春小麦耐热性表现及其评价

以 Seri82× Siete Cerros重组近交系为供试材料 ,对不同高温胁迫环境条件下小麦耐热性的表现以及小麦耐热性的评价方法进行了研究。结果表明 :分期播种能够给春小麦提供全生育期的高温胁迫环境 ;借助塑料大棚人工升温的办法可以模拟大田生产条件下籽粒灌浆期的高温胁迫环境。在这些不同的热胁迫环境中 ,供试材料的产量性状都受到严重影响 ,且在耐热性表现显著差异。产量性状和耐热性的相关分析表明 :正常环境条件下产量性状表现与耐热性之间不存在相关关系。不同热胁迫环境条件下 ,基因型之间产量性状的遗传表达亦存在显著差异 ,并与耐热性呈显著的负相关。可以认为采用热感指数和几何平均产量 2个指标鉴定和评价小麦品种的耐热性     

热胁迫下春小麦品种产量性状耐热性差异及相关分析

以宁夏灌区大面积种植的小麦品种(系)为供试材料(35个),在小麦灌浆后期通过人工升温鉴定耐热性,结果表明,不同基因型热胁迫处理与正常环境相比千粒重降低幅度在1.2%~30.2%间,穗粒重降低幅度在0.5%~40.0%间。不同基因型间的耐热性存在较大差异,千粒重感热指数在0.09~2.86间,有3个材料千粒重感热指数S<0.2,表现较强的耐热性。耐热材料(S<1,n=17)的平均千粒重、穗粒重、穗粒数较热敏感材料(S>1,n=18)分别低0.43g、0.22g和2.19粒。晚熟材料较中熟材料的丰产性好、耐热性差。相关分析表明,千粒重感热指数与热胁迫下的千粒重呈极显著负相关。千粒重感热指数与穗粒重感热指数、千粒重几何平均产量与穗粒重几何平均产量间均呈极显著正相关。     

小麦种质资源耐热性评价

【目的】利用热感指数作为耐热性鉴定指标,分别对冬、春小麦种质资源进行高通量耐热性鉴定,筛选耐热种质资源,为小麦耐热性育种提供材料基础。【方法】冬小麦材料采用延期播种、春小麦材料种植在温度有显著差异的地理环境下,人为致使小麦灌浆期遭遇高温胁迫。根据不同环境处理的千粒重值计算冬、春小麦各个材料的热感指数。依据热感指数,对来自中国不同小麦生态区和国外不同地区和组织的1 325份小麦种质资源,包括688份冬小麦和637份春小麦,分别进行耐热性评价。热感指数小于0.5为极耐热材料、大于等于0.5小于1为中等耐热材料、大于等于1小于1.5为中等热敏感材料、大于等于1.5为极敏感材料。【结果】冬小麦和春小麦热胁迫处理组灌浆期平均最高温度分别高于对照组1.91℃和7.09℃,且热胁迫处理组千粒重与对照组相比均有显著降低。根据热感指数分级评价结果,极耐热冬、春小麦材料31和48份,占供试材料的4.51%和7.54%;极敏感冬、春小麦材料19和58份,占供试材料的2.76%和9.11%;其余大多数材料为中间类型（中等耐热材料和中等热敏感材料）。从中国小麦生态区域的地理分布来看,来自南部麦区（西南冬麦区、青藏春冬麦区、长江中下游冬麦区）的冬小麦材料耐热性整体高于来自北部麦区（北部冬麦区、黄淮冬麦区）的冬小麦材料。对于春小麦,来自新疆春冬麦区的材料耐热性最强,平均热感指数为0.70,且其中88.00%的材料属于耐热材料（极耐热材料或中等耐热材料）;此外,来自国际干旱地区农业研究中心的春小麦平均热感指数为0.88,也表现出较强的耐热性。来自CIMMYT的人工合成六倍体材料耐热性最弱,平均HSI为1.18,其中69.58%的材料为热敏感材料（中等热敏感材料和极敏感材料）。【结论】采用延期播种或在高温的地理环境下种植能使小麦在灌浆期遭遇高温胁迫。以千粒重热感指数作为评价指标,对1 325份小麦种质资源进行高通量耐热性鉴定,综合考虑正常条件下的产量潜力和高温条件下的耐热性,筛选出优异耐热资源103份,可用于相应生态区小麦的耐热性遗传改良。     

高温胁迫对不同棉花品种光合作用及产量性状的影响

【目的】 研究高温胁迫下不同棉花品种之间光合性状、产量性状及品质性状的差异,分析高温胁迫对棉花光合特性的影响,筛选耐高温品种,为耐高温品种选育提供理论支持。【方法】 测试20份陆地棉资源材料在高温胁迫后,叶片净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、胞间CO₂浓度、光合水分利用率等5项生理指标,以及单株结铃、单铃重、衣分、籽棉产量、皮棉产量、纤维长度、比强度、马克隆值、整齐度、伸长率10个性状,研究其差异性及相关性。【结果】 20份材料在高温胁迫后光合特性和产量性状存在极显著差异,纤维品质存在差异但不显著,棉花品种间耐热性的表现不同,单株结铃和单铃重这两个产量性状和净光合速率、蒸腾速率、水分利用率呈正相关。【结论】 在高温胁迫环境下,中棉所35号、湘棉11号、鄂棉10号的光合能力相对较强,产量性状相对较高,具有较强的耐高温特性,筛选出材料可以作为耐高温育种的种质资源。     

不同氮温组合对小麦籽粒产量和品质的影响

在大田条件下,以筋力不同的2个小麦品种为供试材料,研究了不同氮温组合对小麦籽粒产量和品质的影响。结果表明:合理氮肥运筹不仅在正常生长条件下对籽粒产量和品质有显著影响,而且通过提高追肥比例或增加开花期追肥可缓解高温胁迫对粒重的不利影响,前者的效应大于后者,但两者的叠加效应并不总表现为正效应。氮肥运筹对高温胁迫条件下籽粒品质的缓解作用较小。从减轻灌浆期高温胁迫的不利影响和提高籽粒产量的稳定性出发,适当提高氮肥追施比例是必要的。     

小麦耐热型种质资源的鉴定与筛选

小麦是全球最重要的粮食作物之一,鉴定及筛选耐热种质资源,选育耐热品种,对适应高温气候及保障小麦高产稳产具有重要意义。鉴定、筛选小麦耐热种质资源,选育耐热性品种是解决小麦不耐热所产生问题的根本方法,以河南省麦区推广的20份小麦品种(品系)为试材,设置灌浆期的生长环境为热胁迫(每天8:00～18:00扣棚增温)和自然条件(CK)2个处理,研究热胁迫对小麦千粒重和产量的影响。结果表明:高温明显抑制了小麦籽粒干物质的积累,在不同品种间产量和千粒重对高温耐受性存在遗传差异。     

幼苗期小麦热激蛋白的诱导研究

高温是小麦产量提高的一个重要限制因素,小麦受到高温胁迫时会产生一系列热激蛋白来适应这种逆境,不同发育阶段的热激蛋白存在差异,不同抗热作物品种中热激蛋白也存在差异,因此,研究抗热性不同的小麦品种中热激蛋白差异对小麦耐热性的研究具有重要的理论意义与实践意义。该实验利用SDS—PAGE方法对热激蛋白的诱导条件及表现形式进行了研究,为小麦增产提供了一定的理论依据。     

茄子耐热性苗期鉴定研究

为建立茄子耐热性快速鉴定体系,对7个供试茄子材料幼苗在高温胁迫下热害指数、膜相对电导率和脯氨酸含量的变化规律及相关性进行研究,结果表明,分段高温处理的热害指数和连续高温处理下的膜电导率可以有效区分不同品种茄子幼苗的耐热性,且两者鉴定结果相关显著,处理时间以4天为宜;脯氨酸含量变化与品种耐热性虽有一定相关,但不宜作为快速鉴定首选指标.     

旱热胁迫互作对春小麦不同基因型产量性状的影响

以宁夏灌区自育的小麦品种(系)为供试材料,通过限水和后期人工升温研究了旱、热胁迫对其产量性状的影响。结果表明,旱胁迫下不同基因型千粒重、穗粒重平均为46.7 g和2.7 g,比正常环境下平均降低3.8%和4.9%。旱胁迫 热胁迫下不同基因型千粒重、穗粒重平均为43.7 g和2.2 g,比旱胁迫下的千粒重、穗粒重分别降低6.5%和18.9%。耐热材料的千粒重感热指数(S)平均为0.26,比热敏感材料低1.17。不同胁迫对小麦千粒重降低幅度的大小顺序是:旱、热胁迫互作>旱胁迫>热胁迫。     

小麦氮素利用效率的基因型差异及相关特性分析

【目的】对长江中下游麦区小麦种质进行氮素利用效率基因型差异分析,明确不同种质材料的氮素利用特性,为小麦氮素高效育种及相关分子机理研究奠定基础,同时探讨氮素利用效率与不同生育期性状的相关关系,为建立小麦氮素高效利用的评价指标提供参考。【方法】大田条件下,设置低氮(纯氮62.55 kg·hm~(-2))和正常氮(纯氮187.5 kg·hm~(-2))2种氮素水平,以主要来自于长江中下游麦区不同时期的小麦种质118份为材料进行氮素利用效率基因型差异分析,通过对苗期地上部干重、分蘖数、叶绿素含量;花期地上部干重、植株氮素浓度、氮素积累量;灌浆期旗叶叶绿素含量;成熟期籽粒产量、茎秆重、籽粒氮素浓度、茎秆氮素浓度、籽粒与茎秆氮素积累量、穗数、穗粒数、千粒重、收获指数和氮素收获指数等22个性状的测定与计算,研究氮素利用效率与不同性状之间的相关关系,并根据材料的氮素利用效率差异对不同种质材料进行划分。【结果】供试小麦材料在2种氮素水平下,各研究性状均存在较大的差异。相关性分析显示植株成熟期茎秆重、地上部生物学产量、收获指数、穗数、植株花期生物学产量、成熟期籽粒氮素积累量、茎秆氮素积累量、氮素收获指数和花期氮素积累量均与籽粒产量呈显著正相关关系;植株氮素生理利用率除了与氮素收获指数显著正相关外,与茎秆重、穗数、籽粒和茎秆氮素浓度及氮素积累量均显著负相关。根据2种氮素水平下产量,供试材料被划分为双高效型、双低效型、高氮高效型和低氮高效型。双高效型和高氮高效型材料对增施氮素反应更为敏感。低氮高效型材料灌浆期旗叶叶绿素含量显著高于其他3种类型,说明氮素胁迫条件下,旗叶持绿性有助于提高植株氮素利用效率。【结论】供试小麦材料氮素利用效率在不同氮素水平下差异显著。不同氮效类型小麦材料对氮素响应不同,高氮高效型对氮素反应敏感,适合于高氮种植;双高效型和低氮高效材料具有耐贫瘠的能力,是氮素高效育种的优质材料。在2种氮素水平下,除了植株成熟期及花期地上部干重、植株氮素积累量等常规指标外,植株穗数也可作为小麦氮素高效利用的评价指标。     

不同耐热性小麦品种在热锻炼和热胁迫下叶片相对电导率及超微结构的差异

以不同耐热性的2个小麦品种叶片为试材，研究在热锻炼(34℃，48h)和热胁迫(49℃)条件下，叶片相对电导率及超微结构变化与耐热性的关系。结果表明：热锻炼提高了核膜的热稳定性，降低了叶片相对电导率，延缓热胁迫对叶肉细胞超微结构的破坏，从而可提高细胞的耐热性。叶肉细胞中液泡膜对高温最敏感，其次为线粒体和叶绿体。线粒体的嵴和内膜比外膜对高温更敏感；叶绿体中，类囊体膜在热胁迫下首先出现排列紊乱，但解体时间却比叶绿体被膜晚。此外比较了2个小麦品种叶肉细胞超微结构在热锻炼和热胁迫下反应的差异，讨论了这些超微结构变化与耐热性的关系及热胁迫下叶肉细胞的死亡类型。     

普通小麦与其近缘种及人工合成材料的耐盐性分析

为了比较普通小麦与其近缘种和人工合成材料对盐胁迫的敏感性差异,以普通小麦以及小麦近缘种黑麦、硬粒小麦和人工合成材料六倍体小黑麦、八倍体小黑麦为试验材料,调查了不同盐浓度胁迫条件下供试材料的发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数等性状,研究了盐处理对不同种质生长量的抑制,同时测定了可溶性糖含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性等生理指标。结果表明,供试的试验材料在耐盐性上略有差异,萌发期和幼苗期的耐盐性基本一致,表现为黑麦八倍体小黑麦普通小麦六倍体小黑麦硬粒小麦。综合各性状来看,黑麦和八倍体小黑麦的耐盐性较好,在普通小麦的耐盐性改良中具有一定的利用价值。     

夏季高温环境下苦瓜种质资源农艺性状的综合评价

[目的]调查统计31份苦瓜种质资源在夏季高温环境下的农艺性状表现并进行耐热性分析评价,旨在建立田间苦瓜种质资源耐热性分析评价的方法和体系及筛选鉴定指标和优良耐热的苦瓜种质资源.[方法]连续两年在福建夏季高温环境下对31份苦瓜种质资源进行大田栽培比较试验,通过调查统计苦瓜的22个主要农艺性状指标,运用相关性分析、主成分分析和逐步回归分析对供试苦瓜种质资源进行综合分析评价.[结果]在高温环境下不同苦瓜供试材料产量差异较大,变异系数为35.48%,第一雌花节位、瓜长、瓜形和瓜瘤形状等果实性状变异系数在9.05%~41.27%,表现出丰富多样性,有利于耐热苦瓜种质资源的筛选.苦瓜产量与单瓜重、叶长呈极显著正相关(P<0.01,下同);单瓜重与瓜肉厚、瓜宽呈极显著正相关;第一雌花节位与植株分枝性呈显著正相关(P<0.05,下同),与主蔓节长呈显著负相关,各农艺性状指标之间反映的存在信息重叠,需要综合分析评价苦瓜种质资源的耐热性.主成分分析将22个农艺性状指标归纳为7个独立的综合指标(累计贡献率达76.654%),前5个主成分可概括为产量因子、瓜形因子、瓜瘤因子、早熟性因子和叶形因子,第六和第七主成分载荷最高的性状指标为种子性状,可概括为种子因子.主成分综合评价和聚类分析表明,表现优于CK的有7份苦瓜种质资源,具有植株分枝性强、主蔓粗壮、叶片大、单瓜重、瓜肉厚等特性.进一步利用逐步回归分析法建立了苦瓜种质资源耐热性评价数学模型F=-5.802+0.004X14+0.113X7+0.169X18+0.095X1+0.039X4+0.025X3+0.059X5+0.073X10-0.115X20+0.103X21+0.045X15,筛选出单瓜重、叶柄长、瓜瘤密度、植株分枝性、叶长、主蔓直径、叶宽、瓜色、种子颜色、种子花纹和瓜肉厚等11个耐热性鉴定指标.[结论]供试的K9、K10、K11、K20、K26、K28和K29等7份苦瓜材料可作为优异的耐热种质资源进行耐热苦瓜品种的选育.建立的数学模型和筛选出的11个鉴定指标可用于田间苦瓜种质资源耐热性的快速鉴定筛选,提高耐热育种效率.     

淹水胁迫萌发对玉米幼苗生长的影响及耐淹性的评价

[目的]快速筛选具有抗淹水胁迫能力的玉米品种。[方法]以16个玉米品种作为供试材料,采用淹水胁迫萌发试验评价不同品种玉米种子的发芽率、苗期不同部位生物量及其与品种耐淹性的关系。[结果]不同品种玉米的发芽势、发芽率在淹水胁迫条件下明显降低,并且玉米幼苗不同部位的生物量、根冠比明显下降,不同品种之间存在明显的基因型差异。对生物量、发芽率和根冠比胁迫系数进行相关性分析,发现只有发芽率胁迫系数与幼苗生物量胁迫系数呈正相关;同时,具有高发芽率与生物量胁迫系数的玉米品种在苗期表现出相对较强的耐淹生物学性状。[结论]依据淹水胁迫条件下的发芽率,可以对不同玉米品种苗期的耐淹水胁迫能力或淹水萌发后恢复生长的能力做出评价。     

小麦穗部性状与产量的相关性分析

以30份小麦品系为试验材料,进行小麦穗部性状与产量分析,并对性状之间进行相关性分析。结果表明,在干旱胁迫条件下,每穗粒质量、主茎穗粒数、主茎穗粒质量与单株产量间存在极显著的表型正相关和遗传正相关;在正常灌溉条件下,主茎穗粒数与单株产量间的遗传相关关系不显著。穗数、穗粒数、粒质量等各性状之间存在着复杂的关系,因而不能靠某一性状的选择来获得最高产量,应兼顾各性状的相互联系和相互影响。     

玉米自交系灌浆期耐热性评价

【目的】筛选出灌浆期耐热性强的玉米自交系。【方法】在花后7~17 d以自然生长为对照,分析玻璃温室高温处理下10份新疆骨干玉米自交系产量性状的变化,采用产量热稳定性分析与千粒重热感指数相结合的方法,评价供试材料的耐热性。【结果】LX9801、PH6WC、PHB1M、海014和武314在热胁迫下产量稳定性好,其中PH6WC丰产性突出。502、KW4M029、PH6WC、PHB1M和海014等5份自交系的千粒重热感指数小于1。综合产量热稳定性及千粒重热感指数,PH6WC和PHB1M的耐热性突出,海014耐热性较好。武314可作为耐热育种亲本材料。【结论】灌浆期热胁迫下千粒重的降低,是玉米自交系产量下降的主要原因,九禾6929可作为耐热育种种质资源。     

新麦系列小麦品种主要性状的综合分析

为利用好小麦种质资源材料,进一步了解新麦系列品种产量及主要性状之间的关系,对27个新麦系列小麦品种的千粒重、稳定时间等11个主要农艺和品质性状进行分析。结果表明,品质性状的变异幅度较大,其中稳定时间变异系数最大,种质资源的遗传变异程度较高,遗传基础较为丰富;农艺性状与品质性状间有着复杂的相关关系,有8对性状间表现为显著或极显著相关,千粒重与产量呈极显著正相关,蛋白质与湿面筋、吸水量呈显著正相关,蛋白质与稳定时间呈极显著正相关,产量与品质性状之间并不存在明显的制约关系。供试材料根据农艺性状和品质性状可聚为5类群,第Ⅱ类群在育种中可以作为改良穗部特性资源材料加以利用,第Ⅲ类群品种可以作为矮秆抗倒、早熟材料加以应用,第Ⅴ类群品种均属于优质强筋品种,在育种中可以作为优质强筋、高产资源加以利用。     

黄淮海麦区小麦耐热性分析及其鉴定指标的筛选

【目的】分析不同基因型小麦的耐热性,筛选耐热鉴定指标,建立可靠的耐热评价模型,为耐热小麦品种的选育提供理论支撑。【方法】以黄淮海麦区大面积推广的20个小麦品种为试验材料,采用田间试验,设置高温（花后第14—20天,连续7 d高温处理）和自然条件2种处理,在灌浆后期测定小麦穗部冠层温度、旗叶叶绿素相对含量（SPAD）、丙二醛（MDA）含量以及超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）和过氧化氢酶（CAT）活性;收获晾干后测定单穗粒重、千粒重和产量。根据高温处理和自然条件生长下各项指标的耐热系数,采用主成分分析、隶属函数法、聚类分析和逐步回归分析方法对小麦耐热性进行综合评价。【结果】高温处理下各性状变异幅度为-14.89%—15.09%。通过对9个性状指标的相关分析,发现各指标之间存在显著或极显著相关性。通过主成分分析将9个单项指标转换为3个相互独立的综合指标,其贡献率分别为55.970%、15.530%和12.171%,代表了全部数据83.670%的信息量。利用隶属函数法计算综合耐热评价值（D）,并对其进行聚类分析,按照耐热性强弱将20个小麦品种划分为3类,第一类耐热型8个品种;第二类中等耐热型7个品种;第三类高温敏感型5个品种。通过逐步回归方程建立了小麦耐热性的评价数学模型：D=-4.801+0.834X₄+2.913X₇+0.303X₆+2.937X₈- 1.409X₁-0.524X₃+0.876X₉（R²=0.986）,利用建立的最优回归方程预测供试材料的耐热性,预测值（VP）与D值基本一致,表明SOD活性（X₄）、单穗粒重（X₇）、CAT活性（X₆）、千粒重（X₈）、冠层温度（X₁）、MDA含量（X₃）和产量（X₉）这7个指标可用于小麦耐热性品种的鉴定。【结论】采用多元统计分析方法对小麦耐热性评价是可行的;20个小麦品种被分为3类（耐热型、中等耐热型和高温敏感型）;高温处理下,SOD活性、单穗粒重、CAT活性、千粒重、冠层温度、MDA含量和产量可以作为小麦耐热性的鉴定指标。     

水、旱稻产量相关性状的水分生态效应分析

 【目的】探析水、旱稻产量及其相关性状的水分生态效应,研究其产量性状的水分生态特性,为节水抗旱稻遗传育种提供理论参考。【方法】以155份水、旱稻材料在水种、无覆盖旱种及旱地膜覆盖种植等不同水分条件下的产量相关性状表现为依据,通过多元分析系统解析单株产量等10个性状的水分生态效应。【结果】在不同水分条件下,水、旱稻供试材料在性状之间、材料与性状之间及材料之间具有明显的水分生态效应差异,相关性状对单株产量（GYP）的影响方式及互作关系差异明显,材料与性状的对应关系也不同。在不同水分条件下,单株产量与9个产量相关性状间存在极显著的线性关系。千粒重（KGW）、有效穗数（PPP）和穗实粒数（FGP）是影响单株产量的共同因素,当水分条件发生变化时,将有1－3个其它相关性状对单株产量产生显著或极显著影响。穗实粒数和有效穗数对单株产量具有较大的决定作用,其次为穗总粒数（SP）和千粒重,其它性状的决定作用相对较小。在不同水分条件下,不同性状对单株产量的直接和间接作用大小存在显著差异,其影响机制有所不同。穗实粒数和有效穗数对单株产量具有较大的正向直接作用,穗总粒数为较大的正向间接作用,其它性状对单株产量的间接作用主要通过前三者产生。当水分胁迫程度增强时,千粒重对单株产量的影响作用逐渐增强,与其它相关性状间的互作关系变得复杂和多元化。而水分增多时,有效穗数的增产作用则凸显出来,千粒重对单株产量的贡献则相对降低,与其它性状的互作关系趋向简化,体现了水稻在不同水分生态条件下产量的自适应调节机制。在水分递减情况下,水稻的产量性状特征先由穗大粒多兼顾大粒向大穗大粒、多蘖多穗高结实率2个向量方向分化,最后趋向于以多穗获得产量。因此,针对节水抗旱稻培育,其育种选择性状指标应与水稻有所区别,不同的水分条件下高产技术策略应有所不同。【结论】水、旱稻的产量结构性状在不同水分生态条件下存在一种自适应调节机制,其育种选择指标应各有所侧重。节水抗旱稻产量育种应注重分蘖成穗能力和结实性的选择与提高。     

缺铁胁迫对小麦苗期叶绿素含量的影响及SPAD值的GWAS分析

小麦叶绿素含量与产量密切相关,而SPAD值与叶绿素含量呈显著正相关。本文以保存的189份山东省小麦种质资源为研究对象,测定缺铁胁迫下小麦苗期叶片的SPAD值,并进行全基因组关联分析(GWAS)。结果表明,正常培养条件下,SPAD值均值为39.18,变幅为28.33~48.19;缺铁胁迫条件下,SPAD值均值为3.56,变幅为0.07~12.87;胁迫指数均值为-90.89,变幅为-99.83~-68.06,品种间存在极显著差异。利用可变类平均法进行系统聚类,欧式距离为10时,可划分为5大类群。根据不同类群缺铁胁迫SPAD值和胁迫指数的变化特点,供试小麦材料可分为铁耐受型、中间型和敏感型。全基因组关联分析结果显示,在正常处理下,检测到与SPAD值显著关联的SNPs位点23个,分布于1A、2A、2D、3A、3B、4A、4B、4D、5A、5D、6A、6B、6D和7B等染色体上,其中在3B染色体上检测到4个显著的SNPs位点,可能存在与叶绿素含量相关的基因。对于铁耐受型小麦材料的利用,有助于小麦产量和适应性相关性状的遗传改良;对关联SNPs位点的深入研究,有利于深入了解铁与小麦叶绿素合成和调控的遗传机制。