不同基因型谷子品种(系)对干旱胁迫的响应及抗旱性评价

旨在为旱区谷子生产及抗旱育种提供理论依据。以10个谷子品种(系)为研究对象,采用管栽试验,研究了干旱胁迫对不同基因型谷子生长及产量相关性状的影响。结果表明,在干旱胁迫条件下,参试的10个谷子品种(系),叶绿素含量下降的幅度为4.90%~33.11%,株高降低的幅度为9.56%~30.93%,穗长减小的幅度为5.58%~30.90%,穗粗减小的幅度为3.42%~16.34%,单穗重降低的幅度为7.30%~45.71%,单穗粒重降低的幅度为11.83%~54.72%,出谷率降低的幅度为4.89%~16.60%。抗旱性评价结果表明,‘冀谷31’、‘沧谷5号’、‘冀谷19’等3个品种的抗旱性较好。     

谷子苗期对不同程度干旱胁迫的响应及抗旱性评价

以6份谷子材料为研究对象,研究了不同程度干旱胁迫（设水分充足、中度干旱、重度干旱3个处理）对谷子苗期生长及根系形态特征的影响,并进行了抗旱性鉴定。结果表明,谷子在水分充足条件下生长最好,随着干旱胁迫的加强,谷子的株高、顶三叶叶面积、根长、根表面积、根体积、根尖数均呈下降趋势。山西2010在中度干旱和重度干旱胁迫下根冠比增加的幅度均最大,分别为15.95%和25.36%,抗旱性较好。     

氮肥水平对限制灌溉下冬小麦旗叶光合性能及产量的影响

为了解氮素营养供应与小麦节水效果的关系,以周麦22为材料,采取大田试验研究了不同氮肥水平对限制灌条件下冬小麦旗叶光合性能及产量的影响。结果发现,与正常灌水相比,限制灌溉降低了小麦旗叶叶绿素含量、净光合速率、气孔导度和蒸腾速率,提高了小麦旗叶胞间CO2浓度;限制灌溉条件下,与不施氮肥相比,增施氮肥能明显改善小麦旗叶光合性能。从产量来看,充分灌水有利于小麦产量提高,而限制灌溉条件下,灌水时期提前或增施氮肥能不同程度提高小麦产量。以上结果说明,增施一定量的氮肥能明显改善限制灌溉条件下冬小麦花后旗叶光合性能,提高小麦产量和水分利用效率。     

灌水对黄淮海冬小麦叶片光合特性的影响

为了解灌水对黄淮海地区冬小麦光合特性的影响,以周麦18、豫农202、豫麦49、郑麦366、矮抗58等5个黄淮海主栽冬小麦品种为材料,比较和分析了越冬水、越冬水+拔节水、越冬水+拔节水+灌浆水3个不同灌水处理下冬小麦开花后叶面积指数、旗叶叶绿素含量、光合参数及水分利用效率的特点。结果表明,随灌水次数减少,小麦灌浆期叶片光合功能衰退加快,叶面积指数和叶绿素含量下降,旗叶净光合速率、气孔导度和蒸腾速率减小,胞间二氧化碳浓度增加,光合作用受非气孔因素的限制增大,同时叶片水分利用效率增加。在不同灌水条件下,矮抗58和郑麦366叶片水分利用效率均较高,而周麦18、豫麦49和豫农202叶片水分利用效率均较低。     

甘薯郑红22脱毒及适宜密度、肥料配比研究

以兼用型甘薯品种郑红22为材料,筛选适合郑红22茎尖再生的分化培养基,并对郑红22脱毒再生植株进行扩繁和移栽,探讨不同种植密度及肥料配比对脱毒郑红22鲜薯产量的影响,以明确适宜郑红22的高效脱毒及栽培技术。结果表明,当NAA(萘乙酸)、6-BA (6-苄氨基嘌呤)的添加量分别为0.1、3 mg/L时,郑红22茎尖分生组织的再生率最高,为54.58%。随着种植密度的增加,脱毒郑红22的鲜薯产量先增加后减少,当种植密度为48 750株/hm~2时,鲜薯产量最高,为46 906.78 kg/hm~2。当N、P_2O_5、K_2O施用量分别为75.0、75.0、180.0 kg/hm~2时,脱毒郑红22鲜薯产量最高,为47 555.02 kg/hm~2,比不施肥处理极显著提高16.09%。     

甘薯近缘野生种Ipomoea triloba L.干旱响应基因ItHAP2的克隆及表达分析

避旱性是植物重要的干旱响应机制,其重要表现就是早花。甘薯近缘野生种I.triloba(三裂叶薯)中包含大量的优良抗旱基因,本研究室前期对甘薯栽培种高系14号、I.triloba以及二者的体细胞杂种KT1三者进行了PEG干旱胁迫转录组测序,并通过Weighted Gene Co-expression Network Analysis(WGCNA)方法从测序数据中分析得到了两个和抗旱性关联度较高的干旱响应基因模块。本研究利用实时荧光定量PCR的方法对模块中的基因进行了干旱胁迫表达验证,筛选并克隆到一个与雌雄配子体融合相关的基因ItHAP2,该基因表达受到PEG胁迫的强烈诱导且在I.triloba的花中具有较高表达量。ItHAP2基因的开放阅读框为2 058 bp,基因组序列为5 688 bp,具有17个外显子和16个内含子。ItHAP2蛋白具有HAP2-GCS1特征结构域以及一个跨膜结构域,亚细胞定位于细胞膜,综合分析表明ItHAP2基因同I.triloba的避旱性早花有关。本研究进一步阐明了I.triloba具有良好抗旱性的分子基础以及I.triloba相较于甘薯栽培种在自然条件下更易开花结实的特性。     

盐胁迫对谷子幼苗生长及光合特性的影响

以豫谷17为材料,选取中性盐Na Cl、Na2SO4以及碱性盐Na HCO33种盐,分别设置0(CK)、0.2%、0.4%3种土壤盐含量梯度,研究了盐胁迫对谷子幼苗生长和光合特性的影响,以期为不同盐碱地的谷子栽培提供理论依据。结果表明:随着土壤盐含量的升高,叶片SPAD值降低,叶片净光合速率、气孔导度和蒸腾速率下降,胞间CO2浓度先降低再升高,其中,SPAD值受Na Cl影响最大,0.2%、0.4%处理下分别比CK下降24.1%、34.0%;净光合速率受Na2SO4和Na HCO3影响较大,0.2%、0.4%处理下分别比CK下降47.8%、80.2%和38.9%、85.5%;在中性盐胁迫下,谷子幼苗叶片水分利用效率随土壤盐含量升高表现为先上升后降低,而在碱性盐胁迫下则表现为下降;谷子幼苗株高和干物质积累量在Na Cl胁迫下随盐含量增加而降低,而在Na2SO4和Na HCO3胁迫下则表现为低含量促进、高含量抑制,其中,干物质质量在土壤盐含量0.4%时受Na HCO3影响最大,较CK下降37.0%。因此,Na2SO4和Na HCO3含量较低的轻盐碱地较Na Cl含量较低的轻盐碱地更适合种植谷子,Na2SO4和Na HCO3含量较高的重盐碱地不适合种植谷子。     

不同灌水量对黄淮海地区冬小麦叶绿素荧光及光保护特性的影响

以黄淮海地区5个主栽冬小麦品种为材料,在田间条件下分析了不同灌水次数对冬小麦叶绿素荧光特性的影响。结果表明,随着灌水次数的减少,叶绿素a+b（Chla+b）含量,叶绿素a/b,类胡萝卜素（Car）含量,PSⅡ最大光化学效率（Fv/Fm）,光化学猝灭系数(qP)以及光能利用率（LUE）都呈降低趋势,而初始荧光（Fo）呈增加趋势,非光化学猝灭系数（NPQ）呈先增后降的趋势。不同冬小麦品种对灌水次数的生理响应不同,在各个灌水处理中光能利用效率较高的冬小麦品种矮抗58和郑麦366适宜种植的范围较广,在灌三次水处理(越冬水+拔节水+灌浆水)中光能利用效率较高而在灌两次水(越冬水+拔节水)或一次水(越冬水)光能利用率较低的冬小麦品种周麦18、豫麦49应该区划种植在水分条件较好或者有灌溉条件的地区才能发挥其品种的丰产优势。在干旱条件下矮抗58和郑麦366具有较高光能利用率的原因可能是有较强的光保护能力。     

低压喷灌对冬小麦光合作用和叶绿素荧光特征的影响

为给低压喷灌的应用提供理论依据,以传统灌溉方式（地面畦灌）为对照,研究了不同水量低压喷灌对冬小麦叶绿素含量、叶绿素荧光、光合特性及产量的影响。结果表明,低压喷灌显著提高了冬小麦叶绿素含量,尤其表现在中后期旗叶上,衰老明显延缓;提高了PSⅡ反应中心的光能转化效率和开放比例,增强了光合电子的传递能力;显著增加净光合速率,降低细胞间CO₂浓度、蒸腾速率和气孔导度;低压喷灌的小麦干物质积累、最终产量均高于地面畦灌,以减量15%的低压喷灌产量最高。