不同大豆品种萌发期抗旱性鉴定方法研究

为筛选出大豆萌发期抗旱性鉴定的适宜试验条件,以大豆品种陇中黄601、恳鉴豆15、九农29、长农16为供试材料,采用蛭石法和滤纸法进行发芽试验,运用内源转录间隔区(Internally Transcribed Spacer,ITS)序列分析法进行发芽床筛选,测定各供试大豆品种的发芽率、硬实豆数、发霉豆数,并进行了蛭石湿度和PEG-6000浓度筛选。结果表明,蛭石法发芽试验能明显减少大豆发芽试验中产生霉菌的种类与数量,适宜在大豆萌发期抗旱性鉴定中应用。且在蛭石湿度为170%、PEG-6000浓度为22%的条件下,不同大豆品种间的发芽率差异比较明显,硬实豆数和发霉豆数少,试验数据可靠,可作为大豆萌发期抗旱性鉴定试验的适宜条件。且在此条件下,4个供试大豆品种的抗旱性表现由强到弱依次为陇中黄601、九农29、长农16、恳鉴豆15。

干旱胁迫对大豆光合、产量及品质的影响

以大豆品种陇中黄601、陇中黄602、中品661、晋豆21为材料,设置正常灌水(CK)、中度干旱(D_(1))、重度干旱(D_(2))3个水平进行干旱胁迫处理,采用2 a试验分析大豆苗期、开花期和鼓粒期光合生理生态指标以及成熟后农艺性状、产量和品质的差异。结果表明,随着干旱胁迫程度的加重,大豆生长指标、光合指标及产量均呈递减趋势,在重度干旱胁迫(D_(2))下,大豆产量降幅最大达到56.7%。D_(2)处理开花期的P n降幅最大,达45.15%,苗期的叶绿素SPAD值升高幅度最大,为21.92%。各品质指标均随干旱程度的增加呈上升趋势,D_(2)处理下,大豆蛋白质和脂肪含量比CK分别增加4.51%和1.77%。不同品种的蛋白质、脂肪、果糖、亚油酸、亚麻酸、油酸、硬脂酸、非必需氨基酸和必需氨基酸含量与产量呈负相关,蔗糖、淀粉多糖和棕榈酸含量与产量呈正相关,说明干旱胁迫下大豆产量和品质的提升仍存在矛盾。早熟品种陇中黄601丰产抗旱,适宜在干旱半干旱区种植。

大豆新品种陇豆4号选育报告

随着“大豆振兴计划”实施和种植结构调整,近年来甘肃省大豆种植面积呈增加趋势,为了给甘肃大豆生产提供丰产性、广适性和抗病性大豆品种,以Strong为母本、吉育71为父本,通过有性杂交、系谱法选育出了大豆新品种陇豆4号。该品种在2020—2021年的甘肃省大豆品种(系)区域试验中,2 a 12点(次)平均折合产量为2538.45 kg/hm2,较对照品种陇豆2号增产7.22%。在2022年的甘肃省大豆品种(系)生产试验中,5个试点平均折合产量为2941.50 kg/hm2,较对照品种陇豆2号增产4.75%。陇豆4号春播生育期平均为137 d,与对照陇豆2号相同。株型半开张,亚有限结荚习性。株高101.4 cm,单株有效荚数48.3个,单株粒重17.3 g,百粒重19.9 g。籽粒圆形,外观品质好,完全粒率高,籽粒含粗蛋白395.0 g/kg、粗脂肪189.2 g/kg。具有产量高、抗性好、适应性广等特性,于2023年通过甘肃省农作物品种审定委员会审定。适宜在甘肃省干旱、半干旱雨养农业区和河西绿洲灌区非保灌区的中晚熟、晚熟大豆种植区春播种植。

玉米乙烯信号转导相关基因ZmEIL2的克隆及表达分析

EIN3/EILs(Ethylene-insensitive proteins/ethylene-insensitive 3-like)家族蛋白是乙烯信号转导途径中的主要成员,在植物生长发育及胁迫响应中发挥着重要调控作用。本研究以玉米(Zea Mays L.)自交系B73为材料,从中分离了乙烯信号转导相关的ZmEIL2基因,并对其进行生物信息学、亚细胞定位及表达模式分析。结果表明,ZmEIL2基因的开放阅读框(ORF,open reading frame)全长1,788 bp,编码595个氨基酸残基,蛋白分子量为63.81 kD,理论等电点为6.34,保守结构域分析表明ZmEIL2基因具有EIN3/EILs家族所特有的EIN3结构域。系统进化分析表明ZmEIL2蛋白与高粱(Sorghum bicolor L.)SbEIL1蛋白亲缘关系最近,与拟南芥(Arabidopsis thaliana L.)和大豆(Glycine max(L.)Merr.)的EIL蛋白亲缘关系较远,且不同物种间存在明显的种属特性。亚细胞定位发现该基因同时定位于细胞膜和细胞核。组织特异性表达分析表明ZmEIL2基因在玉米苞叶中的表达量最高,其次为雌穗、雄穗和花丝,在穗位叶中的表达量最低。同时,ZmEIL2基因的表达受到脱水、PEG、ABA、高盐、高温和低温等非生物胁迫的显著诱导,其中对PEG、ABA、高盐的响应较为强烈,同时叶片中ZmEIL2基因的表达水平明显高于茎和根系。研究结果将为深入研究ZmEIL2基因响应逆境胁迫的分子机理奠定理论基础。

大豆成株期抗旱性鉴定评价方法研究

以我国不同地区育成的77个大豆品种(系)为供试材料、以晋豆21为对照,在年降雨量不足40mm的甘肃省敦煌市,设干旱胁迫和正常灌水2个处理,考察与产量相关的8个农艺性状,应用简单相关、等级相关等统计学方法,筛选优异的抗旱种质资源,旨在明确大豆成株期抗旱性鉴定指标和评价方法。9种抗旱性评价方法比较结果表明,基于抗旱系数法、伤害指数和敏感指数对供试材料的抗旱性评价结果完全一致,基于生物产量、单株粒数和单株荚数的综合评价方法与基于产量的直接评价方法比并无优势。经典的抗旱系数法适宜于筛选抗旱资源,但不一定能筛选出正常条件下的丰产资源,而本文提出的改进抗旱指数法可筛选到抗旱性和丰产性兼备的品种,为抗旱育种和生产应用服务;通过划分不同品种熟期组,筛选到不同熟期类型的抗旱、丰产品种。本研究为制订"大豆抗旱性鉴定评价技术规范"提供了理论依据,对大豆资源的抗旱性鉴定和抗旱性育种具有重要的意义。

干旱胁迫对大豆生长的影响及抗旱性评价方法与指标筛选

2014-2015年在年降雨量不足40 mm的敦煌市,设干旱和正常灌水两个处理,通过测定12份大豆品种的8个形态指标(株高、主茎节数、有效分枝数、单株荚数、单株粒数、单株粒重、单株生物量和百粒重)及小区产量,采用改进抗旱指数法及权重隶属函数值D对其进行抗旱性评价,并筛选出3份不同抗旱类型的大豆品种进行生理指标测定,验证该方法和指标。结果显示,与灌水处理(CK)相比较,干旱胁迫下的8个形态指标及产量,2014年除有效分枝数及百粒重差异不显著外,其余考察性状均达到了极显著差异,2015年所有考察表型性状均达到极显著差异;两年权重隶属函数法评价结果显著相关,小区产量与两年两种评价方法极显著相关;两种处理下,中度抗旱(中黄24)、弱抗旱品种(WDD00172)的SOD活性、POD活性、CAT活性、丙二醛含量、可溶性糖含量差异极显著,且与权重隶属函数值D显著相关,而强抗旱品种(晋豆21号)中SOD活性、POD活性、脯氨酸含量差异不显著,且6个生理指标与权重隶属函数值D均不相关。因此,权重隶属函数法和小区产量可作为大豆抗旱性评价单一可靠的方法与指标。

大豆种质资源不同生育时期抗旱性鉴定评价

大豆是重要的植物油脂和蛋白来源,干旱是限制大豆生长发育及产量的重要因素之一。为研究大豆不同生育时期对干旱胁迫的反应,综合评价大豆种质资源抗旱性,筛选抗旱优异种质,本研究在大豆芽期、苗期和全生育期分别采用改进后的抗旱性鉴定方法对253份种质资源进行鉴定,测定根长、株高、百粒重等形态指标,计算发芽率、反复干旱存活率、加权抗旱系数等评价指标,通过相关分析和回归分析筛选抗旱性评价指标,进行大豆种质资源抗旱性综合评价。结果表明,干旱胁迫后,测量指标值降低幅度较大(10.27%~96.62%),与正常灌水处理呈极显著差异(P<1.6×10^(-9))。相关性和回归分析表明,大豆芽期、苗期和全生育期的抗旱评价值间无显著相关性;晚熟材料抗旱性强于早熟材料。筛选出芽期(发芽率)、苗期(反复干旱存活率)和全生育期(单株荚数、单株粒数、单株粒重和单株生物量)抗旱性鉴定评价指标。基于本研究筛选出的评价指标和方法,鉴定出芽期、苗期和全生育期同时表现极强或强抗旱性种质7份,在2个时期同时表现极强或强抗旱性种质50份。本研究为大豆种质资源抗旱鉴定评价及抗旱育种亲本的选择提供理论指导和材料基础。

大豆种质资源抗旱性综合评价

采用抗旱指数与隶属函数相结合的方法,在年降雨量不足40 mm的敦煌市,设干旱胁迫和正常灌水2个处理,考察了12份地方、73份国内育成和38份国外引进共计123份大豆种质与抗旱性相关的株高、分枝数、单株荚数、单株粒数、单株粒重、百粒重、生物产量等7个性状。结果表明:被考察的农艺性状对干旱胁迫的反应程度各异,其中分枝数和百粒重反应迟钝,单株生物量和单株粒重反应敏感;根据抗旱性量度值(D值)的聚类结果,供试的123份材料中筛选出Spry、晋豆21、下台子磨石豆等12份抗旱资源。利用多个农艺性状,采用抗旱指数与隶属函数相结合的方法,综合评估大豆种质的抗旱性是可行的,不仅可以避免单一指标的片面性和不稳定性,而且可以较好地揭示指标与抗旱性的关系。

胡麻种质萌发期抗旱性综合评价

为研究不同类型胡麻种质萌发期抗旱性表现,以筛选抗旱品种,为抗旱育种提供科技支撑。本研究采用不同浓度的PEG-6000高渗溶液模拟干旱胁迫的方法,对定亚17、陇亚8号和2011621080进行渗透胁迫试验,筛选适宜浓度的PEG-6000溶液。对161份不同类型的胡麻种质在萌发期进行渗透胁迫试验,考查与抗旱性相关的5个性状,并运用单项抗旱系数、综合抗旱系数、隶属函数和灰色关联度相结合的方法对种质资源的抗旱性进行综合评价。结果表明,不同浓度PEG-6000胁迫对胡麻种质的萌发均有影响,当PEG-6000的浓度在18%时,各种指标的抑制作用均显著加强,因此本研究选用18%的PEG-6000浓度模拟干旱胁迫试验;PEG-6000胁迫降低了161份胡麻种质资源的相对发芽率,抑制了幼芽的生长,种质间表现出较大差异。根据抗旱性量度值将供试种质划为5级,其中1级抗旱型2份、2级15份、3级28份、4级82份、5级34份;供试种质的抗旱性强弱与地理来源息息相关。试验结果说明选择多个性状,综合评价胡麻萌发期抗旱性是可行且准确的。

季节性冻融对土壤水分的作用及其在农业生产中的意义

正冻土体冻结缘的水势梯度导致非冻结土中的水分向冻结土体迁移，使融解后的土壤水分含量显著提高。然而，土壤水分增加的数量决定于冻结前土壤水分的剖面分布状况。根据田间试验结果，利用土壤冻融作用对土壤剖面水分的再分布，储水灌溉时间可以提前至９月下旬至１０月中旬，灌溉定额可以降低至６０ｍ３／亩，甚至４０ｍ３／亩。灌溉后及时地进行地面覆盖保墒措施，可以改善较早灌溉和低定额灌溉条件下在播种期的土壤墒情，显著提高作物的出苗率。

甘肃省谷子地方种质资源遗传多样性分析

以甘肃省地（州）为单位对474份甘肃省谷子地方种质资源的22个主要性状进行遗传多样性分析。结果表明：（1）甘肃省谷子地方种质资源的多样性在地州间存在明显差异,多样性以陇中的兰州、白银、定西、临夏,陇东的庆阳、平凉和河西的武威为富集地,多样性指数范围在1.5312-1.3424;而金昌、陇南地区的多样性相对较低,多样性指数范围在0.8018-0.4970。（2）甘肃省谷子地方种质资源各地区间主要性状的多样性差异也十分明显,22种性状在各地区的多样性有不同差异,多样性指数范围在0.0000-2.1383之间。（3）22个主要性状的多样性则以粗蛋白（2.0724）、主茎长度（2.0715）、千粒重（2.06707）、主穗长度（2.0523）、粗脂肪（2.0401）和赖氨酸含量（2.0193）等6个数量性状的多样性指数较大,米粳糯（0.2065）、米色（0.7347）、幼苗叶色（0.8655）和穗形（0.8999）等性状的多样性指数较小。研究表明甘肃省谷子地方种质资源的变异较大,遗传较丰富。

青稞种质资源成株期抗旱性鉴定及抗旱指标筛选

干旱是影响青藏高原青稞生产的主要因素之一,鉴定青稞种质资源成株期抗旱性,筛选可靠的抗旱指标,可对抗旱青稞品种培育提供依据。本研究以238份青稞种质为材料,于2019和2020年在甘肃省张掖市设置正常灌水和干旱胁迫2个处理,测定青稞株高、单株穗数、单株生物量、单穗粒重、穗长、千粒重和产量,结果表明:采用抗旱性度量值(D值)、综合抗旱系数(CDC值)、加权抗旱系数(WDC值)分别进行成株期抗旱性综合评价。相关性分析表明,干旱胁迫对各指标的影响均达到极显著水平,产量与株高、千粒重呈极显著正相关,与单穗粒重呈显著正相关。频次分析表明,各指标对干旱胁迫的敏感程度依次为株高、产量、单株生物量、单穗粒重、单株穗数、穗长和千粒重。基于D值、CDC值及WDC值的种质排序基本一致。灰色关联度分析表明,各指标DC值与D值之间的关联度大小依次为产量、单株生物量、单穗粒重、株高、单株穗数、穗长和千粒重,这与各指标DC值与WDC值的密切程度基本一致。逐步回归分析表明,产量、株高、单株穗数、千粒重及单株生物量可作为青稞成株期抗旱鉴定的可靠指标,D值为适宜的抗旱评价方法。以D值为依据将供试青稞种质划分为5个抗旱等级,筛选出紫眼窝青稞、六棱青稞、紫青稞、ZDM8125、土葫芦紫青稞等1级抗旱种质38份。研究结果为青稞抗旱品种选育和抗旱机制研究提供了重要基础材料和理论参考。

西北地区和尚头小麦遗传多样性及农艺性状的关联分析

为了解西北地区和尚头小麦种质资源的遗传特性及主要农艺性状特征,采用43份不同来源的和尚头小麦种质材料,在均匀分布于小麦21条染色体上的150个SSR(simple sequence repeats)位点上检测遗传多样性,同时对19个农艺性状在两个试验点进行表型鉴定,并采用GLM(general linear model)模型进行分子标记与表型性状的关联分析。结果表明,19个农艺性状中数量性状遗传多样性明显高于质量性状,除壳色外,其他性状之间均存在不同程度的相关性。利用45对具有多态性的SSR标记共检测出151个等位变异,各标记等位位点变化范围为2～6,平均为3.36个,PIC(polymorphism information content)值变异范围为0.044～0.771。群体遗传结构分析将43份材料划分为8个亚群。关联分析发现11个SSR标记与农艺性状显著关联,单个标记对表型变异的解释率为8.89%～24.74%,这些标记可为特色小麦分子标记辅助选择育种提供理论参考。

河西绿洲区储水灌溉节水技术研究

甘肃省河西地区储水灌溉的时间一般在 1 0月中旬至 1 1月中旬 ,这一时期河川的径流量减少 ,但储水灌溉面积大 ,灌水量超过 2 0 0mm ,水资源供需矛盾突出。研究证明 ,储水灌溉始期可从习惯上的 1 0月中旬提前到 9月中旬 ,但灌水量不能低于 1 50mm ;1 0月份以后灌溉 ,灌水量可降低到 1 2 0mm ;储水灌溉后立即覆草或盖膜保墒 ,灌水量可降低至 60～ 90mm。储水灌溉节水潜力很大 ,每次灌水可节水 50～ 80mm。

胡麻种质资源成株期抗旱性评价

【目的】了解不同类型胡麻种质的成株期抗旱性表现,挖掘抗旱基因资源,为抗旱育种提供科技支撑。【方法】在年降雨量不足40mm的敦煌市,设干旱胁迫和正常灌水2个处理进行试验研究,考查与抗旱性相关的7个农艺性状,采用综合抗旱系数与隶属函数相结合的方法,对其抗旱性进行综合评价。【结果】被考查的农艺性状对干旱胁迫的反应程度各异,其中株高和千粒重迟钝,单株粒数和单株粒重敏感;根据抗旱性量度值(D值)的聚类结果,将供试种质划分为5级,其中1级抗旱型2份、2级22份、3级69份、4级72份、5级27份;供试种质的抗旱性强弱与其地理来源、选育条件和利用生境息息相关。【结论】选择多个农艺性状,采用综合抗旱系数与隶属函数相结合的方法,综合评估胡麻成株期抗旱性是可行的,不仅可以避免单一指标的片面性和不稳定性,而且可以较好地揭示指标性状与抗旱性的关系。

甘肃省干旱地区抗逆农作物种质资源调查与分析

调查、收集了甘肃省干旱地区抗逆农作物种质资源,为甘肃抗逆农作物种质资源保护、研究、利用提供基础材料。2011-2013年采用查阅文献、访问和实地调查相结合的方法,对分布在甘肃干旱地区18个县(市、区)、48个乡(镇)、81个行政村的抗逆农作物种质资源的保存及利用现状进行了调查,并对种质进行了收集。共收集到粮食作物、经济作物、蔬菜及野生资源材料845份,分属16科46属62种,其中抗旱种质27份,耐盐碱种质4份,高抗锈病种质14份。本文对调查地区抗逆农作物种质资源现状、消长情况及原因和调查、收集到的资源种类及其利用价值进行了分析,并对甘肃省干旱地区抗逆农作物种质资源的保护、开发和利用进行了讨论。

胡麻成株期抗旱指标筛选与种质抗性鉴定

为了筛选胡麻成株期抗旱鉴定性状指标和评价种质的抗旱性,本试验设置抗旱指标筛选和种质抗旱鉴定2项试验。在抗旱指标筛选试验中,开花期测定了干物质量,成熟期考察了株高等8个性状,脱粒后测定了种子含油率,运用简单相关、等级相关性和逐步回归、直接通径、灰色关联分析方法,研究了性状旱/水相对值与产量抗旱系数的相关性。结果表明,与抗旱性关系密切的性状依次为:单株粒重、单株生物量、株高、分枝数和单株粒数。以这5个性状为评价指标,对参试品种的抗旱性进行综合评价,发现加权抗旱系数法的评价结果与产量抗旱系数的相关性高于平均抗旱系数法。在种质抗旱鉴定试验中,成熟期考察了株高等8个性状,选择上述已筛选出的5个性状,应用加权抗旱系数法和用逐步分类法,对190份国内外种质进行抗旱性评价和等级划分,一级抗旱型29份、二级26份、三级81份、四级27份、五级27份;不同类型种质的整体抗旱性存在差异,地方资源较好、育成资源次之、引进资源较差。本研究为胡麻抗旱种质资源的发掘、品种选育提供了参考依据。

黑河地区土壤及小麦体内水分动态观测分析

研究了甘肃黑河地区麦田土壤水分的变化动态。对春小麦不同部位叶片及不同土壤水分的叶水势、气孔导度和蒸腾强度的日变化规律进行了观测和分析。对春小麦叶鞘、叶片和茎水势的变化情况进行了比较。分析了土壤水分对叶水势、气孔导度和蒸腾强度的影响。建立了相对应的函数关系。

人工合成小麦新种质抗条锈性鉴定与Yr18基因检测

对97份来自CIMMYT的人工合成小麦新种质进行了主要农艺性状考察、Yr18分子检测和成株期田间抗锈性接种鉴定。结果表明:参鉴种质间主要农艺性状变异程度较大,尤其千粒重普遍偏高,有30份材料千粒重达50 g以上、占30.9%;利用csLV34标记检测到合成20和合成43携带Yr18,占2.1%;鉴选出成株期呈抗性反应的材料30份、占30.9%,高度慢条锈材料19份、占19.6%,其中合成2、5、14、60、75、76、78、82、83、84计10个合成种同时表现高抗和高度慢锈。这些大粒、抗条锈或慢条锈合成小麦种质的鉴定筛选,为选育小麦新品种提供了优异资源。

蚕豆种质资源主要性状遗传多样性分析

为了有效的利用蚕豆种质资源,促进育种工作,本研究对194份甘肃新征集蚕豆种质资源的35个主要性状进行了较为全面的鉴定,分析性状的遗传多样性。结果表明,新征集蚕豆种质资源具有丰富的遗传多样性,质量性状平均多样性指数为0.8018,数量性状平均多样性指数为1.8465,育成品种、国外资源及地方资源都具有较高多样性指数,平均值介于1.8436-1.7585之间。通过多变量的主成分分析,前8个主成分代表了蚕豆形态多样性的80.23%,包含了全部指标的绝大部分信息。