耐低氮小麦基因型筛选指标的研究

以12个小麦基因型为研究对象,采用溶液培养与田间试验的方法,设低氮胁迫和正常供氮2个水平,对耐低氮小麦基因型的筛选指标进行了探讨,为氮高效基因型小麦育种提供理论依据。结果表明,小麦植株干重在低氮胁迫和正常供氮条件下都有较大的基因型变异(变异系数CV分别为29.03%和18.21%);在所有调查性状的相对值中,相对植株干重(低氮胁迫/正常供氮)基因型变异较大(CV为22.76%)。相关性分析表明,相对植株干重与相对株高、相对植株吸氮量和相对氮利用效率间呈极显著正相关(P0.01),且溶液培养试验中相对植株干重和田间试验中相对子粒产量(不施氮/施氮)间呈极显著正相关(r=0.77**,n=12)。因此,以小麦苗期相对植株干重作为筛选指标,然后进行田间验证,是筛选耐低氮小麦基因型行之有效的途径。     

苗期耐低磷烟草基因型筛选及其磷效率

【目的】筛选耐低磷及磷高效作物是充分利用土壤磷素和磷肥,减少磷肥施用对环境污染的重要手段。调查烟草基因型的磷素利用效率可为培育磷高效烟草品种提供理论依据。【方法】以71个烟草品种为供试材料进行了水培试验。以Hoagland营养液为基础(1.0 mmol/L KH₂PO₄),调整营养液磷水平0.01 mmol/L KH₂PO₄ (低磷)。烟苗在完全营养液中生长至4叶1心时进行处理。处理21天后,采样分析烟草主要生长、形态和生理指标,筛选耐低磷基因型判别指标,并对品种进行磷效率类型划分。【结果】全株磷累积量、地上部干重、根干重、株高、总根长及根直径可作为鉴定耐低磷烟草基因型的苗期筛选指标。将全株磷累积量和地上部干重的耐低磷相对值进行聚类热图分析,鉴定出8个耐低磷品种、21个低磷敏感品种及42个中间型品种。同时,依磷效率综合值作散点图发现,耐低磷品种中有4个低磷低效正常磷低效型、2个低磷高效正常磷高效型和2个低磷高效正常磷低效型,低磷敏感品种中有14个低磷低效正常磷低效型、1个低磷高效正常磷高效型和6个低磷低效正常磷高效型。【结论】初步确定K326和云烟105为耐低磷且磷高效品种,G28、闵烟3号、DB101、Oxford 2028、14P10、CV70、云烟98、MSB44、单育2号、净叶黄、CB1、中烟101、RG11和MSB31等14个为不耐低磷且磷低效品种。     

玉米杂交种苗期耐低氮指标的筛选与综合评价

为探明耐低氮玉米杂交种的苗期筛选鉴定方法,筛选出耐低氮能力强、可推广应用到生产上的玉米杂交种,本研究采用蛭石和珍珠岩盆栽、Hoagland营养液培养方式,以西南地区生产中应用的51个玉米杂交种为材料,对供试品种进行了2年的低氮胁迫苗期筛选试验。结果表明:低氮胁迫对各玉米品种苗期主要形态、生理指标均有显著影响,但影响的程度在指标间和品种间均有较大差异。根据相对值变异系数大小,筛选出叶面积、氮积累量、根冠比、地上部干重、根体积、根干重和单株干重7个指标作为耐低氮能力的评价指标。以7个指标归一化的变异系数为权重进行耐低氮能力模糊隶属函数综合评价,并与用全部指标(第1年为13个指标,第2年为25个指标)模糊隶属函数评价和主成分分析法评价的结果进行比较,7个指标评价结果与全部指标综合评价结果基本一致,得出的耐低氮能力强和弱的前10个品种的重合率分别达90%和80%,说明筛选指标的代表性和评价方法的可行性。本研究表明上述7个指标可以作为玉米苗期耐低氮能力评价指标,并筛选出‘正红311’、‘成单30’、‘黔北2号’等适宜于中国西南丘陵山区种植的耐低氮品种。     

耐低钾冬小麦基因型筛选方法的研究

通过液培实验及低钾土壤上的田间实验,比较,讨论了耐低钾冬小麦基因型的筛选指标,时期及钾浓度,结果表明：液培筛选的评价指标,吸钾量优于钾利用指数,筛选的适宜时期为拔节期,钾浓度以１．０ｍｍｏｌ／ＬＫ＾＋为宜,低钾土壤７种基因型的经济产量与植株地上部吸钾量间存在极显著正相关（ｒ＝０．９４５,ｎ＝２１）。冬小麦吸收的钾主要来自于１ｍｏｌ／Ｌ热ＮＨＯ３不能提取的非交换性钾,吸钾量亦可作主田间筛选的评价指标     

低氮胁迫对谷子苗期性状的影响和耐低氮品种的筛选

筛选和培育耐低氮能力强的作物品种,是提高作物氮素利用效率,减少氮肥施用量,降低环境污染的有效措施。本研究以45份谷子品种为试材,采用水培的方法,在低氮(0.1mmol·L~(-1))和正常氮(5mmol·L~(-1))条件下,测定苗高、根长和根数等22个氮效率相关指标,采用综合耐低氮系数法以及基于主成分分析的隶属函数法评价参试谷子品种的耐低氮性。结果表明,与正常氮条件相比,低氮胁迫下,谷子苗期根长、根冠比、地上部氮素生理效率、地下部氮素生理效率、单株氮素生理效率有不同程度提高,其余17个指标都有不同程度降低。两种评价方法均根据45个谷子品种的耐低氮能力将其划分为强耐低氮型、耐低氮型、中间型、较敏感型和敏感型5类。筛选出耐低氮性较强的品种5份,编号分别为11、14、17、35和39。利用GGE双标图对品种-耐低氮相关指标的分析表明,编号39和14的耐低氮品种主要耐低氮性状为地下部干重、地下部鲜重、根长;编号为11、35和17的耐低氮品种主要耐低氮性状为地上部鲜重、叶片数、叶宽、叶长、单株氮累积量、地上部氮累积量、单株干质量、地上部干重、地下部氮累积量、根数、苗高和SPAD。可见不同谷子品种的耐低氮机制存在一定差异,研究结果可为谷子耐低氮品种的选育提供材料基础。     

水稻苗期耐低磷基因型差异研究

采用难溶性磷酸盐Ca3 (PO4) 2 液相控释方法试验研究不同水稻品种 (系 )苗期耐低P基因型差异结果表明 ,各水稻基因型耐低P胁迫能力存在极显著差异 ,其中“汕优 6 3”、“IR74”、“汕优 16 1”、“IR70 6 17 4B B19 2”、“IR6 4”5个品种 (组合 )耐低P能力最强 ;“IR70 6 5 1 3B 3 2 2 2”、“IR71331 2B 2 1”、“南川”、“IR71379 2B 10 2 3 1”和“IR72 4 13 3R 2 6 2”5个品种 (系 )对低P胁迫较敏感 ;而“IR73384 11 7 8 3 2 3 3 3”、“IR73382 111 9 19 19 2 3 1 2”、“IR72 4 17 3R 6 2”、“IR36”、“IR72 4 17 3R 8 3”和“IR72 4 12 3R 11 3”6个品种 (系 )P效率则属中间型。     

氮胁迫条件下中国春-代换系小麦苗期耐低氮特征研究

以一整套中国春背景的单染色体代换系和中国春、供体Synthetic 6x小麦为材料,研究了低氮胁迫条件下苗期氮效率的染色体效应.结果表明,低氮胁迫条件下,依据供试代换系植株干物质积累量可划分为高效组、中效组和低效组,以6D代换系单株干物量最大.不同效率组的株高、叶龄、根条数和单株叶面积等形态学性状及叶绿素含量、Fv/F...     

低氮胁迫对不同光皮桦基因型苗期生长及生理生化特征的影响

为探讨低氮胁迫对不同基因型光皮桦(Betula luminifera)生长及生理生化响应特性,本研究采用裂区设计,以光皮桦G49-3、G50-1和优3组培苗为材料,通过水培培养研究其在正常供氮(CK,15 mmol·L^-1 NO₃^-)和低氮胁迫(LN,0.03 mmol·L^-1 NO₃^-)条件下的苗期生长及生理生化响应。结果表明,低氮胁迫处理21 d后,3个光皮桦基因型的叶绿素含量、株高、地上部干重、地上氮含量和氮积累量均显著降低,其中G49-3降幅最大,G50-1降幅最小;3个光皮桦基因型根冠比、根系总根长、总表面积和平均直径均增加;叶片过氧化物酶(POD)、超氧化物岐化酶(SOD)和硝酸还原酶(NR)活性降低,G50-1降幅最低。实时荧光定量PCR(RT-qPCR)分析表明,相较于CK,低氮胁迫处理下3个光皮桦基因型叶和根中NRT1.1和NRT1.2均下调表达,而NRT2.1在根中上调表达,说明根中NRT2.1在低氮胁迫下的硝酸盐转运过程中发挥主要作用...     

低磷胁迫下小麦根系反应的基因型差异

本研究采用液培、根际原位显色和离子耗竭技术等方法,探索了小麦不同基因型根际对磷酸三钙的溶解作用,根际分泌酸性磷酸酯酶,根际氧化还原活力以及吸磷动力学的差异。结果表明,磷高效基因型不仅根系发达,而且溶解磷酸三钙的能力、酸性磷酸酯酶的分泌量和活性,对还原态甲烯蓝的氧化作用,对TTC的还原作用和吸磷动力系参数中的Imax等都显著优于磷低效基因型。有机碳分泌量高,对钙的吸收速度快也是磷高效基因型的重要特性。     

水稻耐低锌基因型的生长发育和若干生理特性研究

在不同Zn2+活度（pZn2+9.7,pZn2+11.0和pZn2+＞11.5）的溶液培养条件下,研究了水稻耐低锌基因型的生长发育和若干生理特性。结果表明:水稻锌营养存在明显的基因型差异,降低锌离子活度会增加地下部于物质的积累,当Zn2+活度从pZn2+9.7下降到pZn2+11.0时,耐低锌品种的地上部干重虽下降,但因地下部干重显著增加,故总干重相近;锌敏感品种则地上部干重显著下降,而地下部干重增加不明显,总干重显著下降。当严重缺锌（pZn2+＞11.5）时,所有基因型水稻的干重构极显著地下降,但锌敏感品种比耐低锌品种下降得更多。降低Zn2+活度使水稻秧苗的出叶速度减慢,在极度缺锌条件下,敏感品种只能生长到3.5叶,而耐低锌品种能生长到4.5叶左右。对叶绿素和根系氧化力的测定结果表明,轻度缺锌或缺锌初期会使叶绿素含量上升和根系氧化力下降,但严重缺锌时,则使叶绿素含量显著降低,而使根系氧化力明显增加。锌敏感品种比耐缺锌品种的变化更为明显。锌离子活度对秧苗的含水量也有明显的影响。因此,耐低锌基因型在低Zn2+活度条件通过保持较低的根氧化作用,促进根系生长以维持地上部新叶生长,达到低锌适应稳态。     

小麦苗期抗旱类型研究

为探索小麦苗期对水分胁迫的适应性,利用反复干旱法研究了942份小麦材料的苗期抗旱类型。结果表明,小麦苗期抗旱性存在显著差异,3次反复干旱后,小麦品种间成活率变异系数为4.6%～43.51%。根据品种反复干旱后成活率,供试品种对水分胁迫响应划分为抗旱型、耐旱型和敏感型。苗期抗旱性强的小麦品种具有较少种子根、较多次生根和较强分蘖量。小麦苗期抗旱性与后期抗旱性缺乏一致性,与品种的千粒重和冬春性无明显关系。     

低氮胁迫对不同耐低氮性玉米品种幼苗根系形态和生理特征的影响

采用水培方法,以2个耐低氮品种和2个不耐低氮玉米品种为材料,以正常氮处理B3[15 mmol(N)·L?1]为对照,研究2个低氮胁迫水平B1[0.05 mmol(N)·L?1]、B2[0.5 mmol(N)·L?1]对不同耐低氮性玉米品种苗期根系形态和伤流量及氮代谢关键酶活性的影响。结果表明:与正常供氮处理相比,在B1和B2低氮胁迫处理下,玉米幼苗根系伤流量和硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)、谷氨酸脱氢酶(GDH)活性均下降,耐低氮品种上述各指标的降幅(29.8%和8.7%、46.9%和39.6%、7.3%和4.4%、31.3%和19.8%)均小于不耐低氮品种(37.0%和27.5%、68.8%和56.6%、24.5%和18.7%、60.7%和42.7%),且在B1处理下耐低氮品种根系NR、GDH活性分别是不耐低氮品种的1.4倍、1.35倍。低氮胁迫对玉米苗期地上部生长的影响大于对地下部生长的影响,使地上部干重显著降低,根冠比显著增大,根数减少;在B1和B2处理下,不耐低氮品种根冠比增幅(81.6%和25.4%)、根数降幅(22.2%和31.1%)均大于耐低氮品种(61.0%和21.1%、19.8%和19.4%)。随着低氮胁迫程度的增大,耐低氮品种根长增长,根粗减小,对低氮胁迫的响应能力增大,表现为根系伸长变细以增加对氮的吸收面积。与不耐低氮品种相比,低氮胁迫下耐低氮品种根系形态较好,根系生理活性和对低氮胁迫的耐性较强,能维持较稳定的生长;随着低氮胁迫时间的延长,耐低氮品种对低氮胁迫的适应性增强,不耐低氮品种则降低。     

高温胁迫对观赏百合苗期的生理影响研究

试验研究高温胁迫对2种观赏型麝香百合(‘K1-4’和‘Avita’)幼苗生理影响结果表明,经36℃高温处理2种百合叶片叶绿素、类胡萝卜素和可溶性蛋白质含量持续下降,过氧化氢酶活性则短暂升高后降低,脯氨酸含量先升高至第4天后开始下降。田间表现较耐热的百合基因型‘K1-4’叶绿素降速最慢,脯氨酸含量最高,且可溶性蛋白质含量降解缓慢,过氧化氢酶活性则保持最佳。而田间耐热性表现较差的‘Avita’各项生理指标均低于‘K1-4’。     

不同施氮量及种植密度对小麦开花期氮素积累转运的影响

本文以小麦品种‘周麦22’为材料,研究了不同施氮量[0 kg(N)?hm~(-2)、120 kg(N)?hm~(-2)、240 kg(N)?hm~(-2)和360 kg(N)·hm~(-2),以N0、N1、N2和N3表示]和种植密度(225×104基本苗?hm~(-2)、375×10~4基本苗?hm~(-2)和525×104基本苗?hm~(-2),以M_1、M_2和M_3表示)处理下小麦植株地上部不同空间分布各器官的氮素含量及其转运特性。结果表明:施氮量、种植密度及二者互作对开花期、成熟期植株地上部各器官氮素含量的影响均达显著水平。不同施氮量及种植密度处理小麦开花期至成熟期各营养器官氮含量和积累量下降。开花期和成熟期,植株单茎氮积累量为7.27~59.65 mg?茎-1和8.48~60.83 mg?茎-1,以N_0M_3处理最低,以N_3M_2最高。从空间位置看,植株地上部各营养器官开花期氮含量、氮积累量及花后氮转运量和对籽粒氮的贡献率均随空间位置下移而降低。营养器官氮含量、积累量及转运量随施氮量增加而呈递增趋势,上部和中部营养器官氮转运率高于50%。营养器官对籽粒氮的总贡献率高于67%。增施氮肥配套合理的种植密度,可以促进植株地上各营养器官氮的积累和转运,对植株下部器官氮积累转运的作用尤为明显,高肥及中密度处理(N3M2)下倒四叶、倒四节及余叶和余节氮含量和积累量增加,缩小了与上部各器官的差异。植株地上部群体氮素转运量为28.56~549.49 kg·hm~(-2),亦随施氮量增加而增加,以穗部和茎节氮转运量较高。施氮量对籽粒产量、蛋白质含量及蛋白质产量影响显著。施氮量与种植密度互作对籽粒蛋白质含量及产量影响显著,种植密度对籽粒蛋白质产量的影响亦达显著水平。从氮素转运和产量性状来看,施用氮肥240 kg·hm~(-2)配套225×10~4基本苗?hm-2的种植密度是黄淮小麦玉米两熟区小麦生产较为适宜的栽培模式。     

水氮耦合对黍稷幼苗形态和生理指标的影响

盆栽试验条件下,研究水氮耦合对黍稷幼苗形态和生理指标的影响。结果表明,在供水量相同条件下,黍稷幼苗株高、叶面积、根系总表面积、总体积与总根长均随施氮量的增加而增加,供水量相同时根冠比随施氮量增加而降低;施氮量相同条件下随灌水量的增加黍稷幼苗各指标呈相似变化趋势,各处理与对照差异均达到了显著水平。不同的水氮处理组合,黍稷叶片叶绿素含量差异显著,以高水高氮的W3N3处理[土壤田间持水量70%~80%,尿素用量4.6 g.kg 1(土)]为最大值,低水低氮的W1N1处理[土壤田间持水量30%~40%,尿素用量为0 g.kg 1(土)]为最小值;灌水量相同,叶绿素含量随施氮量增加而增加;施氮量相同,叶绿素含量也随灌水量增加而增加,水分和氮素对叶片叶绿素含量的影响表现为明显的协同效应;黍稷幼苗叶片电解质外渗率的变化趋势则相反。黍稷根系超氧化物歧化酶活性以低水中氮的W1N2处理[土壤田间持水量30%~40%,尿素用量2.3 g.kg 1(土)]为最高,达213.71 U.g 1(FW);W3N3最低,为72.93 U.g 1(FW)。水分相同条件下黍稷幼苗根系过氧化物酶活性、丙二醛含量、可溶性糖含量均随施氮量的增加而降低,施氮量相同时则随灌水量的增加而降低。根系活力则相反,且各处理间差异均达到显著水平。在干旱胁迫条件下,适当的增施氮肥可以提高苗期黍稷的叶绿素含量和根系活力,增加根系总表面积、总体积与总根长,降低根系丙二醛含量,在一定程度上缓解干旱胁迫的影响。     

低铁胁迫对玉米苗期根系生长和铁素吸收利用的影响

为了揭示不同耐低铁玉米品种苗期根系生长和铁素吸收利用的差异,为玉米耐低铁能力的遗传改良提供依据,以耐低铁玉米品种‘正红2号’和不耐低铁玉米品种‘川单418’为材料,采用重度[10μmol(Fe~(3+))·L~(-1)]、中度[30μmol(Fe~(3+))·L~(-1)]和轻度[50μmol(Fe~(3+))·L~(-1)]3种低铁胁迫及对照[100μmol(Fe~(3+))·L~(-1)]的铁营养液处理3叶1心玉米幼苗,分析低铁胁迫对不同耐低铁玉米品种苗期根系生长和铁素吸收利用的影响。结果表明,随着营养液铁浓度降低,两个玉米品种幼苗的根长、根体积、根系活力、干物质、铁含量、铁积累量、相对吸铁能力均显著降低,但根系麦根酸分泌量增多,铁素向地上部转移分配能力增强,铁素的生理效率提高,这是玉米适应低铁胁迫的重要生理机制之一。玉米幼苗的铁素积累量与根长、根体积、根干重、根系活力等根系性状均呈极显著或显著正相关。耐低铁玉米品种在中度和重度低铁胁迫下根长、根体积、根干重、根系活力均较不耐低铁玉米品种高,是其铁素吸收积累量高的重要原因。根系麦根酸分泌量与铁素茎叶分配率呈正相关,铁素茎叶分配率与铁素生理效率呈极显著正相关,增加根系麦根酸的分泌量可在一定程度上提高玉米铁素的茎叶分配率,从而提高铁素生理效率;耐低铁玉米品种在中度和重度低铁胁迫下麦根酸分泌量增幅高于不耐低铁玉米品种,是其铁素生理效率高的主要原因。