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。     

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。     

不同种源黄芪种子萌发期抗旱性鉴定

干旱是限制黄芪种子自然萌发的直接因素。在PEG-6000溶液中模拟干旱胁迫环境,采用综合抗旱系数、权重隶属函数值、主成分分析、聚类分析等方法相结合,利用农艺性状指标,对12个种源黄芪种子萌发期进行抗旱性鉴定,结果表明:综合抗旱系数和权重隶属函数值均以LQ1(陇芪1号)、WC(武川)、LQ2(陇芪2号)种源较高。种子抗旱性的主成分分为三个,第Ⅰ主成分为种子萌发因子,包括发芽指数、发芽率、发芽势和活力指数;第Ⅱ主成分为种苗生长因子,包括胚根长、苗总长、胚芽长;第Ⅲ主成分为种苗健康因子,包括苗干重和根芽比。三个主成分呈现层层递进关系,各指标间具有相关关系的占44.44%。聚类分析将12个黄芪种源分为5类,WC、LQ12个种源抗旱指标度量值最大,聚为一类;TY(太原)的抗旱性最低,单独聚为一类。采用多种方法综合分析黄芪种子萌发期抗旱性,能够从个体、群体、整体三个不同层次准确评价其抗旱性,为黄芪种质资源利用、引种和育种提供科学依据。     

景天品种对干旱的生理响应及抗旱性综合评价

为利用中国丰富的景天属种质资源,给园林绿化提供优良抗旱型景天品种,本研究通过对土壤干旱胁迫下3个景天种质的过氧化物酶、超氧化物歧化酶活性、可溶性蛋白质含量、相对含水量、叶绿素含量等与抗旱相关生理生化指标进行测定,探讨了持续干旱对景天不同种质的生理特性的影响,并对其进行抗旱能力综合评价。经隶属函数法分析得出3个景天品种的抗旱性顺序为:玫红景天八宝景天德国矮景天。由灰色关联分析得出,细胞质膜透性和保护酶活性大小与景天品种的抗旱性具有较强的关联度,可作为重要指标用于评价景天品种抗旱能力。     

基于主成分分析的5份香蕉种质抗旱性评价

通过向营养液中添加PEG-6000,研究在不同程度干旱胁迫下5份香蕉种质的生理变化,并利用这些生理指标进行抗旱性综合评价.结果表明,香蕉在干旱胁迫下,可溶性蛋白含量、脯氨酸含量、电导率、丙二醛含量、POD活性和SOD活性6项生理指标均发生不同程度的变化,随着干旱胁迫程度的加重,这些指标均有上升的趋势.通过主成分分析,可以将6个单项指标转化为3个综合指标对5份香蕉种质的抗旱性进行综合评价,其抗旱能力大小顺序依次为:金粉1号＞广东粉蕉＞粉杂＞HA＞桂蕉6号.本实验筛选出金粉1号和广东粉蕉2个较为抗旱的ABB基因型种质,评价结果将为今后广西的香蕉抗旱育种以及确定香蕉品种的适合种植范围提供理论依据.     

薏苡种质资源成株期抗旱性鉴定及抗旱指标筛选

以50份薏苡种质为材料,设置正常灌水和干旱胁迫2个处理,测定株高、茎粗、分枝数、主茎节数、分蘖数、单株粒数、单株粒重、千粒重和产量,采用抗旱性度量值(D值)、综合抗旱系数(CDC值)、加权抗旱系数(WDC)、相关分析、频次分析、主成分分析、灰色关联度分析、隶属函数分析、聚类分析和逐步回归分析相结合的方法,对其进行成株期抗旱性鉴定及抗旱指标筛选。结果表明,各指标对干旱胁迫的反应及关联程度各异。6个公因子可代表薏苡抗旱性90.80%的原始数据信息量。基于D值、CDC值和WDC值的供试薏苡种质抗旱性排序相近。供试薏苡种质产量抗旱系数(Y值)与D值、CDC值和WDC值均呈极显著正相关。筛选出成株期抗旱性强的薏苡种质有yy18-1、yy03-8和粱丰薏14-2。分蘖数、单株粒重和千粒重可作为薏苡种质资源成株期抗旱性评价的直观指标。     

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。     

红花种子萌发期抗旱性鉴定与评价

为了探索红花耐旱机制及为选育耐旱品种提供理论依据,本文研究了干旱胁迫对红花种质萌发及生长状况的影响。采用聚乙二醇(PEG-6000)模拟干旱胁迫处理,对干旱胁迫下10个红花种质萌发率及幼苗生长指标进行测量,并对各测量指标进行模糊隶属函数分析。结果表明低浓度的PEG对红花种子萌发有一定程度的促进作用；当浓度为15%时,对各指标的抑制作用明显,因此本研究选用15%的PEG浓度鉴定红花种质的抗旱性。在干旱胁迫下红花发芽势、发芽率、下胚轴重、子叶重等降低,胚芽生长受到抑制,干旱对不同种质的根长和根重的影响不一致。通过种子萌发抗旱指数及隶属函数值对红花种质萌发期抗旱性进行综合评价,其中BXY1465为萌发期抗旱性强的材料,BXY512、BXY426、BXY1466以及BXY1859属于萌发期抗旱性中等的材料,BXY1805、BXY2527、BXY2110、BXY750以及WH0086属于萌发期抗性弱的材料。     

大麦种质资源成株期抗旱性鉴定及抗旱指标筛选

干旱是影响大麦生产的主要因素之一。在鉴定大麦种质资源成株期抗旱性的基础上,筛选抗旱指标,可为培育抗旱品种提供依据。本研究在2016和2017年在大麦生长主要需水期平均降雨量不足40 mm的甘肃省武威市进行田间试验,以30份大麦种质资源为研究对象,设置正常灌水和干旱胁迫处理,测定大麦株高、穗长、分蘖数、单株粒数、单株粒重、穗粒数、千粒重和产量,采用抗旱性度量值(D)、综合抗旱系数(CDC)、加权抗旱系数(WDC)、相关分析、频次分析、主成分分析、灰色关联度分析、隶属函数分析、聚类分析和逐步回归分析相结合的办法,对其进行抗旱性鉴定及抗旱指标的筛选。干旱胁迫对测定的各指标均有极显著影响。频次分析表明,各指标对干旱胁迫反应的敏感程度依次为产量、株高、单株粒重、穗长、单株粒数、分蘖数、穗粒数和千粒重。相关分析表明,产量与株高、穗长、分蘖数、单株粒数和单株粒重呈极显著正相关,与穗粒数呈显著正相关、与千粒重呈不显著正相关。主成分分析表明,5个主成分可以代表大麦抗旱性86.39%的原始数据信息量。基于D值、CDC值和WDC值的大麦种质资源抗旱性排序基本一致。灰色关联度分析表明,各指标单项抗旱系数值与D值间的关联度依次为产量、单株粒重、单株粒数、穗长、株高、分蘖、穗粒数和千粒重,各指标DC值与WDC值间的关联大小依次为单株粒重、产量、单株粒数、分蘖、穗长、穗粒数、株高和千粒重。根据D值进行聚类分析,将供试大麦种质资源依据抗旱性从强到弱分为5个抗旱等级,其中1级5份、2级1份、3级11份、4级10份、5级3份。除分蘖和千粒重外,其余指标的隶属函数值、CDC值、D值和WDC值均随着抗旱级别的升高而增大。回归分析表明, 5个测定指标均与D值密切相关。干旱胁迫对大麦种质资源成株期各指标均有极显著影响。确定了D值为适宜的抗旱鉴定指标。筛选出成株期抗旱性强的大麦种质资源甘啤7号、Z06-278-9、MERIT、NEVADA和西藏25,可为大麦抗旱育种、抗旱机制以及干旱调控缓解机制的研究提供技术支持。穗长、单株粒数、单株粒重、穗粒数、产量可作为大麦种质资源成株期简单、直观的抗旱评价指标。     

不同澳洲坚果品种抗旱性的综合评价

以36个澳洲坚果品种为研究对象,在持续干旱胁迫下测定其9项生理指标,并运用隶属函数法对品种的抗旱性进行综合分析,结果表明,‘云澳7号’、‘云澳24号’、‘云澳36号’、‘云澳32号’、‘云澳17’号为高度抗旱品种,‘云澳29号’、‘云澳2号’、‘云澳19号’为抗旱性弱的品种,其余品种为中度抗旱。运用灰色关联分析与主成分分析法,对36个品种的抗旱性与9项指标的相关性进行了分析,结果表明,叶片相对含水量、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、超氧化物歧化酶、游离脯氨酸含量可作为36个澳洲坚果品种重要的抗旱鉴定指标。     

基于多重表型分析的准确评价高粱抗旱性方法的建立

干旱是制约农业生产的重要非生物胁迫之一,因此作物抗旱性研究具有重要理论和应用价值。本研究对73份高粱材料萌发期和苗期的抗旱性进行了初筛,从中选择15份抗旱材料和6份敏感材料,通过室内和田间试验,获得干旱胁迫下幼苗的株高、叶长、叶宽等形态特征以及超氧化物歧化酶、丙二醛、过氧化物酶等生理生化指标的响应数据,并对高粱的抗旱性做进一步的验证,最终确定抗旱型材料1份,中等抗旱型材料1份,干旱敏感型材料2份。本研究建立了一套基于多重表型分析的高粱抗旱性研究新方法,即综合运用多种数据分析方法(包括隶属函数法、主成分分析法、聚类分析法),结合不同生长环境(田间试验和室内试验)和不同生育期(萌发期和苗期)高粱响应干旱胁迫的多种表型数据(形态特征、生理生化指标),通过多重比较高粱抗旱性评价结果的一致性,旨在系统、高效、准确地判定高粱的抗旱性,为高粱抗旱机制的研究和抗旱新品种的选育提供技术支撑。     

基于反复干旱法的胡麻苗期抗旱性鉴定与评价

运用反复干旱法对不同地区的39份胡麻种质资源进行苗期抗旱研究,考察了幼苗存活率、苗高、根长、鲜苗重、鲜根重、干苗重、干根重、鲜根冠比、干根冠比和植株含水率等10个性状指标,运用隶属函数和综合评价法进行抗旱性评价。结果表明,39个胡麻种质资源归属于5个抗旱等级,其中编号为2012631222(青海)、2012631218(青海)、2011621058(甘肃)、20121500297(内蒙古)等4份属抗旱资源(1级和2级);幼苗存活率与资源的抗旱性趋势一致,抗旱性强的品种存活率高,可作为苗期抗旱性快速鉴定指标;反复干旱法鉴定胡麻苗期抗旱性,方法简便,结果可靠,并可大规模同步进行。     

不同基因型玉米品种抗旱性鉴定及综合评价

通过田间鉴定试验,对10个不同基因型玉米品种干旱胁迫下的全生育期植株形态和产量分析,以产量抗旱指数及其函数隶属度为依据,运用主成分分析,筛选出与产量抗旱系数显著相关的单穗重、穗长、行粒数进行3个性状,作为玉米品种全育期抗旱鉴定指标.结合模糊函数法和聚类分析法进行综合评价,从10个玉米品种中筛选出陕单9号、郑单958、中单2号3个抗旱品种和陕单902、陕单308、陕单911等3个不抗旱品种.评定结果符合生产实际.因此,在玉米抗旱育种中,通过主成分分析筛选指标,并结合模糊函数法和聚类分析法进行综合评价,是抗旱性鉴定较为可行的、有效的方法.     

黍稷芽、苗期抗旱性评价及抗旱资源鉴定

为了全面了解中国现存黍稷种质资源的抗旱性,研究黍稷在PEG6000模拟干旱胁迫下的抗旱表现,挖掘优异抗旱种质并筛选抗旱鉴定指标,本研究以前期构建的包含230份资源的黍稷微核心种质为试验对象,开展室内PEG6000模拟干旱胁迫处理下的芽、苗期抗旱性研究。通过对芽期和苗期抗旱性指标的测定发现:干旱胁迫下,芽期和苗期各指标较对照组均有下降趋势;芽期指标变异系数较苗期偏大,苗期根鲜重变异系数最大,根干重、苗鲜重、苗干重其次(变化范围在0.35~0.50之间)。相关性分析显示多数指标间相关性都达到了显著或极显著水平,其中相对根鲜重与相对根干重的相关性最高,而相对叶绿素含量与相对根长、相对苗长、相对根鲜重及相对苗干重的相关性均较低。采用平均值-标准差逐级分级法和分层聚类分析综合鉴定参试黍稷芽期和苗期抗旱性,发现芽期极强抗旱、强抗旱材料分别为3份和10份,苗期极强抗旱、强抗旱材料分别为24份和23份;其中紫秆黍(00003289)、乌克兰黍(00006438)和白糜子(00000101)三个品种在芽期和苗期均有很好的抗旱性,可作为后续全生育期抗旱研究和抗旱品种选育的优良资源。对芽期及苗期各抗旱鉴定指标进行相关性分析,结果表明芽期与苗期抗旱性没有显著相关性;主成分分析表明,相对苗长、相对苗鲜重以及相对叶绿素含量可作为评价黍稷苗期抗旱性鉴定的主要指标。     

水稻幼穗分化期的抗旱性研究与综合评价

利用56个不同来源的水稻品系,在温室抗旱筛选平台通过孕穗期干旱胁迫,测定光合作用、蒸腾速率、抗活性氧等8个生理指标,结合隶属函数分析方法对所有材料进行综合抗旱能力评价,并调查了待测品系在干旱处理与对照条件下主要产量相关的农艺性状。干旱处理后的气孔阻抗值和冠层温度显著高于正常处理,表明水稻幼穗分化期干旱胁迫处理主要影响水稻的光合和蒸腾作用。利用主成分分析和隶属函数分析方法对水稻品系抗旱性进行了综合评价,最终筛选出3个幼穗分化期高抗水稻品系。同时,对产量相关农艺性状的分析结果表明,产量性状中的结实率与综合抗旱能力D值显著相关,可作为衡量水稻幼穗分化期抗旱性的产量性状指标。     

甜菜苗期抗旱性鉴定及指标筛选

为筛选甜菜苗期抗旱种质资源及确定抗旱指标。本研究以国家甜菜种质中期库提供的24份甜菜种质资源为材料,采用PEG-6000模拟干旱胁迫的方法,以正常生长条件的Hoagland水培溶液(CK)为对照,对甜菜幼苗进行7天的6% PEG-6000处理,并测定地上部和地下部的表型指标。结果表明,干旱胁迫对叶鲜重、根鲜重、叶饱和鲜重和叶干重的影响较大,降幅均超过50%;且干旱胁迫后甜菜种质根冠比明显增加。聚类分析将24份甜菜种质分为四类,其中ZT000516单独为一类,是抗旱性最强的种质资源;第二类为抗旱性较强的种质分别为ZT000078、ZT000547、ZT000247;第三类为中等抗旱型种质共7份;第四类为抗旱性弱种质共13份,其中ZT001698、ZT001398为干旱高度敏感型种质资源。通过逐步回归分析筛选出叶干重和叶饱和鲜重与D值极显著相关。ZT000516为抗旱性强种质资源,ZT001698、ZT001398为干旱敏感型种质资源,叶干重和叶饱和鲜重可以作为甜菜苗期干旱胁迫快速准确地鉴定指标。     

PEG-6000处理下陕西栽培小麦萌发期抗旱性评价

采用20％ PEG-6000水溶液模拟干旱胁迫,测定7个小麦品种的发芽率、胚芽鞘长度、芽长、主胚根长和储藏物质转运率等指标,通过加权隶属函数法对供试品种萌发期抗旱性进行综合评价.结果表明:1)与对照相比,PEG胁迫后发芽率、胚芽鞘长度、芽长、主胚根长和储藏物质转运率均受到抑制,且不同品种降幅不同;2)通过加权隶属函数法分析,根据综合评价值(D值),供试小麦抗旱能力分为3类,晋麦47和小偃22属强抗旱型,西农979、西农509和矮抗58为中等抗旱型,郑麦9023和郑麦366为弱抗旱型.     

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。     

PEG-6000干旱胁迫对沙芦草种子萌发特性的影响及其抗旱性评价

采用不同浓度PEG-6000模拟干旱胁迫的方法对7份不同来源的沙芦草种质的种子萌发特性及其抗旱性进行鉴定和评价.结果表明:不同浓度PEG-6000胁迫对沙芦草种子的相对发芽率、相对发芽势、相对抗旱指数、相对活力指数、相对幼苗长、相对幼苗重均有明显抑制作用;低浓度PEG-6000干旱胁迫对相对幼根长具有促进作用,高浓度具有抑制作用.在PEG干旱胁迫下,7份沙芦草种子的相对发芽率、相对发芽势、相对幼苗长和相对根长差异较大,而相对抗旱指数、相对活力指数和幼苗重差异较小.通过隶属函数法综合评价认为,7份沙芦草种质材料的抗旱性顺序依次为3号＞7号＞2号＞4号＞6号＞l号＞5号材料.     

干旱胁迫下大豆种质资源的生理响应及抗旱性评价

为丰富贵州大豆抗旱种质资源,为大豆抗旱育种和栽培提供理论依据,本研究采用人工控水盆栽试验,研究20份贵州春大豆种质资源的叶片光合速率、水分相对含量、保护酶活性和叶片组织伤害程度4大类共10个生理指标对干旱胁迫的响应,并通过隶属函数法对20份大豆种质资源进行生理抗旱性综合评价。结果表明,干旱胁迫下不同大豆种质资源叶片光合速率降低5.84%~71.46%、叶绿素相对含量损失0.40%?37.33%、叶片相对含水量损失12.49%?41.09%、叶片水分利用效率增加11.42%?99.66%;过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)活性分别增加11.06%?98.94%、6.12%?332.14%、0.14%?302.90%;脯氨酸大量积累59.36%~359.18%、丙二醛含量增加0.49%?63.44%,膜脂过氧化作用明显,干旱胁迫对不同大豆种质资源叶片组织细胞膜透性的伤害度为4.27%?94.36%。20份大豆种质资源中,黔豆08014的平均隶属函数值最高,为0.6096,其次是黔豆2014-36(0.5416)和黔豆2014-10(0.5157),表现出较强的抗旱性:黔豆2014-155、黔豆2014-198的平均隶属函数值最低,均低于0.3000,表现出较弱的抗旱性。筛选出黔豆08014、黔豆2014-36、黔豆2014-107三份抗旱性较强的大豆种质资源,可为大豆抗旱育种及栽培工作提供理论依据,对贵州大豆抗旱育种具有一定的指导意义。