抗旱指数在旱地小麦引种中的应用

根据抗旱指数的概念及分类标准,引进１８个小麦品种,分别在河南省三大生态类型旱区试验,测定ＤＩ值,筛选出各区的抗旱品种。豫西红土丘陵旱区抗旱品种为：郑花７６,西安８号,运城８３１,冀５４１８,与对照豫玫８号相比,平水年增产１９．４％－３０．４％,差异达显著或极显著水平,干旱年降水利用率提高１７．８％－２８．４％,耗水系数减少１５．１％－２２．２％,豫北火龙岗旱区抗旱品种为豫麦８号,衡水７００４;郑州     

黄淮冬麦区小麦品质性状与产量性状的关系研究

以国家小麦区域试验参试品种为材料，研究了黄淮冬麦区小麦产量性状与品质性状的关系。研究表明：产量与容重、硬度、出粉率和面团流变学特性等品质性状无显著负相关性，因此，高产与上述品质性状可以较容易达到同步改良；产量与蛋白质含量和沉淀值多呈显著或极显著负相关性，提高产量可能会导致这些品质性状变劣，但在某些试验点和在某些品种中，它们无显著负相关性，甚至还表现出一定的正相关性；千粒重、穗粒数和穗粒重等产量性状与多数品质性状呈负相关，单株产量和单位面积穗数与多数品质性状呈正相关或极微弱的负相关，因此初步认为，在高产、优质育种中，侧重于单株产量和单位面积穗数的选择，有可能会协调高产与优质间的矛盾；面团流变学特性和产量性状间元显著矛盾性，较易同步改良。     

河北省黑龙港流域小麦抗旱品种筛选

干旱缺水是制约河北省黑龙港流域小麦生产的首要环境因子,从适合该区域的小麦新品种中筛选和推广抗旱品种,对在该地区实现节水保粮和维持地下水红线具有重要意义。本研究以近年来河北省中南部审定的38个小麦品种为材料,设置冬后浇2水、1水和不浇水(0水)3个水分处理,于2017—2018、2018—2019年度在成安和辛集进行了大田条件下的抗旱品种筛选试验。结果表明:在大田生产中,可用以产量为基础的抗旱指数来评价品种的抗旱性;以抗旱指数结合高稳系数进行抗旱和稳定性协同评价时,筛选到轮选103、衡0628、衡9966、河农2063、衡5835、中信麦58等6个品种在多个环境中抗旱等级为抗及以上,且产量稳定性较好,石麦22、衡4399、衡观35、石麦15、鲁原502、泊麦7号等6个品种在多个环境中抗旱等级为抗及以上,且产量稳定性为中等。     

渭北旱塬不同覆盖方式对小麦产量及农艺性状的影响

通过在渭北旱塬的不同覆盖试验,对覆盖方式与小麦产量、农艺性状之间的关系进行了研究。结果表明:(1)地膜、秸秆-地膜、渗水地膜-秸秆覆盖地面后小麦产量显著增加,以地膜全程覆盖处理小麦产量最高,可达6 971 kg/hm2,与无覆盖处理相比,不同材料和时期覆盖后小麦最高增产92.62%,最低增产23.16%;(2)地膜或者渗水地膜-秸秆全程覆盖地面,小麦产量显著高于休闲期覆盖;(3)不同材料覆盖地面后,小麦的农艺性状可以得到大幅改善,但在全程覆盖的处理中,小麦基本苗数下降。     

小麦品种耐盐性的研究

对经过连续3a的田间耐盐性鉴定筛选出的2份小麦耐盐性种质在4个不同含盐量梯度的田间鉴定,结果表明:2份小麦耐盐种质在农艺性状和产量水平上对盐胁迫有较高的耐盐性,在4个不同含盐量梯度上种植的产量均高于对照品种宁春4号,在含盐量0.3%～0.5%的盐渍土壤上种植有较大价值。     

54个小麦品种(系)抗赤霉病评价与农艺性状调查

为获得抗赤霉病且农艺性状较好的小麦种质资源, 加快小麦抗赤霉病育种进程, 采用人工接种鉴定和田间试验的方法, 于2019年-2021年, 对54个小麦品种(系)进行了赤霉病抗性鉴定与农艺性状调查。结果表明, 供试小麦品种(系)存在赤霉病抗性差异, 筛选出‘华皖麦24’‘宛1204’和‘皖垦麦1708’等9个两年表现稳定的中抗品种(系), 占总数的16.67%; 农艺性状调查结果显示, 不同小麦品种(系)的农艺性状间存在显著性差异, 抗病组品种(系)的平均变异系数小于感病组品种(系)。其中, ‘宛1204’和‘徐麦17252’中抗赤霉病, 且综合农艺性状较好, 可以作为抗赤霉病育种的抗源。     

旱地杂种小麦主要农艺性状分析

在群体条件下,对旱地杂种小麦的主要农艺性状及其与产量的关系进行了分析。结果表明,旱地杂种小麦的株高,分蘖成穗率、穗数、穗粒数、生物产量和经济产量具有明显超标优势。强优势组合穗粒数、穗粒重优势突出,穗数、穗粒数、生物产量与经济产量呈显著或极显著相关。穗粒数、穗粒重对产量的直接作用较大。筛选强优势组合时,应重点对穗粒数和穗粒重进行正向选择。     

冬小麦抗旱性状遗传力分析

依据Griffing方法I,配制不同类型的复合双列杂交组合,在水地(浇越冬水、返青拔节水、孕穗水和灌浆水)和旱地(雨养)条件下,在不同生育时期测定冬小麦株高、单株穗数、单株粒重、穗粒数、黄叶数、SOD、POD、MDA等农艺、生理生化性状,研究不同组合类型对其杂交后代的抗旱性遗传力及其与抗旱性的关系.结果表明,单株粒重、穗下节长、黄叶数、籽粒饱满度、落黄特性、成穗数、株高等7个性状与抗旱性关系密切且遗传力较强,可作为高产种质杂种后代的早期抗旱性鉴定指标.SOD活性和MDA含量由于广义遗传力和狭义遗传力均较高,可以在杂种后代早期世代进行选择,OA能力和POD活性广义遗传力较高但狭义遗传力低,适宜在杂种后代的晚期世代进行选择.     

小麦抗旱性生理生化机制及QTL研究进展

根据现有文献资料,综述了小麦抗旱性的鉴定方法和抗旱小麦的外部形态特征,并对小麦胚芽鞘长度、叶绿素含量、叶绿素荧光动力、渗透调节、水分利用效率、碳稳定同位素等抗旱性鉴定评价指标和抗旱性产量评价方法、干旱胁迫下特异蛋白代谢及抗旱性状的数量性状位点(QTL)等方面的研究进展进行总结,对目前小麦抗旱性研究存在的问题和发展趋势进行了探讨。认为,抗旱性研究仍是农业研究的热点领域,但在不同的生态区要有所侧重,同时选择与产量相关性高的指标进行深入研究;应加强干旱胁迫下根系形态结构及生理代谢的研究;随着分子生物学研究的不断发展,抗旱性研究也应从分子水平阐明干旱胁迫引起作物生理生化变化的原因,并借助基因工程手段进行抗旱基因重组,进而创制、培育综合性状优良的抗旱小麦品种。     

苦荞种质资源性状评价及优异资源筛选

对180份苦荞种质资源的12个主要农艺性状进行遗传多样性分析、主成分分析以及聚类分析。结果表明,180份苦荞种质间株粒重和株粒数的差异较大,变异系数均高于60%。根据苦荞种质性状间的遗传差异,对12个主要农艺性状进行主成分分析,得到的4个主成分因子累计贡献率达82.729%,第1主成分反映籽粒形状,第2主成分反映产量,第3、4主成分分别反映籽粒大小和株型。聚类分析把180份苦荞种质划分为3个类群,类群Ⅰ可以作为选育矮秆、特异粒形品种的优良亲本;类群Ⅱ可作为选育高秆品种的优良亲本;类群Ⅲ可作为选育高产、大粒品种的优良亲本。从矮秆、高产和大粒3个方面,筛选出矮秆材料灵石苦荞、安泽苦荞、苦荞60、苦荞62,高产材料二各苦荞、武乡苦荞、苦荞27、老鸭咀苦荞、苦荞34、苦荞35和大粒材料泸西苦荞、额角瓦齿、姚安苦荞1、苦荞61,共14份优异苦荞种质资源。     

宁夏南部山区冬小麦抗旱指标鉴定研究

为了更快速有效地利用现有资源,选育适宜宁南山区旱地种植的冬小麦新品种,本试验通过抗旱系数、主成分分析、相关分析及聚类分析等方法对8个品种12个性状进行研究。结果表明:8个品种根据抗旱系数不同,可分为抗旱性强、中、弱3个等级;12个性状的主要信息主要集中在4个主成分中,累积贡献率达93.40%,这4个主成分因子主要反映产量、抗旱系数、穗长、穗粒数、千粒重、单株粒重、株高、不实小穗数、颖花结实率9个性状。产量、穗下节长和株高与抗旱系数间为显著或极显著正相关。通过聚类分析将8个品种聚为3类,第一类包含3个品种,分别是Z0217-3,Z0231-3和对照中引6号,这三个品种的产量、抗旱系数、穗下节长、千粒重及株高等主要指标在第三类和第二类之间,但穗长、穗粒数及单株粒重在三类中平均值最低。第二类包含2个品种,分别是98-5808-1和Z0228-2-1,这两个品种的穗粒数、单株粒重和不实小穗数三个指标平均值最高,但产量、抗旱系数、穗下节长、千粒重等指标平均值最低。第三类包含3个品种,分别是Z0349-4,08AWS089和晋太0509,这三个品种平均产量高,抗旱系数高,平均穗长最大,平均穗下节长最长,平均结实小穗数最多,千粒重最大、株高最高。     

转基因小麦抗旱性鉴定及相关指标灰色关联度分析

以9份转ABP9基因春小麦株系UC4-1~UC4-9及其受体亲本宁春4号为材料,在雨养和灌溉条件下,对这些材料的主要农艺性状和部分生化指标进行了测定,采用隶属函数值法和抗旱性度量(D)值法对其抗旱性进行了综合评价,并利用灰色关联度法对相关抗旱性状与抗旱指数之间的关联度进行了分析评价。结果表明:6份转基因小麦的抗旱性较受体亲本宁春4号增强,3份材料的抗旱性较非转基因春小麦品种定西35增强;各农艺性状和生化指标与抗旱指数的关联度从高到低依次分别为株高、单穗粒重、穗长、SOD活性、穗粒数、结实小穗数、有效分蘖数、POD活性、千粒重、脯氨酸含量、MDA含量。     

远缘杂交后代转育的小麦抗源材料抗病及抗旱性研究

郑麦9023和豫麦66分别与野生二粒小麦和野燕麦远缘杂交后代进行杂交和回交,经过7代筛选、鉴定,获得了20个抗病性和农艺性状稳定的高代系。在陕西杨凌设置条锈菌流行小种（CYR32和CYR33）病圃,在甘肃天水设置自然发病圃对筛选的小麦高代系进行异地抗病性鉴定,同时对其进行分小种CYR32、CYR33、CYR31和CH42苗期鉴定;分别选用Yr5、Yr9、Yr10、Yr15、Yr17、Yr18和Yr26等7个已知抗条锈病基因的分子标记进行基因检测;对高代系进行萌发干旱胁迫试验,从而对其抗旱性进行评价;并调查其农艺性状并进行评价。抗病、抗旱和农艺性状调查结果显示：参试的20个高代系中,符合抗病耐旱且农艺性状较好,可用于作为抗源亲本的高代系有8个分别是郑野-2、郑野-3、郑野-6、豫野-1、豫野-2、豫野-4、豫野-5、豫野-6。研究结果表明,在抗病、耐旱综合性状优良育种目标指导下,将郑麦9023和豫麦66作为基因累加的库容,利用系谱选择法,结合育种分子标记检测辅助选择,可不断对品种郑麦9023和豫麦66进行改良与创新;并且可依次对其抗病性、抗旱性、成熟期等农艺性状基因及来源不同的优良基因进行累加转育。     

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。     

甜高粱成熟期抗旱性指标筛选与评价方法

设置正常灌水处理(T1)、重度干旱处理(T2)2种处理,测定株高、穗重、单株粒重、千粒重和产量(单位面积产量)等性状,运用相关性分析、主成分分析、抗旱系数(DRC)、综合抗旱系数(CDRC)、加权抗旱系数(WDC)、隶属函数值(D)和聚类分析等方法,对成熟期不同甜高粱品系的抗旱性进行鉴定及指标筛选。结果表明:干旱胁迫对各性状均有显著影响(P<0.05);抗旱系数频次分析表明,各性状抗旱性敏感程度由大到小顺序为穗粒数>分枝数>株高>茎粗>千粒重>穗茎粗>穗重>穗长>单株粒重>产量;相关性分析表明:株高与穗重呈显著负相关(P<0.05),产量与穗粒数、穗重、单株粒重、千粒重呈极显著正相关(P<0.01),穗粒数与穗重、单株粒重呈极显著正相关(P<0.01),单株粒重与千粒重呈极显著正相关(P<0.01);通过主成分分析,将10个性状转化成5项新的互相独立综合指标,可代替88.087%原始所有性状抗旱信息;灰色关联度分析表明,各性状DRC与D的密切程度大小顺序为单株粒重>千粒重>穗粒数>产量...     

国内外301份小麦品种(系)种子 萌发期抗旱性鉴定及评价

以-0.5 MPa PEG-6000模拟干旱胁迫环境,对301份冬小麦品种（系）在人工气候箱内进行种子萌发培养,在发芽势、发芽率、发芽指数、根数、根长、苗高和胚芽鞘长度测定的基础上,应用隶属函数、聚类分析和因子分析等方法对小麦种子萌发期抗旱性进行综合评价。结果表明,PEG胁迫下各指标测量值较对照均下降,且各指标之间存在极显著或显著正相关。利用隶属函数法进行抗旱性分析,发现不同小麦品种（系）间表现出较大差异,D值的变幅为0.08~0.95。通过聚类分析,将材料按抗旱性强弱分为5类：藁城8901等8份品种（系）为高度抗旱型,周麦22等29份品种（系）为抗旱型,鲁麦8号等116份品种（系）为中等抗旱型,石4185等83份品种（系）为干旱敏感型,烟农18等65份品种（系）为干旱高度敏感型。主成分分析表明,发芽指数、根长和根数在萌发因子、伸长因子和根部性状因子中的载荷量分别为0.96,0.88和0.91。不同抗旱类型麦区间的分布表明,8份高度抗旱型小麦品种（系）均来自国内,其中5份来自北部冬麦区。综合评价得到萌发期高度抗旱型种质分别是川麦44、皖麦33、藁城8901、CA9719、周8425B、宁冬10、新麦37和CA0958。发芽指数、根长和根数可作为小麦萌发期抗旱性鉴定的可靠指标。北部冬麦区可作为挖掘抗旱关键种质的重点麦区。     

引进ICARDA的小麦苗期抗旱性鉴定及SNP关联分析

以引进国际干旱地区农业研究中心（ICARDA）的160份小麦为研究对象,在苗期用20% PEG-6000模拟干旱条件进行处理,以正常营养液作为对照,分析干旱环境对7个苗期相关性状（苗高、最长根长、根数、茎叶鲜质量、茎叶干质量、根鲜质量和根干质量）的影响,利用综合评价值进行抗旱评价及抗旱分级,并结合55K SNP芯片对159份小麦的苗期抗旱相关性状的抗旱系数进行关联分析。抗旱鉴定结果表明：干旱处理下的各个苗期相关性状均低于正常处理水平,按照综合评价值及系统聚类,将160份小麦分为高抗旱（5份）、中等抗旱（53份）、低抗旱（97份）和干旱敏感（5份）四类;在苗期筛选出5份高抗旱品种,包括ICARDA69、ICARDA51、ICARDA49、ICARDA83、ICARDA84,其D值分别为0.823、0.813、0.765、0.722、0.711。关联分析结果显示：利用24151个SNP标记位点结合苗期相关性状的抗旱系数在P≤0.001水平下共定位到227个抗旱相关标记,分布在除1B、2D、4D和6D外的17条染色体上,可解释7.13%~14.68%的表型变异。检测到3个多效应位点,分别位于4B、5B和6A染色体上,可解释9.31%~13.28%的表型变异。其中,位于4B染色体上的AX-108789337与茎叶干质量和根干质量显著关联,可解释10.44%~13.28%的表型变异;位于5B染色体上的AX-109353092与苗高和根鲜质量显著关联,可解释9.31%~10.93%的表型变异;位于6A染色体上的AX-110432128与苗高和根鲜质量显著关联,可解释9.95%~9.99%的表型变异。     

小麦转TaEBP基因株系抗旱特性分析

以2个转TaEBP基因新春9号小麦株系(G9-X1129,G9-X1139)、受体品种新春9号和当地推广品种小偃22为材料,通过PEG-6000人工模拟干旱胁迫处理,调查小麦种子萌发期胚芽鞘、胚根长度和胚根数;采用大田不同水分处理试验,测定转基因小麦不同生育时期的生理生化、形态指标与抗旱指数,以明确其抗旱性。结果表明:(1)在种子萌发期20%(W/V)PEG干旱胁迫条件下,参试材料的胚芽鞘长度、胚根长度和胚根数均比非胁迫时降低,G9-X1129和G9-X1139的降幅较小且均显著高于受体对照新春9号;(2)与受体对照新春9号相比,G9-X1129和G9-X1139具有较高的可溶性蛋白含量和脯氨酸含量;(3)随着干旱胁迫程度的增强参试材料的株高、穗叶距和穗长均有不同程度的降低,但转基因株系株高、穗叶距和穗长降幅显著小于受体对照;(4)G9-X1129和G9-X1139分别比受体对照新春9号增产11.67%和10.19%,其抗旱指数分别为1.18和1.17,两者都属较强抗旱等级,表现出比新春9号更强的抗旱、节水性能;整体上G9-X1129和G9-X1139与小偃22具相对一致的抗旱能力。     

棉花抗旱品种筛选鉴定及抗旱性综合评价方法

从甘肃敦煌、新疆的棉花栽培品种和国内外引进材料中选出76个遗传来源不同的棉花品种(系)作为参试材料,在年降雨量不足40 mm的甘肃省敦煌市设置了干旱胁迫和正常灌水两个处理,筛选出与棉花抗旱性密切相关的10个农艺性状和产量指标,采用综合抗旱系数(CDC)、综合抗旱指数(CDI)、综合隶属函数值(CDM)、抗旱性综合评价值(D)等四种综合评价方法对76份种质材料进行抗旱性评价。结果显示,四种综合评价方法两两之间的Pearson相关系数都在0.88以上,相关性均达到了极显著水平;再利用四种抗旱评价体系得分值对76个受试棉花品种(系)进行K-means划分聚类,最终将76个品种分为高抗(Ⅰ类,5个品种)、抗(Ⅱ类,9个品种)、中等(Ⅲ类,17个品种)、敏感(Ⅳ类,31个品种)、高敏(Ⅴ类,14个品种)5个抗旱等级。为进一步方便育种家简单准确地评价选育材料的抗旱性,利用筛选出的10个农艺性状指标的抗旱系数作为自变量,四种抗旱性综合评价体系得分值为因变量,采用逐步回归的方式建立了棉花抗旱性预测模型回归方程。