新疆干旱条件下常用玉米自交系耐旱性鉴定研究

采用随机区组试验设计,在正常灌溉和干旱胁迫处理下,对47份我国常用亲本自交系耐旱性及各项指标进行筛选和鉴定。结果表明,在重度干旱胁迫条件下,耐旱性极强的自交系有3个,分别为英64、478、掖52106;耐旱性强的自交系有15个,分别为38-11、Mo17、吉853、自330、III.Hy、黄C、沈5003、444、Lx9801、丹340、郑58、C103、郑22、吉63、X178。在中度干旱胁迫条件下,耐旱性极强的自交系有3个,分别为英64、38-11、齐319;耐旱性强的自交系有8个,分别为Mo17Ht、郑58、K12、L289、塘四平头、444、478、沈5003。     

我国常用玉米自交系的耐旱性评价

2007年冬季和2008年春季分别在海南三亚和新疆乌鲁木齐对196份玉米自交系采用两种不同干旱胁迫处理,依据形态性状及产量相关性状评价其耐旱性。通过典型相关分析发现,株高、雌雄开花间隔天数(ASI)、单穗粒重和结实株数百分率4个性状可以作为玉米自交系耐旱性评价指标。采用因子分析方法,计算株高、雌雄开花间隔天数、单穗粒重和结实株数百分率4个性状的综合耐旱系数,对196份玉米自交系进行耐旱性评价,将试验材料分为耐旱、中度耐旱、中度干旱敏感和干旱敏感4种类型。两点试验耐旱级别完全一致的材料有58份,其中耐旱自交系有7份(H201、Mo113、英64、H21、早49、丹598、吉842);中度耐旱自交系有14份(丹黄02、8902、中106、郑22、中黄68、K22等),这些材料为耐旱育种提供了种质基础。     

几个常用玉米自交系耐旱性的比较

The author carried on this experiment using the shed of drought-resistance and studied the drought-resistance of six different common maize lines.The results showed that the drought resistances had much difference among different maize lines.The relative water contents,MDA contents,conductivity and drought resisting index of maize leaf could be the appraisal index of maize drought resistance.     

玉米自交系耐旱性鉴定与评价

以88份玉米自交系为试验材料,采用随机区组试验设计,在正常灌溉和干旱胁迫处理下,对自交系的耐旱性进行鉴定,以产量抗旱指数(DI)、耐旱系数隶属度(SV)为评价指标,并结合散粉吐丝间隔期(ASI),对85份正常结实自交系的耐旱性进行综合评价。结果表明,在中度偏重干旱条件下,85份自交系在干旱处理区较正常供水区的平均株高降低,果穗变短、变细,空秆增多,秃尖增加,双穗率、百粒重降低,散粉吐丝间隔期(ASI)延长,产量平均下降42.9%。强耐旱自交系有6份,较耐旱自交系有16份,中等耐旱自交系有20份,弱耐旱自交系有29份,不耐旱自交系有14份。     

我国47份主要玉米自交系耐旱性分析

利用耐旱系数法对我国47份主要玉米自交系农艺性状、产量与耐旱性进行相关性分析,对自交系耐旱性进行综合评价。结果表明,穗粗、行粒数、轴径与单株子粒产量耐旱系数呈极显著正相关;株高、雄穗长、穗行数、百粒重与单株子粒产量耐旱系数呈显著正相关;ASI与单株产量耐旱系数呈极显著负相关。各性状耐旱性对单株产量的相对重要性依次为穗粗行粒数轴径株高雄穗长穗行数百粒重穗位高穗长ASI。按照综合耐旱系数将自交系耐旱性分为3个级别,耐旱性较强自交系有混517、郑58、掖52106、英64、38-11等19份,占40.4%;耐旱性中等自交系有525、C103、Mo17Ht、黄早四、昌7-2等18份,占38.3%;耐旱性较弱自交系有吉853、综31、L317、Os420、WF9等10份,占21.3%。     

玉米自交系耐旱性与耐瘠性相关性研究

以13个玉米自交系为材料,根据不同水分处理比较自交系的耐旱性,根据不同肥力处理比较自交系的耐瘠性。通过对自交系耐旱性和耐瘠性的相关性分析,表明玉米自交系的耐旱与耐瘠之间呈显著正相关。     

吉林省玉米骨干自交系苗期耐旱性鉴评

以78份吉林省玉米骨干自交系为试材,在温室条件下进行苗期干旱胁迫模拟,测定株高、茎粗、根鲜重、地上部分鲜重、根干重、地上部分干重等6项形态指标,估算各性状指标的耐旱系数,作为评价参数进行主成分分析和聚类分析,综合评价参试玉米自交系苗期耐旱性。结果表明,干旱胁迫组测定的形态指标数据与对照组相比均降低,变异幅度有明显差异。根鲜重耐旱系数、地上干重耐旱系数作为综合指标对玉米自交系苗期耐旱性评价的贡献率优于其他指标。聚类分析将参试玉米自交系划分出5个耐旱等级,郑58、S121、W9813、6F576为极强耐旱,丹598、8723、中128、骨马4404等18份玉米自交系为强耐旱,HCL645、四-4112、C8605-2、龙抗11等25份玉米自交系为中度耐旱。     

玉米自交系萌发期与苗期的耐旱性评价

以24份玉米自交系为试验材料,在玉米萌发期通过PEG-6000(聚乙二醇-6000)模拟干旱胁迫的方法,以胚芽长与胚根长伤害率来评价萌发期的耐旱性,并且通过温室内不漏水塑料杯控制浇水的方法,以不同土壤相对含水量下苗高、茎粗和叶绿素含量的伤害率及复水后幼苗存活率来评价苗期的耐旱性。结果表明,在萌发期自交系齐318、丹599和K22具有较强的耐旱性;在苗期自交系丹599、SH15、旱21、K22、丹3130等具有较强的耐旱性。     

几个玉米自交系的耐旱性鉴定

对国内20余份骨干自交系进行耐旱性鉴定,测定其ASI、单穗平均产量、出籽率等指标,对筛选出的6个自交系进一步鉴定分析其抗旱指数、RI(修).结果表明:Qi319、Ye107、F178耐旱性好,且自身产量较高,可作为耐旱种质资源加以利用。     

不同基因型玉米自交系的抗旱性研究与评价

通过田间直接鉴定,采用模糊函数法,以抗旱隶属度、产量抗旱系数和抗旱指数为评价参数,分析各性状与参数间的关系,并运用主成分分析选择出有效的评价参数和指标,对各自交系进行抗旱性综合评价和聚类分析。结果表明,干旱导致玉米自交系的散粉至吐丝期间隔增加,光合叶面积减少,株高和穗位高降低,茎秆变细,穗短小,秃尖多,穗粒数少,粒重轻,最终导致产量下降。不同基因型间因抗旱性差异而所受影响明显不同,各自交系抗旱性强弱与干旱条件下的性状表现有较大关系,其中79-1E、交51、苏1-1和18599的抗旱性较好。各评价参数中,以产量抗旱指数和抗旱隶属度与干旱条件下各性状之间呈极显著或显著相关。抗旱指数、抗旱隶属度、产量和叶面积是抗旱性综合评价最有效的参数和指标。     

干旱对玉米自交系叶片叶绿素荧光特性的影响

以玉米自交系郑58(抗旱性强)和丹340(抗旱性弱)为材料,采用盆栽控水试验,设置中度干旱和正常灌水处理,研究干旱胁迫对玉米自交系苗期、抽雄吐丝期和灌浆期叶片叶绿素荧光指标的影响。结果表明,不同生育时期,玉米自交系叶片光系统Ⅱ(PSⅡ)的最大荧光(Fm)、原初最大光能利用效率(Fv/Fm)、潜在光化学效率(Fv/F0)、有效光化学量子产量(Fv’/Fm’)、实际光化学量子效率(ΦPSⅡ)和光化学猝灭系数(q P)均随干旱胁迫的加剧而下降;初始荧光(F0)和非光化学猝灭系数(q N)均随干旱胁迫的加剧而升高。与丹340相比,郑58的Fm、Fv/Fm、Fv/F0、Fv’/Fm’降幅均相对较小。不同时期干旱胁迫下,郑58的Fm、Fv/Fm、Fv/F0、Fv’/Fm’、ΦPSⅡ和q P均高于丹340。与丹340相比,干旱胁迫下,郑58光系统Ⅱ具有较高的光能转化和利用效率、实际光化学量子效率和有效光化学量子产量,通过调节碳同化能力和激发能利用效率,有效地耗散过剩光能减轻光抑制,保护光合机构,维持较高的光合性能。光系统Ⅱ中Fm、Fv/Fm和Fv/F0可以用来鉴定玉米自交系抗旱性。     

干旱耐性差异玉米自交系叶面泡状细胞特性分析

以6种不同干旱耐性玉米自交系为研究对象,开展不同自交系苗期干旱耐性、泡状细胞特性及干旱胁迫后泡状细胞形变等研究,揭示泡状细胞与干旱胁迫耐性差异玉米自交系干旱胁迫前后的特性及反应的关联性,在细胞水平上探索重要农作物干旱胁迫反应机制。结果表明,玉米自交系B73、PH4CV、HiC对干旱胁迫较为敏感,Mo17干旱耐性较强,Zong31、Z58次之。泡状细胞切片显示,叶片表皮泡状细胞簇数随自交系干旱耐性增强而增多,每簇泡状细胞数量随自交系干旱耐性增强而减少。干旱处理后,泡状细胞发生明显形变,自交系泡状细胞形变程度与其干旱耐性、叶片萎蔫程度、红外热成像、组织含水量和膜脂氧化产物MDA(Malondialdehyde)积累等胁迫反应特征呈对应关系,表明玉米叶片泡状细胞在调节植物干旱胁迫反应中发挥重要作用。     

不同玉米自交系萌发期抗旱性鉴定

以35份玉米自交系为试验材料,采用渗透压为0.4 MPa的PEG-6000溶液模拟干旱胁迫,以发芽势、发芽率、萌发抗旱指数、贮藏物质转运率、胚根数、胚根长、胚芽长作为测定指标,利用抗旱系数(DC值)、主成分分析和聚类分析对玉米自交系的抗旱能力进行综合评价和分类。结果表明,干旱胁迫对玉米各项指标均产生不同程度影响,结合主成分分析和聚类分析,鉴定出抗旱型材料4份,分别为1153、1245、1246和PHT11;干旱敏感型材料3份,分别为PHJR5、LH284和A14242;其他28份分别为较抗旱型和干旱较敏感型材料。     

玉米黄改系材料萌芽期耐旱性鉴定与评价

在正常水分和PEG6000胁迫处理条件下,对玉米自交系黄早四和16份黄改系材料进行萌芽期耐旱性鉴定并筛选耐旱材料。结果表明,PEG溶液在浓度为-0.2 Mpa(11.96%)即可进行干旱胁迫处理。萌发耐旱指数(GDRI)和贮藏物质干旱伤害率能够区分材料的耐旱性,GDRI与贮藏物质干旱伤害率呈显著负相关。GDRI与胚根长伤害率、胚芽干重伤害率和胚根干重伤害率呈显著负相关。中胚轴长度、子粒鲜重和子粒干重不受干旱胁迫的影响,不能作为耐旱性鉴定的性状,可用于育种材料的筛选性状。根据PEG胁迫筛选,获得6份黄改系的萌芽期耐旱性材料。