冬大麦叶龄与单株叶面积模拟的研究

2005~2006年在扬州大学实验农场进行了发育特性明显差异的4个冬大麦品种不同播期的田间试验。通过对大麦出叶、叶龄和单株叶面积的系统观测,以生理发育时间为基础,构建了大麦叶龄和单株叶面积动态模型,并进行了检验。结果表明:不同品种和播期大麦叶热间距观测值与模拟值绝对误差为0.2~9.9℃d,根均方差(RMSE)为3.8~5.4℃d;叶龄预测绝对误差为0~1.9,RMSE为0.6~0.7;最终叶片数预测绝对误差为0.2~2.0,RMSE为0.7~1.0。不同品种在各生育时期单株叶面积观测值与模拟值绝对误差为0.72~9.09 cm2,RMSE为1.20~3.53 cm2。     

玉米地上主要器官形态建成的动态模拟

构建玉米茎秆、叶片和穗等器官的形态建成模型,可为玉米器官建成的定量预测和虚拟玉米生长系统的建立提供理论参考。以‘金山27’、‘先玉335’、‘伟科702’和‘郑单958’等玉米品种为试验材料,构建玉米器官形态建成的动态模拟模型。模型以生理发育时间(PDT)为时间步长,以生理发育日来衡量茎秆、叶片和穗的生长进程与生长次序,以品种遗传参数为基础确定其他模型参数,引入了最小含氮量、最大含氮量和临界含氮量订正氮素的影响。不同品种、不同试验点的检验结果表明,节间长度的模拟误差为0~2.5 cm,RMSE为0.2~0.8 cm;节间粗度的模拟误差为0.001~0.397 cm,RMSE为0.050~0.156 cm;叶片长度的模拟误差为0~2.6 cm,RMSE为0.5~1.1 cm;叶片宽度的模拟误差为0~1.5 cm,RMSE为0.1~0.5 cm;雌穗长度的模拟误差为0.1~1.4 cm,RMSE为0.4~0.7 cm;雌穗粗度的模拟误差为0~0.255 cm,RMSE为0.070~0.141 cm;雄穗长度的模拟误差为0.1~2.1 cm,RMSE为0.5~0.9 cm;雄穗粗度的模拟误差为0.001~0.158 cm,RMSE为0.050~0.066 cm。模型表现出较好的预测性和可靠性。     

不同生育时期甜高粱茎秆糖锤度与农艺性状及生物产量的相关分析

为探究甜高粱不同生育时期茎秆糖锤度与农艺性状及生物产量间的相关性,明确影响甜高粱糖锤度形成的主要因子,为合理评价与利用现有种质资源及新品种选育提供参考依据,以sw-1、sw-2、sw-3和sw-4四个甜高粱品系为试材,研究了开花期、灌浆期、乳熟初期、乳熟后期和蜡熟期茎秆糖锤度与株高、榨汁率、有效糖含量和生物产量的相关关系。结果表明,不同生育时期茎秆糖锤度与株高的相关性未达到显著水平;灌浆期茎秆糖锤度与榨汁率、有效糖含量呈显著负相关,与生物产量则呈极显著负相关。开花期的茎秆糖锤度与灌浆期的呈正相关,与乳熟初期、乳熟后期、蜡熟期的呈负相关;灌浆期的茎秆糖锤度与乳熟初期、乳熟后期的呈负相关,与蜡熟期的呈正相关;乳熟初期的茎秆糖锤度与乳熟后期、蜡熟期的均呈正相关;乳熟后期与蜡熟期的茎秆糖锤度呈正相关。对蜡熟期与开花期、灌浆期、乳熟初期、乳熟后期的茎秆糖锤度进行通径分析显示,乳熟初期茎秆糖锤度对蜡熟期茎秆糖锤度的影响最大,通径系数为1.418 3。综合以上分析得出,在甜高粱育种中选择高产、高糖锤度的材料时,应着重选择乳熟初期糖锤度高的亲本。     

耐盐和非耐盐大麦幼苗叶片抗氧化及抗坏血酸–谷胱甘肽循环系统对 NaCl 胁迫的反应差异

【目的】研究NaCl胁迫下,耐盐和非耐盐品系大麦幼苗叶片抗氧化系统及抗坏血酸–谷胱甘肽循环的反应差异。【方法】以耐盐品系12pj-118和非耐盐品系12pj-045为材料进行了水培试验。营养液中设定了6个NaCl浓度:0、100、200、300、400、500 mmol/L。在大麦苗生长至3叶1心时,取样分析测定叶片中活性氧代谢、抗氧化酶活性以及抗坏血酸–谷胱甘肽循环变化。【结果】随着NaCl胁迫的增加,2个品系的O_2~-产生速率、H_2O_2含量和MDA含量均逐渐增加,耐盐品系12pj-118的增幅均小于非耐盐品系12pj-045;SOD、POD、CAT、APX、GR活性、As A含量、GSH含量和As A/DHA比值均呈先上升后下降的趋势。12pj-118的SOD、POD、CAT活性在各NaCl浓度胁迫下的增幅大于12pj-045,降幅小于12pj-045;12pj-118的APX、GR活性在同一盐浓度胁迫下的增幅均大于非耐盐品系12pj-045,降幅小于12pj-045;在各NaCl浓度下,12pj-118的As A含量和As A/DHA比值较对照增幅均大于12pj-045;GSH/GSSG比值呈波状变化,12pj-118在较高NaCl浓度下,仍能够维持较高的GSH含量和GSH/GSSG比值。显示12pj-118较12pj-045有较强的耐盐性。【结论】耐盐和非耐盐品系大麦叶片抗氧化及抗坏血酸–谷胱甘肽循环系统在NaCl胁迫下的反应不同。在一定范围内,随着盐胁迫增强,耐盐品系12pj-118叶片SOD、POD、CAT、APX和GR活性、As A和GSH含量增幅均大于非耐盐品系12pj-045,降幅小于12pj-045,表明叶片抗氧化及抗坏血酸–谷胱甘肽循环系统与大麦幼苗抗盐性密切相关。     

短期盐胁迫下燕麦幼苗的生理响应

为挖掘燕麦(Avena sativa L.)耐盐基因,筛选耐盐品种,本研究利用水培法,采用0,100,200,250,300mmol·L-1 NaCl对‘VAO-9’与‘蒙农大燕1号’两个燕麦品种幼苗进行盐胁迫处理,研究72h内叶片质膜系统、渗透调节物质和抗氧化物酶活性变化,根据生理指标的变化判断幼苗生理响应机制。结果表明,燕麦在盐胁迫下通过调动自身渗透调节物质,维持生物膜的稳定性,提高抗氧化物酶系统的酶活性,抵御一定的盐胁迫。     

模拟干旱胁迫下大麦叶片保护性酶的发育遗传分析

为明确大麦抗旱生理性状的发育遗传,在大麦抗旱育种中加以利用。采用ADMP(加性-显性-母本-父本)遗传模型及条件方差分析方法,分析了模拟干旱胁迫下的大麦叶片4种保护性酶(超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽还原酶(GSHR))的发育遗传效应。结果表明,在不同发育阶段4种保护性酶的遗传效应不尽相同,在遗传效应类别、遗传表达量上存在差异;随着生育进程推进,4种保护性酶的条件遗传主效应表现出一定依时空波动和间歇性。在出苗-拔节阶段,以SOD的显性效应强,GSHR的母本效应最强;在拔节-开花阶段,SOD、POD存在较大的加性遗传效应,GSHR存在最大值的父本效应;在开花-灌浆阶段,SOD、POD的加性遗传效应高于相应的显性遗传效应,SOD、CAT被检测到较大的母本遗传效应,GSHR的父本效应最强。根据研究结果可知,在不同生育阶段以保护性酶指标进行抗旱鉴定时,可如下进行:出苗-拔节阶段,对高代材料或亲本而言,适宜测定GSHR;对F1或F2而言,适宜测定SOD。拔节-开花阶段,对高代材料或亲本而言,适宜测定SOD、POD;对F1或F2而言,适宜测定POD。开花-灌浆阶段,对高代材料或亲本而言,适宜测定SOD、POD、CAT、GSHR;对F1或F2而言,适宜测定POD。     

NaCl胁迫对大麦籽粒抗坏血酸-谷胱甘肽循环的影响

为探讨NaCl胁迫对大麦籽粒抗坏血酸(AsA)-谷胱甘肽(GSH)循环的影响,以耐盐品系11pj-173和盐敏感品系11pj-033为试验材料,研究了不同浓度NaCl胁迫下,大麦籽粒灌浆期AsA-GSH循环的变化规律。结果显示,随着NaCl胁迫天数的增加,2个大麦品系的H_2O_2含量均逐渐增加,但11pj-173较同期对照的增幅均小于11pj-033;抗坏血酸过氧化物酶(APX)和谷胱甘肽还原酶(GR)活性、AsA、氧化型抗坏血酸(DHA)、GSH、氧化型谷胱甘肽(GSSG)含量以及AsA/DHA比值均呈先升后降趋势。11pj-173的GSH/GSSG比值呈先升后降的趋势,而11pj-033呈波状变化,即先升后降又略增。与同期对照比,11pj-173的APX和GR活性、AsA和GSH含量及AsA/DHA和GSH/GSSG的增幅均高于11pj-033,降幅均小于11pj-033;DHA和GSSG含量则与之相反,表明11pj-173籽粒在胁迫期间能够保持较高的AsA-GSH循环效率,可有效地抑制H_2O_2的积累。     

播种期和氮肥用量对春大麦灌浆期籽粒蛋白质和游离氨基酸含量的影响

为提供更合理的氮肥运筹和适宜播期以促进大麦的优质高产,以蒙啤1号、蒙啤3号、甘啤4号、垦啤7号4个春大麦品种为试材,研究了不同施氮水平和播期处理下内蒙古东部灌区春大麦灌浆期间籽粒蛋白质含量和游离氨基酸含量及其与成熟期籽粒蛋白质含量的相关性。结果表明,随着播期的推迟,相同灌浆期4个品种的籽粒游离氨基酸含量和蛋白质含量均呈升高的趋势;随着施氮量的增加,相同灌浆期4个品种的籽粒游离氨基酸含量和蛋白质含量均呈先升高后降低的趋势。成熟期籽粒蛋白质含量与花后7d、28d和35d籽粒蛋白质含量呈显著或极显著正相关。逐步回归分析结果表明,影响成熟期籽粒蛋白质含量最大的是花后28d籽粒蛋白质含量,而通径分析结果显示,对成熟期籽粒蛋白质含量影响最大的是花后14d的籽粒蛋白质含量。成熟期籽粒蛋白质含量与灌浆期籽粒游离氨基酸含量的相关性均达到极显著水平,对成熟期籽粒蛋白质含量影响最大的是花后7d的游离氨基酸含量,其次是花后21d的游离氨基酸含量。