不同耐旱型玉米自交系冠层光合及产量对生殖生长期干旱胁迫的响应

在PVC管栽和大田条件下,采用裂区试验设计,主区为玉米自交系、裂区为水分处理,测定玉米冠层光合和产量等指标。结果表明,与对照(CK)相比,干旱胁迫(WS)处理下冠层叶色值(SPAD)、光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)和叶面积指数(LAI)均呈下降趋势,耐旱性较强的黄早四(HZS)平均降幅小于耐旱性较弱的CML58,其SPAD和LAI的降幅较高期(R3)出现早于CML58(R5);干旱胁迫后,水分利用效率(WUE)呈升高趋势,HZS平均升幅高于CML58。HZS的SPAD、Pn、Tr、WUE、LAI、单株粒重、收获指数和群体产量均高于CML58。与CK相比,WS处理下HZS群体产量平均降幅低于CML58。综上,耐旱性较强的玉米自交系冠层光合参数对生殖生长期干旱胁迫响应相对滞后,可在干旱胁迫后维持相对较高的光合性能、水分利用效率和叶面积指数,促进植株干物质转化与子粒建成,最终获得较高产量。     

大豆不同生殖生长期干旱胁迫条件下施磷对根系形态性状的影响

磷素(P)是提高植物抗水分胁迫能力的重要因子.选取大豆(Glycinemax L. Merrill)品种东农434进行盆栽试验,分别在大豆R1期(初花期)和R4期(盛荚期)进行干旱胁迫处理,解析P在干旱胁迫条件下对根系性状和产量的影响.试验设置4个施P水平,即0、7.3、14.6和29.2 mgkg-1.3个水份处理,即(1)全生育期维持田间持水量(FWC)的65%～75%为对照;(2)R1期控水为FWC的30%～40%;(3)R4期控水为FWC的30%～40%.结果表明,两个时期的干旱胁迫均显著影响根系性状,降低产量,且R4期比R1期严重.磷素营养显著改善干旱胁迫所引起的不利影响,增加根干重、根长、根表面积,进而减少大豆产量的损失.     

引进美国玉米自交系在我国的耐旱适应性分析

对210份引进美国解密玉米自交系在正常灌溉和干旱胁迫两种水分处理下进行耐旱适应性分析。通过对美国自交系和国内主要自交系耐旱相关农艺性状调查发现,在两种水分处理下,美国自交系产量略高于国内自交系,其中,行粒数是造成产量差异的主要因素。从育种角度来看,虽然美国自交系株高高于国内自交系,但其穗位高明显低于国内自交系,有利于培育品种的抗倒性。利用耐旱选择系数对自交系耐旱性进行评价,从美国自交系选出LH149、PHBA6、S8326等26份极强耐旱性自交系,耐旱性超过国内自交系豫12和齐319等。     

水分胁迫下持绿型玉米根系形态及根系活力的研究

在盆栽条件下,研究开花期和灌浆期干旱胁迫对持绿型玉米丹598和普通玉米黄早四根系形态及其活力的影响。结果表明,持绿型玉米丹598具有较长的总根长、较大的根表面积、根体积、根干重、根冠比及根系还原力,与普通玉米黄早四相比,水分胁迫下上述指标的降幅较小。在干旱条件下,持绿型玉米丹598能保持较好的根系形态和较高的根系活力。     

不同去根处理对夏玉米根系形态及产量的影响

以玉米杂交种郑单958为材料,研究在7.5万株/hm~2条件下大喇叭口期、吐丝期去根处理对植株根系形态及产量的影响。结果表明,吐丝期去根处理的植株穗粒数、千粒重和产量较不去根处理的植株分别提高8.70%、4.74%和1.98%;大喇叭口期去根处理的植侏分别降低16.53%、10.29%和2.74%。吐丝期去根处理的植株地上部总干物重和分配至果穗中的干物质比例最高,较对照分别增加0.72%和4.96%。两种去根处理显著增加0~10 cm土层内的根系长度,尤其增加0.5~1.0 mm毛细根的数量,利于对耕层水分和营养的吸收。大喇叭口期去根处理增加各土层内的根系表面积和根体积,吐丝期去根处理增加0~10 cm土层内的根系表面积和根体积。密植高产玉米群体存在根系冗余,在玉米吐丝期适当去根处理对玉米产量的提高具有促进作用。     

不同产量水平的玉米自交系农艺性状分析

采用聚类分析、因子分析、通径分析的方法,对我国常用自交系的农艺性状与单株产量间的关系进行分析。研究影响我国玉米自交系单株产量的主要因子,了解不同产量水平下自交系农艺性状间的关系。结果表明,我国常用66份自交系划分为低产型和高产型两类。不同玉米自交系性状间存在很大差异,同一自交系不同性状间也存在差异,同时筛选出具有不同优良性状的自交系。按方差贡献率大小,对玉米自交系单株产量起重要作用的主因子依次为衰老、叶源量、生物学产量、穗生长势等。千粒重对低产自交系起主要决定作用,行粒数是高产自交系的主要决定因素,穗行数是其主要限制因素。改良自交系应注重主因子的效应,低产自交系主攻千粒重,高产自交系主攻行粒数。     

干旱胁迫下玉米自交系叶片木质素含量变化及其与耐旱性的关系

选用耐旱性不同的6个玉米自交系,在不同干旱胁迫强度及正常灌水条件下,测定叶片的木质素含量,并转换为耐旱系数,研究其与雌雄花期间隔和单株子粒产量耐旱系数的相关性。结果表明,耐旱性不同的自交系叶片的木质素含量对干旱胁迫的反应不同。在干旱胁迫条件下,耐旱性较强的自交系木质素含量显著升高,平均耐旱系数较大,耐旱性中等的自交系木质素含量比正常灌水对照略有升高,耐旱性较弱的自交系木质素含量与对照相当或下降。在中等干旱和严重干旱条件下,叶片木质素含量平均耐旱系数与单株子粒产量和雌雄花期间隔耐旱系数的相关系数分别为r=0.848和r=0.889,均达显著水平。     

干旱对玉米产量和生殖生长的影响

低产和高产的玉米杂交种对土壤缺水的反应为育种工作者提供了非常有价值的资料。玉米产量的提高归因于诸多因素,如空秆率减少,粒重增加,较长的灌浆期,较大的叶面积或较长的持绿时间等。Duvick和Cast等(1984)观察到新杂交种比旧栽培种在土壤有效水降低的环境下有较好的产量。可是,关于干旱对高     

干旱胁迫对大豆根系发育影响初报

盆栽条件下,设置干旱、轻度干旱和适宜水分处理,探讨了不同生育时期干旱胁迫对大豆根生物量、根冠比、根长、根表面积和根体积的影响.结果表明:在同一控水时期,随着土壤含水量的增加,根冠比逐渐降低.营养生长期(V2 ～ R1)控水,随着土壤含水量的增加,根生物量、根表面积逐渐增加,且适宜水分显著高于干旱,但与轻度干旱间无显著差异,各水分处理间的根长、根表面积无显著差异.花荚期(R1～R5)控水,轻度干旱的根生物量、根体积显著高于干旱处理,适宜水分的根长、根表面积显著高于干旱和轻度干旱处理.鼓粒期(R5 ～R7)控水,根生物量、根长、根表面积、根体积3个处理间差异不显著.     

密度对不同株型的玉米农艺、根系性状及产量的影响

Density is the key factor of maize high-yield cultivation.Effects of planting density on agricultural characters,root system characters and yield were studied using different maize plant type semi-compact maize Jinhai 5,compact maize Zhengdan 958.The result showed that with the increasing of density,plant height was increased,stem diameter and ear diameter was decreased,ear was shorten,rare top length,No.of ear nod,ear height was increased,brace root number and total root number was decreased,the rate of root dry weight was increased within farming layers,population dry matter accumulation was increased and plant dry matter accumulation presented the opposite trend,ear linage,kernels per ear,100-kernels weight,double-ear rate,plant yield was decreased,yield was increased and decreased successively.The relation between yield and density of Jinhai 5 was Y=-625.67x²+9 044.5x-18 530,optimal plant density was 7.0×10⁴-7.5×10⁴ plants/ha,the relation between yield and density of Zhengdan 958 was Y=-375.67x²+6 410x-13 043,optimal plant density was 8.5×10⁴-9.0×10⁴ plants/ha.Analysis revealed the number of brace roots and total roots could be used as an indicator for plant dry weight and yield.     

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。     

玉米自交系苗期耐旱性差异分析

在水分胁迫下,研究了18份玉米自交系苗期的植株性状表现.9份耐旱系(313、旱23、中自01、C8065、52106、自330、X178、P138和HC)的叶面积指数和叶片相对含水量较高,光合能力和干物质积累强,耐旱系数较大,胁迫解除后植株恢复生长.9份耐旱性较差的自交系(魯原92、豫12、中黄204、B73、金黄96B、S7913、S37、郑22和综31)随着胁迫强度增大,叶面积指数和叶片相对含水量迅速降低,光合能力和干物质积累减少,复水后植株不能恢复生长.叶片相对含水量和耐旱系数是玉米苗期耐旱性的重要特征.随胁迫增强,耐旱性强的自交系叶片相对含水量和耐旱系数明显大于耐旱性弱的自交系.研究结果为苗期玉米耐旱种质筛选和改良提供了初步信息。     

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。     

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。     

玉米自交系不同生育期的抗旱性鉴定及生理响应机制研究

以17份黄淮海常用骨干系及自选系为材料,不同生育期进行干旱胁迫,筛选抗旱性强的玉米种植资源,并探讨其抗旱的生理机制。方差分析表明,与正常水分相比,胁迫后的抽雄至散粉间隔未达显著水平,但ASI间隔达显著水平;不同生育期自交系的叶绿素含量、Fv/Fm和Fv/Fo均下降,SOD和POD活性均提高,但不同自交系下降或上升的幅度不同,且不同自交系间、胁迫与对照间指标差异及两因素交互作用均达极显著水平。灰色关联度表明,POD活性无论是拔节期还是抽雄期都与ASI关联度很高,可作为筛选抗旱型材料的一个重要指标。模糊隶属函数法鉴定出超4F、郑36、CIMBL12、郑63、HCL645、郑6611和PH6WC在两个生育期均属于抗旱型自交系,其中,超4F、郑36和郑63拔节期和抽雄期干旱胁迫后,ASI增大幅度较小,叶绿素含量、叶绿素荧光参数Fv/Fm和Fv/Fo抗旱指数均较高,说明这3个自交系遭受干旱胁迫时主要通过调节光合系统这种机制来提高抗旱性。     

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%。     

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。     

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。     

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。