫提早3d，且较20％PEG浓度时的最大含量低，并在延长处理3d后进一步下降，根系和地上部的生长受到严重抑制,且地上部影响大于根系，根冠比显著增大，胁迫后期趋于恒定状态，生长几乎完全停止；在PEG浓度为25％的严重干旱胁迫下，处理9d时，其渗透调节物质的累积量开始下降，致使渗透调节效应减弱。研究表明，25％的PEG浓度是牛心朴子抗旱胁迫的最大适应阈值。     

不同基因型玉米自交系苗期根系抗旱性向水性及解剖结构研究

试验旨在研究旱胁迫下不同基因型玉米自交系苗期根系形态、生理生化、解剖结构的差异变化,为玉米自交系抗旱种质的筛选提供可借鉴的指标、方法,为玉米自交系苗期根系抗旱遗传机理研究提供依据。试验选用了14份玉米自交系,采用PEG-6000胁迫处理,测定玉米自交系苗期13个与抗旱紧密相关的根系形态与生理生化指标,并通过方差分析、关联分析及聚类分析,对各自交系的抗旱性进行综合评价,并对其中两个抗旱性差异明显的自交系,通过石蜡切片-显微镜观察根系横切面结构的差异。结果表明:干旱胁迫下,不同玉米自交系苗期的单株根干质量、单株地上部干质量、根系长度、根直径、根伸长速率、根失水率、根系还原力均呈不同程度的下降趋势,根系可溶性糖、脯氨酸均呈不同程度的上升趋势,且不同自交系的变化幅度差异较大。随着诱导物倾斜角的增大,不同自交系根系的向水性弯曲增强,不同自交系间的差异较大,高湿度梯度条件下,自交系Mo17向水性弯曲较对照增加134%,增加幅度最大,WN897向水性弯曲增加20%,增加幅度较小。利用不同抗旱指标的加权抗旱指数,综合评价不同基因型玉米自交系的抗旱性,并将14个玉米自交系种质聚类划分为强抗旱型、中抗旱型和旱敏感型、高旱敏感型4个抗旱级别。石蜡切片结果显示,抗旱性差异明显的自交系根系解剖结构差异较大,抗旱性自交系昌7-2皮层占根系直径比例较低,不抗旱自交系WN897皮层占根系直径比例大于昌7-2,且WN897的导管直径较大。结论:采用方差分析、关联分析及聚类分析等相结合的方法对不同玉米自交系苗期抗旱性进行评估,可以较好地揭示根系性状与抗旱性的关系。根系还原力、根系可溶性糖、根系长度、根向水性对干旱胁迫的反应较其他指标敏感,可作为玉米苗期的抗旱能力和抗旱自交系选育时优先考虑的鉴定指标。旱胁迫下,抗旱性差异明显的玉米自交系根系解剖特征差异显著,强抗旱型自交系苗期根系皮层厚度较小,皮层占根系直径比例较低,根系导管直径也较高旱敏感型自交系小。     

糜子幼苗对不同强度干旱胁迫的形态与生理响应

采用盆栽方法,研究了人工控水条件下,不同糜子品种苗期干旱条件下的形态和生理特性.结果表明,(1)与正常供水条件相比,轻度水分胁迫下陇糜4号、5283黄、晋黍7号3个品种在株高、叶面积、总根长、根系总体积等形态指标方面变化不大,但在重度胁迫时差异达显著水平;且随着胁迫程度的加剧,3品种各值呈下降趋势,晋黍7号的降幅小于陇糜4号和5283黄;(2)3品种根系的活性氧清除系统和渗透调节物质,随着胁迫程度的增加,SOD、POD、脯氨酸和可溶性糖的含量均呈上升趋势,上升幅度表现为陇糜4号＜5283黄＜晋黍7号,与正常供水相比,3品种的SOD、脯氨酸和可溶性糖在不同处理下与对照相比差异显著,除陇糜4号外,其它2品种的POD在中度和重度水分胁迫下与对照相比差异显著;(3)对叶绿素含量、叶片相对含水量和光合速率,随着胁迫程度的增加,3品种各值均呈下降趋势,晋黍7号受影响最大,3品种的各值在重度胁迫下与对照相比差异显著;(4)对根系活力及细胞膜透性而言,晋黍7号的根系活力受水分胁迫的影响较大,且晋黍7号的细胞膜透性和MDA含量增加幅度大,受干旱损害也大,抵御干旱的能力较弱,其抗旱性相对较弱,雨陇糜4号的抗旱性较强.     

水分胁迫下持绿型高粱根系形态及其活力研究

在盆栽条件下,研究了开花期和灌浆期干旱胁迫对持绿型高粱B35和普通高粱三尺三根系形态及其活力的影响。结果表明,与对照相比,持绿型高粱B35具有较高的根干重,较大的根冠比、总根长、根表面积、根体积、根尖数、根系还原力和相对吸收表面积,并且在水分胁迫下降幅较小。在干旱条件下,持绿型高粱B35能保持较好的根系形态和具有较高的根系活力,是持绿型高粱抗旱机制之一。     

干旱胁迫对苗期木薯内源激素含量的影响

以SC124、KU50、C4和SC8四个木薯品种为试验材料,运用酶联免疫吸附测定法,研究了盆栽条件下干旱胁迫对苗期木薯根系与叶片中内源激素脱落酸（ABA）、吲哚乙酸（IAA）、赤霉素（GA）和玉米素核苷（ZR）的含量以及四种激素间平衡关系的影响。结果表明：随着干旱程度的加强,四种激素的含量在不同木薯品种内呈现不同的变化趋势。干旱至第10天时,ABA含量在苗期木薯叶片内增加,在根系内含量也增加（KU50除外）;IAA在叶片中含量下降,根系内含量因品种不同,变化趋势相差明显,其中SC124和KU50中IAA含量显著下降,而在SC8和C4中含量上升;GA含量在四种品种的根系中均下降,叶片GA含量在C4和KU50中略有下降而在SC124和SC8中上升;ZR含量在四种品种的根系中均下降,叶片中ZR含量在C4中上升,SC8中下降,而在KU50和SC124中无明显变化。IAA/ABA ,ZR/ABA在根系中比值下降,SC124降幅最大,SC8降幅最小,KU50、C4降幅居中,说明IAA/ABA ,ZR/ABA与木薯的抗旱能力具有一定相关性。该研究结果解释了苗期木薯根系和叶片内源激素对干旱胁迫的适应性反应,为筛选不同木薯抗旱品种提供了理论依据。     

不同抗旱性小豆根系对干旱-复水的生理生态响应

为了探究不同抗旱性的小豆品种根系对于干旱-复水的生理生态响应规律,以京农2号、遵化红和B1783为试验材料,研究了干旱胁迫和复水处理对根系形态、根系活力、根系抗氧化酶活性、根系的丙二醛(MDA)、可溶性糖、可溶性蛋白质和脯氨酸含量的影响。结果表明：干旱胁迫对小豆的根系造成了不同程度的损害,引起了小豆根干重、主根长、根系活力、根系可溶性蛋白质含量显著下降,3个品种中京农2号的下降幅度最小,重度干旱胁迫(SS)下降幅分别是8.82%、12.15%、18.83%和15.80%,复水后,各指标值存在不同程度的回升,但仍低于对照;根系超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性升高,京农2号的增幅最大,SS处理下增幅分别是15.02%、86.76%、37.70%;根系MDA、可溶性糖和脯氨酸含量随着干旱胁迫程度的加深而升高,且品种的抗旱性越强,增加量越大,复水后有所恢复但未达到对照水平。不同抗旱性小豆的干旱-复水后的恢复能力存在较大差异,整体表现为抗旱能力越强的小豆品种,干旱-复水后的恢复能力也越强。     

不同氮素水平与水分胁迫对水稻秧苗素质的影响

通过温室水培试验,研究了秧苗期水分胁迫(PEG模拟)对水稻苗期生长生理特性的影响.结果表明:短期(5d)轻度水分胁迫,水稻秧苗的根冠比、叶片硝酸还原酶活性、根系活力和根系电导率提高;且根冠比随氮素水平的上升而降低,而叶片硝酸还原酶活性和根系活力则相反;随水分胁迫时期的延长,根冠比增加趋势减弱,硝酸还原酶活性和根系活力降低.轻度水分胁迫对叶片叶绿素、丙二醛、各器官可溶性糖和氮含量的影响不大.     

油菜苗期抗旱性鉴定及抗旱指标评价

为提高油菜苗期抗旱性鉴定效率,筛选抗旱优异种质,以具有代表性的79份油菜为研究材料,通过PEG 6000模拟干旱胁迫和盆栽苗期干旱存活率试验,分析油菜苗期在干旱胁迫下鲜重、干重、叶面积、相对含水量和抗氧化酶活性等12个指标的变化规律,结合抗旱系数和抗旱度量值(D值)为衡量指标,对油菜材料进行了抗旱性综合评价。结果表明,7个抗旱指标表现出显著差异,其中地上鲜重和叶面积平均降幅分别为69.5%和57.9%,过氧化物酶(POD)和脯氨酸(Pro)平均增加67.2%和294%。利用抗旱性度量D值评价不同品种的抗旱性,筛选出39个干旱敏感品种、8个抗旱品种、32个中度抗旱品种。D值与相对含水量(0.221~*)、地上鲜重(0.297~(**))、地上干重(0.253~*)、地下鲜重(0.321~(**))、地下干重(0.324~(**))、过氧化氢酶(CAT)活性(0.276~*)、POD活性(0.496~(**))和Pro含量(0.745~(**))均呈显著正相关,可作为油菜苗期抗旱性鉴定的辅助指标。     

大麦发芽期耐盐性种质鉴定及其生理响应特征分析

为了解大麦发芽期耐盐性差异和生理响应特征,对126份大麦材料进行200 mmol·L~(-1)NaCl胁迫下的种子发芽及生长实验,并对极端耐盐性材料和盐敏感性材料进行盐胁迫处理水培实验。结果表明:盐胁迫下大麦发芽期各指标测量值较对照相比均下降,且处理与对照相比变异系数增大,发芽势、发芽率、株高、根长和根数的变异系数值分别为73.81%、58.00%、47.22%、39.39%和31.79%,说明不同材料盐胁迫处理具有较大差异;并且除株高和发芽率、根长之间无相关性之外,其它各指标之间均存在显著或极显著正相关。采用聚类分析将材料分为4个耐盐等级,其中ZDM655等33个品种为高度耐盐性,MAVRIIP等28个品种为中度耐盐性,GN241等16个品种为中度盐敏感性,莆田17号等49个品种为盐敏感性。在盐胁迫水培条件下,大麦主要通过调节根表面积和根体积表型特征来适应盐胁迫,高度耐盐性材料ZDM655地上部和根系中Na~+含量分别为对照的3.63倍和2.55倍,而盐敏感性材料ZDM222地上部和根系中Na~+含量分别为对照的8.95倍和2.92倍;同时,ZDM655较对照相比地上部K~+含量显著提高,地下部K~+含量显著下降,而ZDM222地上部K~+含量显著下降,地下部较对照无显著差异,表明高度耐盐性材料具有更好适应盐胁迫的表型特征和生理响应功能。种子发芽期耐盐性强弱是在盐渍地生长的关键,发芽势、发芽率、株高、根长、根数可以作为大麦发芽期耐盐性评价的合理指标。     

干旱胁迫对大豆光合、产量及品质的影响

以大豆品种陇中黄601、陇中黄602、中品661、晋豆21为材料，设置正常灌水(CK)、中度干旱(D₁)、重度干旱(D₂) 3个水平进行干旱胁迫处理，采用2 a试验分析大豆苗期、开花期和鼓粒期光合生理生态指标以及成熟后农艺性状、产量和品质的差异。结果表明，随着干旱胁迫程度的加重，大豆生长指标、光合指标及产量均呈递减趋势，在重度干旱胁迫(D₂)下，大豆产量降幅最大达到56.7%。D₂处理开花期的P_n降幅最大，达45.15%,苗期的叶绿素SPAD值升高幅度最大，为21.92%。各品质指标均随干旱程度的增加呈上升趋势，D₂处理下，大豆蛋白质和脂肪含量比CK分别增加4.51%和1.77%。不同品种的蛋白质、脂肪、果糖、亚油酸、亚麻酸、油酸、硬脂酸、非必需氨基酸和必需氨基酸含量与产量呈负相关，蔗糖、淀粉多糖和棕榈酸含量与产量呈正相关，说明干旱胁迫下大豆产量和品质的提升仍存在矛盾。早熟品种陇中黄601丰产抗旱，适宜在干旱半干旱区种植。     

干旱胁迫对不同抗旱类型芜菁苗期生理特性的影响

以干旱敏感型芜菁(WJC106)和抗旱型芜菁(WJC129)为试验材料,采用盆栽自然干旱方法,研究干旱胁迫对不同抗旱类型芜菁苗期丙二醛含量、相对电导率、抗氧化酶活性、渗透调节物质、光合荧光以及叶片气孔形态特征的影响。结果表明：干旱胁迫显著增加芜菁苗期丙二醛含量和相对电导率,WJC106的增幅分别为59.71%和27.05%,WJC129分别为54.52%和20.06%,其细胞膜受损程度较大。WJC129有较强的调节能力,在干旱胁迫下其抗氧化酶活性和渗透调节物质的含量显著高于WJC106。干旱胁迫下WJC106和WJC129脯氨酸增幅分别为85.22%和88.97%,可溶性蛋白增幅分别为32.51%和58.26%,脯氨酸和可溶性蛋白起主要渗透调节作用。干旱胁迫除对芜菁有效光量子产量影响不明显之外,对叶绿素含量、光合及荧光参数均造成负面影响,其中WJC106受影响较大,WUE下降了71.5%,而WJC129光合及荧光各项指标相对比较稳定,WUE反而增加了18.2%。干旱胁迫使两个不同抗旱类型的芜菁苗期叶片气孔变小,保卫细胞变薄,气孔开度和气孔张开率显著减小。在干旱胁迫下,抗旱型芜菁的气孔开...     

国内外301份小麦品种(系)种子 萌发期抗旱性鉴定及评价

以-0.5 MPa PEG-6000模拟干旱胁迫环境，对301份冬小麦品种（系）在人工气候箱内进行种子萌发培养，在发芽势、发芽率、发芽指数、根数、根长、苗高和胚芽鞘长度测定的基础上，应用隶属函数、聚类分析和因子分析等方法对小麦种子萌发期抗旱性进行综合评价。结果表明，PEG胁迫下各指标测量值较对照均下降，且各指标之间存在极显著或显著正相关。利用隶属函数法进行抗旱性分析，发现不同小麦品种（系）间表现出较大差异，D值的变幅为0.08~0.95。通过聚类分析，将材料按抗旱性强弱分为5类：藁城8901等8份品种（系）为高度抗旱型，周麦22等29份品种（系）为抗旱型，鲁麦8号等116份品种（系）为中等抗旱型，石4185等83份品种（系）为干旱敏感型，烟农18等65份品种（系）为干旱高度敏感型。主成分分析表明，发芽指数、根长和根数在萌发因子、伸长因子和根部性状因子中的载荷量分别为0.96，0.88和0.91。不同抗旱类型麦区间的分布表明，8份高度抗旱型小麦品种（系）均来自国内，其中5份来自北部冬麦区。综合评价得到萌发期高度抗旱型种质分别是川麦44、皖麦33、藁城8901、CA9719、周8425B、宁冬10、新麦37和CA0958。发芽指数、根长和根数可作为小麦萌发期抗旱性鉴定的可靠指标。北部冬麦区可作为挖掘抗旱关键种质的重点麦区。     

越冬前北方不同类型强冬性冬油菜形态及生理响应研究

为了研究比较越冬前北方两种不同类型冬油菜的生长特性,于2020年10—11月选用强冬性白菜型冬油菜和强冬性甘蓝型冬油菜品种,分析其越冬前降温过程中的形态特征、光合特性和渗透调节物质含量变化,并与越冬率进行了相关性分析。结果表明,越冬前随着温度的降低,白菜型冬油菜根冠比增加164.7%,甘蓝型冬油菜根冠比变化不大,两个品种间差异显著,但二者组织含水量变化为69%~89%,变化幅度较小。随着温度的降低,白菜型冬油菜和甘蓝型冬油菜的叶面积逐渐减小,下降幅度为5%~16%,叶绿素SPAD值整体呈现增加的趋势;光合速率、蒸腾速率、气孔导度均逐渐下降,降幅为54%~64%,胞间CO₂浓度逐渐上升19%~29%。叶片和根部的可溶性蛋白、脯氨酸含量均增大,增幅为26%~91%;叶片可溶性糖含量先增加后降低,根部可溶性糖含量先降低后增加。叶片的钠离子和钾离子含量逐渐降低了20%~47%,钙离子含量先增加后降低;根部钾离子和钙离子含量先下降后上升;白菜型冬油菜根部钠离子含量呈现出逐渐上升的趋势,甘蓝型冬油菜呈现出先上升后下降的趋势。由此推断白菜型冬油菜陇油6号的抗寒性强于甘蓝型冬油菜2019-QL-GAU-30。     

壳寡糖对干旱胁迫下信前胡生长及叶片生理特性的影响

以信前胡盆栽幼苗作为研究材料,通过测定信前胡的株高、叶面积、生物量、含水量、根冠比和叶片抗旱相关的生理指标,研究了5、10、15 mg·L^-1和2 mg·L^-1的壳寡糖(Chitooligosaccharide,COS)溶液处理对干旱胁迫下信前胡生长和叶片生理特性的影响。结果表明,不同浓度壳寡糖对干旱胁迫下信前胡生长均有不同程度的促进作用,且随壳寡糖浓度的增加,各生长指标均表现出先增后降的趋势,均有一定的最适浓度。与单纯干旱处理相比,5、10、15 mg·L^-1和20 mg·L^-1壳寡糖处理信前胡的单株叶片数分别提高了32.5%、50.8%、29.3%和6.3%,均达到了显著水平（P<0.05）;10 mg·L^-1和15 mg·L^-1壳寡糖处理信前胡的单株平均叶面积分别提高了27.3%和20.8%,均达到了显著水平（P<0.05）;5、10、15 mg·L^-1壳寡糖处理信前胡的株高分别显著提高了17.4%、31.7%和19.6%。10 mg·L^-1壳寡糖处理信前胡叶片的脯氨酸含量较单纯干旱处理显著提高了11.8%,10 mg·L^-1壳寡糖处理信前胡叶片的H₂O₂含量和MDA含量均较单纯干旱处理显著降低（降幅分别为46.9%和14.4%）。因此,10 mg·L^-1壳寡糖处理可显著缓解信前胡苗期的干旱胁迫（P<0.05）。     

不同品种春小麦耐旱性分析及鉴定指标筛选

为鉴定新疆不同品种春小麦的耐旱性，筛选耐旱关键性指标并建立可靠的耐旱性数学评价模型，以16个新疆主栽春小麦品种为研究材料，在干旱胁迫和充分灌溉两个条件下，测定全生育期15个相关指标，利用隶属函数、聚类分析和主成分分析等方法对新疆春小麦耐旱性进行综合评价。结果表明：与充分灌溉处理相比，干旱胁迫下灌浆初期叶绿素含量（SPAD₁）和灌浆中期冠层温度（CT）显著升高，其他指标不同程度降低。联合方差分析表明，水分和品种对春小麦的各项生理指标、农艺性状和产量性状等单项指标有不同程度的影响。通过主成分分析，以特征值大于1为标准得到6个主成分，可反映原耐旱指标信息的82.292%；通过隶属函数分析，得到不同品种小麦耐旱性综合评价值（D值）。根据综合得分进行聚类分析，将16个品种聚类为4种耐旱类型，其中强耐旱型3个、中耐旱型10个、弱耐旱型2个、旱敏感型1个。通过逐步回归分析法建立SPAD₁、成熟期干物质量（DM₃）、千粒重（TKW）的回归方程D=-2.258+1.299DM₃+1.148SPAD₃+0.475TKW，方程决定系数R²=0.962，P=0.0001，表明DM₃、SPAD₃和TKW可作为耐旱性的主要鉴定指标，利用回归方程可以进行春小麦品种耐旱性的快速鉴定和预测。     

基于3种水分控制条件的玉米品种抗旱性综合评价

基于大田试验、人工控制生长环境的旱棚与PEG模拟干旱胁迫的水培试验,对8个玉米品种成株期及苗期的抗旱性进行系统研究,调查分析了不同品种在3种水分控制条件下农艺性状、生理指标及产量表现,筛选出综合抗旱较好的品种。结果表明:通过2 a 5个试验点的大田试验和2 a旱棚试验筛选的抗旱性较强品种一致,分别为九圣禾2468、陕单650、联创825和MC703,在干旱和灌水条件下产量较高且抗旱指数较大,其中在大田条件下的抗旱指数分别为0.910、0.909、0.907和0.873,具有较短的散粉吐丝间隔期(ASI)、较高的SPAD值、较多的干物质等特点;水培试验通过相关指标隶属值筛选出的抗旱品种有陕单650、先玉335、九圣禾2468和MC703,隶属值分别为0.871、0.697、0.680和0.596,具有较发达的根系、较强的生理酶活性等特点。综合3种水分控制条件,结合第一性状(产量、抗旱指数)和第二性状(根系、ASI、生理)等指标的鉴定结果,筛选出稳定抗旱的玉米品种为MC703、九圣禾2468和陕单650。