基于耐低氮综合指数的棉花苗期耐低氮品种筛选

在棉花生产中,氮肥的过量施用,不仅增加了生产成本,还造成了氮肥的大量流失,对环境造成了破坏。筛选耐低氮棉花品种是解决该问题的有效途径之一。本研究以21个在我国各大棉区主栽的棉花品种为试验材料,采用苗期土培的方式,设置正常氮(138 mg kg^–1)和低氮(0 mg N kg^–1) 2个处理,测定了23个农艺性状,采用主成分分析、模糊隶属函数、聚类分析、相关性分析评价各品种的耐低氮能力。结果表明,所测定的大部分性状的变异系数均大于10%,说明所选择品种具有很好的代表性。根据主成分分析和相关性分析得出作为棉花低氮耐受性评价的7个性状,分别为根长、根表面积、根体积、地上部干重、总干重、实际光化学效率、最大光化学效率。根据耐低氮综合指数,筛选出鲁无403、新海12号、中棉所64号、新陆早23号4个耐低氮品种,丰抗棉1号、TM-1、农大棉601、中棉所35、新陆早53号5个低氮敏感型品种。4个耐低氮品种的耐低氮综合指数介于0.5723～0.6818,而5个低氮敏感型品种的耐低氮综合指数介于0.2914～0.3962。本研究提出的基于耐低氮综合指数的筛选...     

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,采用液培与大田试验,在低氮胁迫和正常供氮2个水平下,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N量和相对N利用效率间呈极显著正相关(P<0.01),且液培试验中相对植株干重和大田试验中相对籽粒产量(不施氮/施氮)间呈极显著正相关(r=0.77**,n=2)。因此,以小麦苗期相对植株干重作为筛选指标,然后进行大田验证,是筛选耐低氮小麦基因型行之有效的途径。     

水稻耐低磷种质的苗期筛选与鉴定

从以成恢448为轮回亲本，M401为供体亲本构建的回交后代BC₁F₆筛选出的耐低磷材料（GP9）和低磷敏感材料（GP14）及其亲本用于盆栽试验，设置P2（2.31 mg/kg）、P30（30 mg/kg）和P80（80 mg/kg）3个磷处理水平，以P80处理为对照计算性状相对值，研究不同磷处理浓度对供试材料6个生物学性状的影响。结果表明，P2处理较P30处理更能反映不同材料性状相对值间的差异，宜用于苗期耐低磷筛选。P2处理时，GP9与GP14及其亲本播种后52 d、59 d和66 d的相对分蘖数差异均达极显著水平，建议采用相对分蘖数作为水稻苗期耐低磷筛选的主要鉴别指标。同时，运用相对叶面积、相对绿叶数和相对叶龄进行综合评定。     

苗期柳枝稷耐低氮胁迫型品种筛选及评价研究

为明确柳枝稷(Panicum virgatum L.)在低氮处理下的耐胁迫能力,在人工气候室中进行水培试验,对13个柳枝稷品种的总生物量、株高、分蘖数、叶绿素含量、净光合速率、叶表面积、根表面积和根长等8个评价指标做主成分分析,再根据计算出的主成分值做聚类分析。结果表明:总生物量、株高和分蘖数3个主成分的累计方差贡献率为90.84%,可以反映8个评价指标包含的主要信息。根据综合主成分值对13个品种进行评价,各品种综合表现排序依次为:Kanlow、Blackwell、Alamo、BJ-5、BJ-1、Trailblazer、Cave-inRock、Pathfinder、Forestburg、BJ-6、BJ-2、BJ-3、BJ-4。排名结果与实际观测的情况一致。聚类分析将13个品种分为两大类,与主成分分析的结论基本一致,但同时表明柳枝稷耐低氮胁迫性与其生态型的相关性并不明显。     

苗期柳枝授耐低氮胁迫型品种筛选及评价研究

为明确柳枝稷(Panicum virgatumL.)在低氮处理下的耐胁迫能力,在人工气候室中进行水培试验,对13个柳枝程品种的总生物量、株高、分集数、叶绿素含量、净光合速率、叶表面积、根表面积和根长等8个评价指标做主成分分析,再根据计算出的主成分值做聚类分析。结果表明:总生物量、株高和分集数3个主成分的累计方差贡献率为90.84%,可以反映8个评价指标包含的主要信息。根据综合主成分值对13个品种进行评价,各品种综合表现排序依次为:Kanlow,Blackwell,Alamo、BJ-5、BJ-1、Trailblazer,Cave-in-Rock,Pathfinder, Forestburg、BJ-6、BJ-2、BJ-3、BJ-4。排名结果与实际观测的情况一致。聚类分析将13个品种分为两大类,与主成分分析的结论基本一致,但同时表明柳枝援耐低氮胁迫性与其生态型的相关性并不明显。     

优质地方品种鹅湖香稻耐低氮特性分析

为充分挖掘水稻氮高效基因资源,提高氮素利用率,减轻环境污染,对现有的优质水稻核心种质进行氮素效率的筛选和评价具有重要的意义。选用优质耐低氮地方品种鹅湖香稻和同等生育期的优质品种外引七号作为试验材料,通过苗期水培和生育期桶栽的方法,严格控制施氮量,并依据苗期和不同生育期的耐低氮评价指标来比较两品种耐低氮特性。结果发现,在苗期水培条件下,低氮胁迫与正常施氮量比较,鹅湖香稻的株高、植株鲜质量、干质量、叶绿素和全氮含量均无显著差异;同时在生育期桶栽条件下,低氮胁迫与正常施氮量比较,鹅湖香稻叶绿素含量、全氮含量、株高、有效穗数和单株产量均无显著差异,而外引七号低氮条件下多数评价指标均显著低于正常氮条件。利用qRT-PCR检测两品种在不同施氮水平下的不同生长时期氮代谢相关基因的表达水平,结果表明,鹅湖香稻在低氮水平下,氮代谢途径中重要基因的表达量并未受到显著抑制,但耐低氮基因TOND1表达量显著增加。这些结果表明,优质地方品种鹅湖香稻具有耐低氮和氮高效利用特性。     

甘薯耐低钾基因型苗期筛选及综合评价

为建立甘薯苗期耐低钾能力评价体系,筛选耐低钾和低钾敏感型甘薯材料,通过水培试验设置了低钾胁迫(0 mmol L^-1 K₂O)和正常钾处理(10 mmol L^-1 K₂O),对来自国内外不同薯区的214份甘薯品种(系)材料进行培养,收集生物量、钾积累量、钾含量、钾利用效率等11个性状表征值,计算各指标耐低钾胁迫指数。利用综合隶属函数法,进行主成分分析、回归分析和聚类分析,综合评价各甘薯材料耐低钾能力。结果表明,不同甘薯材料在2个钾水平下的生物量和钾吸收利用特征均有明显差异;低钾胁迫下地上部干重(SB)、地上部干物质增加量(SBI)、根系干物质增加量(RBI)、总干物质增加量(PBI)、地上部钾积累量(KAS)、根钾积累量(KAR)、总钾积累量(KAP)、地上部钾含量(KCS)和根系钾含量(KCR)等9个指标与正常钾处理相比均降低29%以上,而根冠比(RSR)和钾生理利用效率(KUE)分别提高29.63%和120.56%。低钾胁迫下,不同甘薯材料的SB、SBI、PBI、KAS、KAP、KCS、KCR和K...     

苗期耐低氮基因型苦荞的筛选及其评价指标

土壤缺氮是造成我国黄土高原冷凉地区农业低产的主要原因。为了筛选耐低氮苦荞基因型及适宜鉴定指标,采用苗期水培方式,测定9个不同基因型苦荞在不同氮水平下的农艺性状、生理特性及植株氮素利用等指标,采用隶属函数法计算各指标耐低氮指数,通过主成分分析与聚类分析评价各基因型苦荞综合耐低氮能力。结果表明,低氮胁迫下,苦荞地上部生长受抑制程度大于根系,株高、茎粗、叶面积、地上部干重、根系体积、根系表面积及根系平均直径均呈下降趋势,主根长和根冠比呈上升趋势;根系活力、根系硝酸还原酶(NR)活性及可溶性蛋白含量有所下降,而根系超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性、丙二醛(MDA)、可溶性糖及游离脯氨酸含量有所升高;叶片叶绿素含量、Fm和Fv/Fm降低,而Fo升高;植株全氮含量及氮积累量降低,而由于植株氮积累量降幅明显大于生物量降幅,导致氮利用效率显著升高。将25个单项指标转化为4个相互独立的综合指标(累计贡献率达87.44%),并将9个苦荞基因型划分为耐低氮型、中间型和不耐低氮型。为了预测苦荞基因型的耐低氮能力,将D值作因变量,各指标耐低氮指数作自变量进行逐步回归分析,建立最优回归方程,筛选出株高、茎粗、叶面积、根冠比、叶绿素含量、Fm、根系超氧化物歧化酶(SOD)活性及氮利用效率8项对苦荞耐低氮能力有显著影响的指标,并且9个苦荞基因型的苗期耐低氮能力预测值Y与D值显著相关(R2=0.998,P0.01),表明这8个指标可用于耐低氮苦荞基因型的快速鉴定。     

棉花苗期耐低钾能力筛选指标研究及其与产量、品质的关系

以长江流域下游棉区的12个棉花主栽品种为研究材料,在人工气候室水培和田间种植条件下进行棉花苗期耐低钾能力筛选指标研究。结果表明,低钾会放大棉花苗期关于钾素吸收利用和光合碳同化等生理特性上的品种间差异幅度。土壤严重缺钾时会显著降低棉花铃数、铃重及衣分,其中铃数响应土壤缺钾最为敏感,而在铃重组成中纤维质量对土壤缺钾的响应幅度大于棉子质量。通过对比基于棉花苗期不同生理指标和最终产量与品质指标的筛选结果,发现综合考虑棉花苗期叶片SuSy活性、SPAD值和单株叶片生物量3项指标的低钾胁迫系数对棉花最终产量与品质的耐低钾能力具有较好的预测效果。通过试验筛选出低钾敏感型棉花品种泗杂3号和耐低钾型棉花品种泗棉3号,二者可作为进一步研究低钾环境下棉花产量、品质形成机理的理想试验材料。     

高产氮高效玉米品种的筛选及其指标研究

试验在施氮肥条件下以产量和耐低氮胁迫指数筛选氮高效品种,并对筛选指标进行分析。结果表明,郑单958、金山27和郑单17是高产氮高效型玉米品种。不施氮肥条件下,灌浆期茎叶总氮量、吐丝期叶绿素SPAD值和穗位叶氨基酸浓度是氮高效筛选的有效指标;施氮肥条件下,吐丝期茎叶总氮量和穗位叶氨基酸浓度是氮高效辅助筛选指标。高产氮高效型玉米品种无论在施氮肥还是不施氮肥条件下,其营养器官生育后期氮积累能力均强于低产氮低效型玉米品种的,且吐丝期叶绿素SPAD值也具有显著优势。     

玉米耐低氮基因型筛选压力的选择

收集了贵州省喀斯特高原生态型玉米自交系、杂交种及农家品种，采用溶液培养的方法，对玉米耐低氮基因型的筛选压力展开了较为系统的研究，初步获得以下研究结果：（1）在极低N胁迫（O．05mmol／L）条件下，不同玉米基因型的缺素症状、地上部干重、根干重、根冠比及植株总吸氮量的基因型差异显著，更易评价和鉴定玉米基因型的耐低氮营养特性。因而，氮素胁迫压力为0．05mmol／L时，较适于对耐低氮基因型材料的筛选。（2）在极低供N条件下，贵毕303基因型具有较高的氮效率，这主要来源于吸收效率的差异，该基因型在低N下总吸氮量最高；而绵单1号、安单136和兴黄单89—2表现出较强的耐低氮特性。     

低氮胁迫对不同小麦品种苗期性状的影响

研究了低氮0.1mMNO3胁迫对6个不同基因型小麦品种苗期性状的影响.研究结果表明,低氮胁迫处理对小麦根系性状的影响大于地上部性状,不同苗期性状受低氮胁迫影响的程度分别为:根系鲜重＞根系干重＞最长根长＞地上部鲜重＞苗长＞地上部干重.6个供试小麦品种中,中国春对低氮胁迫最为敏感,而埃及红的耐低氮性相对较强.     

低氮胁迫下三峡库区玉米地方品种的苗期植株形态及生理效应

以10个来自三峡库区的玉米地方品种为材料,通过盆栽实验和设置低氮胁迫处理,研究低氮胁迫下玉米地方品种的苗期植株形态和生理效应.结果表明,低氮胁迫对玉米地方品种幼苗植株形态和生理有不同程度的不利影响,不同玉米地方品种的耐低氮特性存在明显差异.不同地方品种的同一植株性状和同一地方品种的不同植株性状的耐低氮胁迫指数存在差异.侧根数、叶面积、根体积和植株干重可作为玉米地方品种耐低氮种质筛选的形态指标,硝酸还原酶活性和丙二醛含量可作为耐低氮种质筛选的生理指标.此外,三峡库区玉米地方品种中有较丰富的耐低氮种质可供玉米育种利用.     

利用叶绿素仪SPAD值筛选耐低氮水稻种质

在低氮限制条件下,对低氮的反应存在明显的基因型差异,这种差异可以通过SPAD值来很好地反映。本文以农业部948项目全球水稻分子育种计划采用的151余份国内外代表性种质为供体亲本、云南省育成的优质品种滇粳优1号为轮回亲本、通过连续回交形成的5500个株行为材料,在田间自然缺氮条件下,以水稻植株叶绿素计SPAD值作为耐低氮能力评价指标,以不同试验地点SPAD值的相对值为参考评价指标。最终筛选出Madhukar、UPR191-66为耐低氮基因型种质。     

大田苗期耐盐碱鉴定指标筛选及玉米自交系盐碱耐性分析

分析31份玉米杂交种的大田苗期候选形态指标和相对减产率的相关性,确立适宜的盐碱耐性形态鉴定指标;基于上述已确立的鉴定指标,对69份玉米自交系进行盐碱耐性综合评价.结果表明:(1)株高、茎粗是大田条件下玉米苗期适宜的耐盐碱形态鉴定指标;(2)应用已确定适宜的鉴定指标对69份玉米自交系进行盐碱耐性分析,筛选出高耐盐碱自交系4份,耐盐碱自交系10份,中度耐盐碱自交系27份,敏感自交系14份,高度敏感自交系14份.研究结果将为耐盐碱玉米种质资源鉴定提供试验依据.     

基于生长指标筛选耐低磷马尾松幼苗优良种源

以广西桐棉(GT)、福建龙岩(FL)、福建武平(FW)、江西崇义(JC)、湖南汝城(HR)、四川眉山(SM)及贵州孟关(GM)等7个种源的马尾松幼苗进行盆栽试验,采用营养液培养,探讨正常磷条件(KH2PO4浓度10 mg/L)和轻度低磷(4.0 mg/L)、中度低磷(2.0 mg/L)及重度低磷(0.5 mg/L)胁迫对马尾松幼苗生长情况的影响.结果表明,低磷胁迫对株高生长量、根系和地上部生物量以及根冠比都有不同程度的影响,其中对GT、FL、JC、HR和GM等种源马尾松幼苗的生长有抑制作用,但在SM和FW种源上,这些指标反而在不同程度上得到提升,SM的绝大多数生长指标高于FW,说明SM耐低磷的能力高于FW,并且这2个种源对低磷的耐受能力均高于其他种源;在筛选耐低磷胁迫的马尾松种源时,可以直接采用容易测定的生长指标进行耐性评价.     

棉花耐低钾基因型筛选条件和指标的研究

以2004年我国棉区的主栽品种/组合/品系为主, 收集50个基因型, 在苗期室内液培条件下(低钾浓度和高钾浓度分别为0.02 mmol L^-1和2.50 mmol L^-1)对棉花耐低钾基因型的适宜筛选苗龄和评价指标进行研究, 并与田间缺钾土壤(速效钾含量为59.88 mg kg^-1)的筛选结果进行比较。结果表明, 棉花5叶期幼苗基因型间生物量的变异系数明显高于3叶期, 适宜进行耐低钾基因型筛选。低钾条件下的绝对生物量与相对生物量(0.02/2.50)、吸钾量和钾利用指数(KUI, 单位浓度钾所形成的生物量)极显著(P < 0.01)相关, 相关系数分别为0.7690、0.9522和0.9791。根长、根表面积与整株吸钾量的相关系数分别为0.5201(P < 0.01)和0.3325(P < 0.05)。子叶缺钾斑占子叶总面积的比例(S)在基因型间变化幅度大(变异系数为44.46%)、符合正态分布、与生物量极显著相关(r = –0.4455, P < 0.01), 可作为棉花苗期耐低钾基因型筛选的辅助指标。种子含钾量与棉花幼苗子叶的S值、生物量、钾吸收量和KUI均无相关关系。液培条件下5叶期幼苗的整株生物量与田间条件下产量器官干重极显著相关(r = 0.5091, P < 0.01), 证明苗期室内液培筛选具有可行性, 可作为对大量基因型的初筛方法, 典型基因型需要在田间进行复筛。