水稻苗期抗旱性的关联分析(英文)

[目的]此研究旨在检测水稻苗期抗旱性的数量性状位点。[方法]通过对 184 份水稻品种的田间苗期抗旱性鉴定,同时利用每 3Mb 为一区间随机分布于水稻 12 条染色体上的 156 个 SSR 标记子对卷叶、枯叶及复水恢复率 3 个苗期抗旱性性状进行标记,通过关联分析检测此 3 个性状的数量性状位点。[结果]水稻品种对苗期干旱具有不同的反应,卷叶、枯叶及复水恢复率这3个性状具有显著的相关性,对该群体在群体结构K=3 和 K=7 时进行了分析。[结果]该组水稻品种存在一定程度的遗传混杂,品种间的相互遗传相关性范围从 0 到 0.924 5。SSR 标记子间存在着明显的连锁不平衡。该试验共检测到与苗期抗旱性关联的16个SSR标记子,其中4个与卷叶性状,8个与枯叶性状,4个于复水恢复率紧密关联,而且大多数的标记子与2个以上的性状关联,表明某个单一抗性机理可能与多个不同性状的表达相关,如:渗透势调节。位于第九染色体上的RM107 标记子与所有 3 个苗期抗旱性性状关联,并且位于以前研究所报道的区间之内,为苗期抗旱性的主要位点,位于第八染色体上的 RM477与复水恢复率显著关联,且与卷叶性状的关联达到极显著水平,该位点可能是苗期抗旱性的另一个主要数量性状位点。[结论]关联分析是用于分析复杂性状(如抗旱性)非常有效的方法。     

水、陆稻根部性状的研究

选用来自日本、中国华北、东北、西北等地的粳型水稻品种8个和陆稻品种7个，在大田旱种和雾培条件下测其根系性状和叶片水势等。结果表明，在2种栽培条件下水、陆稻的根长、根数、根基粗、根中粗和根体积等性状相关显著；水、陆稻不同的品种间根系性状的差异均达极显著水平，陆稻品种的根比水稻品种的长、根的基部粗。陆稻品种的叶 片水势比水稻高，并且与根长、根基粗相关显著；水陆稻幼苗4叶期根基粗和灌浆期的根基粗相关极显著。因此水、陆稻苗期根基粗可以作苗期初步鉴定抗旱性的一种指标。     

棉花抗旱性综合评价及其相关性分析

为综合评价棉花种质资源的抗旱性,筛选优异抗旱品种(品系),并建立成株期产量抗旱预测模型。对50份棉花种质资源在苗期进行干旱处理,调查其表型性状并测定其生理指标,根据各性状/指标差异的显著性筛选抗旱指标,并计算抗旱系数和抗旱指数,利用主成分分析法和隶属函数法计算综合抗旱系数、综合抗旱指数、综合抗旱隶属函数值、加权抗旱性系数和抗旱性综合度量值,对棉花抗旱性进行综合评价和分级。进一步将苗期评价分级结果与成株期干旱胁迫下产量和纤维品质性状进行比较,以分析苗期抗旱鉴定模型对成株期预测的精度。苗期生理性状在提高抗旱鉴定模型精度上具有重要作用,基于苗期生理指标建立的抗旱鉴定模型能够很好地预测成株期的抗旱性。     

寒地水稻种质资源苗期抗旱性筛选与评价

为了筛选寒地水稻苗期抗旱性强的种质资源,在干旱棚内进行水分胁迫,以地上干重、根长、株高和地下干重4个指标的相对值作为寒地水稻苗期抗旱性筛选的鉴定指标,对不同水稻品种(系)苗期的各项指标进行测定。结果表明:DPB112、DPB71、垦稻24号、DPB120等18份供试材料的抗旱性强,其中抗旱性最强的是DPB112。     

水稻品种苗期抗旱性鉴定指标筛选及其综合评价

对90个水稻品种(系)苗期的14个生长指标进行测定,以反复干旱存活率作为因变量。运用通径分析筛选了与反复干旱存活率关系最密切的4个指标作为鉴定苗期水稻抗旱性的指标。这几个指标分别为叶龄,心叶下倒1叶长。心叶下倒2叶长,心叶下倒2叶叶面积;并运用隶属函数法对上述品种(系)的抗旱性进行了综合评价。     

水稻新品种(系)抗旱性筛选试验

为筛选出适宜广西种植的耐旱水稻品种,选用ZH88、中旱3号、桂旱1号、ZH103、兆禾占、ZH86等6个品种(系)作供试材料.试验按照生产大田正常管理灌水和水稻在开花幼穗期进行水分胁迫(土壤持水量为13％)15 d,过后复水正常管理,对供试品种(系)的主要农艺性状进行抗旱系数比较.结果表明:ZH88、中旱3号、ZH103的抗旱性强,综合表现优于其他品种(系).     

水稻不同种质苗期耐旱性综合评价

以国内外收集的20份优异水稻种质为试验材料,测定了对照和干旱胁迫处理下的水稻苗期苗总长、苗高、根长、茎叶鲜重、根鲜重、茎叶干重、根干重和根数共9个形态性状指标,运用差异显著性分析和相关分析分别探索处理间和指标间的相互关系,利用因子分析和聚类分析等研究水稻苗期耐旱性有效鉴定指标和筛选苗期耐旱水稻种质。结果表明:干旱胁迫处理与对照相比,越光、一味稻、JWR221和大珍稻等8份水稻种质不少于5个性状发生了改变(P<0.05);W0610、文长稻和秋田小町共3份种质4个性状发生了改变(P<0.05);黑糯1568、安多稻、龙锦1号和旱526等9份种质不少于5个性状未发生统计学意义上的改变。相关性分析共得到28个相关系数,其中在0.05水平上存在显著相关性的有9个,在0.01水平上存在显著相关性的有12个。因子分析提取了3个公因子,解释的累积方差贡献率达到88.157%。应用系统聚类方法将20份种质聚为3个组群,其中第Ⅱ组群属理想的苗期耐旱种质。根据公因子载荷矩阵耐旱性评价方法,20份水稻种质中龙锦1号、黑糯1568和淮稻9号苗期耐旱性强,其次是X2-5、旱526和安多稻,而大珍稻、一味稻和越光苗期耐旱性较弱。     

水稻不同种质苗期耐旱性综合评价

以国内外收集的20份优异水稻种质为试验材料,测定了对照和干旱胁迫处理下的水稻苗期苗总长、苗高、根长、茎叶鲜重、根鲜重、茎叶干重、根干重和根数共9个形态性状指标,运用差异显著性分析和相关分析分别探索处理间和指标间的相互关系,利用因子分析和聚类分析等研究水稻苗期耐旱性有效鉴定指标和筛选苗期耐旱水稻种质。结果表明:干旱胁迫处理与对照相比,越光、一味稻、JWR221和大珍稻等8份水稻种质不少于5个性状发生了改变(P0.05);W0610、文长稻和秋田小町共3份种质4个性状发生了改变(P0.05);黑糯1568、安多稻、龙锦1号和旱526等9份种质不少于5个性状未发生统计学意义上的改变。相关性分析共得到28个相关系数,其中在0.05水平上存在显著相关性的有9个,在0.01水平上存在显著相关性的有12个。因子分析提取了3个公因子,解释的累积方差贡献率达到88.157%。应用系统聚类方法将20份种质聚为3个组群,其中第Ⅱ组群属理想的苗期耐旱种质。根据公因子载荷矩阵耐旱性评价方法,20份水稻种质中龙锦1号、黑糯1568和淮稻9号苗期耐旱性强,其次是X2-5、旱526和安多稻,而大珍稻、一味稻和越光苗期耐旱性较弱。     

棉花种质资源抗旱性评价

[目的]研究棉花品种(系)对干旱胁迫的反应程度,综合评价各棉花品种(系)抗旱性,挖掘抗旱性强的种质资源.[方法]试验选择37个棉花品种设干旱胁迫和正常灌水2个处理,成熟期考查与抗旱性相关的农艺性状,采用综合抗旱系数与隶属函数相结合的方法,对各品种抗旱性进行分级评价.[结果]各棉花品种农艺性状对干旱胁迫的反应程度存在差异,从变异系数来看始节高和铃数反应最为敏感,衣分反应最迟钝;根据抗旱性量度值(D值)的聚类结果,将供试棉花品种划分为3个大类,其中1级抗旱型32份,2级3份,3级1份;1级中又分为4个小类,其中强抗2份、抗5份、中抗23份、弱抗2份.[结论]采用综合抗旱系数、抗旱指数及隶属函数相结合的方法,综合评价了棉花种质资源的抗旱性,筛选出了一部分各项指标显示抗旱性较强的品种,增加了评价结果的准确性,避免了单一指标的评价结果存在的偏差,揭示了各性状指标与抗旱性的关系.     

240 份小麦苗期抗旱性鉴定及抗旱指标与重要农艺性状的相关性分析

为了解240 份小麦材料苗期的抗旱性并筛选有效苗期抗旱指标,在干旱胁迫和对照环境下测定胚芽鞘长（CL）、第一叶长(FL)、地上部鲜质量（SFW）等8 个苗期指标。采用隶属函数法、聚类分析法、主成分分析等方法对各材料的抗旱性进行综合评价。结果表明,在干旱胁迫下各材料胚芽鞘长、根冠比高于对照组,其他指标低于对照组。对各性状抗旱系数的隶属函数值进行主成分分析,将8 个性状归纳为3 个成分,累计贡献率达80.5%。聚类分析将240 份材料分为高抗旱、抗旱、中等、干旱敏感、干旱高敏感5 个群体,其中高抗旱品种13 份。苗期指标抗旱系数与重要农艺性状的相关性分析表明,苗期的胚芽鞘长与株高、旗叶长、穗长呈极显著正相关,苗期活力高的品种具有较高的千粒质量,通过隶属函数法计算综合抗旱系数D值进行苗期抗旱性评价更准确。通过小麦苗期抗旱性鉴定,可提前对小麦进行抗旱性评价,为实际生产提供参考并加速小麦抗旱育种进程。     

孕穗期水稻叶片生理性状与抗旱性相关分析

研究以不同类型的水稻与旱稻品种为试验材料,比较了干旱胁迫下孕穗期各稻作类型与典型水稻叶片水势(压力势)、中脉粗、叶肉厚和叶片相对含水量差异。对水旱处理条件下各观测性状指标与产量抗旱指数、孕穗期生物量抗旱指数和收获期生物量抗旱指数进行相关分析,结果表明:1)干旱胁迫条件下叶片水势(压力势)、中脉粗、叶肉厚和叶片相对含水量差异在耐旱稻作品种与典型水稻间存在显著差异,可以作为鉴定稻作品种抗旱性指标,但是少数抗旱材料易被遗漏;2)叶片水势、叶肉厚在干旱胁迫下与干物质合成与积累有关,且叶片水势与最终产量形成有一定关联;3)育种工作中叶片水势和叶肉厚可作为主要筛选指标,其他试验指标可用于辅助筛选鉴定,综合判断材料的抗旱性和生产应用价值。     

Evaluation of Chlorophyll Content and Fluorescence Parameters as Indicators of Drought Tolerance in Barley

Drought is a major abiotic stress that severely affects food production worldwide. Agronomic and physiological traits associated with drought tolerance are suitable indicators for selection of drought tolerance genotypes to reduce the impact of water deficit on crop yield in breeding program. The objective of this study was to identify indicators related to drought tolerance through analysis of photosynthetic traits in barley （Hordeum vulgare L.）. These traits included chlorophyll content, initial fluorescence （Fo）, maximum primary yield of photochemistry of photosystem Ⅱ （Fv /Fo） and maximum quantum yield of photosystem Ⅱ （Fv/Fm）. Four genotypes （Tadmor, Arta, Morocco9-75 and WI2291） variable in drought tolerance were used to investigate the correlation between these traits and drought tolerance. The results reflected that all of these traits were affected negatively in the four genotypes at different levels of post-anthesis drought stress, but the decrease in drought tolerant genotypes was much less than that of drought sensitive genotypes. The results further revealed that the components of the photosynthetic apparatus could be damaged significantly in drought sensitive genotypes, while drought tolerant genotypes were relatively less affected. On the other hand, the values of chlorophyll content, Fo, Fv/Fo and Fv/Fm in drought tolerance genotypes were significantly higher than those in drought sensitive genotypes under drought stress. It was concluded that chlorophyll content, Fo, Fv/Fo and Fv/Fm could be considered as reliable indicators in screening barley germplasm for drought tolerance.     

广西地方稻种资源微核心种质的抗旱性鉴定评价

本研究利用全生育期旱胁迫方法,以穗颈粗、单株有效穗、千粒重、穗实粒数、总粒数、结实率与单株产量7个形态性状的综合抗旱D值为鉴定评价指标,对105份广西地方稻种资源的微核心种质进行了抗旱性鉴定评价。结果表明,在干旱胁迫下,单株产量与穗颈粗呈显著正相关,与其他5个形态性状呈极显著正相关。通过综合抗旱指数D值的鉴定评价,本研究获得了7个强抗旱型的地方栽培稻品种,占6.67%。广西的陆稻资源的综合抗旱力较强,可重点用于强抗旱种质材料的筛选。本研究为广西的抗旱育种提供了材料基础及理论依据。     

基于远红外热成像的叶温变化与玉米苗期耐旱性的研究

 【目的】植物可以通过降低叶片气孔蒸腾来达到控制失水和增强抗旱的目的。蒸腾强度的变化会引起植物叶片温度的变化,利用远红外热成像仪研究遭受干旱胁迫时玉米自交系苗期叶温的变化与生物量耐旱系数间的关系,为筛选鉴定玉米耐旱自交系提供依据。【方法】以83个优良玉米自交系为材料,利用远红外热成像仪检测干旱胁迫条件下苗期叶片温度的变化,叶片的气孔导度、蒸腾强度采用气孔计Li-1600测定,同时测定植株的生物量。【结果】遭受干旱胁迫时,玉米苗期叶片的相对生物量变异幅度为0.271～0.997（生物鲜重）、0.338～0.969（生物干重）,叶温变异幅度为 -0.1～+0.5℃,均存在显著变异。耐旱玉米自交系的叶片温度显著上升,而敏感玉米自交系的叶片温度变化不明显。干旱胁迫与正常灌水条件下叶温的差值即叶温差与相对生物鲜重（0.283*,0.288**,n=83）及相对生物干重（0.239*,0.273**,n=83）间存在极显著的相关性。此外,叶温差与叶片气孔导度、蒸腾强度间也存在着显著的相关性。【结论】遭受干旱胁迫时,玉米苗期叶片温度变化可以显著反映玉米苗期的耐旱性,叶温差可以作为玉米苗期耐旱性初步筛选的一个指标,将远红外热成像技术运用于玉米耐旱育种存在可行性。     

耐旱水稻品种的选育与评价

通过系统育种、杂交育种和外源DNA导入技术,采用水、旱作交叉选育法选育出一批优异耐旱水稻种质材料。并对栽培稻抗旱性鉴定方法与评价进行了研究分析,筛选出05082,05072,04旱25和04旱26等4个材料为抗旱高产品种。同时,利用室内水分胁迫鉴定和田间自然多重胁迫条件下的苗期及抽穗开花期与对照对比进行鉴定,并结合水旱田种植对比分析进行综合抗旱力鉴定,三者相结合的鉴定方法简便、直观、易掌握,便于育种者对品系进行初步筛选。     

抗旱力不同的陆稻品种叶水势的差异

在北京西北郊前北京农业大学试验站大田中旱种2种抗旱力不同的稻种秦爱和石狩!并在校内网室控水条件下作了盆栽试验。测定了2品种在不同时期不同土水势下的叶水势,根系伤流液和光合强度。结果表明秦爱在受水胁迫的情况下,叶水势明显地比石狩高。反映在生理功能上,表现出水胁迫条件下前者的根系伤流液明显地多于后者,光合强度也高于后者。说明叶水势可作为筛选抗旱品种的一个指标。秦爱的根系活力比石狩强,可能是它在逆境下维持较高叶片水饱和度的一个原因。@刘鲁民$在北京西北郊前北京农业大学试验站大田中旱种2种抗旱力不同的稻种秦爱和石狩!并在校内网室控水条件下作了盆栽试验。测定了2品种在不同时期不同土水势下的叶水势,根系伤流液和光合强度。结果表明秦爱在受水胁迫的情况下,叶水势明显地比石狩高。反映在生理功能上,表现出水胁迫条件下前者的根系伤流液明显地多于后者,光合强度也高于后者。说明叶水势可作为筛选抗旱品种的一个指标。秦爱的根系活力比石狩强,可能是它在逆境下维持较高叶片水饱和度的一个原因。@华孟$在北京西北郊前北京农业大学试验站大田中旱种2种抗旱力不同的稻种秦爱和石狩!并在校内网室控水条件下作了盆栽试验。测定了2品种在不同时期不同土水势下的...     

籼粳野杂交后代田间苗期耐寒性初步分析

[目的]获得可供育种利用的耐冷材料,为耐冷育种提供种质资源.[方法]分别对亲本材料籼稻品种9311、普通野生稻DP10、粳稻品种白R54和日本晴及其杂交后代进行田间耐冷性鉴定,在自然低温冷害严重条件下观察其在田间自然栽培条件下的苗期耐寒性表现.[结果]获得可供育种利用的农艺性状优良、耐冷性强的材料39份,其中33份材料粳稻遗传成分为87.5%,6份材料籼稻遗传成分为75.0%,60份耐寒材料中野生稻遗传成分高达50.0%,但农艺性状较差.在所有不耐寒的材料中,籼稻遗传成分高达87.5%.[结论]不同水稻品种杂交后代中,含有较多粳稻和野生稻遗传成分的材料表现出较好的耐寒性;粳稻和普通野生稻是籼稻耐寒育种改良中重要的耐冷资源,导人野生稻或粳稻的遗传成分能够明显提高籼稻的耐寒性.     

Early selection of bread wheat genotypes using morphological and photosynthetic attributes conferring drought tolerance

Genetic diversity is the base of any genetic improvement breeding program aimed at stress breeding. The variability among breeding materials is of primary importance in the achievements of a good crop production. Herein, 105 wheat genotypes were screened against drought stress using factorial completely randomized design at seedling stage to determine the genetic diversity and traits association conferring drought tolerance. Analysis of variances revealed that all the studied parameters differed significantly among all genotypes, indicating the significance genetic variability existed among all genotypes for studied indices. The 10 best performance genotypes G1, G6, G11, G16, G21, G26, G39, G44, G51, and G61 were screened as drought tolerant, while five lowest performance genotypes G3, G77, G91, G98, and G105 were screened as drought susceptible. Root length, chlorophyll a, chlorophyll b, and carotenoid contents were significantly correlated among themselves which exhibited the importance of these indices for rainfed areas in future wheat breeding scheme. Shoot length exhibited non-significant and negative association with other studied traits, and its selection seems not to be a promising criteria for this germplasm for drought stress. Best performance genotypes under drought stress conditions will be useful in future wheat breeding program and early selection will be effective for developing high yielding and drought tolerant wheat varieties.     

水稻耐逆境种质创新研究十年回顾

十多年来,我们围绕中国南方水稻生产遇到的主要逆境因素,开展了水稻种质挖掘和创新研究。克隆或优化了耐旱基因AtDREB1A和CbDREB1A,抗除草剂基因Epsps~#、Pat~#和Mat~#,抗螟虫基因Cry2Aa~#和Cry1Ca~#,以及植酸酶-牛乳铁蛋白肽融合基因PhyLf。培育出了抗除草剂早籼稻新种质Bar68,抗2种除草剂水稻新种质EB7001S,抗除草剂、具植酸酶和抗菌肽活性的水稻新种质BPL9K,抗螟虫、抗除草剂的水稻新种质B2A4008S、B2A68、B1C893和B1C106,以及一些耐旱、耐盐、耐低温并抗除草剂的水稻新种质。从爪哇稻、籼爪交重组自交系、粳稻中筛选出了一些耐高温、耐旱性较好的种质资源。改良了华占、岳恢9113、Y58S、广占63S等骨干杂交稻亲本的褐飞虱和白叶枯病抗性。培育出了耐涝中间材料Sub-1BS。这些耐逆境新种质的创制,将为水稻耐逆境育种提供有力的技术支撑。