小麦抗倒性评价方法的比较分析

为寻找简便快捷的小麦品种抗倒性鉴定方法,以48个国家冬小麦黄淮南片水地组区域试验小麦新品系为试验材料,通过对小麦品系茎秆等特性的调查分析,结合多试点抗倒性验证,比较4种倒伏指数法在小麦品种抗倒性鉴定评价中的效果。相关性及主成分分析结果表明,倒伏与株高、基部茎节特性等密切相关。其中,倒伏与第1至第3节茎秆长度、株高、重心高度呈极显著正相关,与第2节茎秆的径长比、基部茎秆弹性呈极显著负相关,表明株高越矮,基部节间越短,特别是第2茎节短且粗,茎秆基部弹性越强,小麦品种抗倒性越好。4种倒伏指数均与第2、3茎节长度呈极显著正相关,与第2茎节机械强度呈极显著负相关,且分别与其他茎秆等特性呈显著或极显著相关,表明第2、3茎节长度和第2茎节的机械强度是上述4种倒伏指数法鉴定小麦品种抗倒性的共性基础,同时各倒伏指数又有其特定的关联性状。4种倒伏指数均可有效鉴定小麦品种抗倒性,但从便利性及相关性密切程度方面比较,倒伏指数2和倒伏指数3鉴定的评价效果更好。

小麦品种抗倒伏能力定性定量研究

为有效评价小麦品种抗倒伏能力,以2015-2016年河南省小麦区域试验水地组参试品种为研究对象,采用倒伏指数、聚类分析和主成分分析等方法,利用多试点倒伏鉴定结果,对84个河南省小麦新品种的抗倒伏能力进行了初步定性和定量分析。结果表明,84个小麦品种平均倒伏指数为7. 06,倒伏指数≤3. 50的品种有40个,占参试品种的47. 6%,倒伏指数≥20的品种有8个,占参试品种的9. 5%,河南省区域试验参试小麦新品种抗倒伏能力总体上处于较好水平。相关性分析表明,倒伏指数与倒伏面积、倒伏级别、严重倒伏点率相关系数分别达到0. 977**,0. 912**,0. 906**,说明倒伏指数能较好地评价小麦品种的抗倒伏能力。主成分分析表明,倒伏指数、倒伏面积、倒伏级别和严重倒伏点率(2017版标准)是本研究中衡量品种抗倒性最好的指标。综合倒伏指数和倒伏参数(包含严重倒伏点率、倒伏点率、倒伏面积和倒伏级别)对品种进行抗倒性表型聚类分析,比单独应用倒伏指数或倒伏参数效果更好。上述方法在单点或多点试验中均可有效地定性和定量小麦品种抗倒伏能力大小,同时可推广到其他禾谷类作物抗倒伏能力鉴定研究,可有效估测小麦品种抗倒伏能力大小及准确地进行品种分类。

小麦新品种(系)抗倒性及产量构成因素评价

为筛选小麦优异抗倒性资源材料,分析倒伏严重年份黄淮南片麦区小麦产量构成,本试验以2016—2017年度国家冬小麦黄淮南片水地组区域试验81个小麦新品系为材料,结合多点试验抗倒性鉴定结果,利用倒伏指数法、相关性及主成分分析,对黄淮南片麦区小麦新品种(系)的抗倒伏能力及产量构成因素进行了初步分析。聚类结果显示,有27个小麦新品种(系)抗倒伏能力处于好或较好水平,占参试品种(系)的33.3%,倒伏指数平均值分别为10.5、28.3;抗倒性较差的品种(系)有17个,占参试品种(系)的21.0%,倒伏指数平均值为89.5,表明本年度抗倒性较好的新品系在黄淮南片麦区占据多数,试验品系抗倒伏能力总体较好。倒伏与株高、最高蘖、有效穗数均呈显著或极显著正相关,株高越高,群体越大,小麦品种倒伏的风险越大。严重倒伏点率和倒伏指数与产量呈极显著或显著负相关,倒伏越严重,产量影响越大。主成分分析结果表明,倒伏是黄淮南片麦区小麦品种产量的主要限制因素之一。在控制倒伏的前提下,适当增加有效穗数和穗重,延长生育期,是黄淮南片麦区小麦增产的有效途径。

改良倒伏指数法鉴定小麦品种抗倒性初步研究

由于小麦茎秆基部弹性容易测定,因而本研究用其替换茎秆基部机械强度,对王勇等(1997)提出的倒伏指数进行改进。为验证这种方法的应用效果,以47个河南省区域试验小麦新品系及自育品系为试验材料,通过对小麦茎秆特性进行分析,结合多试点抗倒性验证,应用改良倒伏指数法对小麦抗倒伏能力进行初步鉴定。结果表明,从灌浆中期到灌浆后期,小麦基部茎秆弹性总体处于下降趋势,但仍有22.3%的品系基部茎秆弹性呈上升趋势,72.3%的品系倒伏指数有所下降,说明大部分小麦品系在灌浆后期的抗倒伏能力相对于灌浆中期有所上升。经相关性分析,节间充实度、长度、干重、重心高度、地上部鲜重、茎秆基部节间弹性等特性均与小麦抗倒性有关,其中,茎秆基部第一、第二节间充实度、长度、基部茎秆弹性与抗到性关系最为密切。在灌浆中后期,倒伏指数与倒伏点率、严重倒伏点率、平均相对倒伏面积、平均倒伏级及乔春贵等(1988)的方法计算得到的倒伏指数均呈正相关,以灌浆中期相关性较高。说明应用改良的倒伏指数衡量小麦品种抗倒伏能力是可行的,且在灌浆中期准确度更高。

小麦抗逆相关基因TaGB1的克隆及其表达特性分析

为了解小麦的TaGB1基因特性、表达情况及其与双子叶植物同源基因的进化关系,以小麦品种济麦22为研究对象,采用同源克隆的方法获得小麦G蛋白β亚基编码区序列,TaGB1编码区全长1 143bp,编码380个氨基酸,预测分子量为41kD,基因组序列中包含6个外显子和5个内含子,分别位于小麦基因组的4A、4B、4D染色体上,不同拷贝的氨基酸同源性高达99.91%。TaGB1基因结构中包含7个WD40保守域,表达产物位于胞质和质膜上。经系统发育进化关系分析,单子叶植物与双子叶植物的G蛋白β亚基分化形成两大分支;TaGB1在进化关系上与单子叶植物较近,而与拟南芥等双子叶植物较远。TaGB1在ABA、盐、热和干旱胁迫条件下上调表达,植物的根、茎、叶等部位均有表达,叶片中表达量较高,说明该基因可能参与调控植物的抗逆反应。

转ZmPEPC与ZmPPDK基因拟南芥对干旱胁迫的反应

为探究干旱胁迫对转玉米高光效基因ZmPEPC与ZmPPDK拟南芥的影响,本研究选用2个转PEPC基因株系(PC90,PC73),2个转PPDK基因株系(PK17,PK26),1个转PEPC+PPDK基因株系(PCK110)和对照株系(GLC)为试验材料。在幼苗期分别用150mmol/L和250mmol/L甘露醇(Mannitol)模拟干旱胁迫处理,测定幼苗根长,结果显示,在胁迫处理下,转PEPC、PPDK和PEPC+PPDK基因拟南芥幼苗的平均相对根长分别较对照增加了43.8%,48.4%和50.6%。在成株期进行干旱胁迫处理,测定莲座叶片的叶绿素荧光参数,叶绿素、可溶性糖、可溶性蛋白、丙二醛含量和成株死亡率,结果显示,在胁迫处理下,供试材料F0增加,Fv/Fm减小,对照F0增幅最大,为20.4%,Fv/Fm最小,为0.78;转PEPC、PPDK和PEPC+PPDK基因拟南芥株系平均相对叶绿素含量分别较对照增加12.6%,15.4%和23.1%;可溶性糖含量分别较对照增加3.0%,16.3%和24.4%;可溶性蛋白含量分别较对照增加0.6%,10.8%和15.4%;丙二醛含量较对照降低,分别为对照的93.5%,90.3%和84.10%;死亡率分别为12.3%,13.3%和6.7%,极显著低于对照(87.7%)(P<0.01)。上述结果表明,玉米高光效基因ZmPEPC和ZmPPDK可增强拟南芥抵抗干旱胁迫的能力,且这两个基因的共表达可能存在协同作用。