甘蔗新品系对干旱胁迫的生理响应及抗旱性评价

【目的】探究甘蔗10个优良新品系的抗旱性能,为抗旱品种选育及推广应用提供科学依据。【方法】在人工干旱胁迫和正常供水处理下测定甘蔗伸长初期的根系活力,叶片脯氨酸、可溶性蛋白、可溶性糖、丙二醛(MDA)含量,叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性8项生理指标的变化;采用主成分分析与聚类分析方法综合评价甘蔗伸长初期的抗旱性。【结果】受干旱胁迫后,甘蔗根系活力降低,叶片可溶性蛋白、可溶性糖、脯氨酸、MDA含量升高,叶片SOD、POD、CAT活性增强。聚类分析将包括对照品种ROC22在内的11个甘蔗品系分成抗旱性强、中度抗旱和抗旱性弱3类。抗旱性强的新品系为A6-13115和A3-1320,中度抗旱的新品系为A13-1396和A6-13122,抗旱性弱的新品系为A6-13111、A11-1390、A1-1305、A7-13120、A7-13104和A4-1316。【结论】采用主成分和聚类分析方法对多个指标综合评价能提高甘蔗抗旱评价的可靠性、准确性。甘蔗新品系A6-13115和A3-13120抗旱性强。     

伸长后期干旱胁迫下不同甘蔗品种的抗旱差异评价

[目的]研究桂塘02-208等4个引进甘蔗品种的抗旱性。[方法]以西大引7号、西大引11号、西大引12号、桂糖02-208等4个引进品种及ROC22(抗旱性较强)和ROC16(抗旱性较弱)2个对照品种为供试材料,采用桶栽和人工控水的方法,以正常供水处理为对照,研究伸长后期干旱胁迫对甘蔗生理指标、产量性状和工艺品质的影响,运用模糊数学中的隶属函数法对各品种的抗旱性进行综合评判。[结果]干旱胁迫下甘蔗叶片膜透性、丙二醛含量、脯氨酸含量显著升高,不同品种的升幅不同;伸长后期干旱胁迫导致蔗株变矮,蔗茎产量降低;伸长后期干旱胁迫还导致甘蔗成熟推迟,蔗糖分降低、还原糖分增加,造成甘蔗工艺品质变劣。[结论]根据隶属函数的计算结果,各品种抗旱性强弱顺序:ROC22>西大引11号>西大引7号>西大引12号>ROC16>桂糖02-208。     

干旱胁迫下不同浓度壳聚糖对甘蔗抗旱性的影响

以甘蔗品种新台糖22号(ROC22)为供试材料,叶面喷施不同浓度(50mg/L、100mg/L、200mg/L)壳聚糖,干旱处理后观察甘蔗叶片叶绿素含量、脯氨酸含量、可溶性蛋白含量以及过氧化物酶活性等抗旱生理指标的变化,研究壳聚糖对甘蔗苗期抗旱性的影响。结果表明,壳聚糖具有提高甘蔗抗旱性的作用,其中100mg/L壳聚糖处理可以明显提高叶片的叶绿素含量,增加脯氨酸和可溶性蛋白含量,提高其过氧化物酶活性,从而增强甘蔗的抗旱能力。     

PEG胁迫对两种冬小麦苗期抗旱生理特性的影响

以强抗寒冬小麦品种东农冬麦1号和弱抗寒品种济麦22为试材,研究了20%聚乙二醇(PEG-6000)渗透胁迫对其苗期叶片和根部的质膜透性、保护酶活性和渗透调节物质的影响。结果表明,随着PEG胁迫时间的延长,东农冬麦1号和济麦22叶片的相对含水量均下降,且东农冬麦1号的相对含水量高于济麦22;两种小麦叶片和根的质膜透性均增大,但东农冬麦1号的质膜透性比济麦22小;超氧化物歧化酶(SOD)活性先下降后上升,且东农冬麦1号的SOD活性高于济麦22;脯氨酸(Pro)含量明显增加,且东农冬麦1号的含量高于济麦22;丙二醛(MDA)含量均呈上升趋势,但东农冬麦1号的含量低于济麦22。各项生理指标综合分析可知,东农冬麦1号比济麦22具有较强的抗旱能力。     

5个甘蔗新品种(系)的抗旱性研究

[目的]研究桂糖30号等5个甘蔗新品种（系）的抗旱性。[方法]采用桶栽和人工控水的方法,对桂糖30号等5个甘蔗新品种（系）的抗旱性进行研究,以抗旱性较强的新台糖22号（ROC22）为第1对照品种,以抗旱性较弱的新台糖16号（ROC16）为第2对照品种,测定干旱胁迫期间的叶片膜透性、丙二醛含量、脯氨酸含量、蔗茎生长速度、枯叶率和收获期的株高、茎径、有效茎数和蔗茎产量等指标。采用模糊数学中的隶属函数法计算各品种（系）的抗旱隶属函数,根据各品种（系）的抗旱隶属函数加权值大小对其抗旱性进行综合评判。[结果]桂糖97-69的抗旱性表现最好,桂糖02-901其次,两者的抗旱性综合指标优于抗旱性强的对照品种ROC22;桂糖30号和桂柳1号的抗旱性综合指标接近ROC22,属于抗旱性中等偏强的类型;桂糖02-467的抗旱性比ROC22差,但比抗旱性较弱的对照品种ROC16优,属于抗旱性中等偏弱的类型。[结论]为今后甘蔗品种（系）推广时选择适宜的生态环境条件提供了科学的理论依据。     

喷施乙烯利对甘蔗群体冠层结构及一些抗旱性生理指标的影响

选用GT11和ROC20两个甘蔗品种为供试材料，在甘蔗伸长初期喷施100mg／L乙烯利。着重研究乙烯利对两个甘蔗品种一些抗旱性生理指标及工艺成熟期群体冠层结构的影响。结果表明，在干旱胁迫下乙烯利处理有利于优化工艺成熟期甘蔗群体冠层结构；提高甘蔗叶片束缚水含量和束缚水／自由水比值及维持其稳定性，提高了两个甘蔗品种的脯氨酸含量及综合抗旱能力；保持甘蔗叶片叶绿素含量的相对稳定性，改善GT11甘蔗品质。     

甘蔗叶片生态特征及脯氨酸含量、膜透性与抗旱性关系研究

以陇川割手密、桂糖１１号、桂糖１２号、桂糖８３／４９２、桂糖１５号、Ｆ１３４、Ｆ１７２、粤蔗５７／４２３和Ｂａｄｉｌａ９个甘蔗品种或种为试验材料，分别调查和测定了在干旱胁迫与正常供水（对照）条件下植物叶片的生态特征、叶片含水量、切叶自然失水速度、叶片细胞质膜透性和叶片脯氨酸含量的变化。结果表明，抗旱性较强的品种在植株遭受干旱胁迫时，通过叶片卷缩或枯死，减少叶片面积的方式来避过干旱；在干旱胁迫下品种间叶片细胞质膜透性和脯氨酸含量都表现出显著的差异，抗旱性较强的品种显著地高于抗旱性较弱的品种；在正常供水条件下，品种间叶片的质膜透性和脯氨酸含量虽然也存在显著差异，但看不出这些差异与抗旱的关系。作者认为，在干旱胁迫下，甘蔗叶片膜透性和脯氨酸含量及其比受旱前提高的幅度均可作为选育甘蔗抗旱品种的参考指标之一。     

干旱胁迫对甘蔗生长生理的影响及品种抗旱性评价

[目的]综合分析甘蔗不同时期及品种的抗旱性差别,为甘蔗抗旱性评价和品种选育提供依据.[方法]以GT28、GT21及ROC22 3个甘蔗品种为材料,在桶栽自然干旱胁迫条件下,测定株高和其他7个生理生化指标,并采用模糊数学隶属函数法综合评价供试品种的抗旱性.[结果]在反复干旱胁迫处理下,不同甘蔗品种的生长势、叶片水势及叶绿素含量均有不同程度降低,叶片脯氨酸和丙二醛含量升高,叶片细胞质膜透性增大;生长势、叶片水势、脯氨酸含量以及POD活性在苗期变化幅度较大,而丙二醛含量、叶片细胞质膜透性、可溶性蛋白和叶绿素含量在伸长期变化较明显.不同品种中,以GT21叶片水势、丙二醛和可溶性蛋白含量、叶绿素含量相对较高,细胞质膜透性、游离脯氨酸和POD活性相对较低,而ROC22株高、细胞质膜透性、脯氨酸含量、POD活性较高,丙二醛和可溶性蛋白稍低于GT21,叶片水势较低.供试3个甘蔗品种的整体抗旱性强弱的排序为GT21>ROC22>GT28.[结论]干旱胁迫下不同甘蔗品种间的农艺性状及生理指标变化差异明显,苗期与伸长期反复两次干旱胁迫处理没有表现出一致明显的累积影响效应,应用隶属函数法能更加准确全面评价甘蔗品种的抗旱特性.     

盐胁迫对甘蔗苗期生理的影响

为探讨不同甘蔗品种的耐盐特性,筛选适合盐碱地区种植的甘蔗品种,本试验利用盆栽粤糖93-159、粤糖86-368和新台糖22号3个品种,并施加0.034、0.068和0.102 mol/L 3个浓度的NaC l溶液对甘蔗进行胁迫处理。结果表明,随着NaC l胁迫浓度的增加,各品种都有不同程度的Na+含量增加,质膜透性增加,叶绿素含量降低,SOD酶活性降低的现象。而新台糖22号表现出比另2个品种Na+含量更高,质膜透性增加缓慢,叶绿素含量和SOD酶活性降低更缓慢的现象,表明新台糖22号比另2个品种具有更强的耐盐特性。     

干旱胁迫下3个杨树品种叶片膜透性及部分渗透调节物质的变化

在土壤持续干旱胁迫下,研究了杨树品种‘2025'及其2个芽变品种‘全红杨'、‘中红杨'当年生嫁接苗叶片的质膜相对透性及渗透调节物质可溶性糖、脯氨酸和可溶性蛋白质含量的变化及关系,并进行了抗旱性评价。结果表明:随干旱胁迫的持续,三者叶片质膜相对透性明显增大,‘全红杨'始终高于‘中红杨'和‘2025'。三者叶片可溶性蛋白质和游离脯氨酸总量有减少的趋势,但可溶性糖含量均能保持在较高的水平,与质膜相对透性成显著正相关(1|r|≥0.7),这有利于植株适应干旱胁迫和抗旱能力的获得;‘2025'叶片脯氨酸的变化与质膜相对透性呈显著正相关(1|r|≥0.7),膜系统相对稳定。3个品种各生理指标对照组和处理组均有极显著差异(P0.01),经隶属函数法分析得出:抗旱能力为‘2025'‘中红杨'‘全红杨',但差异不显著(P0.05);通过灰色关联法分析各指标对干旱胁迫的敏感性可知:游离脯氨酸是反映3个杨树品种抗旱能力的主要指标。     

甘蔗育种中抗旱品系筛选及简易鉴定

采用简易测定抗旱指标方法,在干旱胁迫和槽植条件下研究甘蔗育种材料的抗旱性,测定干旱胁迫期间的+1叶质膜透性、自由水/束缚水比值、产量构成因素损失率等指标。结果表明,参试品系中,粤糖06-868、05-339各项抗旱指标值均高于或接近抗旱性较强的主对照品种ROC22,产量损失率小于ROC22,可入选为抗旱性强的品种类型进一步试验观察;粤糖05-291介于两对照种之间,抗性表现中等,抗旱能力属中等偏上类型;其余品系抗旱性比副对照ROC16差,抗性综合表现最弱,属于不抗旱类型品种。     

甘蔗抗旱性与叶片某些生理、生化性状的关系

在水分胁迫条件下测定了抗旱性不同的 3个甘蔗品种的叶片脯氨酸含量、叶细胞质膜透性和叶片丙二醛含量。结果表明,不同抗旱性品种间脯氨酸含量和质膜透性存在极显著差异,都表现出品种的抗旱性越强脯氨酸含量和质膜透性越低的趋势,而丙二醛含量没有表现出品种间的差异和一致的变化趋势。因此,可以认为叶片脯氨酸含量和质膜透性可作为甘蔗抗旱性育种的选择指标。     

甘蔗离体抗旱突变体的筛选及生理特性

用0.2%甲基磺酸乙酯(EMS)处理黔糖5号甘蔗愈伤组织4 h,在100 g/L PEG胁迫下进行抗旱性突变体筛选,得到抗旱诱变植株。在盆栽条件下对抗旱突变体进行干旱胁迫,测定甘蔗幼苗叶片的质膜透性、叶绿素荧光参数等相关生理指标。结果表明,突变株系的最大光化学效率(Fv/Fm)增强,游离脯氨酸含量、叶绿素含量维持高水平,丙二醛(MDA)含量减少,细胞膜透性减小。对抗旱指标叶绿素荧光参数、相对电导率、MDA含量、脯氨酸含量、叶绿素含量等进行综合评价,诱变植株B1、B2、B5各项抗旱指标靠前。说明经EMS诱变和PEG筛选得到的抗性植株在耐旱性方面比对照强,筛选的甘蔗突变体比对照具有更强的抗旱性。     

盐胁迫下川荞3号和川荞4号生理特性的比较

以两个苦荞品种川荞3号和川荞4号为试验材料,研究不同浓度NaCl胁迫对荞麦幼苗生理特性的影响。结果表明,低浓度(50 mmol/L)NaCl胁迫下,川荞3号叶片质膜透性即显著增加,而川荞4号无显著变化,川荞4号叶片SOD活性显著高于对照,说明低盐度对川荞4号叶片SOD活性有促进作用;在高浓度(150mmol/L)NaCl胁迫下,两个苦荞品种叶片质膜透性和MDA含量均显著增加,川荞3号增加幅度较大,两个苦荞品种根系活力、叶片SOD和APX活性均显著降低,川荞3号降低幅度较大。说明川荞4号的耐盐性明显大于川荞3号。     

镁对大豆根系活力叶绿素含量和膜透性的影响

采用水培试验和土培试验相结合的方法，研究了不同的镁营养水平下3个大豆品种(浙春2号、浙春3号和9703)在两个生育期(五叶期和盛花期)根系活力、叶片叶绿素含量和质膜透性的变化。结果表明，在缺镁胁迫下，大豆根系活力和叶绿素含量显著降低，质膜透性明显升高；适量施镁则能有效提高大豆根系活力和叶绿素含量，并大幅度降低质膜透性。3个大豆品种中，浙春3号对镁最为敏感。     

抗旱营养调节剂“旱地龙”对甘蔗矿质营养和光合特性的影响

为进一步探讨“旱地龙”对甘蔗抗旱增产的调节作用机制,研究了喷施不同质量浓度“旱地龙”对甘蔗品种新台糖22号（ROC22）叶片矿质营养和光合指标的影响。结果显示,喷施“旱地龙”能明显提高甘蔗叶片的矿质营养含量,“旱地龙”喷施质量浓度以3g/L、2g/L、4g/L分别对提高甘蔗叶片N、P、K含量效果最好,分别比C K （0 g/L ）提高0.13、0.04、0.12个百分点。在光合指标方面,以“旱地龙”3g/L喷施处理对提高叶绿素含量和4g/L喷施处理对提高气孔导度作用较大,分别比CK增加0.19 mg/g和0.05μmol/（m2· s）;喷施“旱地龙”各处理的净光合速率和蒸腾速率在整个伸长期均高于CK ,以4 g/L处理作用较大,分别比CK增加4.94μmol/（m2· s）和0.42 mmol/（m2· s）,气孔导度与净光合速率的变化趋势一致,以“旱地龙”4 g/L喷施处理最高,为0.32μmol/（m2· s）。可见,喷施“旱地龙”可有效促进甘蔗对N、P、K等矿质元素的吸收,提高叶片叶绿素含量,促进光合作用。     

水份胁迫及复水对甘蔗生长发育及相关生理指标的影响

伸长初期对盆栽甘蔗进行连续３０天干旱胁迫,观察生长表现,测定各参试品种的相关生理指标。然后复水保持正常生长直至成熟。结果表明：干旱引起叶片枯黄,枯黄率与甘蔗叶片膜脂过氧化物丙二醛（ＭＤＡ）含量和质膜透性的变化趋势一致;干旱还使茎径变小,茎叶生长速度减慢,引起甘蔗早衰,严重时造成植株死亡,但有利于无效分蘖的早期消亡和后期糖份的积累;水份胁迫中,水份敏感型品种比水分钝化型品种具有更强的自身调节能力,复水后补偿生长力强,因此后期产量损失小。     

冰水浸苗对不同甘蔗品种生理生化特性的影响

以耐寒性较强的新台糖16号（ROC16）和耐寒性较弱的新台糖22号（ROC22）为对照品种,与6个甘蔗新品种进行耐寒性比较,研究低温冻害对甘蔗幼苗生理生化特性的影响以及不同品种的耐寒性差异。结果表明,8个品种3种不同冰水浸苗时间处理的平均细胞膜透性、MDA含量、脯氨酸含量均有上升,而平均根系活力和SOD活性均有下降。综合得出以下结论：参试的6个新品种中赣蔗18号和桂糖94—119的耐寒性优于耐寒性较好的对照品种ROC16,台引2号的耐寒性比ROC22差,桂辐98—296、桂糖00—122和桂引9号的耐寒性介于ROC16和ROC22之间。     

定量施用糖蜜酒精废液对甘蔗苗期3种酶活性和农艺性状的影响

选用ROC16、ROC22两个甘蔗品种,分别施用45、75、105 t/hm2糖蜜酒精废液。在甘蔗苗期分3次取样测定叶片多酚氧化酶(PPO)、过氧化物酶(POD)以及过氧化氢酶(CAT)的活性。结果表明:45和75 t/hm2浓度糖蜜酒精废液处理极显著提高了ROC16新植蔗多酚氧化酶活性,75和105 t/hm2处理则显著提高了ROC22宿根蔗的多酚氧化酶活性;45 t/hm2处理显著提高了ROC22宿根蔗苗期后期(5月22日)的过氧化物酶活性;3种浓度酒精废液都极显著提高了ROC16新植蔗的过氧化氢酶活性,45和75 t/hm2处理极显著提高了ROC22宿根蔗的过氧化氢酶活性。而处理105 t/hm2极显著提高了甘蔗的分蘖率。定量施用糖蜜酒精废液对甘蔗苗期的生长发育有一定促进作用,在一些方面甚至超过了常规施肥处理的效果,而且还能大大降低甘蔗的生产成本。糖蜜酒精废液在甘蔗生产中的利用前景是广阔的,但在国内还只是起步阶段,很多问题还需进一步研究。     

CaCl2浸种对甘蔗幼苗抗旱性的影响

用10mmol／L CaCl2对甘蔗进行浸种处理，以清水浸种为对照，研究干早胁迫前后CaCl2浸种对甘蔗幼苗生理生化指标的影响。结果表明，水分胁迫后，CaCl2浸种能提高甘蔗的叶片相对含水量，降低其质膜透性，增加叶片的叶绿素含量及其光合强度，从而提高了甘蔗幼苗的抗早能力。