苜蓿种质资源萌发期抗旱指标筛选及抗旱性综合评价

为筛选苜蓿萌发期抗旱性鉴定指标以及抗旱苜蓿种质材料,为苜蓿抗旱新品种选育提供理论和基础材料。以59份抗旱性不同的国内外苜蓿种质为材料,设置加蒸馏水和加-0.6 Mpa PEG-6000水溶液2个处理,研究了与抗旱性相关的根长、芽长、发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数和根芽比等7个指标的变化,采用相关性分析、隶属函数、综合抗旱系数、灰色关联、逐步回归和聚类分析相结合的方法,对59份苜蓿种质萌发期抗旱性进行综合评价及抗旱指标筛选。结果表明:干旱胁迫对苜蓿萌发期各指标均有显著影响。筛选出萌发期抗旱性较强的苜蓿种质材料有草原3号、赛迪7、WL903,可作为抗旱育种和抗旱机理研究材料。根长、发芽率和活力指数对干旱胁迫的反应较其他指标敏感,可作为苜蓿品种抗旱性鉴定及抗旱品种选育时优先考虑的指标。试验结果也说明采用以抗旱性度量值(D值)为主要参数,以加权抗旱系数(WDC值)作为辅助参数的综合评价方法进行苜蓿抗旱性综合评价、评价指标筛选是合理准确的。     

绿豆种质资源抗旱性鉴定评价

培育抗旱品种是应对全球气候干旱最经济、有效的途径之一,而抗旱种质的鉴定与筛选是其前提和基础。本研究以303份绿豆种质资源为材料,在新疆奇台县自然条件下,于2017年、2018年连续2年开展绿豆种质抗旱性研究。通过考察不同种质单株产量、单株荚数、单株粒数、单株生物量、株高等指标,计算各指标在旱胁迫与灌水条件下的比值,运用相关性分析确定抗旱指标;采用抗旱系数、隶属函数和抗旱指数法,评价绿豆的抗旱性;比较3种评价结果,选择最适宜的评价方法,进而筛选抗旱种质。结果表明,抗旱系数与单株荚数、单株粒数、单株生物量、小区产量在旱胁迫与灌水条件下的比值呈极显著正相关,从而遴选这4项指标作为绿豆抗旱性鉴定的评价指标;抗旱系数、隶属函数和抗旱指数三者呈极显著的正相关,3种评价方法抗旱分级结果一致性较高,但抗旱指数法筛选的高抗、抗旱资源在旱胁迫和灌水条件下平均单株产量高于通过其他2种方法筛选的相应级别的平均单株产量,故认为抗旱指数法更适宜于自然条件下大规模的绿豆抗旱性鉴定;2年抗旱指数评价结果一致的种质103份,其中,高抗种质9份、抗旱种质11份、中抗种质61份、敏感种质8份和14份极敏感种质。本研究为绿豆种质抗旱性研究提供理论指导和信息支撑。     

陆地棉种质资源花铃期抗旱性鉴定及抗旱指标筛选

大田试验设置正常灌水和干旱胁迫处理,于花铃期开始干旱处理,以株高、果枝数等12个农艺性状的平均数为基础,采用综合抗旱系数、模糊隶属函数、主成分分析、关联分析和聚类分析等统计分析方法相结合进行品种抗旱性鉴定和抗旱指标的筛选,为棉花抗旱品种鉴定和棉花生产提供理论依据。12个农艺性状对水分胁迫的敏感程度各异,基于D值、CDC值和WDC值的棉花种质抗旱性分析;通过D值的聚类分析结果,将153份种质资源分为5级,Ⅰ级(强抗旱型)5份、Ⅱ级(抗旱型)35份、Ⅲ级(中抗旱型)56份、Ⅳ级(较敏感型)56份和Ⅴ级(敏感型)1份。供试棉花种质的籽棉产量与D值、CDC值和WDC值均呈极显著正相关。筛选出花铃期抗旱性强的棉花种质有以色列1101,抗旱性弱的品种盐早2号。株高、籽棉产量、单铃重、有效铃数和果枝始节高度可作为棉花种质资源花铃期抗旱性评价的指标。     

栽培稻种质资源的深根比鉴定评价北大核心CSCD

干旱是水稻生产中最严重的非生物胁迫,增强根系对深层土壤水分的吸取能力是提高水稻抗旱性的重要育种目标。为筛选优异抗旱稻种资源,本研究对2234份栽培稻种质资源进行了以深根比为鉴定指标的避旱性鉴定评价,在水分梯度抗旱大棚中对131份具有不同深根比的种质进行了孕穗期抗旱性鉴定评价。供试材料的深根比变异范围为8.6%~60.1%,平均深根比为25.8%,47.2%材料的深根比集中在20%~30%之间,25.2%材料的深根比低于20%,深根比超过40%的高深根比种质仅占6.1%;国外材料中高深根比种质比例达到了24.4%,其次是上海(17.9%)和湖南(15.6%),广东、贵州和广西的高深根比种质比例均低于1%;地方品种的深根比略高于育成品种(系),地方品种的高深根比种质比例也高于育成品种(系);粳稻深根比高于籼稻深根比,粳稻中高深根比种质比例是籼稻的3.6倍;在籼稻种质中,湖南籼稻材料中高深根比种质比例较高,而广东、广西和贵州等省的籼稻种质中都只有1份高深根比种质。孕穗期抗旱性鉴定结果显示,高深根比种质中的高抗旱材料比例是低深根比材料的3.2倍、是中等深根比材料的2.0倍。综合分析干旱胁迫和正常水分条件下的结实率以及两种情况下的每穗粒数比值和结实率比值等抗旱性鉴定指标,筛选获得26份抗旱性优异材料,可作为水稻节水抗旱育种优良亲本和应用于抗旱基因挖掘。     

薏苡种质资源萌发期抗旱性鉴定及抗旱指标筛选

干旱是影响薏苡生产的主要因素之一,鉴定薏苡种质资源的抗旱性,筛选抗旱指标,培育抗旱品种,对薏苡产业的发展具有重要意义。本研究首先以抗旱性不同的6份薏苡种质为材料,通过调查5个不同浓度的PEG-6000水溶液模拟干旱胁迫下的发芽率,确定了薏苡萌发期模拟干旱胁迫的最适PEG-6000水溶液渗透势为-0.1 MPa。然后以-0.1 MPa的PEG-6000水溶液模拟干旱胁迫,探讨50份薏苡种质发芽势、发芽率、萌发指数、芽长、芽粗、芽鲜重、芽干重、根长、根粗、根鲜重和根干重的变化,利用综合评价法对50份薏苡种质进行萌发期抗旱性鉴定及抗旱指标筛选。结果表明,干旱胁迫对薏苡萌发期各指标均有极显著影响。筛选出萌发期抗旱性强的薏苡种质分别为yy18-1、yy14-3和yy13-1,可为薏苡抗旱育种、抗旱机理及干旱调控缓解机制的研究提供基础材料。芽长、芽干重、根长、根鲜重和根干重可作为薏苡种质资源萌发期简单、直观的抗旱性评价指标。     

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。     

马蔺叶片解剖结构特征与其抗旱性关系研究

通过温室模拟干旱胁迫试验,从中国北方不同生境生长的15份野生马蔺种质材料鉴定出3个不同抗旱性群体(强抗旱、中度抗旱和弱抗旱),从中选择具代表性的不同抗旱级别的4份马蔺种质,进行其叶片组织解剖结构特征的观察和比较,以进一步证实马蔺叶片解剖结构特征及其与抗旱性的关系。结果表明,各种质材料间叶片厚度、上下表皮细胞厚度、角质层厚度、气孔密度、栅栏组织厚度、海绵组织厚度、栅栏组织/海绵组织厚度、CTR值和SR值等结构参数指标均与马蔺种质材料抗旱性存在密切的关系。其中,强抗旱种质材料的叶片厚度、上下表皮细胞厚度和角质层厚度大,气孔密度大,栅栏组织和海绵组织较发达,叶片组织紧密度大、疏松度小,栅栏组织/海绵组织厚度比较高;弱抗旱种质材料的叶片厚度、上下表皮细胞厚度和角质层厚度小,气孔密度小,栅栏组织和海绵组织较薄,叶片组织紧密度小、疏松度大,栅栏组织/海绵组织厚度比较低。     

胶质苜蓿种质资源苗期抗旱性综合评价

采用反复干旱法,研究了自国外引进的15份胶质苜蓿种质材料苗期抗旱性差异,并通过主成分分析及隶属函数法对不同来源胶质苜蓿种质资源的抗旱性进行综合评价.结果表明:13个苜蓿抗旱鉴定指标归纳为地下生物量因子、生长发育因子、地上生物量因子、根系因子、胁迫指数因子5个主成分,其中根冠比、地下生物量胁迫指数、根冠比胁迫指数、株高、叶面积、根长/株高、地上生物量、地下生物量、地上生物量胁迫指数、侧根数、叶面积胁迫指数等11个指标与胶质苜蓿抗旱性关系密切;根据隶属函数平均值的大小对15份胶质苜蓿种质资源抗旱性进行了排序.通过该方法旨在筛选出抗旱性较强的种质资源.     

黑龙江中上游地区早熟野生大豆种质资源的抗旱性鉴定

一年生野生大豆是栽培大豆的祖先种,具有遗传变异丰富、蛋白质含量高、抗逆性强等特点。我国东北北部地区野生大豆分布广泛,但对该地区野生大豆种质资源的性状鉴定和育种利用相对滞后。本试验选用来自黑龙江中上游地区、生育期相近的30份野生大豆资源,在人工控制水分的条件下进行全生育期多性状抗旱性鉴定。试验结果表明,不同性状对干旱胁迫的反应存在一定差异,其中产量和株高反应敏感,生育期性状及百粒重反应钝感。对所得抗旱性度量值(D)进行聚类分析,将供试材料划分为5个级别,其中I级(高度抗旱型) 2份(锦05017,C05038)、II级(中度抗旱型) 4份、III级(弱抗旱型) 12份、IV级(水分敏感型) 10份、V级(水分高度敏感型) 2份。抗旱性度量值(D)与营养生长期(V)、分枝数及单株产量呈极显著正相关,与生殖生长期(R)及R/V比值呈负相关,表明在干旱胁迫条件下,营养生长期(V)相对较长、生殖生长期(R)相对较短、R/V较小的材料抗旱性较高。综上所述,根据多性状指标计算的抗旱性度量值(D)是评价野生大豆资源抗旱性的可靠指标。营养生长期、R/V、分枝数和单株产量等性状可作为野生大豆抗旱性评价的简便指标。     

云瑞甘蔗创新亲本抗旱性综合评价

甘蔗基础杂交以种质创新为主,是甘蔗育种的基础和前提。为建立规范的云瑞甘蔗亲本抗旱性鉴定方法,并对所创造的具有新血缘的种质资源进行抗旱性评价。以36份云瑞创新亲本为研究材料,设置正常供水和水分胁迫两个处理,测定水胁迫下甘蔗叶片质膜透性、丙二醛、脯氨酸、叶绿素荧光参数等12个性状指标,结合抗旱系数DC、综合抗旱系数CDC、加权抗旱系数WDC、主成分、隶属函数、聚类以及灰色关联度和逐步回归分析方法,对其抗旱性进行综合评价并筛选适宜指标。结果表明:干旱对甘蔗亲本各指标有极显著影响,配对处理t检验各指标处理间P=0.0001,所选指标对干旱胁迫响应较敏感;主成分分析表明7个主成分可代表甘蔗亲本抗旱性89.2686%的原始数据信息量,可概括为光合作用因子、水分利用因子和生理调控因子3类;系统聚类分析将36份亲本材料划分为高度抗旱型(Ⅰ)、中高度抗旱型(Ⅱ)、中度抗旱型(Ⅲ)、低度抗旱型(Ⅳ)和敏感型(Ⅴ)5类,所占比例分别为25%、25%、25%、13.9%、11.1%,筛选出云瑞14-195、云瑞15-88、云瑞11-98、云瑞11-256、云瑞15-158、云瑞14-78、云瑞13-26、云瑞12-137和云瑞15-73共9份抗旱材料;通过灰色关联度分析和逐步回归分析,进一步明确了质膜透性、丙二醛、脯氨酸、自由水/束缚水等是甘蔗抗旱性评价的关键指标,可有效评价甘蔗种质抗旱性。为建立云瑞甘蔗亲本规范的抗旱鉴定体系,大规模筛选抗旱甘蔗种质资源提供科学依据。     

大豆抗胞囊线虫病种质rhg1和Rhg4位点的单核苷酸多态性(SNPs)

本研究以57份中美大豆抗胞囊线虫病种质资源为实验材料,利用基于检测微珠的单碱基延伸方法,对与大豆胞囊线虫病(SCN)抗性基因rhg1和Rhg4紧密连锁的SNPs进行分析,目的是阐明我国大豆抗性种质在这两个位点的SNPs等位变异分布频率,为中国大豆种质抗SCN资源的利用奠定基础。分析结果表明,SNPs的抗性等位基因与中国大豆种质综合抗性的关系比不同生理小种的抗性关系更为密切。在rhg1和Rhg4位点,美国的9份抗性种质中,有7份抗性种质的SNPs均为纯合抗病基因型,而中国48份抗性种质中有32份。分别占鏊定总数的77．8％和66．7％,推测大豆抗SCN种质中,以rhg1和Rhg4这两个基因协同作用表现出的抗性可能占多数．但还存在其他的抗性机制。     

绿豆种质资源芽期抗旱性鉴定

干旱是影响我国绿豆生产的主要因素之一,筛选抗旱性种质资源,培育抗旱品种,对我国绿豆产业发展具有重要意义。本研究首先以4份绿豆种质为材料,通过检测5个梯度渗透势PEG-6000溶液模拟旱胁迫下的发芽率动态分布,确定了绿豆芽期模拟旱胁迫的适宜PEG-6000溶液渗透势为-0.9 MPa(21.8%)。进而以-0.9 MPa的PEG-6000溶液对113份绿豆种质进行芽期抗旱鉴定,通过测定发芽势、发芽率、下胚轴长、胚根长、干重和鲜重等10项指标及相关性分析,认为相对发芽势、相对发芽率、相对下胚轴长、相对胚根长、相对总芽长、相对鲜重、相对干重、相对发芽指数、相对活力指数9项指标可以作为评价绿豆芽期抗旱性指标。利用隶属函数分析法,对113份种质的芽期抗旱性进行综合评价,筛选出1份高抗种质当地吉豆(C0000626)和16份抗性种质,为绿豆抗旱基因发掘及抗旱品种改良奠定基础。     

花生抗青枯病种质脂肪酸组成的遗传多样性

通过对123份不同类型抗青枯病花生种质种子脂肪酸的鉴定测试,分析了抗青枯病花生种质在这些性状方面的遗传分化,并与6006份资源组成的花生基础收集品进行了比较。研究结果表明,我国抗青枯病花生资源的油酸含量平均为51.78%,显著高于基础收集品的对应值(45.64%);亚油酸含量平均为28.88%,显著低于基础收集品的对应值(34.36%);高油酸种质较多,油酸含量达61%以上的资源23份,所占比重为18.7%,显著高于基础品中的相应比重(2.65%)。标准差、变异系数以及遗传多样性指数的分析结果表明,抗青枯病资源在油酸和亚油酸含量方面的遗传分化程度高。     

东乡普通野生稻与栽培稻苗期抗旱性的比较

干旱影响水稻生长发育,不论什么时期发生最终都导致产量损失。研究水稻资源抗旱性有助于水稻抗旱改良和稳定干旱胁迫下水稻的产量。东乡普通野生稻被公认为是栽培稻的祖先,对增强水稻抗旱性可能十分重要。对4份来自3个仅存的居群的东乡野生稻与15份栽培稻进行苗期抗旱性比较,考察了3次重复的盆栽土培试验中8个抗旱指标。表明东乡普通野生稻比栽培稻更为抗旱,表现在最大根长、茎长、根干重、根鲜重、根干鲜重比及抗旱指数等6个性状,而不表现在根数及根茎长比;其中茎长、最长根长、根干重、根鲜重及根系相对含水量对水稻苗期抗旱性影响更大。采用抗旱指数和抗旱总级别值法对水稻抗旱性进行评定,结果表明4份东乡野生稻材料间的抗旱性存在很大差异,且来水桃树下居群的抗性最高,东乡野生稻抗旱性可能与其原生境状况有关。结果认为东乡普通野生稻可作为栽培稻抗旱改良的遗传资源。     

蓖麻根腐病抗性鉴定及其SSR标记的初步建立

蓖麻根腐病是茄腐镰孢菌(Fusarium solani)引起的根部病害,严重影响蓖麻产量。抗源缺乏制约了抗病品种的选育。为寻找抗病种质、建立抗性分子标记,该研究对252份蓖麻材料的抗性进行了表型和分子标记鉴定。结果表明:(1)浓度为1×10⁶个·mL^-1的孢子悬浮液灌根是一种有效的接种方法; 以接种后枯萎天数为基础的5级评价法,可作为鉴定标准。(2)鉴定出130份抗病材料,其中高抗为105份。(3)野生材料中抗病材料比率(66%)远高于栽培材料(35%),建议将野生材料,尤其是中国华南野生材料的研究利用作为今后抗病育种的重要方向。(4)初步建立了8个与抗性关联的SSR标记。该研究结果提供了有效的根腐病抗性鉴定方法和评价标准,筛选出了一批育种迫切需要的抗病基因资源,初步建立了可用于辅助选择的SSR标记,为蓖麻抗根腐病育种奠定了重要基础。     

豌豆种质资源芽期耐旱性评价及耐旱种质筛选

我国是第一大豌豆生产国,在世界豌豆生产中占有举足轻重的地位。然而,干旱是制约我国豌豆生产的主要因素,为了探索豌豆芽期耐旱性,以4份来自不同降雨量地区的豌豆种质为材料,在浓度为0、5%、10%、15%、20%、25%和30%PEG-6000(聚乙二醇)高渗溶液模拟干旱条件产生水分胁迫进行种子萌发试验,试验中测定种子的发芽势、发芽率、发芽指数及简易活力指数4个指标的动态变化,确定了豌豆芽期耐旱性鉴定适宜的PEG-6000浓度为20%~25%。进一步以22%PEG-6000模拟旱胁迫对来自我国18个不同省份的87份豌豆种质资源进行耐旱性鉴定,试验中测定种子相对发芽势、相对发芽率等、萌发耐旱指数及萌发胁迫指数等13个指标,主成分分析确定了相对发芽势、相对发芽率等7项指标作为耐旱综合评价因子,利用隶属函数法,筛选出1份高抗种质(G0002457),来自降水较少的新疆莎车,7份抗旱种质(G0002293、G0005403、G0002418、G0002083、G0000799、G0002017和G0002082),多来自降水较少的西北部春播区。本研究可为耐旱种质的选择提供科学指导,为豌豆耐旱品种改良奠定基础。     

红三叶苗期抗旱性指标筛选及综合评价

应用主成分分析、通径分析及隶属函数分析法对国内外12份红三叶材料进行抗旱性评价,结果表明：比根长、最长根长、可溶性糖、地下生物量、游离脯氨酸、相对持水量、叶绿紊持有率和丙二醛8个指标是评价红三叶苗期抗旱性的重要指标;抗旱性综合评价得出材料的抗旱性由强到弱依次为：CQ9〉CQ7〉CQ3〉瑞德（Red）〉多丽（Dory）〉CQ2〉CQ8〉CQ6〉巫溪红三叶〉CQ5〉CQ4〉CQI。     

玉米种质资源对六种重要病虫害的抗性鉴定与评价

在2003-2005年间,对604份玉米种质进行了抗弯孢菌叶斑病和玉米螟鉴定,筛选出抗弯孢菌叶斑病的材料93份,抗玉米螟材料22份。2006-2009年间,对836份玉米种质进行了抗大斑病、茎腐病、穗腐病和瘤黑粉病的鉴定与评价,筛选出一批高抗和多抗的资源。在836份资源中,对大斑病1、2和N号3个生理小种具有抗性的材料均为50%左右;抗茎腐病材料为41.3%,高抗和抗性种质分别为264和81份;穗腐病高抗和抗性种质分别为5和171份,占比为21.1%;瘤黑粉病高抗和抗性种质各261和14份,占总鉴定材料的32.9%。上述结果表明抗大斑病、茎腐病和瘤黑粉病的种质资源较为丰富。通过对抗性结果进行对比分析,发现不同生态区玉米种质的抗性强弱以及抗性多样性存在明显差异,黑龙江和内蒙古的种质对病虫害的抗性强弱及多样性程度明显高于四川种质。此外,玉米自交系对病虫害的抗性强弱以及多抗性程度高于农家种。     

野生大豆资源对大豆疫病抗病性和耐病性鉴定

大豆疫病是大豆重要病害之一,在世界范围内导致严重经济损失。防治大豆疫病最有效方法是利用抗病或耐病品种。筛选抗性资源是发掘抗性基因和抗病育种的基础。本研究鉴定了野生大豆资源对大豆疫病的抗病性和耐病性,以期发掘优异抗源。苗期用子叶贴菌块方法鉴定104份野生大豆资源对两个不同毒力的大豆疫霉分离物PSJS2(毒力型:1a,1b,1c,1d,1k,2,3a,3b,3c,4,5,6,7,8)和PS41-1(毒力型:1a,1d,2,3b,3c,4,5,6,7,8)抗性,结果表明33份资源抗PS41-1,35份资源抗PSJS2,其中18份抗两个分离物。在抗病性鉴定基础性上,用菌层接种方法对选择的82份资源进行耐病性鉴定,发现7份高耐病性资源。这些结果表明,野生大豆中可能含有新的大豆疫病抗病和(或)耐病资源,这些抗病或耐病资源可以用于未来大豆抗病育种,以丰富大豆对大豆疫病的抗性遗传基础。     

Dehydration-induced alterations in growth and osmotic potential of callus from six tepary bean lines varying in drought resistance

Growth and osmotic potential of calli induced from leaf- and root-derived tissues of six tepary bean lines (Phaseolus acutifolius) varying in drought resistance were assessed in vitro after polyethylene glycol-induced (10%, PEG-10,000) dehydration. Calli of resistant teparies were characterized by low initial osmotic potential (ψ_s) and relative growth rate (RGR) on medium lacking PEG (−0.30 MPa). However, calli of both resistant and sensitive lines were similar in dry matter percent (DM). Presence of PEG in the medium (−0.58 MPa) elevated DM in all teparies except one resistant line. Both leaf- and root-derived calli of sensitive teparies exhibited osmotic adjustment (OA) but reduced RGR that remained after rehydration in one line. We concluded that preexisting force of low cellular ψ_s rather than induced OA plays an important role in buffering adverse effects of dehydration and conditioning drought resistance of tepary beans. This information may aid Phaseolus breeders in screening for drought resistance among large number of accessions.