基于不同发育阶段协同的小麦品种抗旱性综合评判

筛选抗旱性鉴定指标并建立评价模型,可以为抗旱小麦品种的选育以及布局提供依据。以黄淮海麦区主推的23个冬小麦品种为试验材料,设置干旱胁迫和充分灌溉2种处理,在拔节、孕穗、开花和灌浆期测定小麦12项形态生理指标,计算各项指标的抗旱系数,采用主成分分析、隶属函数法、灰色关联度法、聚类分析和逐步回归分析方法对小麦品种的抗旱性进行综合评价。结果表明,干旱胁迫下孕穗期和灌浆期各性状变异幅度较大(7.4%~41.7%),而拔节期和开花期的性状变幅相对较小(9.63%~31.63%)。通过对12个指标的相关分析发现,在各时期下各指标之间均存在显著或极显著相关性。进一步利用主成分分析分别将拔节期、孕穗期和开花期的12个性状参数转换为6个相互独立的综合指标,而将灌浆期转换为5个相互独立的综合指标,4个时期的累积贡献率依次达到89.03%、88.69%、87.68%和85.83%。利用隶属函数法计算各时期的综合抗旱评价值(SD值),并对各时期SD值与产量抗旱指数(DRI)间进行定量关系分析,开花期拟合精度最高(0.744),而灌浆期最低(0.679)。为更好地将不同时期的抗旱性信息综合起来,通过灰色关联度分别选取各时期与SD值关联度最高的前4个指标组合成全生育期评价指标体系,再次进行主成分和隶属函数分析得到全生育期抗旱综合评价值(MD值),其可以解释87.8%的DRI变异,较最佳单时期的R2提高了18.1%。根据MD值进行品种聚类分析,可划分为4类:中等、中等稍弱、弱以及极弱抗旱类型。通过逐步回归分析方程建立了全生育期综合评价数学模型(R2=0.995),分别筛选出拔节期的株高和叶片含水量、孕穗期的脯氨酸、株高和叶绿素a、开花期的叶绿素a和可溶性糖以及灌浆期的脯氨酸和叶片含水量作为综合抗旱鉴定指标。本研究为小麦抗旱亲本的早期选择、品种鉴定以及适域推广应用提供理论指导和信息支撑。

基于热红外图像的小麦品种抗旱性鉴定与评价

【目的】分析不同基因型小麦冠层的温度参数相关信息,探寻快速高效筛选冬小麦抗旱品种的指标和方法,给冬小麦抗旱品种筛选提供参考依据。【方法】本研究以小麦为研究对象,获取干旱胁迫下10个抗旱性存在差异的小麦品种冠层热红外图像,采用温度频率直方图等分析方法提取冠层温度特征参数,明确温度特征参数与抗旱指数之间定量关系,分析冠层温度特征参数对筛选冬小麦抗旱品种的有效性。【结果】基于产量抗旱指数(DRI)的分级标准将测定小麦品种分为4种抗旱类别,其抗旱性越强,最大光化学效率(F_(v)/F_(m)),植株含水量(PWC),气孔导度(Gs),蒸腾速率(Tr)和籽粒产量越稳定。基于热红外图像提取冠层温度特征参数,小麦抗旱性越强,冠层温度的差异性越小,冠层温度的离散程度也较小。产量抗旱指数(DRI)与拔节期、孕穗期和开花期的作物冠层温度与环境温度的偏差(CTD)均呈现极显著的正相关关系,相关系数r为0.79—0.84,而与冠层温度标准差(CTSD)、变异系数(CTCV)、水分胁迫指数(CWSI)和冠层相对温差(CRTD)呈显著负相关(r=-0.56—-0.78)。基于单一生育时期冠层温度特征参数建立了产量抗旱指数(DRI)回归模型,估算精度为r2=0.73—0.87,其中以拔节期预测模型精度最高。而基于3个生育时期的相关冠层温度参数CTD、CTCV、CTSD CWSI组合构建产量抗旱指数(DRI)预测模型,较基于单一生育时期预测精度显著提升(r2=0.95)。【结论】利用热红外图像可进行小麦品种抗旱性的早期鉴定与快速评价,这对促进作物高效节水生产具有重要意义。