低氮胁迫对不同氮效率玉米品种苗期叶片碳氮代谢的影响

研究低氮胁迫对不同氮效率玉米品种幼苗生长及叶片碳氮代谢的影响,分析比较不同氮效率玉米品种对低氮胁迫响应的差异。采用水培方法,以氮高效品种郑单958、正红311和氮低效品种川单428、先玉508为试验材料,在低氮胁迫(0.04 mmol/L)、正常氮(4 mmol/L)和低氮恢复处理3个氮水平下,分别测定苗期干物质积累量、叶片碳氮代谢产物含量及碳氮代谢相关酶活性,比较不同氮效率品种间的差异。结果表明,低氮胁迫显著降低玉米叶片和整株干物质重量、叶片氮代谢指标(硝酸还原酶和谷氨酰胺合成酶活性、可溶性蛋白和游离氨基酸含量),提高根系干重、根冠比、叶片碳代谢指标(蔗糖合成酶和蔗糖磷酸合成酶活性、可溶性总糖和淀粉含量)。不同品种间各指标的变化幅度随着时间的延长表现出不同规律,氮高效品种在氮素胁迫下对碳氮代谢的平衡能力更强,受低氮环境影响较小,植株的恢复能力较强,对胁迫环境具有更强的耐性和适应性。     

我国玉米育种与生产中189份自交系氮利用效率评价

以子粒产量的氮敏感指数和耐低氮系数为评价指标并结合株高和吐丝期等二级性状,对我国玉米育种与生产上重要的189份玉米自交系进行氮利用效率评价。分析结果表明,低氮与正常供氮条件下,子粒产量均存在极显著的基因型与环境差异,基因型差异是氮利用效率差异的重要原因之一。将正常供氮条件与低氮胁迫下的产量进行分析并结合株高和吐丝期等二级性状,鉴定出郑58、郑28、中106、7595-2和昌7-2等20份玉米自交系较耐低氮且二级性状更符合当前玉米育种需要。     

大豆氮高效种质苗期筛选与鉴定

氮高效利用种质资源的筛选与鉴定是大豆高产育种的重要前提。本研究以78份大豆种质资源为材料,采用水培养法,分析正常氮（氮浓度为7.5 mmol/L）和低氮（氮浓度为0.75 mmol/L）条件下大豆生物量和耐低氮指数。根据地上部干重、总干重、耐低氮胁迫指数初步筛选出3份耐低氮材料（2011-X-559、2011-X-618、2011-X-639）、3份低氮敏感材料（2011-X-472、2011-X-531、2011-X-547）和2份中间型材料（吉育86、东农53）。进一步复筛测定8份大豆种质材料的叶绿素含量、生物量、氮含量和根系形态构型等17个氮利用相关指标,通过对性状指标的变异系数、相关性和主成分分析,筛选出总干重、整株氮含量、整株总氮、总根长、根体积和根表面积6个指标可作为大豆苗期耐低氮评价关键指标,并依此鉴定出耐低氮材料2011-X-618和低氮敏感材料2011-X-531。本研究为大豆耐低氮机制解析和氮高效育种提供了优异种质资源和理论指导。     

低钾胁迫对玉米苗期根系生长和钾吸收特性的影响

研究低钾胁迫对玉米苗期根系生长和钾吸收特性的影响。玉米自交系种子A(不耐低钾)和B(耐低钾)用三个钾离子浓度(5μmol/L,100μmol/L,1000μmol/L)进行液体培养,4周时将苗转入培养桶中,连续培养50天。在转入的0d、3d、10d、25d、50d天时距根尖2cm处取样,观察根部形态特征及解剖结构,对其根系活力、Imax、Km进行测定。结果表明:耐低钾品种B低钾条件下,根表形态结构上,根毛数量增加,且形成部位距根尖较近;根解剖结构上,木质部导管分化增强,并改善了疏导组织运输能力;根冠比上,长度、重量根冠比增加;根系吸收能力上,根系活力、Imax显著提高,Km显著降低。耐低钾品种从根形态结构改变及根系活跃吸收能力增强两方面协同作用适应低钾胁迫,提高钾吸收能力。     

低磷胁迫下氮素形态对玉米苗期生物学性状、花青苷含量及糖含量的影响

为了探讨低磷胁迫下氮素形态对玉米糖代谢以及花青苷含量的影响,以Ca3(PO4)2模拟低磷胁迫环境,采用水培方式,研究3种形态氮素营养(NO3--N、NO3--N与NH4+-N混合营养和NH4+-N)对玉米植株生物量、花青苷含量及糖代谢等的影响.结果表明:当营养液中以Ca3 (PO4)2形式供应磷素时,与KH2PO4形式供应磷素相比,3种氮素处理的玉米整株生物量依次降低20.6％、15.4％和12.9％;在磷胁迫状态下,玉米茎秆的花青苷含量显著升高,同时受到氮素形态的影响,3种氮形态处理下茎秆的花青苷含量高低顺序依次为:铵态氮＞铵硝混合营养＞硝态氮;磷胁迫还引起玉米植株中糖分累积,与KH2PO4处理相比,3种氮形态处理的玉米植株根、茎、叶的可溶性糖含量均明显升高,且在根和茎中差异达显著性水平;在低磷胁迫时,铵态氮处理的玉米根、茎、叶中可溶性糖含量分别是硝态氮处理的1.12倍、1.22倍、1.18倍,相应的还原性糖的数值依次为1.03倍、1.37倍、1.24倍.可见,铵态氮处理的玉米生长受抑制程度最小,表现为铵态氮处理提高了植物各部分糖的含量,促进了花青苷合成,以此缓解低磷胁迫引起的代谢失调.     

耐低磷胁迫下玉米自交系幼苗的生长及磷素分配特征

选取耐低磷型玉米自交系QXN233和低磷敏感的QXH0121为材料,研究低磷、正常施磷、高磷3个生长条件下两个自交系幼苗的生长及磷素的分配情况。结果表明,在低磷和正常施磷条件下,自交系QXN233的地上部、根系与整株干重均显著高于QXH0121。低磷条件下,两个自交系根部形态差异较大,QXN233的根长、根表面积、根体积、根尖数均大于QXH0121,且QXN233的侧根数有所增加,推测其通过侧根的大量发育,增加根系表面积与根际环境的接触,促进根系对磷素的吸收。低磷条件下QXN233具有较小的根冠比,其地上部的磷素分配比例更高,表明QXN233能够吸收并输送更多的磷到地上部,从而使植株能够在低磷条件下更好地生长。     

不同基因型大麦苗期氮素利用效率的评价分析

通过对42个大麦品种在氮为0.4、2.0、5.0 mmol/L 3个不同水平水培条件下苗期相关性状及氮素利用效率进行分析,结果表明:在3个氮素水平条件下,不同大麦品种苗期最大根长、茎长和叶长差异极显著;正常氮(2.0 mmol/L)条件对大麦苗期生长影响较小,而低氮(0.4 mmol/L)和高氮(5.0 mmol/L)则因大麦苗期性状的不同对其有促进或抑制作用,其中低氮严重影响不同基因型大麦品种叶片的生长,进而会影响光合作用,最终对整个植株的生长不利。氮素利用效率的分析结果表明,随着供氮水平的提高,大麦幼苗氮利用效率也随之增强。初步筛选出氮高效利用材料3份,分别为Sampsom、Z0099001、08京222。     

低磷胁迫下玉米自交系配合力分析

缺磷是限制作物生产的重要因素之一。通过遗传改良提高玉米杂交种的磷吸收利用能力,是提高磷肥利用率的一条重要途径。本研究利用磷肥长期定位田,在前期磷高效自交系筛选的基础上,对低磷胁迫下玉米自交系的配合力进行分析,以期为磷高效育种选择亲本提供依据。研究结果表明,鲁原92×7922为高磷高效型杂交组合,减产率达67.2%;Mo17×7922为低磷高效型杂交组合,减产率只有3.5%。耐低磷育种中,高配合力自交系为CA200和Mo17;低配合力自交系为丹黄02、107、原引1号、鲁原92、3189、Oh43和黄C;中配合力自交系为91041-1、CA170、L种和7922。低磷条件下,组合产量与空秆率、成熟期熟相呈负相关,即早熟型且空秆少的玉米品种较为耐低磷胁迫。     

不同耐性玉米自交系苗期根系对低钾胁迫的生物学响应

通过水培试验,以典型耐低钾玉米自交系90-21-3和低钾敏感玉米自交系835为试材,分别于4、6、7、9和10叶期测定玉米根形态、根系还原力、伤流量和干物质积累量,研究不同耐性玉米自交系苗期根系对低钾胁迫的生物学响应。结果表明,低钾胁迫下,耐低钾玉米自交系90-21-3表现为根长增幅大,根表面积、根体积降幅小,根平均直径降幅大。与低钾敏感玉米自交系835相比,低钾胁迫下耐低钾玉米自交系90-21-3的根系相对发达、根系活力强、伤流量大及干物质积累量较大。     

氮素供应和pH值对玉米根系形态的影响

实验设正常供氮(0.5 mmol/L NO3-)和高氮(10 mmol/L NO3-)处理,研究不同pH值水平下(4.5～8.0)氮素供应对玉米根系生长的影响。结果表明,氮供应与溶液pH值对玉米根系的影响不存在互作效应。高氮供应不影响地上部与根的干物质积累;pH值提高有利于促进干物质向地上部分配,向根的分配比例相对下降,根冠比下降。高氮使单株根系总长度平均下降,降幅为34.5%,主要是轴根和侧根长度下降,轴根数和侧根密度受影响较小。在两个氮水平下,总根长、轴根长、侧根长均随pH值的上升表现增加的趋势,高pH值主要增加侧根密度。研究表明,在酸性土壤上,不能通过大量施用硝态氮肥缓解氢离子对根系生长的抑制作用。     

玉米自交系铁7922的改良利用

分析以自交系铁7922为主线的改良进程,明确铁7922改良系与黄系、旅系、黄旅合成系测配组合的优、缺点.以铁7922改良系为基础,添加外来相对应种质进行母本改良,以黄、旅合成系与Lancaster进行父本改良,利用单倍体技术选育区域强势品种.     

基于SSR标记的玉米循环群体选系材料的遗传基础分析

利用SSR标记技术对53份玉米循环群体选系材料和9个测验种进行分析,分析其遗传多样性,明确其遗传距离和杂种优势群划分,从分子遗传基础角度为循环育种策略奠定基础。结果表明,39个SSR标记在62份材料中共检测出162个等位基因变异,铁7922改良系和吉13S228改良系中分别检测出83、140个等位基因变异,位点多态性信息指数(PIC)平均分别为0.45、0.26、0.37;基因多样性指数平均分别为0.51、0.31、0.42;吉13S228改良系的遗传多样性高于铁7922改良系。遗传距离变幅在0.11～1.87,平均0.76;吉13S228改良系群体与吉13S228间的遗传距离最小(0.09),铁7922改良系群体与铁7922间的遗传距离亦较近(0.16),揭示改良系的遗传背景以改良受体为主。按照UPGMA聚类法、主成分分析和模型聚类方法,划分为两大类群,SS群(铁7922及其循环选系材料、B73、掖478等)和NSS群(吉13S228及其循环选系材料和标准测验种Mo17、丹340、黄早四等),符合玉米商业育种的两个杂种优势群的思路。     

核心种质的集成创新思考及D22的选育

用核心种质掖478和铁7922组配成基础材料F2代与早熟种质6314为原始材料,连续自交多代,育成中熟、高配合力、抗病性强和综合农艺性状好的玉米自交系D22。用其组配的杂交种早熟、抗逆性强、适应性广,成为我国玉米育种中重要的中熟种质资源之一。     

供氮量及化学调控对玉米苗期生长及氮素吸收分配特征的影响

以郑单958为材料,设置不同氮素梯度于苗期利用完全营养液培养,3叶期叶面喷施聚糠萘合剂,研究供氮量对苗期玉米氮素吸收分配特征的影响以及聚糠萘合剂化学调控的效果。结果表明,与去离子水处理相比,增加氮素供应可使株高增加,根系增长,根冠比值显著降低,叶片与根中硝酸还原酶活性(NRA)增大,鞘中NRA减小。随氮素浓度的增加,株高、最大根长和叶片数逐渐增加,各器官干物质积累量依次增加,叶片中NRA依次增强,氮素吸收和向地上部分配的比例显著增加。聚糠萘合剂处理与相应清水对照相比,提高了植株干物质积累,缩短了最大根长,增加了侧根条数,提高了玉米植株中总吸氮量及氮素利用率。对于不同浓度梯度的氮素处理,低浓度(2.5mmol/L)和中浓度(5.0 mmol/L)培养液中调节剂处理氮素利用率分别比对照增加52.75%和54.91%,表明中、低氮条件下聚糠萘合剂提高了氮素利用率。     

诱变结合小孢子培养的氮高效大麦DH株系评价

为了筛选大麦氮高效种质资源,以花30和8份不同诱变来源的DH株系为研究对象,采用田间试验方法,设置高氮(160 kg·hm-2)和低氮(45 kg·hm-2)两个氮肥水平,研究不同DH株系对两个氮肥水平的响应,同时对不同氮效率类型DH株系的干物质和氮素积累、转运以及氮素吸收利用特性进行分析.结果表明,在两个氮肥水平下,...     

玉米杂交种及自交系抗盐性的鉴定

1992～1995年对105份玉米杂交种及自交系进行了抗盐性鉴定．结果表明，玉米杂交种及自交系受盐害后，植株干物质积累速度变慢；黄叶指数增多，干物重下降；根变粗，变短；侧根和根毛减少；节根条数增多；冠/根比值增大；叶细胞透性增大．在105份材料中，抗盐性强的玉米材料有15份，中抗的78份，不抗的12份．     

玉米自交系耐盐种质的筛选及耐盐性评价

在0+0、2.5+2.5、5+5和7.5+7.5 mmol/L（Na₂CO₃+NaHCO₃）盐浓度胁迫下,对118份玉米自交系芽期、苗期的耐盐性差异进行比较,以主要农艺性状综合表现为依据筛选耐盐种质。各指标受盐害影响程度大小顺序为株高>芽势>叶长>根长>地上含水量>地下含水量>叶宽>芽率>须根数>根冠比>茎粗>根粗;当盐胁迫溶液为7.5 mmol/LNa₂CO₃+7.5 mmol/L NaHCO₃时,对玉米自交系影响差异显著。综合各个指标的盐害率对118份玉米自交系进行评价和排序,5个耐盐性强的自交系品种为DL、A71、PHB1M、A92和WM33;对盐敏感的5个品种为06NY-25、Mo17、郑32、南引26和农M1。     

玉米自交系氮高效指标的筛选及综合评价

以47个玉米自交系为材料,测定玉米自交系在低氮和正常氮处理下株高、穗位高、叶绿素SPAD值、吐丝期叶面积指数、吐丝期干重、全株干重、产量、子粒氮积累量、全株氮积累量和氮肥生产效率等10个指标,以耐低氮指数为参数,结合其变异系数,运用相关性分析、主成分分析和隶属函数法对其氮高效能力进行综合评价。结果表明,叶绿素、全株干重、产量、子粒氮积累量、全株氮积累量和氮肥生产效率等可作为玉米自交系氮高效能力的筛选指标。通过聚类分析,筛选得到PH6WC、郑58、PH6WC×郑58、PH6WC×D1798Z、D1798Z×521、HCL645×C7-2、HCL645×C7-2×单598、外杂二环系、美杂二环系×郑58、DH351×郑58、XL21×PH6WC共11个低氮高效型玉米自交系。