16份玉米自交系全生育期抗旱性鉴定与评价

以16份玉米自交系为试验材料,通过比较其在全生育期水分胁迫和正常灌溉条件下农艺性状、产量性状和光合特性的差异,以抗旱系数为基本评价指标,采用逐步回归法建立最优回归方程,同时结合相关性分析、隶属度及聚类分析方法,对玉米自交系进行抗旱性鉴定及抗旱指标筛选。结果表明：水分条件对散粉吐丝间隔期、株高、穗长等11个性状具有显著/极显著影响,单穗粒重、散粉吐丝间隔期和穗长可作为玉米自交系抗旱性鉴定的次级性状筛选指标。利用次级性状抗旱系数的平均隶属度和旱情发生时期抗旱系数的平均隶属度两种方法对自交系抗旱性进行综合评价,结果完全一致的有11份;通过聚类分析,将16份玉米自交系分成4类,其中强抗旱型5份、抗旱型6份、中抗旱型4份、弱抗旱型1份。参试材料中,抗旱性最强的自交系为Si-287,最弱的自交系为X178。     

新培育玉米自交系苗期生理生化指标与其抗旱性综合评价

以73份新培育的玉米自交系和7份已知玉米抗旱自交系为材料,采用培养间自然干旱胁迫处理方法,研究相关生理生化指标与玉米抗旱性的关系。通过玉米叶片失水率(WLR)和相对含水量(RWC)的测定分析,筛选出15份自交系进行脯氨酸(Pro)含量、丙二醛(MDA)含量以及超氧化物岐化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)活性共5项生理生化指标的测定,对5项指标的耐旱系数分级,对玉米自交系的抗旱性进行综合评价。结果表明,干旱胁迫下大多数自交系表现出相对含水量下降趋势,失水率、脯氨酸含量、丙二醛含量和三个抗氧化酶类活性均表现出升高趋势。筛选出高抗旱自交系4份,抗旱自交系3份,中抗旱自交系2份,敏感自交系3份,高敏自交系3份。     

特旱条件下玉米自交系抗旱性评价

为了发掘和利用玉米抗旱种质资源,选育耐旱高产的玉米杂交种,通过全生育期控水试验,对58个玉米优良自交系的抗旱性进行了鉴定和评价,并进行了抗旱性聚类和遗传背景分析。结果表明:在特旱条件下,58个自交系减产幅度为40.6%~100%,平均产量下降了81.6%;结实率、穗行数、行粒数、出籽率4个性状分别与抗旱系数或抗旱指数存在显著或极显著的相关性,可作为玉米自交系抗旱性评价的关键指标;根据抗旱性的不同,58个自交系可划分为3类,其中第I类自交系K12、PB1139、RD6的抗旱性极强,第II类自交系CL11、郑58、P138、特早熟、Ft45-5具有较强的抗旱潜力。为了便于利用杂种优势,将不同抗旱性的自交系按照其所属遗传类群进行了再次划分,58个自交系可划分为2个类群,其中A群中抗旱性强的自交系有CL11和郑58,B群中抗旱性强的自交系有K12、PB1139、RD6、Ft45-5、P138和特早熟。     

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。     

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。     

187份玉米自交系抗旱性评价及SSR标记关联分析

在正常供水(CK)及干旱胁迫处理(S)下测定187份玉米自交系的株高、穗位高、穗位比、雄穗分枝数、散粉-吐丝时间间隔(ASI)及雌穗个数6个农艺性状,综合评价相应自交系的抗旱性强弱;采用145对SSR标记通过关联分析检测不同水旱环境下与玉米这6个农艺性状显著关联的分子标记。结果表明:干旱胁迫下187份玉米自交系农艺性状除ASI显著增大外,其余5个农艺性状均显著降低,且干旱胁迫下这些性状的变化幅度介于-72.73%～11.96%;以株高、穗位高、穗位比、雄穗分枝数、散粉-吐丝时间间隔(ASI)及雌穗个数6个性状的抗旱系数作为玉米抗旱性评价指标,并采用隶属函数法筛选出强抗旱自交系45份、中等抗旱自交系74份、旱敏感自交系68份。用一般线性模型(GLM)在不同水旱环境下共检测到了13个SSR位点与这6个性状在P0.01水平显著关联,其主要位于第1、2、3、4、5、7、8及9号染色体上,单个位点可解释表型变异的2.15%～17.13%,大约85.19%的SSR位点可在干旱胁迫环境下检测到;其中bnlg149 (Bin 1.01)、phi053 (Bin 3.05)、umc1621a (Bin 4.06)、umc1155 (Bin 5.05)、umc1072 (Bin 5.07)及umc1120 (Bin 9.04)等6个SSR与不同水旱环境下的多个农艺性状同时连锁,表现出明显的一因多效现象。     

油莎豆种质资源苗期抗旱性鉴定与评价

油莎豆（Cyperus esculeutus L.）是一种新型生态经济型作物,开展油莎豆种质资源抗旱筛选与评价可为选育适沙抗旱新品种提供依据。本研究通过室内盆栽试验,测定39份油莎豆种质在正常灌溉和自然干旱胁迫条件下的17个表型和生理指标。采用相关性分析、主成分分析、隶属函数及聚类分析相结合的方法,对油莎豆苗期抗旱性进行综合评价。结果表明：干旱胁迫对油莎豆的叶宽、叶厚和根长具有显著影响（P＜0.05）,对株高、分蘖数、地上干重、地下干重和总干重具有极显著影响（P＜0.01）,不同种质材料间的变异系数介于0.148~0.584。5个主成分可以代表原17个指标74.174%的数据量。叶宽、枯叶率、根长、鲜重、干重、根冠比可以作为抗旱评价主要指标。聚类分析可将39份油莎豆种质由强到弱分为4个等级,1~4级分别含有2、10、16、11份种质。抗旱性度量值可作为油莎豆抗旱评价的适宜指标,基于此筛选出苗期抗旱性强的油莎豆种质资源为JYD-39、JYD-34和JYD-28。     

玉米自交系抗旱相关性状的主成分分析与模糊聚类

采用主成分分析(Principal Components Analysis,PCA)和模糊聚类(Fuzzy Clustering,FC)分析,对51个玉米自交系在正常灌溉和干旱胁迫条件下的主要农艺形状及部分生理指标进行分析并对其抗旱性进行综合评价。主成分分析结果表明,4个综合主成分(2012TMC:丰产性因子-雄穗发育性因子,光合调控性因子,生长发育性因子,繁茂性因子;2012HT:丰产性因子-生长发育性因子,光合调控因子,繁茂性因子,雄穗发育因子)可代表两个地区(2012TMC和2012HT)玉米自交系抗旱性91.05%的原始数据信息量。利用抗旱性度量值进行模糊聚类,可将51个玉米自交系的抗旱性划分为4类,即耐旱、中度耐旱、中度干旱敏感和干旱敏感。其中H201、H21、英64、吉842、早49、吉8415、东46和沈137抗旱性强且稳定性好。利用主成分分析,结合模糊聚类的方法进行玉米自交系的抗旱性综合评价,不仅可以避免单一指标的片面性,而且可以较好地揭示玉米自交系抗旱相关性状与其抗旱性的关系。     

19份玉米EMS诱变系的抗旱性评价

采用20%PEG-6000室内模拟干旱环境对EMS化学诱变获得的19份M4代诱变系进行干旱胁迫,选用相对发芽率、可溶性糖胁迫指数、离体叶片失水率、相对株高和丙二醛胁迫指数5个抗旱性指标,运用模糊隶属函数法进行综合评价,筛选出R08Y1427、K305Y1413、R08Y1421和K305Y1403等4个抗旱性较好的诱变系,为玉米的抗旱育种提供了物质基础。同时也证明EMS化学诱变可改良玉米自交系的抗旱性。     

PEG 6000模拟干旱胁迫下甘蓝型油菜芽期及苗期抗旱指标筛选

采用聚乙二醇(PEG 6000)模拟干旱胁迫,分析干旱胁迫下8份甘蓝型油菜芽期和苗期抗旱相关指标,鉴定芽期和苗期抗旱性,筛选抗旱评价指标。结果表明,甘蓝型油菜种质芽期和苗期抗旱性强弱不同,芽期抗旱性鉴定的最适PEG 6000浓度为15%,成苗率可作为芽期抗旱性的鉴定指标。通过主成分分析、隶属函数等方法分析苗期相关指标的变化,利用抗旱性综合度量值D值评价甘蓝型油菜苗期抗旱性,结果表明叶片相对含水量(r=0.907~(**))、可溶性蛋白(r=0.921~(**))与抗旱度量值D值呈极显著正相关,丙二醛含量(r=-0.837~(**))与D值呈极显著负相关,这些指标可作为甘蓝型油菜苗期抗旱性的评价指标。     

小麦高代系的抗旱性状筛选与抗旱性评价

于2020—2021年度和2021—2022年度两个生长季,在杨凌抗旱棚（DS）、杨凌农作一站（YAS）和乾县试验站（QX）3个环境下分别测定了43份和20份小麦高代系的8个农艺性状及8个产量性状,通过计算抗旱指数评价各性状对小麦抗旱指标的贡献率,同时利用隶属函数法、聚类分析等方法进行综合分析,筛选抗旱性强的小麦高代系。结果表明,在干旱胁迫环境（DS）下,小麦的农艺性状和产量性状均受到不同程度的抑制。基于各性状对小麦抗旱指数的贡献度,筛选出生物量、产量、小穗数和千粒重等作为评价小麦抗旱性的重要指标。通过抗旱性综合评价值D和聚类分析将供试小麦品种（系）分为高抗旱、抗旱、中等抗旱、干旱敏感和干旱高敏感5个等级,两年度鉴定出21-1、21-34、21-39、21-18、21-2和22-17共6份高抗旱小麦品系。     

山西高粱品种(系)的花后抗旱性评价

以22份山西历年审定(鉴定、登记)的高粱品种及预登记的高粱品种为参试材料,通过自然干旱(DS)和正常灌溉(NI)两种处理方式,采用大田自然鉴定法,调查农艺性状、品质性状和光合性状3类主要性状指标。结合隶属函数(U)和干旱敏感指数(S)的聚类分析法及热图法对材料进行分类,对抗旱指标进行综合评价。结果表明：在干旱胁迫下,高粱品种除了穗柄伸出长平均增长5.26 cm和单宁含量平均增加0.09%,其余性状指标均出现下降;除净光合速率外,其余性状指标之间均存在一定程度的相关性。利用以上两种方法,筛选出极抗品种3份(S9、S10和S7即晋杂108、晋杂22号和晋杂101),极弱品种1份(S17即晋杂4号)。根据干旱敏感指数计算,主成分分析为9个性状,主成分累计贡献率84.662%,产量和单穗粒重是决定第一主成分的主要性状,贡献率为17.999%。干旱胁迫对高粱品种(系)花后主要性状指标均有显著影响。不同高粱材料间抗旱性差异显著,应用两种抗旱性评价方法,可以较为准确地评价参试高粱品种(系)的抗旱性。产量、单穗粒重、株高和倒二叶叶宽可以作为评价高粱花后抗旱性的主要形态指标。     

转基因玉米种子萌发期抗旱性鉴定

采用聚乙二醇(PEG)高渗溶液,对13个转基因玉米自交系进行了种子萌发期模拟水分胁迫发芽试验,研究了渗透胁迫模拟干旱对抗旱转基因玉米种子萌发状况的影响。结果表明:干旱胁迫对玉米发芽势、发芽率、根数、胚根长、胚芽长、贮藏物质转化率等均有不同程度的影响,不同转基因玉米自交系在抗旱性上存在明显差异。同时,使用隶属函数法对参试转基因玉米自交系的种子萌发抗旱性进行了分析评价,其中SD10为萌发期抗旱性较强的自交系;CBF-3-4、SD13、SD05、CBF-1-4、CBF-6-5、SD-P3、SD-P5为萌发期抗旱性中等的自交系;SD06、CBF-3-1、SD07、SD-P1、SD-P4为萌发期抗旱性较弱的自交系。种子萌发抗旱指数与隶属函数对玉米自交系抗旱性分析结果比较一致。     

广西地方稻种资源微核心种质的抗旱性鉴定评价

本研究利用全生育期旱胁迫方法,以穗颈粗、单株有效穗、千粒重、穗实粒数、总粒数、结实率与单株产量7个形态性状的综合抗旱D值为鉴定评价指标,对105份广西地方稻种资源的微核心种质进行了抗旱性鉴定评价。结果表明,在干旱胁迫下,单株产量与穗颈粗呈显著正相关,与其他5个形态性状呈极显著正相关。通过综合抗旱指数D值的鉴定评价,本研究获得了7个强抗旱型的地方栽培稻品种,占6.67%。广西的陆稻资源的综合抗旱力较强,可重点用于强抗旱种质材料的筛选。本研究为广西的抗旱育种提供了材料基础及理论依据。     

开花期干旱胁迫对不同基因型玉米生理特性和产量的影响

以耐旱性不同的3份玉米自交系为材料,在花期进行干旱胁迫处理,研究了耐旱系廊黄和昌7-2与旱敏感系TS141的花期耐旱性差异。结果表明,花期干旱胁迫后,3份玉米自交系的生长受到抑制,地上部和地下部鲜重以及株高下降,枯叶率升高,相对含水量下降,相对电导率升高,渗透调节剂脯氨酸、可溶性糖含量、保护酶SOD和POD活性增加。但是各个指标在不同自交系内变化的幅度不同。与旱敏感系TS141相比,耐旱系廊黄和昌7-2的生长受抑制程度较小;叶片相对含水量下降、相对电导率升高幅度较小;脯氨酸和可溶性糖含量、保护酶SOD和POD活性升高的幅度较大。干旱胁迫后,3份玉米自交系的开花时间间隔（ASI）延长,雄穗一级分枝数减少,产量降低。与旱敏感系TS141相比 ,耐旱系廊黄和昌7-2的ASI延长时间较短,雄穗一级分枝数减少的幅度较小,产量下降幅度较小,特别是单穗重和穗粒数表现更为明显。     

旱胁迫对啤酒大麦产量及酿造品质的影响

在武威黄羊镇啤酒大麦试验基地进行了干旱胁迫对甘啤6号生育期、农艺性状、籽粒产量、原麦品质、酿造品质的影响试验研究。结果表明:干旱胁迫下甘啤6号各生育期均提前,成活率降低,分蘖减少,株高、穗长、单株穗数、单株粒数、单株粒重、单穗粒重、穗粒数均降低;干旱胁迫使甘啤6号成穗数、穗粒数、千粒重均降低,导致产量降低,其中对成穗数影响最大,其次为穗粒数,对千粒重影响最小;干旱胁迫使大麦蛋白质含量升高,千粒重、淀粉含量和筛选率均降低,千粒重降幅尤其明显;干旱胁迫使麦芽糖化时间、糖化力、粘度、β-葡聚糖、微粉浸出率、粗细粉差降低,粗粉浸出率、a-氨基氮、可溶性氮、蛋白质、库值升高。