利用SOM聚类分析及主成分分析方法鉴定小麦品种萌发期耐盐性

为了研究不同小麦品种萌发期的耐盐性,为小麦萌发期耐盐性鉴定提供快速、准确的鉴定方法和理论依据。本研究以40个冬小麦品种为试验材料,通过主成分分析法(PCA)与神经网络自组织映射(SOM)聚类分析法,研究盐胁迫对40个小麦品种萌发期各项形态指标的影响。主成分分析法结果表明,发芽势、发芽率、最长根长、第一片叶长及胚芽鞘长在PCA下载荷量最大;根据SOM聚类分析结果,‘德抗961’等4个小麦品种属于高度耐盐品种,‘济麦22’等14个小麦品种属于耐盐性品种,‘济麦20’等16个品种属于中等耐盐性品种,‘鲁麦21’等6个小麦品种属于盐敏感性品种。发芽势、发芽率、最长根长、第一片叶长、胚芽鞘长能够作为萌发期小麦耐盐性筛选的主要评价指标,并且结合主成分、SOM聚类分析方法进行小麦萌发期耐盐性鉴定更为科学、方便。     

甘薯苗期耐盐性鉴定及其指标筛选

以18个甘薯品种(系)为试验材料, 设置对照和200 mmol L ^-1 NaCl浓度处理, 通过苗期盐土栽培胁迫方式, 对各处理下各品种(系)的茎叶鲜重、根系鲜重、茎叶干重、根系干重、叶片相对电导率、F_v/F_m、SPAD值、SOD酶活性、MDA含量、脯氨酸含量、根系活力、根系Na ⁺和K ⁺含量、Na ⁺/K ⁺比值等14个生理指标进行测定, 通过对各单项指标的耐盐系数进行相关分析、主成分分析、聚类分析和逐步回归等方法对品种(系)耐盐性进行综合评价。通过主成分分析, 将盐胁迫处理下甘薯苗期的14个单项指标转换成5个彼此独立的综合指标; 通过隶属函数分析, 得到不同品种(系)苗期耐盐性综合评价值(D值), 并通过聚类分析, 将18个甘薯品种(系)划分为4种耐盐类型, 其中盐敏感型4个、弱耐盐型3个、中度耐盐型7个和高度耐盐型4个。在此基础上, 利用逐步回归方法建立了可用于甘薯苗期耐盐性评价的回归方程, 同时筛选出茎叶鲜重、根系鲜重、茎叶干重、叶片SPAD值、SOD酶活性、MDA含量、脯氨酸含量、根系Na ⁺/K ⁺比值等8个可用于甘薯苗期耐盐性评价的生理指标。本研究可为甘薯耐盐新品种选育提供种质并为甘薯苗期耐盐性评价及耐盐机制研究提供理论依据。     

NaCl 胁迫下不同品种（系）绿豆种子萌发期耐盐性的研究

为了探究盐胁迫对不同品种（系）绿豆的影响,对 28 份绿豆种子用 1.2%NaCl 进行盐胁迫处理,测定了与萌发相关的 12 项指标,采用相关性分析、主成分分析、隶属函数分析及聚类分析对不同品种（系）进行了综合评价和分类。1.2%NaCl 胁迫对不同绿豆品种（系）12 项测定指标有显著影响,各指标间存在着不同程度的相关性。主成分分析结果表明,前 3 个主成分累计贡献率为 88.072%;抗旱综合评价 D 值各不相同,其中同绿 9 号的抗旱综合评价值最大（0.681）,表明其对盐胁迫的耐受性最强,168-21 的抗旱综合评价值最小（0.444）,表明其对盐胁迫的耐受性最弱。根据不同品种（系）绿豆耐盐性隶属函数 D 值进行了聚类分析,共分为 3 类：第Ⅰ类为耐盐品种（系）,第Ⅱ类为中等耐盐品种（系）,第Ⅲ类为耐盐性较弱品种（系）。综合评价各项指标,同绿 9 号耐盐性最强,168-21 耐盐性最弱,可为盐碱地种植绿豆提供参考。     

玉米自交系萌发期耐盐性鉴定

为了完善玉米自交系萌发期耐盐性的鉴定评价标准,筛选耐盐性强的玉米种质资源,解析玉米自交系萌发期耐盐性遗传机制,为玉米萌发期耐盐性育种提供理论依据和技术支撑。对390份玉米自交系耐盐性相关的10个生理指标进行测定,利用主成分分析确定为5个综合指标,即7d发芽率、芽干重、芽鲜重、根干重和根长,可作为玉米萌发期耐盐性鉴定指标。根据隶属函数分析确定各材料的耐盐综合评价指数,并通过聚类分析将材料萌发期耐盐性分为6个等级,其中高度盐敏感型材料298份,中度盐敏感型材料49份,盐敏感型材料27份,耐盐型材料9份,中度耐盐型材料5份,高度耐盐型材料2份。     

绿豆种质资源苗期耐盐性鉴定及耐盐种质筛选

土壤盐渍化已成为影响中国农业生产的重要问题,筛选耐盐绿豆种质资源对于盐渍化土地利用具有重要意义。本研究对346份国内外绿豆种质苗期用150 mmol L–1 NaCl进行胁迫处理,测定了株高、地上部鲜重、根鲜重、地上部干重、根干重、根长、根体积等12个指标,采用主成分分析和隶属函数分析、耐盐性综合评价分析及聚类分析对各样本的耐盐性进行了综合评价和归类,并采用逐步回归分析建立了耐盐性预测回归方程。结果表明,处理组与对照组各性状评价指标存在极显著差异,且12个指标的耐盐系数间均存在着不同程度的相关性。结合盐害症状等级划分与耐盐性综合评价结果,筛选到苗期高耐盐(1级)绿豆26份,耐盐(3级)绿豆65份,对盐分敏感(7级)绿豆74份,对盐分极敏感(9级)绿豆18份。其中来自江西的C04125、菲律宾的C06310等10份耐盐能力最强,可作为绿豆耐盐育种的优异种质资源。地上部鲜重、根鲜重、根干重、根长、根体积和根分枝数可以作为绿豆苗期耐盐性评价指标。     

玉米成株期耐盐性评价与耐盐资源筛选

为探明玉米成株期耐盐性评价方法并筛选耐盐玉米资源,采用多个鉴定指标对16份玉米品种进行耐盐性综合评价,并划分为不同的耐盐级别。试验采用大田鉴定法,以株高、穗鲜重、茎鲜重、总鲜重和籽粒干重这5个指标的耐盐指数为评价依据,运用加权隶属函数法进行耐盐综合评价,并根据D值对耐盐性进行聚类分析。结果表明,与正常环境相比,在盐碱胁迫下,各鉴定指标的平均值均有所下降,其中籽粒干重和穗干重的变异系数在盐胁迫条件下明显高于正常条件;不同玉米种质资源的耐盐指数的表现不同,以各个耐盐指数为依据的品种耐盐性排序也不一致;相关分析表明D值与各耐盐指数的隶属函数值均呈极显著正相关,可以用加权隶属函数法综合评价玉米成株期耐盐性。根据D值和聚类分析,可将16个玉米品种划分为5个耐盐级别:其中高耐盐品种(1级) 1个、耐盐品种(2级) 2个、中等耐盐品种(3级) 9个、敏盐品种(4级)3个、高敏盐品种(5级) 1个。本研究共筛选出高耐盐普通玉米1个(天泰316)、耐盐普通玉米2个(五岳97-1,惠农609)和特用玉米1个(山农207),这些品种建议在黄河三角洲等盐碱地示范推广。     

玉米苗期耐盐性鉴定评价方法研究

旨在建立玉米苗期耐盐性有效评价方法,通过梯度微咸水处理和多元统计分析方法对10份玉米品种的苗期耐盐性进行了系统评价。四分位差分析结合玉米耐盐阈值分析表明耐盐鉴定的最佳胁迫浓度为0.5%。利用主成分分析和隶属函数分析可将7个农艺性状的耐盐系数转化为隶属函数耐盐性综合评价值（D值）。结合聚类分析可将玉米苗期耐盐等级划分为：高耐、耐、中等、敏感、高敏。利用逐步回归分析方法建立了D值与7个农艺性状耐盐系数的回归方程：D=-1.147+0.823*长径+0.713*株高。上述研究为评判玉米苗期耐盐性提供了科学方法。     

玉米自交系苗期耐盐性鉴定及筛选研究

旨在加强玉米耐盐性的研究和利用,本研究采用水培法,以NaCl胁迫拟田间盐生条件,在适宜的盐胁迫处理浓度的基础上,以耐盐系数为指标,通过主成分分析、隶属函数分析和聚类分析对242 份玉米自交系苗期的耐盐性进行综合鉴定。结果表明：发芽率、根干重、苗干重、根鲜重、根长和苗鲜重可作为玉米自交系的苗期耐盐性筛选和鉴定指标;通过聚类分析可将242 份玉米自交系苗期的耐盐性划分为5 类,其中B红-2 等12 份玉米自交系的耐盐性较强,NC320 等42 份玉米自交系的耐盐性中等,50K-4-1 等58 份玉米自交系的耐盐性一般,H070480 等77 份玉米自交系的耐盐性敏感,甘1 号等53 份玉米自交系的耐盐性高度敏感。     

42个新疆海岛棉品种萌发期耐盐性评价

为了解新疆海岛棉品种在萌发期的耐盐性差异,用150mmol/L的NaCl对42个新疆海岛棉品种进行萌发期耐盐性评价和筛选。结果表明,在盐胁迫下,42个海岛棉品种发芽率、发芽势、发芽指数和鲜重均受到不同程度的抑制;各指标间存在极显著相关;通过主成分分析确定了2个主成分,主要反映萌发、干物质积累和含水量;主成分综合得分值和模糊隶属函数均值之间呈极显著正相关。通过二者的综合评价值,将42个海岛棉品种聚为4类,分别为高耐盐、中耐盐、弱耐盐和盐敏感类品种,为海岛棉品种的耐盐性评价和鉴定提供理论基础。     

不同高梁品种种子萌发耐盐能力评价

对103份高粱种质资源在发芽期进行耐盐性鉴定.结果表明,随着盐浓度的升高,发芽率、发芽势呈现出下降的趋势.不同品种(系)间的耐盐能力存在着明显的差异,按盐害百分率分级,1级品种(相对盐害率＜20%)11份,3级品种(相对盐害率20%～40%)27份,5级品种(相对盐害率40%～60%)32份,7级品种(相对盐害率60%～80%)18份,9级品种(相对盐害率≥80%)14份.其中芽期耐盐性强(耐盐级别3级以上)的高梁品种38份,占供试材料的36.8%.     

大豆出苗期耐盐性鉴定方法建立及耐盐种质筛选

土壤盐渍化是影响农业生产的重要问题,筛选耐盐大豆资源对于大豆主产区盐渍化土壤的利用具有重要意义。以中黄35、中黄39、Williams82、铁丰8号、Peking和NY27-38为供试材料,以蛭石为培养基质,设0、100和150 mmol L?1 NaCl 3个处理,进行出苗期耐盐性鉴定,分析与生长相关的6个指标,旨在明确大豆出苗期耐盐性鉴定指标和评价方法。结果表明, 150 mmol L?1NaCl处理显著降低大豆的成苗率、株高、地上部鲜重、根鲜重、地上部干重和根干重,并且不同材料间差异显著。基于幼苗生长发育状况的耐盐指数方法与耐盐系数方法对6份种质耐盐性评价结果显著相关。耐盐指数法对植株无损坏、可省略种植对照,节约人力和物力,提高种质鉴定的效率。因此,以150 mmol L?1 NaCl作为出苗期耐盐鉴定浓度,以耐盐指数作为大豆出苗期耐盐鉴定评价指标,鉴定27份大豆资源,获得出苗期高度耐盐大豆(1级) 3份、耐盐大豆(2级) 7份,其中4份苗期也高度耐盐(1级),分别为运豆101、郑1311、皖宿1015和铁丰8号。本研究建立了一种以蛭石为基质,利用150 mmol L?1 NaC...     

玉米自交系耐盐鉴定相关SSR标记的开发

玉米是中国主要粮食作物之一,培育耐盐玉米品种可以有效地保持其在盐渍土壤条件下的产量稳定性。本研究通过主成分分析法(PCA)对69份玉米自交系进行耐盐性鉴定和评价,并从中选取耐盐和盐敏感材料各10份,并以上述20份自交系为试验材料,从本实验室构建的郑58/昌7-2连锁图谱第5连锁群的24个SSR引物中。通过各位点等位变异耐盐性的方差分析,检测到4个耐盐相关的SSR标记(umc1416,umc1349,umc2295和umc1686)。研究结果可为分子标记辅助耐盐鉴定、创制优异耐盐育种材料提供分子水平上的依据。     

高粱品种萌发期耐盐性筛选与鉴定

以12份高粱杂交种作为试验材料,采用150 mmol·L~(-1)的NaCl溶液进行胁迫处理,于人工气候箱内进行培养,测定发芽率、芽长、根长等相关萌发指标。利用隶属函数法及主成分分析法进行耐盐性分析,旨在对高粱杂交品种的耐盐性进行鉴定与评价。结果表明,龙米粱1号和锦杂106的相对发芽率和相对发芽势等各项指标均表现较好,表现出较强的耐盐特性。辽粘3号各项指标相对值均较小,耐盐性较弱。主成分分析结果表明,发芽率、根干重和芽干重在3个主成分中载荷较大,可以作为高粱萌发期耐盐性评价的指标。     

中国高粱地方种质芽期苗期耐盐性筛选及鉴定

日益严重的土壤盐渍化对现代农业生产造成了巨大的危害。高粱既是世界五大粮食作物之一,又是耐盐性很强的抗逆作物。开展高粱耐盐性研究、筛选出一批综合耐盐能力优良的高粱品种对开发利用盐渍化土地、增加粮食产量和维持农业可持续发展具有重要意义。本研究对110份中国高粱地方品种分别进行了芽期200 mmol L~(-1)和苗期100 mmol L~(-1)的NaCl胁迫试验,测定芽期发芽势、发芽率以及苗期的相对叶绿素含量(SPAD)、苗长、根长、苗鲜重、根鲜重、苗干重、根干重等指标。计算芽期、苗期盐胁迫下性状值占对照性状值的百分比表明,参试品种芽期相对发芽势、相对发芽率范围分别为0～98.89%、23.65%～101.79%,盐胁迫下相对发芽势变化差异显著。苗期相对叶绿素含量、相对苗长、相对根长、相对苗鲜重、相对苗干重、相对根鲜重、相对根干重变化范围分别为59.53%～99.91%、52.47%～95.23%、47.87%～100.14%、27.43%～95.28%、30.48%～98.26%、21.62%～100.34%、31.46%～102.13%。采用隶属函数值分析和主成分分析2种方法结合聚类分析对参试高粱芽期和苗期的耐盐能力综合评定,鉴定出芽期高度耐盐材料22份,耐盐材料32份;苗期高度耐盐材料37份,耐盐材料41份;其中,来自内蒙古的朝阳棒槌(00003011)和来自北京的白鞑子帽(00001081)等10个品种在芽期和苗期均表现高度耐盐,可作为后续全生育期耐盐鉴定和耐盐育种的优异资源。对芽期隶属函数值排名以及苗期F值排名结果进行相关性分析表明,芽期与苗期耐盐性没有显著相关性;主成分分析结果表明,反映生物量的指标如苗干重、根鲜重可作为苗期大量材料耐盐鉴定的评价指标。     

陆地棉苗期耐盐性的高效鉴定方法

利用2个耐盐和2个盐敏感的陆地棉品种,分别设置对照和4% (40 g L^–1)浓度NaCl溶液处理三叶期幼苗,处理72 h后调查盐害指数,测定地上部分鲜重、根鲜重、叶片相对含水量、叶绿素荧光参数、相对电导率、丙二醛含量、抗氧化酶类活性等13个与耐盐性相关的重要指标。利用灰色关联聚类、主成分分析和逐步回归等方法综合评价陆地棉苗期耐盐性,认为最大光化学效率(F_v/F_m)可以作为鉴定陆地棉苗期耐盐性的关键指标,构建耐盐指数(y)方程y = 1.943x – 0.882,(x = 最大光化学效率),同时结合另外2个耐盐和2个盐敏感品种所得方程y值对耐盐等级进行划分。进一步利用23个已知耐盐性的品种检验方程,计算结果与田间鉴定结果完全一致。因此选用最大光化学效率作为唯一指标鉴定陆地棉苗期耐盐性,高效准确,同时通过构建方程和划分耐盐等级,为未来大规模陆地棉品种资源耐盐性鉴定提供技术标准和研究基础。     

棉花种质资源萌发期耐盐性鉴定及筛选

种子萌发期是对盐分较敏感的时期,测定不同盐浓度胁迫下的棉花种子发芽情况是筛选棉花耐盐种质的重要依据之一。本研究对629份棉花种质资源进行0、150mmolL^–1 NaCl处理,对鲜重、发芽势等6个性状的耐盐系数进行差异分析,结果显示盐胁迫下各个性状较对照均存在显著差异;使用主成分分析、隶属函数分析对棉花种质耐盐性进行综合评价;对综合评价值D值进行聚类分析,根据D值的大小将629份种质资源分成5类:188份耐盐中间型材料、376份耐盐型材料、36份高耐盐型材料、28份盐敏感型材料、1份高盐敏感型材料;通过逐步回归分析建立棉花萌发期耐盐性评价预测模型:D=0.277RFW+0.29RGP+0.189RPL+0.387RGR-0.32 (R²=0.992),筛选出鲜重、下胚轴长、发芽势和发芽率4个指标可作为棉花萌发期耐盐性鉴定的指标。本研究建立了一套精准、高效的耐盐性鉴定体系,筛选到36份高耐盐材料和1份高敏感材料,为棉花耐盐机制研究和培育耐盐新品种提供参考。     

小麦种质资源苗期耐盐性鉴定评价

土壤盐渍化是影响小麦生长的重要非生物胁迫之一,筛选培育耐盐小麦种质资源对开展盐碱地综合利用具有重要意义。本研究以19份杂交小麦和2份常规品种为试验材料,以蛭石为培养基质,设置NaCl含量分别为0、0.4%、0.8%、1.2%、1.6%、2.0%的6个处理,从播种时开始盐胁迫处理,分析测定生长相关的11项指标。采用多元统计分析方法对小麦种质资源进行苗期耐盐性评价,结果表明,在1.2%盐处理下,小麦种质资源大多数指标的耐盐系数四分位差最大,因此,1.2%盐被认为是耐盐鉴定最适浓度;利用主成分分析方法可将11项调查指标的耐盐系数简化为3个主成分;通过主成分贡献率和隶属函数分析进一步将3个主成分值简化成综合评价指标D值;根据D值利用聚类分析将21份小麦种质资源划分为5类,对应高耐、耐盐、中耐、敏感和高敏5个耐盐级别,苗期耐盐鉴定表明13份杂交小麦的综合评价D值高于捷麦19与济麦22;结合逐步回归分析获得11个调查指标耐盐系数与D值的最优回归方程:D=–0.743+0.779×PLL+0.372×TNL+1.273×PH+0.336×PLC+0.279×RL+0.558×RDW,由此回归方程可知...     

水稻耐盐基因SKC1等位变异突变体耐盐性评价

SKC1基因是已经克隆的水稻耐盐主效基因,位于水稻1号染色体。为了在水稻育种中高效利用SKC1耐盐基因,前期研究利用TILLING技术检测宁夏水稻主栽品种宁粳28号EMS诱变群体,得到了SKC1基因的SNP突变体。本研究通过芽期、苗期、孕穗期、全生育期耐盐性鉴定,对16份农艺性状优良的水稻耐盐基因SKC1等位变异突变体的耐盐性进行了全面评价,结果表明:耐盐性强的突变材料有:18NY-10、18NY-12、18NY-14,耐盐性较强的突变材料有:18NY-2、18NY-4、18NY-5、18NY-6、18NY-7、18NY-8、18NY-13、18NY-16。结果可为宁夏水稻耐盐育种提供种质资源。     

大豆农家品种资源芽期耐盐性鉴定及耐盐品种筛选

栽培大豆属于中度耐盐植物,盐胁迫导致其正常的生长发育进程受到抑制。本研究测定了NaCl处理下,18份大豆农家品种资源的发芽率、发芽势、株高、胚轴长、根长、侧根数、干物质积累等指标。明确了NaCl胁迫条件下,发芽率、发芽势、株高、胚轴长、根长、侧根数、干物质积累等指标均呈降低趋势。筛选出耐盐品种G08,盐害指数18.00%。证明了发芽势、发芽率、株高、胚轴长、根长与品种间耐盐性呈显著相关关系,能更好的反应大豆的耐盐性。为大豆耐盐种质创制提供丰富的数据参考和亲本材料,为完善大豆种质资源耐盐性研究和提高盐渍土壤利用效率提供资料依据。     

盐胁迫对不同野生大豆种子发芽的影响

采用室内发芽盒模拟盐环境（砂基）进行发芽试验,对野66号、野76号、野18号3个野生大豆品种和周4、郑94059、3号3个栽培大豆品种种子萌发时的耐盐性进行检测。测定其发芽率、发芽指数、苗长、电导率、POD（过氧化物酶）比活力、根系活力,比较这些生理指标间的差异显著性,评价不同品种闻耐盐性的差别。结果表明：野生大豆耐盐性明显高于栽培大豆,在野生大豆不同品种之间,野生18号耐盐性最强,野生66号次之,野生76号最弱。