244份春小麦苗期抗旱性的鉴定

【目的】干旱是限制全球小麦生产的主要环境因素,培育抗旱品种是全球小麦育种面临的核心挑战。春小麦作为短生育期小麦品种,为国家粮食安全和种植结构提供了重要保障,确定春小麦材料的抗旱性,为选育抗旱稳产新品种提供依据。【方法】为了解春小麦品种(系)的苗期抗旱性,以来自10个不同地区的244份春小麦品种(系)为试验材料,利用控制含水量法进行苗期干旱胁迫,于三叶期选择长势均匀一致的幼苗,测定最大根长(MRL)、第一叶长(FLL),第一叶宽(FLW)、胚芽鞘长(CL)、地上部鲜重(SFW)和地下部鲜重(RFW)等13个苗期指标,通过描述统计法、隶属函数法、主成分分析、聚类分析和相关性分析等方法对各春小麦品种(系)的抗旱性进行综合评价。【结果】春小麦品种(系)之间的耐旱性表现出丰富的变异,干旱处理条件下,所测定性状的变异系数为2.1%—32.9%,对照组变异系数范围为1.0%—29.3%;与对照相比,干旱处理条件下的胚芽鞘长度、根干重、鲜重根冠比和干重根冠比均不同程度增加。主成分分析将原13个指标归纳为5个主成分,贡献率达79.6%,根据各主成分特征向量和各性状指标的抗旱系数,计算出综合抗旱系数D值,并对D值进行聚类分析,将供试材料分为5个亚群,据此筛选出根部生物量(地下部鲜重和干重)作为苗期抗旱性鉴定的有效综合指标。将苗期指标抗旱系数与田间相关农艺性状进行相关性分析,发现苗期胚芽鞘长、第一叶长和成熟期旗叶长、株高、穗长、小穗数和籽粒长呈极显著正相关性,苗期整株生物量与籽粒千粒重呈极显著正相关。【结论】筛选出高抗旱春小麦品种22份,明确了根部生物量(地下部鲜重和干重)可作为苗期抗旱性鉴定的有效综合指标。

8份强筋小麦品种抗旱性评价

为给强筋冬小麦品种的抗旱性评价和抗旱指标筛选提供理论依据,以黄淮麦区种植的8个强筋小麦品种为材料,在水培条件下设置正常供水(对照)和20%聚乙二醇(PEG-6000)模拟干旱胁迫两个处理,测定了萌发期11个抗旱相关指标、幼苗期20个抗旱相关指标,计算各指标的抗旱系数,采用主成分分析法和隶属函数法求得综合抗旱能力评价值(D值),基于D值评价萌发期和幼苗期抗旱性;在旱棚池栽条件下,测定了2种水分处理下(适时一次灌溉、雨养)籽粒产量,基于产量抗旱系数评价全生育期抗旱性。结果表明:(1)干旱处理下,8个小麦品种萌发期发芽势、发芽率等10个抗旱指标显著低于对照,根冠比显著高于对照;幼苗期叶片净光合速率、气孔导度等13个抗旱指标不同程度地低于对照,胞间CO 2浓度、SOD活性等7个抗旱指标显著高于对照。(2)与适时一次灌溉相比,雨养条件下小麦籽粒产量显著降低,降幅18.70%~28.66%,产量抗旱系数为0.713~0.813。(3)8个强筋小麦品种在萌发期和幼苗期抗旱等级不尽相同。藁8901在2个生育时期均表现出抗旱性;科大1026、郑麦7698和丰德存麦5号在幼苗期表现出抗旱性,在萌发期对干旱敏感;新麦26、郑麦366、周麦32号和周麦36在2个生育时期均对干旱敏感。(4)产量抗旱系数与萌发期D值无显著相关性,但与幼苗期D值呈显著正相关。(5)经逐步回归分析,胞间CO 2浓度、蒸腾速率、CAT活性、脯氨酸含量、最大根长和总根长可作为强筋小麦品种苗期抗旱性鉴定的关键指标。

商洛主栽小麦品种苗期抗旱性综合评价

为明确商洛地区主栽小麦品种苗期抗旱性和筛选适宜抗旱鉴定指标,聚乙二醇(PEG-6000)模拟干旱胁迫,测定‘商麦5226’等8个品种苗期抗旱指标的变化。基于各指标的抗旱系数,通过主成分分析、聚类分析和隶属函数法对其抗旱性进行综合评价。结果表明:(1)与对照相比,干旱处理下叶片净光合速率、苗高、最大根长、根干质量、茎叶干质量有不同程度的下降;超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性、丙二醛(MDA)含量、脯氨酸含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白则表现出增加的规律。(2)通过主成分分析,将中度干旱和严重干旱下的12个单项指标均转换为4个独立的综合指标,中度干旱下4个综合指标的贡献率依次为65.628%、14.890%、7.701%和6.511%,累计贡献率分别为94.730%,严重干旱下4个综合指标的贡献率依次为61.586%、18.087%、9.875%和5.696%,累计贡献率分别为95.244%;基于抗旱性综合评价值D,中度干旱下供试品种抗旱性分类4类、严重干旱下抗旱性分为3类,综合来看,‘小偃15’‘商麦5226’和‘商麦1619’为强抗旱性品种。(3)灰色关联分析表明,CAT活性、脯氨酸含量、根干质量、可溶性糖含量、净光合速率与综合评价值D关联度较为密切。研究结果可为旱地小麦品种选用(育)和抗旱性鉴定提供参考。

黄淮麦区旱肥地小麦新品种(系)苗期抗旱性初步鉴定与分类

了解黄淮麦区旱肥地小麦节水新品种系的抗旱性,有利于小麦推广和在育种中的应用。以50份近年黄淮旱肥地小麦品种系为试验材料,在15%PEG-6000(聚乙二醇)溶液模拟干旱胁迫下,测定种子发芽率、苗高、叶绿素含量的变化,并进行抗旱性评价和分类。结果表明:胁迫条件下小麦种子发芽率、苗高与其苗期抗旱性显著相关;50份材料分为4类,分别为4份高抗旱型种质(D值为0.8255~0.9980),10份抗旱型种质(D值为0.6516~0.7270),28份干旱敏感型种质(D值为0.4941~0.6354),8份干旱高敏感型种质(D值为0.3079~0.4676);相较于平均隶属函数值评价抗旱性,采用D值大小评价并结合最长距离法系统聚类分析,可以比较合理、直观地呈现分类结果。据此,实验明确了在15%PEG-6000胁迫下,发芽率、苗高可以作为评价苗期抗旱能力的主要指标;区分了50份不同品种系的抗旱性,可为抗旱节水品种选育、推广提供依据。

冬小麦不同基因型幼苗形态性状遗传力和抗旱性的研究

用植物根系喷雾试验箱培养冬小麦茶淀红×MY9094、轮抗7号×山农215953的四个亲本及其两个杂种F2，研究两叶到六叶期幼苗形态性状的遗传力及幼苗形态性状与抗旱性的关系。结果表明：幼苗的抗旱性与根干重呈显著正相关。幼苗的根数、根长及株高等性状遗传力随叶龄增加而增加。因此，育种上以4—6叶幼苗的形态性状筛选抗旱品种或选择杂种材料为宜。

干旱胁迫下小麦幼苗根、叶多胺含量和多胺氧化酶活性的变化

以抗旱性不同的两个小麦品种(‘晋麦33’和‘温麦8’)(Triticm aestivum cv.Jinmai 33 and Wenmai 8)为材料,研究了干旱胁迫下多胺含量和多胺氧化酶活性的变化。结果表明:干旱过程中,幼苗根、叶中腐胺(Put)、亚精胺(Spd)、精胺(Spm)3种多胺含量和多胺氧化酶(PAO)活性先迅速升高,而后下降。与抗旱性弱的‘晋麦33’相比,抗旱性强的品种‘温麦8’幼苗根、叶中Spd、Spm含量初期升高幅度大,之后下降速率减慢;PAO活性的变化与之相反,‘晋麦33’的PAO活性提高的幅度大于‘温麦8号’。多胺含量和PAO活性在小麦幼苗的根与叶之间呈极显著正相关。干旱初期,小麦根、叶中多胺迅速积累可能是干旱胁迫反应的一个信号,随后较高的spd、Spm水平有利于增强小麦幼苗的抗旱性。

PEG处理下新疆冬小麦品种幼苗期生理指标的抗旱性研究

【目的】了解小麦苗期的抗旱生理性状的变化,明确新疆不同品种小麦幼苗期抗旱性差异,为小麦苗期抗旱材料的筛选与评价提供可借鉴的性状指标及抗旱品种的选育提供理论依据。【方法】以11个新疆主栽小麦品种为材料,经过渗透胁迫处理(20%PEG6000),研究小麦幼苗期生长变化及部分生化指标(叶绿素、脯氨酸、过氧化物酶、丙二醛)的变化。【结果】旱胁迫处理后,各品种的小麦幼苗生长缓慢,叶绿素含量均降低,叶片的脯氨酸含量、丙二醛含量(MDA)、过氧化物酶活性(POD)不断上升,不同品种的指标差异达到显著水平;同时利用隶属函数分析了不同小麦基因型苗期对水分胁迫响应的形态生理差异,初步评价了11个小麦品种苗期的抗旱性。【结论】小麦抗旱性是一个综合性状,用单一指标或某一类指标评价小麦抗旱性可能不够客观。试验采用隶属函数评价小麦的抗旱性,苗期抗旱性较好的品种是新冬35号,其次是新冬22号与新冬32号。

三个小麦新品种萌发期和幼苗期抗旱性的综合评价

为了鉴定西农538、西农556和西农558三个小麦新品种的抗旱特性,以抗旱性不同的三个生产上大面积推广的小麦品种晋麦47、小偃22和西农979为对照,通过在不同梯度的渗透胁迫(5%,10%,15%,20%PEG-6000)处理下,测定这6个品种在萌发期和幼苗期的发芽率、发芽势、胚芽鞘长、超氧化物歧化酶活性(SOD)、过氧化物酶(CAT)等指标,运用相关分析、主成分分析、模拟隶属函数等方法对这6个品种的抗旱性进行综合评价。结果表明:(1)在不同梯度的渗透胁迫处理下,各单项指标对不同品种抗旱性的影响不同,各指标间存在不同程度的相关性。(2)通过主成分分析,5%和10%PEG胁迫下将12个单项指标转化为4个相互独立的综合指标,15%和20%PEG胁迫下将12个单项指标转化为3个相互独立的综合指标,4种胁迫梯度下其累计贡献率依次达到了92.61%、92.96%、88.74%和93.12%。(3)通过抗旱性综合评价值(D值),将这6个小麦品种分为三类:西农538与对照品种晋麦47为强抗旱型;西农558与对照品种小偃22为中等抗旱型;西农556与对照品种西农979为弱抗旱型。

外源甜菜碱对小麦幼苗抗旱性的影响

用不同浓度甜菜碱溶液对６个基因型小麦进行浸种和干旱后复水的试验，以幼苗反复干旱存活率高低作为幼苗抗旱性强弱的指标。结果表明，在第一次干旱后用５ｍｍｏｌ／Ｌ的甜菜碱溶液复水会明显提高小麦幼苗的相对含水量和抗旱性。基因型×处理的交互作用结果表明，不同基因型小麦对外源甜菜碱作用的反应有差异，用５ｍｍｏｌ／Ｌ和１５ｍｍｏｌ／Ｌ的甜菜碱溶液进行复水，会显著提高鲁麦１４幼苗的相对含水量和抗旱性。以较高浓度甜菜碱溶液（８０ｍｍｏｌ／Ｌ）浸种的小麦幼苗抗旱性差。

精胺和甲基乙二醛-双(脒基腙)对小麦幼苗抗旱性的影响

在砂培模拟干旱条件下,叶面喷施精胺(Spm)1 mmol/L,可提高小麦幼苗叶片相对含水量,降低质膜透性,提高抗旱性;而亚精胺(Spd)和Spm的抑制剂-甲基乙二醛一双(脒基腙)(MGBG)1 mmol/L的作用相反。内源多胺含量测定表明,Spm使叶片内源腐胺(Put)、Spd和Spm含量均有所提高;而MGBG处理虽增加了内源Put含量,却降低了Spd和Spm水平。

山西省小麦苗期根系性状及抗旱特性分析

小麦苗期根系形态是成株期根系分布的基础,与抗逆和产量密切相关,全面认识苗期根系及抗旱特性,对于抗旱优异种质的利用和早期筛选具有重要意义。采用239份山西省小麦品种(系)在土培条件下,研究了苗期根系性状及对水分胁迫的响应。结果表明,正常生长下山西小麦苗期根系性状多样性丰富,地方种变异最大;不同年代品种中,除最大根长随年代略下降外,其他性状均呈先升后降的趋势;不同根系性状对水分胁迫响应存在差异,总根长对水分最敏感,其次为根表面积、根体积和根生物量,最大根长和平均根数不敏感。苗期根系综合抗旱能力随年代呈先降后升的趋势,地方种和20世纪70年代品种多为中抗,80和90年代的品种抗旱性较低,2000年以后审定品种的抗性较高,其中旱地品种抗性最好。苗期根系抗旱特性与产量性状相关分析发现,最大根长、总根长、根体积和根生物量与雨养条件下的千粒重和产量显著正相关,最大根长和根生物量与成株期抗旱性也显著正相关。因此苗期最大根长和根生物量可作为半干旱地区旱地育种过程中抗旱性和产量的早期筛选指标。

抗旱浸种剂处理对小麦萌发和幼苗生长的影响

干旱胁迫下用抗旱剂处理小麦种子可以促进种子萌发和幼苗生长 ,提高出苗率 ,增加根冠比。处理后 ,各项生理生化指标均高于对照 ,可使幼苗在较低水势下保持正常生长 ,为小麦中后期发育打好基础。试验结果表明 ,本课题组研制的种子处理抗旱剂对小麦抗旱出苗的效果优于黄腐酸 (FA)。

小麦苗期抗旱类型研究

为探索小麦苗期对水分胁迫的适应性,利用反复干旱法研究了942份小麦材料的苗期抗旱类型。结果表明,小麦苗期抗旱性存在显著差异,3次反复干旱后,小麦品种间成活率变异系数为4.6%～43.51%。根据品种反复干旱后成活率,供试品种对水分胁迫响应划分为抗旱型、耐旱型和敏感型。苗期抗旱性强的小麦品种具有较少种子根、较多次生根和较强分蘖量。小麦苗期抗旱性与后期抗旱性缺乏一致性,与品种的千粒重和冬春性无明显关系。

PEG处理下青海栽培小麦萌发期及幼苗期抗旱性研究

为了给青海小麦抗旱性育种提供依据,以7个青海省培育并已大面积推广的普通小麦品种为材料,经过渗透胁迫处理(20%PEG6000),研究小麦萌发期胚芽鞘长度及萌发率的变化和幼苗期部分生化指标(脯氨酸、过氧化氢酶(CAT)、可溶性糖)的变化。结果表明:渗透胁迫处理后,小麦萌发期胚芽鞘生长缓慢且萌发率低;幼苗期脯氨酸含量、可溶性糖的含量升高,CAT活性上升。初步判断出7个品种的抗旱性为‘小红麦’、‘阿勃最强’;‘乐麦5号’、‘互麦11’和‘山旱901’次之;‘互助红’和‘互麦15’抗旱性最弱。

水分亏缺下ASA提高小麦幼苗抗旱性的机理研究

以二叶一心期小麦幼苗为试材在自然干旱条件下用５．０×１０－４ＡＳＡ处理，结果表明：随着水分亏缺天数的增加，ＡＳＡ可明显降低超氧阴离子自由基（Ｏ２）的含量；提高超氧化物歧化酶（ＳＯＤ）和过氧化物酶（ＰＯＤ）的活性；降低脂氧合酶（ＬＯＸ）、酸性磷酯酶和过氧化氢酶活性；降低了膜脂过氧化主要产物丙二醛（ＭＤＡ）的含量，同时使过氧化氢（Ｈ２Ｏ２）的含量有所增加。ＡＳＡ使膜结构与功能在水分亏缺下得到保护，从而提高了小麦的抗旱性。

模拟土壤环境下测量小麦胚芽鞘长度的方法

土壤表层水分的不足直接影响着小麦播种质量,干旱可直接导致小麦减产。小麦深播可以使小麦种子吸收到土壤表层以下的水分,但短胚芽鞘的小麦种子深播后却无法出土,所以,选择长胚芽鞘的小麦品种可以作为小麦早期的抗旱性鉴定指标。介绍了如何模拟土壤环境下测量小麦胚芽鞘长度的方法,旨在通过测量苗期小麦胚芽鞘长度,为小麦生长早期对其抗旱性进行鉴选。

二苯基脲磺酸钙对小麦苗期抗旱性的影响

用浓度为 1 0 0mgL- 1 的二苯基脲磺酸钙溶液喷施小麦苗期叶片 ,能明显增加小麦幼苗的过氧化物酶、过氧化氢酶和超氧化物歧化酶的活性 ,并使保水力和复活能力增强。用 1 0 0mgL- 1DSC拌种 。

水分胁迫对不同肥水类型小麦幼苗期抗旱特性的影响

为给小麦抗旱鉴定指标的早期筛选、小麦品种的培育与利用提供科学依据,在聚乙二醇(PEG-6000)水分胁迫条件下研究了6个不同肥水类型小麦品种幼苗期叶片生理生化的变化。结果表明,小麦品种随着水分胁迫时间的延长,幼苗干旱存活率、根冠比和叶绿素含量均降低,脯氨酸含量和细胞质膜相对透性均升高,根系活力先呈现略微升高再下降的趋势。旱地品种‘青麦6号’、‘济旱5034’和‘鲁麦21’的幼苗干旱存活率、根冠比、叶绿素含量和SOD活性较高且下降较为缓慢,而细胞质膜相对透性较低;高肥水品种‘烟农24’和‘济麦22’受水分胁迫影响较大,上述抗旱指标变化幅度较大;中肥水品种‘烟农21’的上述抗旱指标变化幅度介于高肥水和旱地品种之间。‘青麦6号’具有较高的抗旱指数,在水分胁迫条件下能够保持较好的叶片结构和功能状况,因而抗旱性较强。

小麦RIL群体苗期抗旱性综合评价

以小麦RIL群体为材料,在水培条件下以PEG-6000模拟干旱胁迫,分析小麦幼苗抗旱相关性状的群体变异,利用主成分分析对抗旱指标进行综合筛选,利用隶属函数值法对供试材料抗旱性进行综合评价,以期为小麦苗期抗旱性状QTL定位及抗旱育种研究提供依据。15个抗旱相关指标主成分分析表明:前6项主成分累计贡献率达82.799%,所代表的6类指标可作为小麦苗期抗旱性鉴定指标,其相对重要性为生物量>根冠比>地下部失水率>最大根长>相对生长率>地上部失水率。抗旱综合评价结果表明:父本山农483较母本川35050抗旱性强,群体综合抗旱性有较大的分离变异,111个系抗旱性高于双亲,14个系抗旱性介于双亲之间,5个系抗旱性较双亲低。该群体适于小麦苗期抗旱相关性状QTL定位研究。

抗旱制剂浸种对干旱胁迫下小麦幼苗SOD活性和形态指标的影响

为了提高小麦苗的抗旱能力,用自制的抗旱剂进行浸种后模拟干旱试验。结果表明:制剂2浸种后进行干旱胁迫处理,小麦幼苗SOD活性比清水+胁迫处理提高40.9%~60.0%,提高的原因是能诱导出新的同工酶,活性维持时间为35天;抗旱剂处理后再进行干旱胁迫,小麦幼苗根系活力明显增强,根长和根干重都有不同程度的增加,其中制剂2和制剂3处理,根长比清水浸种后胁迫处理提高1.0倍和69.8%,根干重提高1.5倍和85.7%,根数提高1.3倍和1.0倍。制剂2处理茎叶干重最大,比清水+胁迫处理增加70.4%,根冠比增加48.1%。综上,本试验条件下制剂2是缓解麦苗干旱胁迫效果较理想的制剂。