内蒙古86份谷子种质中后期抗旱性鉴选及评价

以86份谷子种质为研究对象,于2022年和2023年在内蒙古赤峰市开展田间试验,设正常灌水(CK)和干旱胁迫(T)2个处理,通过测定谷子株高、茎基粗、穗下茎长、穗长、穗粗、倒二叶SPAD值、单穗重、千粒重、籽粒产量9个指标,采用综合抗旱系数(CDC)、抗旱性度量值(D)、加权抗旱系数(WDC)对谷子中后期抗旱性进行综合评价。研究结果表明,干旱胁迫下9个指标的测定值均下降,下降程度依次为产量(35.17%)>单穗重(17.36%)>穗下茎长(16.51%)>穗长(14.08%)>穗粗(13.77%)>茎基粗(12.38%)>株高(12.37%)>叶绿素含量(10.16%)>千粒重(9.09%)。相关性分析结果表明,穗粗和产量的相关性最强,相关系数为0.97。主成分分析将9个鉴定指标转换成5个主成分,累计方差贡献率达89.2%。分别以D值、CDC值和WDC值为依据进行k-means函数聚类分析,将参试种质材料抗旱性划分为5个等级,其中应用3种综合抗旱评价方法都筛选出的高抗种质有9份(CMG30、CMG57、峰红2号、金苗K10、CMG58、CMG59、CMG60、CMG61、CMG62)。逐步回归分析结果表明,可将株高、穗长、穗粗、单穗重和产量作为谷子中后期抗旱鉴定的客观评价指标,D值为适宜的抗旱评价方法。

玉米苗期耐旱材料筛选及QTL定位

【目的】在PEG-6000(Macrogol 6000,聚乙二醇-6000)模拟干旱条件下,评价和筛选出DH(Doubled Haploid,双单倍体)群体的耐旱玉米材料,并对该群体耐旱相关性状进行QTL(Quantitative Trait Locus,数量性状基因座)定位,为材料筛选以及后续玉米耐旱性的遗传研究提供基础。【方法】本试验以127份DH群体材料为试验材料,在20%PEG-6000干旱胁迫下通过测定其幼苗期SPAD(Soil and Plant Analyzer Development,叶绿素含量)、茎粗、苗长、地上鲜质量、地上干质量、SOD(Superoxide Dismutase,超氧化物歧化酶)、POD(Peroxidase,过氧化物酶)以及CAT(Catalase,过氧化氢酶)指标,得出综合耐旱指数,并通过聚类分析和逐步回归方程来综合评价其耐旱性及筛选耐旱材料,运用完备区间作图定位法进行耐旱QTL定位。【结果】将127份材料分为强耐旱、较强耐旱、耐旱、不耐旱材料4个类群,筛选到强耐旱材料1份,较强耐旱材料7份,耐旱材料17份,不耐旱材料102份;在第5条染色体上检测到2个QTL,与玉米耐旱性状指标叶绿素相关的位点命名为qSPAD-5,LOD值(Likelihood of odd,极大似然函数比的常用对数)为4.810 7,表型贡献率为2.291 1%;与地上鲜质量相关的位点命名为qFWAG-5,LOD值为2.520 5,表型贡献率为5.286 9%。【结论】在PEG-6000模拟干旱条件下,材料405表现出了极强的耐旱性,是筛选出的强耐旱性材料,且SOD、地上鲜质量、CAT可作为玉米耐旱性鉴定的指标。其中在5号染色体上检测到2个QTL与耐旱性状SPAD和地上鲜质量相关,分别为qSPAD-5和qFWAG-5。

芜菁种质资源抗旱性鉴定与筛选

为系统评价芜菁幼苗的抗旱性,筛选抗旱种质,以40份芜菁种质为试验材料,采用苗期盆栽试验,设置干旱和正常浇水两种处理,测定芜菁幼苗形态指标、叶绿素含量、旱害指数、死亡率等19个抗旱性评价指标,并利用相关性分析、主成分分析、隶属函数法等对芜菁幼苗进行抗旱性综合评价和抗旱鉴定指标筛选。结果表明,与正常浇水处理相比,干旱胁迫降低了芜菁的株高、茎粗、叶长和叶宽、地上鲜质量和干质量、叶绿素含量等指标,但对地下部相关指标的影响有正负两种结果。根据综合评价结果,可将40份芜菁种质划分为3种类型,包括11份干旱敏感种质、5份抗旱种质、24份中度抗旱种质,其中抗旱性强的芜菁材料是B9,对干旱最为敏感的材料是B2;主成分分析结果表明,株高、叶长、叶宽、叶柄长、主根长、根体积、地上鲜质量、地下鲜质量、地下干质量、根冠比、旱害指数可作为芜菁幼苗抗旱性评价的重要指标。

玉米抗旱品种的筛选指标研究

培育玉米抗旱杂交种是减小因干旱带来的玉米产量损失的有效途径之一。但多年来对玉米抗旱品种的筛选指标一直没有系统研究。由于抗旱育种和抗旱种质资源鉴定评价有不同目标和要求 ,因而玉米抗旱品种筛选指标和种质资源抗旱性鉴定评价指标也应有所不同。本研究通过对 12 1个玉米杂交种在不同水分条件下的产量进行分析 ,对不同品种筛选指标的特点进行比较 ,认为耐旱指数DTIv[即 (Yd×Yw) /Ymw2 ]是玉米抗旱杂交种筛选的良好指标 ,而从抗旱系数 [即Yd/Yw]发展而来的抗旱指数 [(Yd/Yw)× (Ymw/Ymd) ]是玉米种质资源抗旱性鉴定评价的良好指标。

20个切花菊品种抗旱性评价与筛选

以20个切花菊品种为材料,采用盆栽方法对其进行干旱处理(土壤含水量为田间持水量的40%左右),测定了与抗旱性相关的6个指标:茎粗、株高、根冠比、叶片相对含水量(RWC)、丙二醛(MDA)含量和相对电导率,并利用方差、主成分、隶属函数和聚类对多指标变量进行分析,全面评价了20个切花菊品种的抗旱性。结果表明:与切花菊抗旱性相关的6个指标经主成分分析被提取归纳为2个主成分,其中茎粗、株高、根冠比、RWC和MDA胁迫指数与切花菊抗旱性密切相关。采用聚类分析法将20份供试材料的抗旱性分为高抗旱、抗旱、低抗旱、不抗旱4个等级。其中,‘南农雪峰’为高抗旱品种,‘南农墨桂’‘金莲’‘南农红雀’‘风车菊2’‘小丽’‘南农玉珠’‘切花红’‘韩4’‘南农霞光’‘风车菊1’‘青心红’和‘南农双艳’12个为抗旱品种,‘南农小丽’‘精心之诚’‘韩2’‘金秋’‘南农勋章’和‘南农红枫’6个为低抗旱品种,‘南农惊艳’为不抗旱品种。

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。

甘蓝型油菜耐旱相关性状的主成分分析及综合评价

【目的】通过对花前和花后干旱胁迫下甘蓝型油菜形态及农艺性状多项指标的研究,筛选和鉴定甘蓝型油菜耐旱种质资源。【方法】以49份甘蓝型油菜为材料,考查花前和花后干旱胁迫及正常供水对照的侧根干重、总根干重、侧根体积、总根体积、根表面积、单株干重、茎杆干重、地上部鲜重、茎粗、绿叶数、叶面积、株高、一次分枝数、单株总角数、每角粒数、千粒重、单株籽粒产量等性状,以各性状的耐旱系数作为衡量耐旱性指标,利用主成分分析、回归分析及聚类分析对其进行耐旱性综合评价。【结果】将花前和花后干旱胁迫各15个单项指标综合成为各6个相互独立的综合指标,花前和花后耐旱性极显著正相关(r=0.593**)。系统聚类将49个基因型划分为高度耐旱、中度耐旱、不耐旱3类,在花前干旱胁迫中,不耐旱基因型有34个,中度耐旱12个,高度耐旱3个;在花后干旱胁迫中,不耐旱16个,中度耐旱29个,高度耐旱4个,其中,中油杂11、中双11选系在花前和花后2个时期干旱胁迫均表现高度耐旱。【结论】可利用主成分分析、隶属函数分析和聚类分析对甘蓝型油菜花前和花后耐旱性进行分类和综合评价,筛选甘蓝型油菜耐旱种质。

甘蓝型油菜苗期耐旱性综合评价与耐旱性鉴定指标筛选

我国油菜生产经常遭受干旱胁迫而影响产量和品质,综合评价油菜种质资源的耐旱性,筛选耐旱种质,确定耐旱性鉴定指标,是耐旱新品种培育和耐旱机理研究的基础性工作。本研究利用229份甘蓝型油菜种质资源,在苗期设置干旱胁迫组和正常灌溉(对照)组,测定地上和地下部鲜重和干重及叶片过氧化物酶活性、丙二醛含量、脯氨酸含量、可溶性蛋白含量、可溶性糖含量和相对含水量10个性状,采用耐旱系数、聚类分析、隶属函数、主成分分析和灰色关联度分析等方法对其耐旱性进行综合评价。结果显示,苗期干旱胁迫使甘蓝型油菜幼苗地上和地下部干重和鲜重及叶片相对含水量和可溶性蛋白含量显著降低,使叶片过氧化物酶活性、丙二醛含量、可溶性糖含量和脯氨酸含量显著升高,而地下部干重在正常灌溉组与干旱胁迫组之间差异不显著。229份种质资源划分为8个类群,各类群表现出不同的耐旱特性。RR002、9801C、炎81-2、07037、浙油758和09-P64-1为耐旱材料,11-P30、CY16PXW-35、08-P35、09-P36、甲972和A148为干旱敏感材料。地上部鲜重、叶片脯氨酸含量和可溶性糖含量可作为甘蓝型油菜苗期综合耐旱性快速、简便、准确的鉴定指标。

糜子核心种质成株期抗旱性鉴定评价与抗旱种质筛选

【目的】干旱是影响糜子生长发育及产量的主要制约因素之一,筛选优异抗旱资源及鉴定指标,为抗旱品种的选育和抗旱分子机制的研究奠定基础。【方法】以200份糜子核心种质资源为研究对象,于2021—2022年在甘肃敦煌连续开展2年的田间成株期抗旱性鉴定,试验设置正常灌水和干旱胁迫2个处理,测定叶面积(leafarea,LA)、主茎直径(mainstem diameter,MSD)、主茎节数(number of main stem nodes,NMSN)、主穗长(main panicle length,MPL)、穗下节间长度(pedunclelength,PL)、株高(plantheight,PH)、单株草重(strawweightperplant,SWPP)、单株穗重(panicleweight perplant,PWPP)、单株粒重(grainweightperplant,GWPP)、千粒重(thousandgrainweight,TGW)和小区产量(yield perplot,YPP)11个指标,采用综合抗旱系数(CDTC值)、抗旱指数(DRI值)和抗旱性度量值(D值)对糜子成株期抗旱性进行综合评价。【结果】在不同水分处理条件下,叶面积、主茎直径、主茎节数、主穗长、穗下节间长度、株高、单株草重、单株穗重、单株粒重、千粒重和小区产量11个指标在不同种质间均表现为显著差异。干旱胁迫处理下,糜子的生长受到抑制,11个指标测定值均较正常灌水处理明显降低,且小区产量对干旱胁迫较敏感。相关性分析发现,11个测定指标的抗旱系数间均呈现出一定的相关性,其中,单株穗重和单株粒重的相关性最强,相关系数为0.943。主成分分析将11个鉴定指标转换成6个主成分,累计方差贡献率达80.667%。基于CDTC值、DRI值和D值的糜子资源抗旱性排序基本一致。根据D值利用聚类分析将200份糜子种质资源抗旱性划分为4类,第Ⅰ类为强抗旱型有10份,第Ⅱ类为抗旱型有70份,第Ⅲ类为干旱敏感型有81份,第Ⅳ类为干旱极敏感型有39份。株高、单株粒重、单株穗重和主穗长与D值的相关性较高,相关系数分别为0.756、0.697、0.696和0.679。通过逐步回归分析构建了糜子成株期抗旱评价的回归方程:Y=-1.509+0.362X1+0.174X2+0.349X3+0.389X4+0.307X5+0.251X6+0.218X7。【结论】抗旱性度量值法适宜于糜子成株期抗旱性评价;筛选出巴林左疙塔黍(00000525)、高台乌糜子(00002677)和民乐红糜子(00002687)等10份强抗旱性材料;株高、单株穗重和主穗长可作为糜子成株期抗旱性鉴定的主要指标。

大豆耐光氧化和耐旱种质的批量筛选鉴定

１９９７年夏季分别对２２８份江苏省淮南夏大豆种质和２６４份外引大豆种质进行简易耐光氧化和耐旱种质资源的批量筛选鉴定。结果表明：不同品种之间的耐光氧化特性存在明显差异，耐性特点在群体水平上呈正态分布；耐和不耐光氧化品种的百分率均较低，大部分种质为中间水平。选出耐光氧化种质１６份，它们主要来源于低纬度地区。同时用盆栽人工控水的方法对５０份大豆种质进行耐旱性鉴定，并分析了大豆耐光氧化性与耐旱性的关系，结果表明两者呈极显著正相关（ｒ＝０．８３６６＊＊）。建议将简易耐光氧化鉴定作为大豆耐旱育种的一个技术程序。

从回交导入群体中筛选耐盐和抗旱水稻植株

盐害和干旱已经成为水稻产量的限制因子。培育耐盐和抗旱水稻品种的前提是高效筛选携带耐盐和抗旱基因的单株。本研究以黄华占为轮回亲本,来源于不同国家的46个品种为供体培育的BC2F2群体为材料,进行苗期耐盐和生殖生长期抗旱筛选。尽管供体和受体本身不具备耐盐性和抗旱性,但导入后代普遍出现耐盐和抗旱的超亲分离,表明供体品种普遍存在提高导入后代耐盐和抗旱的有利"隐蔽基因"。与耐盐性表现相比,导入后代出现抗旱株的组合数和每个群体中筛选出的抗旱株数均显著多于耐盐性,表明抗旱"隐蔽基因"更广泛分布在不同籼粳水稻品种中,而且抗旱性可能比耐盐性具有更广泛的适应机制。研究表明,培育回交导入系加以适当的选择压是发掘耐盐和抗旱"隐蔽基因"的有效方法。

杂交水稻组合在不同生育时期对水分胁迫的响应及聚类分析

以50个两系(三系)杂交水稻组合为供试材料,以旱稻1255和旱稻297为对照材料,分别在发芽期用20%的聚乙二醇6000(PEG6000,-0.49MPa水势)模拟水分胁迫,在4叶期进行干旱和复水处理,在抽穗期田间晒田条件下无损测定叶片的最大光化学效率(Fv/Fm),平行测定超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)3种抗氧化酶活性,并在收获后考察其结实率。结果表明:不同水稻材料在不同生育期耐旱性表现不相同,通过聚类分析,结合发芽率、抽穗期田间晒田条件下Fv/Fm值以及后期结实率的联合筛选,将水稻耐旱表现型分为3类,即耐旱型、干旱敏感型以及中等耐旱型;不同耐旱类型在不同生育时期的筛选指标的平均值也不同;在抽穗期晒田条件下,叶片的Fv/Fm值与芽期发芽率、SOD活性有极显著的相关(相关系数分别为-0.382**和0.349**),可见抽穗期晒田条件下叶片的Fv/Fm值可作为田间栽培条件下水稻水分胁迫无损筛选指标。

玉米品种抗旱性指标筛选的研究

提高玉米品种的抗旱性是减少干旱带来损失的有效途径之一。产量指标又是玉米品种抗旱性鉴定的最重要指标。本研究通过36个玉米品种抗旱性鉴定试验,对以产量为基准的不同鉴定筛选指标进行了分析比较。结果表明:算术平均值(MP)、几何平均值(GMP)、耐旱指数(DTIv)和抗旱指数(DRI)可以作为鉴定品种抗旱性的主要筛选指标;耐旱指数(DTIv)优于抗旱指数(DRI)能更好地作为不同地点和不同环境条件下抗旱性鉴定筛选指标。

耐旱水稻品种的选育与评价

通过系统育种、杂交育种和外源DNA导入技术,采用水、旱作交叉选育法选育出一批优异耐旱水稻种质材料。并对栽培稻抗旱性鉴定方法与评价进行了研究分析,筛选出05082,05072,04旱25和04旱26等4个材料为抗旱高产品种。同时,利用室内水分胁迫鉴定和田间自然多重胁迫条件下的苗期及抽穗开花期与对照对比进行鉴定,并结合水旱田种植对比分析进行综合抗旱力鉴定,三者相结合的鉴定方法简便、直观、易掌握,便于育种者对品系进行初步筛选。

红麻种质资源耐旱性的初步鉴定研究

为鉴定和筛选红麻耐旱种质资源,本研究选用10份红麻野生种和41份红麻栽培品种为材料,51个红麻种质资源进行盆栽和干旱胁迫试验鉴定,根据干旱后叶子的萎蔫程度进行鉴定、比较,获得了51个红麻种质资源的耐旱性评价。已鉴定和筛选出的7个耐旱性较强和8个耐旱性较弱的红麻种质材料,结果对红麻种质资源的评价和进行红麻耐旱性的分子基础研究有一定指导意义。

差异表达研究方法及其在作物耐旱基因筛选中的应用

抑制性消减杂交(SSH)、cDNA微阵列技术,差异显示PCR(DD-PCR)、代表性差异分析(RDA)、表达序列标签(ESTs)、基因表达连续性分析(SAGE)、cDNA扩增片段长度多态性(cDNA-AFLP)几种技术是目前基因差异表达的主要研究方法。本文分析了各种方法的优缺点,综述了干旱胁迫下玉米、水稻、小麦基因差异表达的研究进展后认为,对干旱胁迫与正常浇水对照的基因差异表达研究,进而分离抗旱基因,是进行作物抗耐旱转基因、创造抗耐旱种质资源,进而选育抗耐旱作物新品种的基础。在基因差异表达研究中,以采用cDNA-AFLP技术为宜。

复合抗旱剂配方筛选初步研究

为了提高作物的抗旱能力和产量,进行了小麦复合抗旱剂配方筛选研究,以‘晋麦47号’小麦为材料,通过种子发芽势、发芽率、干物质、叶绿素荧光参数和产量等指标,对自研的16个配方制剂在干旱胁迫下进行了种子发芽、幼苗生长和抽穗期3个阶段的筛选。结果表明,Kh-13和Kh-1 2个配方效果较好,能促进种子萌发,利于苗齐苗壮,促进幼苗生长发育,增加干物质积累,提高个体质量,保持叶片相对含水率,促进光合作用,增强抗逆能力,在抽穗期前后喷施能促进幼穗发育,提高小麦穗粒数,增加产量。Kh-13和Kh-1处理的种子发芽势显著分别提高了2.00倍和1.66倍;发芽率显著分别提高了50%和50%;萌芽期抗旱性两者均达极强抗旱性标准;茎叶干物质显著分别增加了12.33%和11.42%;根干重显著分别增加了19.13%和13.00%;叶片相对含水率分别提高了23.53%和37.78%;穗粒数显著分别提高了22.36%和17.30%;产量显著分别增加了38.48%和20.78%。

耐旱水稻新品种筛选试验

在大田自然干旱条件下,对从中国农科院作物研究所引进的6个耐旱水稻品种在来宾市兴宾区、武宣县同时进行品种对比试验。结果表明,不同品种的耐旱性和抗病力有一定差异,其中P116在两个试验点的产量表现最稳定,各产量构成因素、耐旱性均表现较好,其穗颈瘟的感染率也较低,建议扩大试验示范并逐步在干旱地区推广种植;P175在所有参试品种中耐旱性表现最强,在受旱程度较严重的兴宾区试验点产量表现最高,其穗颈瘟的感染率也较低,建议在干旱地区进一步试验示范,并逐步扩大推广种植;P117在武宣县试验点产量表现最高,在兴宾区试验点也比对照增产,但该品种对穗颈瘟抗性较差,是所有参试品种中穗颈瘟感染率最高的品种,建议在非稻瘟病区作进一步试验和示范。

水稻抗旱研究进展与展望

水稻是我国主要粮食作物之一,整个生长阶段对水分的需求远远大于其它作物。然而随着极端气候以及水资源短缺的影响,干旱已经成为造成农作物产量损失最大的非生物胁迫。全面详细地了解水稻抗旱研究相关内容,有助于抗旱水稻品种的培育。本综述从水稻抗旱筛选方法、筛选指标、干旱胁迫条件下产量及其产量相关性状QTL发掘以及抗旱基因的克隆和应用进行论述,并对水稻抗旱品种的培育进行展望。

干旱胁迫对不同色彩棉花生理生化指标的影响

以抗旱性不同的白棉、棕棉和绿棉品种(系)为试验材料,应用多元统计分析理论与方法,研究了不同水分亏缺灌溉条件下花铃期棉花生理生化指标与抗旱性的关系。结果表明:干旱胁迫提高了棉花叶片的POD和CAT酶活性,降低了离体叶片失水速率和叶片相对含水量,使丙二醛含量和脯氨酸含量增多,细胞膜透性增大,叶绿素含量、可溶性蛋白含量和可溶性糖含量品种间存在差异。综合评价分析结果,棕色棉BC05-07-18-2抗旱性最强,绿色棉G3-6抗旱性最弱。不灌溉条件下,叶片相对含水量和类胡萝卜素含量可作为棉花抗旱鉴定的重要指标,叶绿素含量和可溶性糖含量可作为参考指标。灌水一半条件下,叶片相对电导率和离体叶片失水速率可作为棉花抗旱鉴定的重要指标,CAT活性、丙二醛含量和脯氨酸含量可作为抗旱鉴定的参考指标。棉花品种的抗旱系数与叶片相对含水量及可溶性蛋白含量存在线性回归关系,与细胞膜透性呈显著负相关。