基于D值法的烟草苗期抗旱评价方法研究及抗旱材料筛选

为了探究苗期抗旱性快速评价方法，筛选烟草苗期抗旱材料，开展苗期抗旱种质鉴定和抗旱品种选育。本试验以21个品种(系)5叶1心的烟苗为材料，采用15%PEG-6000模拟干旱胁迫处理，于处理48 h测定参试材料的叶绿素a等10项生理指标，通过主成分分析、隶属函数分析和通径分析构建了烟草苗期抗旱性评价方法。结果显示，主成分分析从10项指标中筛选出叶绿素a、H₂O₂、MDA、SOD、POD等5项典型的抗旱指标；通过筛选出的5项指标与各材料D值的通径分析构建出了烟草苗期抗旱性预测模型，模型表明叶绿素a对烟草苗期抗旱性直接通径系数最大；分别以构建出的抗旱性预测模型和叶绿素a的抗旱系数对各材料进行聚类分析，均将供试材料分为高抗型、中抗型、低抗型、不抗型和敏感型等5类，同时筛选出4份苗期抗旱性较强材料。研究表明，采用15%PEG-6000模拟干旱胁迫处理，利用叶绿素a等5项指标构建的抗旱性度量值及回归预测模型可用于烟草苗期抗旱性评价，干旱胁迫后叶绿素a含量变化可用于快速鉴定烟草苗期抗旱性。     

马铃薯抗旱种质资源的评价

中国马铃薯主产区的大部分区域为干旱贫瘠地区,随着全球气候变暖,干旱地区的面积逐年扩大,因此抗旱资源的筛选与育种利用,将对提高干旱地区马铃薯的产量发挥重要作用。本研究以17份抗旱性较好的无性系后代及5个抗旱性不同的品种为材料,设盛花期控水15 d和正常浇水2个处理,测定3个生理指标、4个光合特性指标、叶绿素含量及产量,采用抗旱系数、隶属函数对材料的抗旱性进行综合评价。结果表明,干旱胁迫下丙二醛(MDA)含量及电导率升高,叶绿素含量、净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、胞间CO2浓度、相对含水量及产量下降,各项指标对干旱胁迫敏感,其抗旱系数因材料不同有差异,上述指标均可作为抗旱评价指标。根据某一指标对马铃薯抗旱性进行评价,对马铃薯的抗旱性利用隶属函数进行综合评价得到品种抗旱性由高到低为:定薯1号、克新1号、冀张薯8号、东农311、大西洋;得到6份高度抗旱材料、7份中度抗旱材料、4份低度抗旱材料。采用抗旱系数、隶属函数对马铃薯抗旱性进行评价,可以较好揭示抗旱性与各指标之间的关系,全面综合评价马铃薯抗旱性;抗旱性综合评价方法对马铃薯进行抗旱性评价是准确可靠的。     

不同抗旱性花生品种根系形态及生理特性

以12个花生品种为试验材料, 在人工控水条件下, 通过苗期及结荚期干旱试验, 对比分析花生品种苗期根系性状与抗旱性的关系。结果表明, 花生苗期与结荚期抗旱性基本一致。利用产量抗旱系数可把12个花生品种的抗旱性划分为强、中、弱3级, 抗旱性强的品种为A596、山花11和如皋西洋生, 中度抗旱品种为花育20、农大818、海花1号、山花9号和79266, 抗旱性弱的品种有ICG6848、白沙1016、花17和蓬莱一窝猴。山花11可作为花生强抗旱性鉴定的标准品种, 79266可作为花生弱抗旱性鉴定的标准品种。山花9号、山花11、花育20的根系抗旱机制为较大的根量及根系吸收能力, 而A596、如皋西洋生、农大818、山花11为较强的根系抗氧化能力及膜稳定性。相关分析表明, 苗期重度干旱胁迫下的单株根系干重、体积、总吸收面积、超氧化物歧化酶(SOD)活性和丙二醛(MDA)含量与品种抗旱系数的相关性达极显著水平, 对照与重度干旱胁迫下的以上性状呈极显著正相关。因此, 在花生出苗后10 d进行40%土壤相对含水量的干旱胁迫, 持续胁迫至出苗24 d的单株根系干重、体积、总吸收面积、根尖SOD活性和MDA含量可鉴定花生品种的根系抗旱能力, 正常水分下的性状值也能反映根系性状的抗旱级别。山花11可作为花生根系形态及生理优异抗旱性状鉴定的标准品种。     

磷素对小豆幼苗生长发育的影响

以12个小豆品种为试验材料,在防雨棚中对播种6d后的幼苗进行水培试验,测定正常供磷和无磷营养液处理的小豆苗期农艺性状和生理指标。结果表明,缺磷处理显著降低了各小豆品种的株高、茎粗、叶面积,而根长增加,根冠比增大;降低了叶绿素含量、最大荧光(Fm)、原初光能转化效率(Fv/Fm);使叶绿素初始荧光(Fo)、MDA含量、SOD活性、POD活性升高;根、茎、叶的磷含量下降,叶片中磷含量最高。缺磷处理对小豆苗期各农艺性状均有不利影响,根冠比、叶面积受磷影响较大,适合作为小豆品种耐低磷筛选指标。从耐低磷综合指数看出,耐低磷能力强的品种依次为B1789晋红小豆1号京农2号,而晋红小豆5号为磷敏感品种;各生理指标均表现为耐低磷性强的品种变化幅度小,耐低磷性弱的品种变化幅度较大;缺磷处理降低了小豆根、茎、叶的磷含量。     

三种类型油菜苗期抗旱性综合评价及抗旱指标筛选

探讨三种类型油菜苗期的抗旱性,并筛选抗旱指标,为今后抗旱性品种选育提供参考。以甘蓝型油菜Q2、芥菜型油菜‘新油9号’和白菜型油菜L14为材料,在温室中进行盆栽控水实验,设置正常供水和干旱胁迫处理,测定油菜叶片光合参数、叶绿素荧光参数、抗氧化酶、渗透调节物质等21项生理生化指标,并以各指标的抗旱系数为抗旱性评价指标,在主成分分析的基础上,利用加权隶属函数法对供试油菜品种的抗旱性进行综合评价,然后对各指标在抗旱性评价中的作用进行了比较分析。频次分析表明,三种油菜的光合参数指标(Pn, Gs, Tr, Ci)及离体叶片失水速率对干旱胁迫的反应最为敏感,可用于油菜苗期抗旱性的快速或初步鉴定;主成分分析将21个指标综合成为4个相互独立的综合指标(累计贡献率达92.259%),结合隶属函数分析得到抗旱性综合评价D值,得出三种油菜的抗旱性顺序为:‘新油9号’L14Q2;关联分析表明,水分利用效率、净光合速率、叶绿素荧光参数、离体叶片失水速率、丙二醛与油菜苗期抗旱性密切相关,可作为油菜苗期抗旱评价指标。     

绿豆苗期对聚乙二醇模拟旱胁迫的生理响应

本试验以4个抗旱性不同的绿豆品种为材料,利用聚乙二醇6000(PEG6000)5%,10%和20%的不同浓度模拟不同程度的旱胁迫,测定分析7个生理指标的响应,筛选适宜绿豆苗期杭旱鉴定的生理指标。结果表明:10% PEG处理第6天的超氧阴离子(02-·)产生速率,5% PEG处理第b天的相对电导率,10% PEG处理第3天的过氧化物酶(POD)活性,5% PEG处理第9天的脱落酸(ABA)含量可作为绿豆苗期杭旱鉴定的生理指标。     

基于土壤水分梯度鉴定法的栽培稻抗旱标识品种筛选

利用土壤水分梯度鉴定法,对20份在田间表现不同抗旱性的栽培稻进行了抗旱性研究。结果表明,干旱处理24 d后,正常和干旱处理的土壤含水量分别为42.0%和7.9%,在同一田块实现正常供水和干旱处理,可鉴定栽培稻的抗旱性。以抗旱指数为指标,把20份栽培稻划分为高抗、抗、中抗、中感、感5个抗旱级别。根据抗旱指数和综合农艺性状,筛选出了IR55459-05(高抗)、MARAVILHA(抗)、MONOLAYA(中抗)、IR30358-084-1-1(中感)和IR7790-18-1-2(感)5个抗旱级别的标识品种。这一套栽培稻抗旱鉴定流程和标识品种,为水稻节水抗旱研究提供了参考。     

干旱胁迫对不同冬小麦品种幼苗期生理特性的影响

研究小麦幼苗时期生理指标等方面的抗旱特性,为今后抗旱小麦新品种的培育提供基础的理论依据。选用5个肥水类型不同的小麦品种,在20% PEG-6000(w/v)水分胁迫条件下,研究不同冬小麦品种幼苗时期的生理抗旱特性,并对幼苗期抗旱生理指标与抗旱指数做了相关性分析。结果表明,在20%的PEG-6000(w/v)渗透胁迫后,5个小麦品种渗透调节物质可溶性糖和脯氨酸含量均上升,且上升的程度与抗旱性一致;胁迫条件下保护酶系统SOD和POD活性均降低,其中POD活性呈先上升后降低的趋势;膜脂过氧化产物MDA含量升高。与高肥水品种相比,‘青麦7号’和‘鲁麦21’的可溶性糖和脯氨酸含量较高,随胁迫时间延长增加的幅度大;MDA含量积累的速度以及SOD、POD活性降低的速度较为缓慢。其中,可溶性糖含量、脯氨酸含量、SOD活性以及POD活性与抗旱性鉴定指标抗旱指数存在极显著相关性,可以作为小麦抗旱性鉴定的早期生理指标。     

转入抗旱主效基因水稻苗期抗旱特性鉴定

发掘和利用抗旱基因资源是水稻抗旱育种的基础。本研究利用PVC管鉴定法,对24份转入抗旱主效基因的材料进行苗期抗旱特性鉴定,设干旱胁迫(DD)和非干旱胁迫(WW)两处理,研究中采用了最大根长、根干物质重、叶干物质重、根叶长比、分蘖数、叶面积、水份消耗量、水份利用率作为鉴定指标。研究结果显示,对于导入抗旱主效基因的材料,经苗期抗旱性鉴定都具有一定的抗旱性,但抗旱的程度有差异。胁迫下,所有材料的最大根长值超过正常生长下的值,处理间差异显著;在根叶长比、分蘖数、水份消耗量、水份利用率上部分材料表现为正增长;在根干物质重、叶干物质重、叶面积上均表现为负增长,处理间差异显著,只是个别材料的值与WW下的生长量差异不显著。鉴定出5份抗旱性表现较好的材料,5份中除IR83376-B-B-71-1外,都转入了两个以上的抗旱基因,说明聚合抗旱基因对提高抗旱性是有效的。鉴定指标间存在较好的相关性并考虑指标值测定的方便准确,最大根长、根叶长比、分蘖数、水份消耗量可作为苗期较好的抗旱性鉴定指标。     

不同花生品种抗旱性鉴定及抗旱指标评价

本研究旨在筛选出抗旱性强的花生品种,为开展花生抗旱品种选育和抗旱基因的功能验证提供研究基础。在干旱胁迫及对照处理下,通过对13份花生品种生理指标和表型的测定和分析,筛选抗旱指标,鉴定品种抗旱性。结果表明,各指标间均存在不同程度的相关性,相关系数在0.070~0.683之间;13个花生品种的CDC值和D值整体趋势一致;主成分分析表明,总生物量、可溶性糖等6个公因子可反映花生抗旱性89.97%的原始数据信息量;聚类分析在阈值为5时,把13个品种分为4个类群（较强抗旱、中等抗旱、敏感和高感品种）,其中L147和L149具有较强抗旱能力。试验结果表明,总生物量、相对含水量、POD、可溶性糖可作为花生抗旱性快速鉴定指标。筛选出抗旱性较强的品种为L186、L147、L221和L149。     

甜菜幼苗叶片抗氧化系统对干旱胁迫的响应

以抗旱性不同的甜菜品种HI0466和KWS9454为供试材料,在不同水分处理条件下研究了甜菜抗氧化系统生理指标对苗期不同程度水分亏缺的响应机制及其与甜菜抗旱性的关系。结果表明:持续水分胁迫下甜菜幼苗叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)等保护酶活性及抗氧化物质还原型谷胱甘肽(GSH)、抗坏血酸(AsA)含量基本呈现出先升高后下降的趋势,而类胡萝卜素(Car)含量逐步降低。由于抗旱甜菜品种在水分胁迫下各生理指标具有增幅大或降幅较小的特征,因此在胁迫加重时抗旱甜菜品种可维持较高的SOD、POD、CAT活性及Car、AsA含量,以降低膜质过氧化程度,使得其丙二醛(MDA)含量维持在较低水平,但在品种间差异明显。主成分分析结果表明,干旱胁迫条件下SOD、POD活性,MDA、AsA含量均可作为甜菜品种苗期抗旱性鉴定的有效生理指标。     

小豆新品种THM2011-28的选育

小豆新品种THM2011-28是河北省唐山市农业科学研究院以唐红28为诱变材料,经叠氮化钠诱变、多代定向选择而来。2019-2020年在国家小豆新品种联合鉴定试验中北方夏播区每667m2平均产量168.7kg,较对照品种冀红352增产31.12%;南方小豆区平均产量119.9kg,较对照品种冀红352增产22.88%。THM2011-28株型直立抗倒、结荚集中、成熟一致。     

普通菜豆品种苗期抗旱性鉴定

以不同来源的普通菜豆品种为材料,采用盆栽法,设正常供水和反复干旱2种处理,测定11项生理指标,采用灰色关联度理论进行苗期抗旱性指标筛选,通过加权抗旱指数(weighted drought-resistance index,WDI值)和抗旱度量值D(drought resistance comprehensive evaluation values,D值)对供试材料进行抗旱性综合评价并通过聚类分析划分抗旱等级。结果表明,不同指标与综合抗旱指数的关联度大小依次为叶片相对含水量(0.7726)、PSII最大量子产量(0.7607)、叶绿素含量(0.7435)、反复干旱存活率(0.7341)、生物量(0.7329)、茎叶干重(0.7314)、根干重(0.7192)、气孔导度(0.7159)、根冠比(0.7092)、株高(0.7086)、叶面积(0.6910)。基于加权抗旱指数和抗旱度量值D的评价结果存在一定差异,但不同材料的抗旱性排序大体一致。根据抗旱度量值D将供试材料分为高抗、中抗、敏感和高敏感4个级别,各占总数的10%、6%、58%和26%。综上所述,叶片相对含水量、PSII最大量子产量和叶绿素含量等10项指标可用于普通菜豆苗期抗旱性综合评价;加权抗旱指数与抗旱度量值D两种综合指标相结合能够提高鉴定结果的可靠性;50个参试普通菜豆品种中,白金德利豆、跃进豆、兔子腿、圆白菜豆和260205抗旱性强。     

不同抗旱性甘薯品种叶片生理性状差异及抗旱指标筛选

在人工控水条件下,以15个甘薯品种为试验材料,设置正常灌水和干旱胁迫2个土壤水分处理,研究了干旱胁迫条件下不同甘薯品种叶片生理特性的差异。结果表明,干旱胁迫条件下,叶面积系数均不同程度下降,反映了品种抗旱性的差异。通过抗旱系数聚类分析,将15个甘薯品种分为3个抗旱类型,抗旱品种:济薯21、济薯25、济徐23、济薯15、烟薯25;中等抗旱品种:徐薯18、济薯26、北京553、济紫薯2号、济薯18;不抗旱品种:郑薯20、济紫薯3号、济薯22、济紫薯1号、凌紫。叶面积系数与抗旱系数的相关性分析表明,干旱胁迫条件下抗旱性强的甘薯品种可维持较高的叶面积系数;而正常灌水条件下的叶面积系数不能反映甘薯品种抗旱性。干旱胁迫导致功能叶叶绿素含量和相对含水量下降,叶片相对电导率升高。干旱胁迫条件下,功能叶叶绿素含量和相对含水量与甘薯品种的抗旱性呈显著正相关关系,而功能叶相对电导率则与甘薯品种抗旱性呈显著的负相关关系。因此,叶面积系数以及功能叶叶绿素含量、相对含水量和相对电导率等指标可作为甘薯品种抗旱性鉴定的评价指标。     

二倍体马铃薯S.phureja种质资源的抗旱性鉴定与综合评价

本研究采用盆栽干旱法,对19个二倍体马铃薯S. phureja种质资源和1个四倍体品种进行抗旱性鉴定,测定了叶片含水量、相对电导率、叶绿素含量、丙二醛含量、可溶性糖含量、脯氨酸含量等生理生化指标,利用主成分分析和隶属函数分析综合评价其抗旱性。试验结果表明,品种间干旱胁迫响应差异显著,干旱处理下生理生化指标与对照相比差异显著,通过主成分分析和隶属函数分析,筛选出C3、C4、C6、C9、C10这5个二倍体马铃薯抗旱种质。本研究通过多个指标鉴定马铃薯抗旱性可为抗旱育种提供技术参考,鉴定出的S. phureja抗旱种质可为二倍体马铃薯抗旱育种提供材料基础。     

水分胁迫条件下不同肥水类型小麦抗旱特性的研究

为了提高小麦抗旱性,本试验选用6个肥水类型不同的小麦品种,在聚乙二醇-6000(PEG-6000)水分胁迫条件下考察了不同小麦品种种子的萌发状况和小麦幼苗的生理生化变化,并在防雨旱棚池栽条件下对品种的抗旱性进行了鉴定。结果表明,不同肥水类型小麦品种随着水分胁迫时间的延长胚芽鞘长度、相对发芽率和硝酸还原酶活性均降低,可溶性糖含量和丙二醛含量均升高,根系活力呈现先略微升高再下降的趋势。与水浇地品种相比,旱地品种青麦6号、济旱5034和鲁麦21的胚芽鞘长度较长,相对发芽率、硝酸还原酶活性和根系活力相对较高且下降缓慢,可溶性糖含量较高且随胁迫时间延长增加的幅度大,丙二醛含量积累的速度较为缓慢。其中,胚芽鞘长度、相对发芽率、硝酸还原酶活性和根系活力与抗旱性鉴定指标抗旱指数存在极显著相关性,可以作为小麦抗旱性鉴定的早期指标。     

中国北方主栽花生品种抗旱性鉴定与评价

人工控水条件下,通过盆栽试验,在花生植株的结荚期和饱果期, 测定29个品种(系)的株高、分枝数、生物累积量、叶片含水量和光合色素含量等与抗旱性有关的13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,鉴定各性状指标水分胁迫下的抗旱性。结果表明,相同指标评价不同花生品种抗旱性时得出的结果不同,依此可将供试品种(系)划分为抗旱性强、中、弱和不抗旱4类,即供试品种中唐科8号、冀花2号、冀花4号、花育25、花育17、花育22、大唐油、花育21具有较强的抗旱能力;花育20、花育24、潍花6号、花育27、鲁花11、阜花11、阜花13、唐油4号、丰花1号和G2具有中等抗旱能力;具有较弱抗旱能力的品种(系)有16-8、阜花10号、M5、花育16和鲁花14;而花育19、花育23、丰花6号、潍花8号、M7和TE-2在结荚期和饱果期均无抗旱能力。水分胁迫至结荚期,除分枝数和类胡萝卜素外,其余各形态型状和生理生化指标及其综合D值均可作为鉴定品种(系)抗旱性的依据;水分胁迫至饱果期,只有叶面积与抗旱系数间的相关极显著。无论在结荚期或饱果期,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(系)的抗旱性。     

小豆新品种唐红201210-42的选育

小豆新品种唐红201210-42是河北省唐山市农业科学研究院以唐红70为母本、冀红0001为父本,经有性杂交、海南加代、混选法等多种育种手段相结合选育而来的小豆新品种,唐红201210-42集成了亲本的优点,实现了早熟、矮秆、高产、大粒、优质的统一。在2019-2020年国家小豆新品种联合鉴定试验中,北方夏播区每667m²平均产量161.9kg,较对照品种冀红352增产25.85%;在南方小豆区平均产量124.9kg,较对照冀红352增产28.09%。     

冬小麦抗旱生理特性的研究

试验结果表明，干旱胁迫下抗旱性不同的冬小麦品种的抗旱系数为：昌乐5号＞秦麦3号＞山农587＞济南13＞鲁麦5号＞烟农15。五个生育期的叶片渗透调节能力为抗旱性强的品种大于抗旱性弱的品种，抗旱系数和渗透调节能力是反映冬小麦抗旱特性的两个最好指标。拔节、孕穗和开花期抗旱性强的品种气孔阻力比抗旱性弱的品种大，灌浆和     

幼苗期淹水胁迫及喷施烯效唑对小豆生理和产量的影响

为探究幼苗期淹水胁迫及喷施烯效唑(S3307)对小豆(Vignaangularis)生理代谢和产量的影响,本研究于2018—2019年以龙小豆4号和天津红为试验材料,盆栽条件下,苗期进行预喷施S3307,同时连续淹水处理5 d并每天取样,测定分析相关生理指标。结果表明,幼苗期淹水胁迫引起小豆叶片H2O2和MDA含量、脯氨酸和可溶性蛋白含量显著提高, ABA、IAA和SA含量显著提高, SOD、POD和CAT活性显著提高,淹水处理5 d导致龙小豆4号单盆产量显著下降8.40%～12.61%,天津红显著下降9.91%～10.01%。S3307具有抵御淹水胁迫的作用,能有效增加小豆叶片脯氨酸和可溶性蛋白含量,显著降低H2O2和MDA含量,能够显著提高SOD和POD活性以及SOD/POD、SOD/CAT,显著增加ABA和SA含量,并显著抑制IAA含量的上升。喷施S3307使淹水4 d的龙小豆4号产量显著提高2.85%～6.18%,使天津红淹水4 d的产量显著提高2.85%～3.95%。综上,淹水胁迫下,不同品种小豆在活性氧物质积累、膜质过氧化、抗氧化酶活性以及激素水平等方面的生理应激存在显著差...