河北省抗旱节水小麦生产现状及育种对策

简介了河北省抗旱节水小麦育种部分优异种质资源以及近年该省主栽抗旱节水小麦品种农艺性状及其筛选鉴定指标体系。并提出抗旱节水小麦育种策略     

甘肃不同色彩陆地棉抗旱指标筛选及评价研究

在甘肃省敦煌棉区高密度覆膜栽培模式下,以不同基因型的白色纤维、棕色纤维和绿色纤维10个品种(系)为试验材料,在正常供水与持续干旱胁迫条件下,测定棉花对水肥最敏感的花铃期的生理生化指标和生长期间的农艺性状指标,应用多元统计分析方法,进行抗旱性综合评价,以确定棉花简单、易用的抗旱鉴定指标,为彩色棉花抗旱品种选育提供依据。研究结果表明:选择的抗旱综合评价相关的类胡萝卜素含量、离体叶片失水速率、花铃期叶片数、断裂比强度、可溶性蛋白含量、纤维长度、无效果枝数、丙二醛含量、生育期和叶片相对电导率等10个指标,可有效鉴定棉花资源的抗旱性。D值与抗旱性呈显著的正相关,根据D值的大小得出10个参试棉花材料的抗旱性由强到弱依次为BC05-07-18-2、BC06-10、白色棉陇1-1-3、BC06-45、GC06-45、G3-1、陇棉2号、G3-6、陇棕棉1号、陇绿棉3号。     

陇中半干旱区抗旱玉米品种筛选试验

干旱是影响旱作区玉米产量的主要因素之一,而选择抗旱品种是保障玉米产量的有效措施。选取13个玉米品种在陇中半干旱区进行了抗旱玉米品种筛选试验,测定干旱胁迫和补灌条件下各玉米品种农艺性状、叶片整齐度、SPAD值、干物质积累量、水分利用效率、折合产量及其构成因素等指标,以产量为基准计算抗旱系数和抗旱指数,评价不同玉米品种的抗旱性。结果表明:中种8号、先玉335、晋单81号、吉祥1号抗旱指数高,分别为1.25、1.18、1.23、1.14,说明这4个品种抗旱能力较强,且在干旱胁迫后平均折合产量较高,分别为6 682.35、6 310.20、6 438.40、6 339.60 kg/hm2,较对照品种郑单958分别增产10.55%、6.51%、4.88%、4.39%,可作为适宜在陇中半干旱区种植的抗旱玉米品种在生产上加以推广应用。     

大豆抗旱种质资源筛选及利用

为筛选大豆抗旱种质资源,2016年对246份征集自不同省份的大豆种质资源在年降水量不足40 mm的敦煌市设置田间自然抗旱鉴定试验,利用加权抗旱系数法综合评价大豆种质资源抗旱性。结果显示,干旱胁迫严重影响了大豆的生长发育,显著降低了农艺性状等指标。通过相关性分析,株高、主茎节数、单株荚数、单株粒数、单株粒重、单株生物量等6个性状指标与平均抗旱系数和加权抗旱系数呈极显著正相关。利用加权抗旱系数法综合评价筛选出69份强抗旱大豆种质资源,其中甘肃省的5份材料均属于抗旱类型。     

不同高粱抗旱品种光合速率及水分利用效率的研究

研究不同高粱抗旱品种在水分胁迫条件下光合级水分利用效率的日变化。结果表明,抗旱品种比不抗旱品种叶片水势高,蒸腾速率低,气孔阻力大,光合速率和水分利用效率高,为抗旱品种选育与旱作栽培提供了科学依据。     

高粱基因组遗传图谱构建的研究进展

高粱 (Sorghum bicolor L. Moench) 基因组分子遗传连锁图谱的构建始于20世纪90年代。覆盖高粱全基因组的高密度分子遗传连锁图谱已构建完成，正在进行高粱遗传图谱与物理图谱的整合，把遗传连锁群与相应的染色体对应起来, 并已初步确定了染色体着丝粒、长短臂、核仁组织者区域(NOR)等染色体重要结构在遗传连锁图上的位置。随着研究的深入，高粱全基因组完全测序和高粱功能基因组学的研究即将全面启动.     

旱稻(O.sativa)、高粱(S.bicolor)属间远缘杂交种质创新研究

以旱稻基因型远FH 2-1〔旱稻65(O.sativa)/长芒稗(E.caudata)〕为母本、高粱基因型沈农133(S.bicolor)为父本,进行属间杂交旱稻新种质创造研究,分别在F1、F2获得双亲没有的紫色柱头、紫色芒、紫色护颖、紫色颖尖及糯质胚乳5种变异性状。上述性状均能稳定遗传,通过系谱法选育,已获得带有上述新性状的纯合高代品系,部分品系已直接用于旱稻抗逆、高产、优质新品种选育。     

植物抗旱的分子机制研究

干旱是影响植物生长发育最主要的逆境因子。植物在水分胁迫下会引起一系列分子反应和信号传递，干旱胁迫诱导基因表达一些重要的功能蛋白和调节蛋白以保护细胞不受水分胁迫的伤害，目前已研究证实相关蛋白有跨膜运输蛋白（水通道蛋白、ATP酶等）、水分胁迫调节剂（K^ 、Na^ 、蔗糖、脯氨酸、甜菜碱等）、运输或合成相关的酶、Lea蛋白、抗氧化作用相关的酶（SOD、CAT等）、水分胁迫蛋白、调控蛋白（蛋白激酶、转录因子）等。干旱胁迫诱导基因的活化至少涉及4条途径：植物细胞可能通过膨压变化或膜受体的构象变化感知水分胁迫，将胞外信号转为胞内信号，从而触发相应的信号途径，并可导致第二信使（Ca^2 、IP3等）生成，在这原始信号被逐级传递放大的过程中，其中2条传递途径是依赖ABA的，另外2条传递途径是不依赖ABA的。通过基因表达调控已分析鉴定出一些水分胁迫有关的顺式作用元件（ABRE、DRE、Myc等）和转录因子（bzip、DREBP、MYC／MYB等）。     

不同高粱种质对污染土壤中重金属吸收的研究

利用重金属含量较高的污水污染土壤,以未污染土壤作对照,种植8个甜高粱品种、2个饲用高粱品种和1个粒用高粱品种,检测8种重金属在高粱植物体内不同器官的含量,以研究不同高粱种质对重金属的吸收特性。结果表明:甜高粱对汞(Hg)、镉(Cd)、锰(Mn)和锌(Zn)的吸收在两种土壤间差异显著,对钴(Co)、铬(Cr)、铅(Pb)和铜(Cu)的吸收差异不显著。Mn在甜高粱体内含量表现为未污染土壤高于污染土壤;而Zn含量在不同器官之间存在差异,未污染土壤叶中含量远高于穗,穗中含量远高于茎和根。不同重金属在甜高粱体内的储存部位不同,污染土壤上Hg、Cd、Co、Cr和Zn在根中积累量较高,Cu、Mn和Pb在穗中的积累量较高。甜高粱、饲用高粱和粒用高粱对重金属的吸收、运输及储存在品种之间差异较大,同一品种对不同重金属的吸收也存在差异。饲用高粱表现为叶部对Cr和Zn的储存量较高,而粒用高粱‘晋中0823’则显示了茎对多种重金属的储存能力。高粱根对土壤中重金属的富集系数较高,为0.02(Pb)~0.23(Cd),转移系数变幅为0.21(Co)~3.42(Pb)。对同一种重金属的吸收量品种间差异较大,甜高粱‘西蒙’根对Co、Cr、Cu、Mn、Pb和Zn具有高富集系数,粒用高粱‘晋中0823’茎对Hg、Cd、Mn、Pb和Zn富集系数较高。高粱对重金属的吸收能力与转移能力不同步,甜高粱‘绿能1号’具有对多种重金属的高转移能力,粒用高粱‘晋中0823’只对Zn有较高的转移能力。因此本文认为甜高粱对不同重金属的吸收和转移有选择性。对Zn吸收并转移到地上部后,首先储存在叶和穗中,当吸收量足够大时,茎和根也成为储存器官;对Mn的吸收与其他重金属的吸收存在竞争作用,Hg吸收后很少向地上部转移;而对Cu、Mn和Pb吸收后在穗部的储存量较大。饲用高粱与甜高粱相比对重金属的吸收未显示明显的不同,甜高粱‘西蒙’根对多种重金属具有强储存能力,而粒用高粱‘晋中0823’的茎秆显示了比甜高粱更强的储存能力,甜高粱‘绿能1号’对多种重金属的转移能力较强。所以,选择富集和转移能力均强的高粱品种能更有效地吸收土壤中的重金属,达到修复污染土壤的目的。     

植物抗旱生理研究概述

本文介绍了近年来植物抗旱生理研究进展。其内容渗透调节作用、在干旱条件下生物膜结构的变化和膜脂过氧化、干旱诱导蛋白的研究和作物生理生态及抗旱节水增产。     

Amelioration of Drought in Sorghum (Sorghum bicolor L.) by Silicon

The purpose of this study was to analyze the effects of silicon (Si) nutrition on sorghum growth under drought. The present study investigated the distribution of Si in plant parts under stress conditions and its effects on physiological and growth traits. The study was conducted during 2 years (2007–2009) at PMAS Arid Agriculture University, Rawalpindi, Pakistan. Polyethylene glycol (PEG) 6000 (–4.0, –6.0, –8.0, and –10.0 Mpa) solution was used to screen drought-tolerant (Johar1) and drought-susceptible (SPV462) sorghum (Sorghum bicolor L.) cultivars, which were replicated three times with Si sources of potassium silicate (K₂SiO₃) (Si₃₀₀: 300 ml L^?1) and control (Si₀) treatments. The results showed that drought-tolerant cultivars accumulated maximum Si under Si treatment versus Si absence, which resulted increased leaf water potential, leaf area index, Soil Plant Analysis Development (SPAD) chlorophyll, net assimilation, and relative growth rate over SPV462. Similarly, Si accumulation in leaves conserved transpiration and leaf water potential, verifying Si nutrition as a defense for plants under drought.     

干旱胁迫下外源硒对小麦幼苗抗旱性的影响

通过对小麦幼苗进行叶面喷施亚硒酸钠,研究不同浓度外源硒对模拟干旱胁迫(PEG-6000)下小麦幼苗形态和生理特性的影响,为探究外源硒对小麦幼苗抗旱性的影响提供理论依据。试验以舜麦1718、晋太102、京冬17、S1204(品系)4个小麦品种(系)为材料,设置4个供硒水平,包括蒸馏水对照(CK)、20(Se20)、40(Se40)、60 mg/L(Se60)Na2SeO3处理。待小麦幼苗第二片真叶展开时,对其进行叶面喷硒后继续培养2 d。随后进行20%PEG-6000模拟干旱处理,继续培养7d后测定其形态指标和生理指标。结果表明:外源硒处理可以显著提高不同品种(系)小麦幼苗的株高、根长、根数、鲜重、干重(P0.05);外源硒处理可以降低小麦幼苗超氧阴离子(2O?-)和丙二醛(MDA)的含量。随外源硒浓度的提高,除晋太102的MDA含量外,其余品种(系)小麦幼苗的2O?-和MDA含量均显著低于CK(P0.05);同时,外源硒处理可以显著提高小麦幼苗超氧化物岐化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)的活性。随外源硒浓度的提高,除京冬17的SOD活性和S1204的POD活性外,其余小麦品种(系)的SOD和POD活性均显著高于CK(P0.05)。隶属函数法综合分析可得:舜麦1718、晋太102、京冬17、S1204对应的适宜处理分别为Se40、Se60、Se20、Se60,对硒的敏感性排序为:京冬17舜麦1718S1204晋太102。因此,4个小麦品种(系)对硒的敏感性存在差异,适宜浓度外源硒叶面处理有效增加小麦幼苗POD、SOD等保护酶活性,降低体内活性氧积累,缓解膜脂过氧化损伤,增强小麦幼苗的抗旱能力,促进干旱胁迫下小麦幼苗的生长和发育。外源硒叶面处理可作为一种缓解小麦幼苗干旱胁迫的有效措施。     

干旱胁迫下不同茸毛性状辣椒植株抗旱性比较

干制辣椒种子经60Coγ射线辐照后种植,获得一株茸毛变异株。以多年自交的多茸毛系及其姊妹系无茸毛系和少茸毛系为试验材料,研究干旱胁迫条件下辣椒体表不同茸毛状态与抗旱性的关系。结果表明:在干旱胁迫下多茸毛系植株抗萎蔫的能力显著优于无茸毛系和少茸毛系;干旱胁迫前期主要表现为抑制植株生长,多茸毛系的株高,茎粗和节间数分别比对照降低3.38%,7.25%和2.7%,降低幅度显著低于其他系;持续到结果期,多茸毛系的抗旱能力优势表现在产量降低量较少,为22.94%,而无茸毛系降低69.91%,少茸毛系降低42.94%,表明辣椒体表茸毛性状在干旱胁迫下能有效降低辣椒经济产量的损失率,耐旱能力与茸毛多少有关。     

PEG模拟干旱胁迫下花椰菜种质资源萌发特性及抗旱性评价

为鉴定和筛选花椰菜耐旱种质资源,以12个花椰菜种质资源为试验材料,测定不同浓度PEG[0(CK)、100、150和200 g·L^-1]模拟干旱胁迫对花椰菜的相对发芽率(RGP)、相对发芽势(RGR)、相对发芽指数(RGI)、相对活力指数(RVI)、相对苗高(RSH)和相对根长(RRL)等6个指标的影响,并采用隶属函数法进行抗旱性的综合评价。结果表明,100 g·L^-1PEG胁迫对花椰菜种子萌发的影响不大,150~200 g·L^-1PEG胁迫则显著抑制花椰菜种子萌发。100~150 g·L^-1PEG胁迫对RRL具有一定的促进作用,而150~200 g·L^-1 PEG胁迫则会明显抑制RSH,表明150~200 g·L^-1 PEG可作为花椰菜萌发期抗旱性筛选的适宜浓度。基于RGP、RGR、RGI、RVI、RSH和RRL 6个指标,通过隶属函数法综合评价发现,12个花椰菜材料的抗旱性依次表现为P3>P6>A1>P8>P7>P2>P1>P4>P5>A2>A3>P9。本研究结果为花椰菜抗旱品种选育提供了一定的理论依据。     

PEG模拟干旱胁迫下花生品种萌发特性与抗旱性评价

为了解新疆8个主栽品种的耐旱性,本试验采用不同浓度的PEG-6000溶液模拟干旱胁迫,对9个花生品种的萌芽期耐旱性进行综合评价。结果表明,9个花生品种不同测定指标中均存在一定差异性,平均隶属函数值表现为花育25号(0.8144)花育51号(0.6444)花育52号(0.4694)花育951号(0.4616)山花7号(0.4597)中花16号(0.4036)山花9号(0.2928)花育22号(0.2296)花育33号(0.1227)。由此可见,花育25号的抗旱性较强,花育33号的抗旱性最差。本研究结果对新疆选育抗旱花生品种具有一定指导意义。     

干旱胁迫对3种针茅种子萌发期抗旱性影响的研究

以采自宁夏回族自治区云雾山的本氏针茅、大针茅和克氏针茅种子为研究材料,用不同渗透势浓度的聚乙二醇(PEG-6000)模拟干旱胁迫,探讨了干旱胁迫对3种针茅种子萌发特性的影响。结果表明,随着PEG浓度的增加,3种针茅种子的发芽率、活力指数、幼苗的鲜重和抗旱指数均呈下降趋势。其大针茅下降趋势最为明显(p<0.05),而低浓度PEG(5%PEG)对本氏针茅的萌发及生长有一定促进作用。低浓度PEG克氏针茅的发芽率以及幼苗鲜重与对照差异不显著,表明克氏针茅有一定的抗旱性。PEG对幼苗生长的抑制效应比幼根大。3种针茅种子萌发期的抗旱能力依次为:本氏针茅>克氏针茅>大针茅。     

土壤干旱对冬小麦功能叶过氧化物酶同工酶及抗旱性的影响

以６个抗旱性不同的冬小麦品种为试验材料，研究了土壤干旱对拨节期冬小麦功能叶片过氧化物酶同工酶、生物产量及某些经济性状的影响。结果表明：一定程度的土壤干旱可导致小麦功能叶片过氧化物酶同工酶发生相应的变化，抗旱性不同的小麦品种其同工酶酶谱不同，其酶谱变化与抗旱性间存在着一定的相关性。     

外生菌根提高树木抗旱性机理的研究进展

综述了国内外关于外生菌根提高树木抗旱性机理研究的现状与进展,认为外生菌根主要通过形态特征的变化,生理生态特性的改变,以及酶活性的提高来增强林木在干旱胁迫环境中的生存能力;并提出在积极建立干旱、半干旱地区外生菌根真菌资源库,开发优良乡土菌株的基础上,尝试引入适应性强的优良外来菌根真菌,或采取基因重组等分子生物学技术培育抗旱性菌株的思想,这将为菌根技术在西部极度干旱及退化的生态系统中植被恢复提供新思路。     

8个油松种源抗旱性的比较研究

为了鉴别8个油松(Pinus tabulaeformis Carr.)种源的抗旱性,以其3年生幼苗为研究对象,进行了控水条件下的盆栽实验(T_1:土壤含水量为25%～29%;T_2:土壤含水量为19%～22%;T_3:土壤含水量为12%～15%);测定了其净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)等生理生化指标,并应用Fuzzy隶属函数对它们的抗旱性进行了综合评价.结果表明,在T_3条件下,8个种源的Pn无显著差异(P＞0.05);种源2的T_r显著高于种源1,3,5(P＜0.05);种源5的水分利用效率(WUE)显著高于种源2,3,4,6,7,8(P＜0.05).与T_2条件相比,在T_3条件下,各种源的SOD活性均有所增高,多数种源的POD活性均有所增高;种源7,8膜脂过氧化程度较小,而种源1,3,4,5膜脂过氧化程度较大.8个种源的抗旱性依次为:种源8＞种源6＞种源1＞种源5＞种源4＞种源3≈种源7＞种源2.