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。     

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。     

干旱胁迫下玉米自交系抗旱性评价及筛选

以39份玉米自交系为材料,2017—2018年在甘肃省张掖市设置田间自然抗旱鉴定试验,筛选抗旱鉴定指标,综合评价玉米自交系的抗旱性。结果表明:在干旱胁迫下,39份玉米自交系的粉丝间隔时间延长了0～3 d,株高、穗位高、穗长、穗粗、穗干重、籽粒干重、出籽率及百粒重均降低,其中,穗干重、籽粒干重和出籽率3个指标分别为正常灌水处理的81.5%、79%和88.5%。穗干重、籽粒干重和出籽率与平均抗旱系数呈显著正相关,可作为玉米自交系抗旱鉴定的主要指标。利用加权抗旱系数法综合评价筛选出强抗旱玉米自交系10份,其中自交系E28、DH351、陇1222、浚92-8和黄早四,抗旱性达到极强。本研究所筛选到的抗旱自交系可在选育抗旱新品种中加强利用。     

16份玉米自交系的耐盐性评价

选用16份玉米自交系,采用NaCl胁迫处理,测定萌发期和幼苗期的相关生长与生理指标,对盐害指数进行聚类分析和耐盐性综合评价。结果表明,盐胁迫下,不同玉米自交系萌发期的发芽势、发芽率、胚根长、胚芽长、胚芽鲜重、胚根鲜重均呈下降趋势,幼苗期的MDA含量和相对电导率上升,相对含水量下降。87-1、8723和78599-1属于高耐盐性自交系;LX9801、TS141、A413、137、81162等属于中等耐盐自交系;廊黄、昌7-2、478和成687属于耐盐性自交系;9046和65232属于敏感性自交系;543和136属于高敏感自交系。     

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。     

四川玉米新杂交种及自交系抗病性鉴定与评价

玉米是四川省的三大粮食作物之一,常年种植面积１７０万公顷。常年都有不同程度的大、小斑病、丝黑穗病及多种叶斑病和虫害发生。为了确保四川玉米持续稳产、高产,四川省农科院植保所从“七·五”开始配合育种攻关项目,承担了全省玉米新杂交种（组合）及自交系的抗（病...     

广西玉米品种开花期抗旱性鉴定与评价

选取20个广西玉米品种,在开花期进行干旱胁迫处理,测定叶片相对含水量、可溶性糖含量、叶绿素含量、丙二醛含量、SOD酶活性等生理指标,同时测定产量指标。通过五级评分法对生理生化指标进行抗旱性打分,通过产量指标计算抗旱指数,综合评价玉米开花期的抗旱性。结果表明,五级评分法综合得分在1.9293~5.6595之间,其中正大619、桂单162和桂单0810得分大于5.0,其次为迪卡008、先玉30T60、先正达901、庆农68、南美1号和万川1306得分在4.0~5.0之间。而抗旱指数值在0.4104~1.0963之间,其中桂单0810、太平洋99和正大619抗旱指数大于1.0,先玉30T60、迪卡008和南美1号抗旱指数在0.9~1.0间。两种评价结果之间的相关性为0.5887,达到极显著相关。五级评分法与抗旱指数可同时用于玉米开花期抗旱性评价。两方面评价结果均表现抗旱的品种为桂单0810、正大619、先玉30T60、迪卡008和南美1号,其中桂单0810和正大619为抗旱性极强品种。     

云南主栽玉米品种抗旱性鉴定与评价

以云南8个主栽玉米品种(甜糯888、云糯6号、云瑞999、云瑞6号、云瑞47、云瑞88、云优105、云甜玉2号)为试验材料,人工控水条件下,通过盆栽试验,在玉米植株的苗期、开花期和灌浆期,测定8个品种的株高、叶面积、根冠比、SOD、POD和MDA等与抗旱性有关的14个表型性状和生理生化指标,采用抗旱系数法和隶属函数值法,对各指标性状进行了干旱胁迫下的抗性评价和鉴定。结果表明,不同生育期相同指标性状评价不同玉米品种抗旱性存在明显差异,可将供试品种划分为抗旱性强、中和不抗旱3类,其中云瑞47、云优105、云甜玉2号3个品种具有较强抗旱能力,云瑞6号、云瑞88和云瑞999具有中等抗旱能力,而甜糯888、云糯6号抗旱性差;干旱胁迫下,玉米苗期各形态性状和生理生化指标及其综合D值均可作为鉴定品种抗旱性的依据;干旱胁迫至开花期,只有株高、叶面积、SOD和Pro与抗旱系数间为极显著相关;干旱胁迫至灌浆期,只有地上部鲜重、株高和MDA与抗旱系数间为极显著相关。无论在苗期、开花期或灌浆期,综合D值可作为鉴定品种抗旱性的指标,单一指标均不能准确判定某品种的抗旱性。     

旱稻抗旱性鉴定方法与指标研究——全生育期抗旱性鉴定

用干旱棚法,对11个旱稻品种抗旱性进行了研究,分析了株高、穗长、穗下节、抽穗期、成产三因素、结实率、叶片失水率、叶片萎蔫度等性状在水分胁迫条件下的变化及与品种抗旱性的关系。结果表明:利用产量的抗旱指数作为评价旱稻抗旱性是科学的、准确的,并用其对试验品种的抗旱性进行了定性分级;结合隶属函数法评价了其它生育指标与抗旱性强弱的关系,相对株高与抗旱系数呈极显著相关性,相对结实率、叶片萎蔫度(抽穗期)和相对穗粒数与抗旱系数呈显著相关性,抽穗期和相对穗下节长与抗旱系数相关性密切,其它性状与旱稻抗旱性没有明显的相关性。     

旱稻抗旱性鉴定方法与指标研究--Ⅲ全生育期抗旱性鉴定

用干旱棚法,对11个旱稻品种抗旱性进行了研究,分析了株高、穗长、穗下节、抽穗期、成产三因素、结实率、叶片失水率、叶片萎蔫度等性状在水分胁迫条件下的变化及与品种抗旱性的关系。结果表明：利用产量的抗旱指数作为评价旱稻抗旱性是科学的、准确的,并用其对试验品种的抗旱性进行了定性分级;结合隶属函数法评价了其它生育指标与抗旱性强弱的关系,相对株高与抗旱系数呈极显著相关性,相对结实率、叶片萎蔫度(抽穗期)和相对穗粒数与抗旱系数呈显著相关性,抽穗期和相对穗下节长与抗旱系数相关性密切：其它性状与早稻抗旱性没有明显的相关性。     

22个玉米自交系的耐旱性综合分析

用不同浓度的聚乙二醇(PEG)高渗培养液模拟不同程度的干旱胁迫环境,以与玉米自交系幼苗质膜损伤程度有关的过氧化物酶、超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、丙二醛、维生素C和电导率为指标,运用模糊隶属函数法对22个玉米自交系的耐旱性进行综合分析。结果表明,模糊隶属函数法可以避免单一指标的片面性,能较全面地评价玉米的耐旱性。R09、N87-1、9635、TF-1、中自03属于耐旱性较强的自交系;FS018-2、3222、S28、沈137、963222、R08、48-2、黄C等自交系属于耐旱性中等的自交系;9526、L16和9603三个自交系为耐旱性较弱的自交系。     

不同玉米自交系幼苗对水分胁迫的响应及其耐旱性评价

以9份玉米自交系为试材,采用盆栽试验方法进行苗期的水分胁迫试验,研究土壤水分胁迫对玉米自交系的生长发育及生理特性的影响,并采用多元分析方法对玉米自交系的耐旱性做出了综合评价。结果表明:水分胁迫下,玉米自交系幼苗通过外部形态及内部生理生化变化来响应干旱对其伤害,且耐旱性强的材料变化幅度小于耐旱性差的材料。通过主成分分析将干旱胁迫下玉米幼苗的6个单项指标转化为3个彼此独立的综合指标,并计算得到综合评价D值,比较准确地对玉米自交系材料的耐旱性做出了评价;利用聚类分析将9份玉米自交系材料分为耐旱性不同的四类,即干旱敏感型、弱耐旱材料、中度耐旱材料、高度耐旱材料四类。利用逐步回归的分析方法建立了玉米耐旱性评价回归方程:D=-0.107746+0.35003UWC+1.67684WUE-0.05857REC-0.1699Pro,筛选出适宜干旱胁迫下玉米耐旱性鉴定指标4个,即地下部含水量、水分利用效率、相对电导率、脯氨酸含量。在相同的逆境胁迫下可通过测定其它玉米品种上述4个指标的耐旱系数,利用回归方程进行耐旱性预测;材料8-8-1、KH207 A27-4-2的耐旱性较强,可以在后续试验中进行抗旱育种及栽培研究。     

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。     

不同玉米自交系耐寒性评价及差异分析

在室内低温条件下,对44份玉米自交系进行发芽期性状鉴定,并通过隶属函数法进行耐寒性综合评价,根据评价结果对耐寒玉米自交系和寒敏感玉米自交系进行苗期生长和生理生化特性分析,探索不同玉米自交系耐寒性差异生理机理。结果表明,利用发芽期发芽率、胚芽长、胚根长、根数为隶属函数法综合评价指标筛选出了3份强耐寒玉米自交系,包括玉米自交系Va35-2、Va102、ND246,中等耐寒玉米自交系1份,耐寒玉米自交系2份,寒敏感自交系16份,高寒敏感自交系22份。另外,结果显示随着温度逐渐降低(25℃、15℃、10℃、6℃),不同玉米自交系的发芽率、胚芽长、胚根长和根数呈下降趋势,但下降幅度不同,强耐寒玉米自交系各项指标下降的速度较慢;但是,从15℃低温开始,高寒敏感自交系的各项发芽指标下降很快,甚至为0。根据耐寒性综合评价结果,分别选取高耐寒玉米自交系Va35-2、Va102、ND246和高寒敏感玉米自交系K22、B68和H105W进行苗期耐寒性差异分析。6℃低温胁迫处理0、2、4、6 d后,高耐寒自交系Va35-2、Va102、ND246和高敏感自交系K22、B68和H105W的生长和生理生化指标都有不同程度的变化,但是Va35-2、Va102和ND246各项指标变化幅度较小,而K22、B68和H105W的变化幅度较大,不同品种间差异显著。总体来看,随着低温胁迫时间的延长,生长指标(株高、根长、地上部鲜重、地上部干重、地下部鲜重和地下部干重)和生理生化指标(相对含水量、脯氨酸、可溶性糖含量和保护酶活性(SOD、POD、CAT))呈下降趋势,高耐寒玉米自交系下降幅度较小,而高寒敏感玉米自交系下降幅度较大。相对电导率和丙二醛含量呈上升趋势,耐寒玉米自交系上升幅度较小,而寒敏感玉米自交系上升幅度较大。苗期性状的相关性分析表明各项生长和生理指标之间联系紧密、互相影响,在低温胁迫条件下调节植物的生长。     

不同外源调节物质对不同耐旱性玉米自交系的干旱缓解效应分析

以旱敏感玉米自交系TS141为试材,在苗期以20%PEG模拟干旱胁迫处理,添加5种不同浓度外源甜菜碱(GB)或脯氨酸(Pro),以蒸馏水和干旱胁迫分别作为正向(CK+)、负向(CK-)对照处理,筛选得到对玉米苗期干旱胁迫缓解效果最佳的处理浓度:30μmol·L^-1 GB或400μmol·L^-1 Pro。以最佳浓度外源GB或Pro对干旱胁迫下的耐旱玉米自交系昌7-2和旱敏感玉米自交系TS141幼苗进行处理,比较分析两种耐旱性不同玉米自交系的生长参数、生理特性、气孔特性及叶片解剖结构。结果表明:外源GB或Pro可有效缓解玉米幼苗干旱胁迫损伤,恢复生理生化代谢稳态,外源GB对干旱胁迫的缓解效应强于外源Pro;TS141在添加外源GB后各生长参数均显著升高且叶片细胞结构明显恢复并排列整齐,而添加外源Pro后苗长并未出现显著变化且叶片细胞结构未发现明显差异;昌7-2在添加外源GB后脯氨酸含量、SOD、POD、CAT活性分别下降47.01%、26.33%、15.00%、66.08%,但添加外源Pro后只分别下降27.74%、17.65%、11.45%、4...     

不同玉米自交系耐深播能力的差异分析

以45个玉米自交系为材料,在播深10 cm和15 cm条件下,研究了出苗率、根数、根长、中胚轴长、胚芽鞘长、中胚轴和胚芽鞘之和、苗长与玉米耐深播性的关系。结果表明,随着播深的增加,根长、中胚轴长、胚芽鞘长、中胚轴和胚芽鞘之和大体呈增加趋势,而出苗率、根数、苗长呈下降趋势。不同播深条件下出苗率和胚芽鞘长度的变异系数较大;而根长、根数和中胚轴的变异系数较小。在10 cm播深条件下的出苗率与胚芽鞘长、根长和苗长显著相关,而15 cm条件下的出苗率与中胚轴长、中胚轴和胚芽鞘之和、根数、根长、苗长显著相关。15 cm播深条件下的鉴定结果可以反映不同品种的耐深播能力。因此,在15 cm条件下,用出苗率、根数、根长、中胚轴长、中胚轴和胚芽鞘之和以及苗长按耐深播性强弱将45份自交系分成3组;同时,将45份自交系划分为Lancaster、四平头、PA、PB、BSSS和旅大红骨共6个亚群,其中Lancaster（Lan）、四平头(SPT)、PA的出苗率、根数、根长、中胚轴长、中胚轴和胚芽鞘之和以及苗长较高,含有较多耐深播系和中等耐深播系,为重要的耐深播种质类群。     

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。