干旱胁迫对大麦农艺性状的影响

【目的】研究干旱胁迫对大麦农艺性状的影响并筛选抗旱品种。【方法】选用24个抗旱性不同的大麦品种(系),在干旱胁迫和正常灌水两种水分处理下,进行裂区试验种植,成熟后考察株高、主穗长、主穗粒数、主穗粒重、千粒重及产量等主要农艺性状的情况。用方差分析、多重比较等方法对试验结果进行分析。【结果】干旱处理条件下不同品种(系)的株高、千粒重、主穗长、主穗粒数、主穗粒重及产量的差异可达显著或极显著水平;除主穗长及主穗粒重外,千粒重、产量、株高和主穗粒数的水分处理均达显著或极显著差异水平;品种与处理互作下株高、主穗长、千粒重及产量差异显著。干旱胁迫导致大麦主穗千粒重降低,株高、千粒重及产量均明显下降。【结论】SD96-7、Z029P020P和Z160U020V对干旱胁迫抗性最强,Z198U004V、Harrington、Z132O003O及94啤单131的抗干旱性中等,新引D5属于极弱抗性的品种。     

干旱胁迫对大麦农艺性状的相关及通径分析的影响

土壤水份条件影响着大麦农艺性状间的相关程序及各性状对单株产量作用的大小。在干旱胁迫下，克草粒数、克草粒重、经济系数及粒叶比等源库结构性状对单株产量的影响均达到显著或极显著水平。粒叶比在干旱条件下不仅对单株产量的直接作用极显著。而且它显著的间接正效应还抵消了克草粒数及经济系数一定的负效应。在不同土壤水份条件下，对各种育种材料性状的选择应有所侧重，在灌水条件下应加强对穗粒数及克草粒重的选择；在干旱条件下应将粒叶比作为主攻目标之一。     

高温胁迫对大麦主要农艺性状及产量性状的影响

为了解高温胁迫对大麦孕穗灌浆期主要农艺性状和产量性状的影响,选用4个二棱啤酒大麦品种为材料,采用盆栽及人工气候箱,在大麦孕穗灌浆期进行高温处理,以常温为对照,考察了大麦完熟期株高、穗下节间长、主穗长、单株穗数、单株粒数、单株粒重、千粒重和结实率。结果表明,孕穗期高温胁迫对大麦株高、穗下节间长及穗长的影响程度因品种特性不同而异。高温胁迫致使参试大麦品种的单株粒重和千粒重显著降低,使除Harrino Nijo外的其余3个品种的结实率和单株粒数均显著降低。综合比较,Harrino Nijo的耐高温性能最好,其次为扬农啤6号,917112和苏啤3号对高温比较敏感。     

干旱胁迫对大麦幼苗根系的影响

为了解干旱胁迫对大麦幼苗根系生长的影响,采用盆栽称重控制土壤含水量的方法,测定了土壤含水量为田间持水量的85%、55%、45%和35%等4个处理下, 4个抗旱性不同的大麦品种的幼苗根系形态和根系吸收能力等相关指标。结果表明,随着土壤含水量的减少,大麦幼苗的最长种子根、根尖数、根组织含水量均呈下降趋势;根分支数和根冠比总体呈上升趋势;根鞘大小和根毛密度整体上呈先上升后下降的趋势;根系活力与根总吸收面积和根活性吸收面积之间存在一定的互补效应。抗旱性较强的大麦品种较抗旱性较弱的品种,在干旱胁迫下能够保持更庞大的根系、更大的根-土交互面和更高的根系吸收能力。幼苗根系形态可以作为大麦耐旱性的筛选指标。     

磷运筹和干旱胁迫对冬小麦农艺性状和品质性状的影响

为探究不同水磷运筹对冬小麦农艺性状和品质性状的影响,以冬小麦品种新冬20号和新冬23号为材料,研究了不同水分和施磷时期处理对冬小麦农艺性状、籽粒蛋白和淀粉含量、淀粉特性、植株和籽粒全磷含量的影响.结果表明:(1)品种、水分、施磷时期及其互作效应对小麦株高和千粒重均有显著影响;(2)品种、水分及三个试验因素的互作效应对籽粒淀粉和蛋白含量均有显著影响;籽粒淀粉含量以新冬20号干旱胁迫下一次施磷(DT+P1)处理的最高,新冬23号以干旱胁迫下三次施磷(DT+P3)处理最高;两个品种均以适水对照下三次施磷(WT+P3)处理的籽粒蛋白含量最高;(3)不同磷素运筹和干旱胁迫条件下,小麦淀粉粒的微观结构发生了变化,进而影响了淀粉粒的水解效率;(4)两个小麦品种的籽粒硬度均以DT+P3处理最低;(5)水分和施磷处理的互作效应对植株和籽粒磷含量有显著影响.     

不同生育时期干旱胁迫对大豆根系分布和农艺性状的影响

以大豆品种吉育88为试材,在移动旱棚内,采用根钻挖掘法,研究幼苗期、分枝期、开花期和结荚期干旱胁迫下大豆根系干重在土壤中的分布和农艺性状的影响。结果表明:与CK相比,幼苗期轻度和重度干旱促进了21~110cm土层根系的分布,增幅显著;分枝期和开花期出现干旱胁迫对根系影响最为严重,尤其是开花期重度干旱,根系总重降低22.55%,21~110 cm根系减少60%以上。与CK相比,幼苗期轻度干旱对株高、节数、单株荚重、粒重、百粒重无显著影响,分枝期、开花期轻度干旱多数性状受到显著影响,鼓粒期轻度干旱,仅百粒重显著降低;幼苗期至鼓粒期重度干旱,单株荚重、粒重、百粒重均显著降低,分枝期和开花期重度干旱,对各性状影响最大,株高、单株荚重、粒重的降幅都在40%以上,节数的降幅在20%以上。     

高温干旱混合胁迫对大豆主要农艺性状的影响

干旱与高温常常相伴发生,会使大豆受害程度加剧。为了解高温干旱双重胁迫对大豆农艺性状的影响,选取了160个大豆品种,采用一点两年重复实验,在高温干旱双重胁迫和正常条件下进行种植,分析单株荚数、分枝数、百粒重、株高、单株粒数等性状。结果表明:高温干旱双重胁迫使大豆群体株高、主茎分枝数、单株粒数、单株荚数、百粒重呈下降趋势,分别下降34%、36%、60%、62%、49%,其中也有部分材料性状会有升高或不变,胁迫下株高有6%的材料变高、5%的材料没影响,单株荚数未见增加的材料,有3%材料不变,分枝数有15%材料增加,7%不变,单株粒数有9%材料升高、4%不变,百粒重有4%增加、3%未见变化。在两种生境下,株高、单株荚数、单株粒数、主茎分枝数之间相关性变化不明显,百粒重与其它性状相关性发生明显变化,同时发现两种环境下性状变异系数除株高外变化都很明显。     

干旱胁迫对大麦叶片表皮蜡质含量及主要生理指标的影响

为了探究大麦对干旱胁迫的反应机制,采用裂区设计研究了干旱胁迫对不同大麦品种灌浆期旗叶和旗叶鞘表皮蜡质含量及主要生理指标的影响。结果表明,与正常水分处理相比,干旱胁迫可促进大麦表皮蜡质的合成;大麦不同品种间蜡质含量差异显著,抗旱品种的蜡质含量显著高于干旱敏感品种。在干旱胁迫下,大麦叶片相对含水量、叶绿素含量及气孔导度显著降低,且抗旱品种降低幅度较干旱敏感品种缓慢;蒸腾速率和胞间CO2浓度显著增加,且抗旱品种的增加幅度低于干旱敏感品种。品种因素对大麦叶片蜡质含量、净光合速率、气孔导度的影响较水分处理的影响大。大麦表皮蜡质含量与水分利用效率呈显著正相关,表明表皮蜡质对提高大麦抗旱性有一定积极意义。     

PEG6000胁迫对大麦幼苗叶片表皮蜡质组分及其透性的影响

为了探究干旱胁迫条件下大麦幼苗叶片表皮蜡质组分和含量与品种保水能力的关系,采用PEG6000模拟干旱胁迫,研究干旱胁迫对大麦幼苗叶片表皮蜡质组分、含量及叶片表皮透性的影响。结果发现,胁迫6d后,大麦幼苗叶片的表皮蜡质总量和各组分含量均呈极显著增加。气相色谱-质谱联用分析表明,大麦幼苗叶片表皮蜡质的主要组分为醇类、酸类、醛类、酮类、烷烃类、酚类、酯类及一些未知物质,其中含量较多的组分为醇类和酸类,其次为醛类,且这三种蜡质组成成分的增加量也相对较多,说明在大麦幼苗叶片蜡质组分中,醇类、酸类和醛类物质的合成是大麦幼苗叶片表皮蜡质对干旱胁迫响应的关键。表皮蜡质的合成受植物体内水分状况的调控,尤其是蜡质组分中的醛类、酮类、醇类和酯类物质的合成受胁迫影响较大,是构成表皮蜡质应激反应的主要成分。蜡质含量高的品种的失水率相对较低,在逆境胁迫下可以保持相对较高的含水量,但除品种垦啤6号外,其他品种的叶绿素浸出率均增加,这可能是由不完整的表皮或蜡质组分中大量的醇类物质造成的。     

100份大麦种质资源成株期抗旱性鉴定及抗旱指标筛选

为了筛选大麦抗旱新种质及成株期抗旱性指标,以100份大麦种质为材料,连续2年在大麦生长期降水量不足40 mm的甘肃省敦煌试验站种植,试验设置正常灌水和干旱胁迫2个处理,通过测定100份大麦种质材料的株高（PH）、穗长（SL）、穗粒数（GNS）、分蘖数（TN）、有效分蘖（ET）、单株生物量（IB）、千粒重（TGW）和产量（Y）,采用抗旱性度量值（D）、综合抗旱系数（CDC）、加权抗旱系数（WDC）、相关分析、频次分析、灰色关联分析、主成分分析等方法,鉴定了100份大麦种质的抗旱性,并进行了抗旱指标的筛选。结果表明,干旱胁迫对大麦成株期株高、穗长、单株生物量、分蘖数、有效分蘖数、穗粒数、千粒重和产量均有极显著影响。通过对大麦成株期抗旱能力的综合评价指标进行分析,发现D值与WDC值相结合可以较为准确地评价大麦成株期的抗旱性;单株生物量、穗粒数、分蘖数、有效分蘖和株高可作为评价大麦成株期抗旱性的指标;成株期抗旱性较强的种质有S-130、BNOC168、LL-53、资源160-早熟3号、IL-18、Z16、沾益红毛大麦和资源21-6B98-9339。     

不同地区大麦品种农艺性状比较与西藏青稞品种改良

为了筛选可用于西藏青稞（裸大麦）改良的优良种质材料,通过对来自国外的7个大麦品种、中国农科院品资所的17个大麦品种以及西藏地区32个大麦品种（青稞）分蘖数、成穗数（有效分蘖）、株高、穗长、穗粒数及千粒重等主要农艺性状的调查,比较它们的生长特点以及在陕西杨凌地区的生长表现,发现西藏青稞的主要特点是株型高大分散、叶片宽大肥厚、易倒伏、千粒重较大;国外引进品种株型中等大小且紧凑,叶片细长,抗倒伏能力较强,在国内外参试材料中选出了1321、西引2号等材料,可作为西藏地区大麦品种改良的优异种质材料。     

干旱胁迫下小麦幼苗基因表达谱的cDNA AFLP分析

为了分离和识别小麦抗旱相关基因,给小麦抗旱节水育种提供依据,以既抗旱又具备高水分利用效率的新疆春小麦主栽品种新春6号为材料,采用cDNA-AFLP技术,分析了小麦在两叶一心期干旱胁迫条件下的诱导表达基因。通过253对引物组合的筛选,共得到748个干旱胁迫特异上调表达的转录衍生片段(TDF)。对其中22条片段进行克隆、测序、Blastx比对和功能分类分析的结果表明,有18个TDFs所推导的蛋白质序列与NCBI已有序列同源,功能涉及逆境胁迫反应、发育、信号转导、抗病蛋白、跨膜转运、能量代谢等方面;有4个TDFs在NCBI找到同源序列,但功能未知。     

大麦耐盐相关性状的全基因组关联分析

为挖掘控制大麦耐盐相关性状的重要位点及候选基因,以国内外不同遗传背景的164份大麦品种为材料,在大麦萌发期,用200 mmol·L^-1NaCl处理种子,测定大麦相对发芽率、生根数、根长、芽长、鲜重5个指标并分析其相关性。结果发现,200 mmol·L^-1NaCl处理显著影响了大麦的生长,5个被测指标的变异系数为20.29%~63.00%。除相对发芽率外,其他性状间均呈显著正相关,相关系数为0.41~0.68。通过全基因组关联分析,发现148个SNP位点与大麦耐盐性显著关联;筛选出5个可靠SNP位点,分别分布在1号、 2号、3号、6号、7号染色体上。通过比较大麦基因组,挖掘出26个可能与大麦耐盐性状密切相关的候选基因,包括HORVU7Hr1G097370和HORVU7Hr1G097390编码碱性亮氨酸拉链域转录因子家族蛋白、HORVU7Hr1G096920编码高亲和K⁺转运体、多个基因家族编码过氧化物酶超家族蛋白等。这些候选基因可为大麦耐盐品种选育提供参考。     

大麦亲本材料农艺性状鉴定及遗传多样性分析

为了解大麦亲本材料间的遗传差异及农艺性状特征,利用46对SSR引物对61份大麦材料进行遗传多样性分析,并鉴定了其田间农艺性状.结果表明,株高最高和最矮的材料分别为苏盐0014和Z122V032W;穗长最长和最短者分别为阿恩特13和富士二条;BYT-CRA3的穗粒数最多.不同农艺性状的相关性分析表明,株高和第二节间长,第一节间长和第二节间长,穗长和穗粒数均具有极显著的相关性.SSR分析结果表明,46对SSR引物在61份材料中共检测到117个等位变异,单个引物可检测到1～5个等位变异,平均每个引物可检测到2.5个.聚类分析结果表明,参试材料遗传相似系数(GS)为0.572 6～0.954 4,平均值为0.753 0.在GS为0.726 0处,61份材料可聚为5大类.大多数国内材料被聚为一类,国外材料与国内材料遗传差异较大.     

西藏部分青稞主要农艺性状分析

为发掘西藏青稞的优异种质资源,考察了来自西藏6个地区34份青稞的主要农艺性状。结果表明,西藏青稞农艺性状存在丰富的遗传变异,具有矮秆、穗数多、千粒重偏低等特点。相关分析表明,西藏青稞各农艺性状间存在复杂的相关性,如穗粒数与株高、单株有效穗数与穗长、总小穗与穗长等呈显著或极显著的正相关和偏相关,单株有效穗数与株高呈极显著的负相关,千粒重与单株有效穗数呈极显著的负偏相关。主成分分析将参试的34份青稞材料的7个农艺性状分为4个主成分,其累积贡献率为91.192%,穗型的贡献率最高,达到46.4338%。供试材料在遗传距离5.18水平上可聚为三大类型：矮秆短穗少粒型、长穗多粒型、穗多粒重型。