小麦品种抗旱性评价指标研究

以抗旱性不同的冬小麦品种为材料,在正常降雨年型的干旱处理（DT）和正常灌溉（CK）条件下,对于不同类型抗旱品种的产量形成能力、抗旱性评价指标以及相关抗旱生理参数进行了较全面的研究。结果表明,可采用抗旱指数（DRI）和产量降低指数（YDI）作为评价小麦品种抗旱性强弱的指标。供试品种成熟期单株干物重具有较大的差异,表现为随着品种抗旱性的增强而不断增加,表明干旱条件下单株干物重的大小与小麦品种的抗旱性具有密切联系。研究发现,单位面积穗数与产量降低指数的相关达到极显著水平,表明在干旱条件下单位面积具有较多的穗数形成能力,对于干旱条件下小麦获得相对较高的产量具有重要作用。旗叶全展、中期和生长后期的净光合速率（Pn）和脯氨酸含量均与抗旱指数和产量降低指数、叶绿素含量与产量降低指数分别呈显著或极显著相关,表明可用植株旗叶的Pn、叶绿素含量和脯氨酸含量作为评价小麦品种抗旱性强弱的参考生理指标。     

河北省冬小麦丰产抗旱性表型鉴定指标分析

以河北省审定的85个冬小麦品种为材料,采用防雨棚春季干旱和露地灌溉2个处理,分别于开花期、成熟期调查株高等27个表型性状,分析了各表型性状与单株子粒产量的相关性。结果表明,单株成穗数等12个性状与单株子粒产量抗旱系数或抗旱指数呈显著或极显著相关;结合表型性状变异系数,明确了提高单株成穗数、穗粒数、灌溉条件下较长的旗叶长度和干旱条件下较短的旗叶长度是培育丰产抗旱小麦新品种的主攻方向;子粒比重、子粒长度及干旱条件下的结实率和每穗小穗数可作为河北省小麦种质资源丰产抗旱性的鉴定依据;河北省小麦品种丰产性高,而抗旱性尚需进一步改善。     

中国骨干玉米自交系抗旱性分析与评价

在新疆典型干旱、半干旱地区,通过玉米自交系的14个主要产量性状对干旱胁迫的响应特征进行分析,用主成分分析法筛选其抗旱性的主要鉴定指标,并采用抗旱系数和抗旱指数对自交系的抗旱性进行聚类分析,综合评价47份自交系的抗旱性。结果显示:(1)干旱导致玉米自交系株高、穗位高、叶绿素含量降低,果穗短小,秃尖增大,穗行数和行粒数减小,千粒重和穗粒重降低,最终造成产量下降。(2)各自交系抗旱性强弱与干旱条件下的穗粒重、穗粗、行粒数、千粒重、株高、穗位高、穗长、秃尖长、穗行数、叶绿素含量等性状具有较密切的关系,其中抗旱性表现较好的自交系是掖52106、英64、478等,其次是Mo17Ht、Mo17、丹340、郑58、X178、C103等。研究表明,在育种实践中,田间自交系抗旱性筛选应以穗粒重、穗粗、行粒数、千粒重、株高、穗位高、穗长、秃尖长、穗行数、叶绿素含量等为主要指标,并结合产量抗旱系数、抗旱指数对自交系抗旱性进行综合评价。     

北方冬麦区小麦抗旱种质资源遗传多样性分析

遗传多样性分析对于作物资源评价和利用具有重要的意义。本研究以我国北方冬麦区136份小麦抗旱种质资源为材料,分析10个农艺性状及其耐旱指数的相关性,以及抗旱种质的遗传多样性。结果表明:在雨养和灌溉条件下,穗叶距的变异系数最高,分别为42.1%和37.2%,单穗总小穗数的变异系数最低,为6.4%和5.7%;不同水分条件下,植株稳产性主要受单株穗数、有效小穗数及穗下节长的影响;性状耐旱指数的多样性指数在1.95到2.07之间变化,平均值为2.02;根据性状耐旱指数将供试材料分为7个类群,其中第I、第III类群材料表现为对水分条件不敏感,而第II类群材料更适于在干旱条件下种植。材料之间的抗旱性差异可以作为抗旱育种中亲本选配的依据。     

7个冬小麦品种灌浆期抗旱性鉴定指标的综合评价

采用7个冬小麦(Triticum aestivum L.)品种,研究了不同水分处理下部分生理指标和部分农艺性状变化,以各单项指标的抗旱系数作为抗旱性衡量指标,利用主成分分析对其抗旱性进行评价,同时将综合评价值(D值)与抗旱指数(DRI)进行相关性分析。结果表明:(1)与对照相比,干旱胁迫后的超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性、相对电导率、丙二醛(MDA)含量、脯氨酸(Pro)含量、可溶性糖含量、胞间CO2浓度(Ci)均有不同程度上升;根系活力、净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、株高、穗下节长度、叶面积、穗长、小穗数和穗粒数均下降;过氧化物酶(POD)活性和可溶性蛋白质含量在各品种间变化趋势不尽一致。(2)通过主成分分析综合评价值(D值),供试品种可分为3类:‘晋麦47’和‘小偃22’属于强抗旱型;‘矮抗58’、‘西农979’和‘西农509’属于中等抗旱型;‘郑麦366’和‘郑麦9023’属于弱抗旱型。(3)两种不同干旱胁迫下综合评价值(D值)与抗旱指数均显著相关(r分别为0.768和0.808,p0.05)。     

用GGE双标图及隶属函数综合分析山西小麦地方品种抗旱性

以7个山西小麦地方品种和2个对照品种为试材,测定了其在大田正常供水及水分胁迫条件下的形态和生理指标,并计算各指标性状抗旱系数;再利用GGE双标图在主成分分析的基础上,分析各指标性状间的相关性及其与品种抗旱性的关系;最后利用隶属函数与抗旱指数相结合的方法对小麦品种的抗旱性进行综合评价.结果表明:影响小麦品种抗旱性的主要形态及生理指标包括穗下节长、株高、节间长、叶面积、过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)、叶片相对含水量(RWC)和相对电导率;各单项抗旱指标间存在不同程度的相关性,各指标对不同品种抗旱性的影响不同,这是造成小麦品种抗旱性差异的主要原因.依据抗旱性可将参试品种划分为3类,即抗旱型、中间型和敏感型,从中选出两个高抗旱小麦地方品种白和尚头和竹杆青,其抗旱性与对照抗旱型品种晋麦47相似,可作为小麦抗旱育种的亲本材料.     

糜子育成品种成株期抗旱性鉴定与评价

在年降雨量不足40 mm的甘肃省敦煌市,采用大田干旱胁迫法对我国不同地区育成的56份糜子品种成株期抗旱性进行了鉴定。结果表明,成株期干旱胁迫对糜子主茎节数、单株有效穗数、单株草重、主穗长、千粒重、比叶重影响不显著,而对株高、单株穗重、单株粒重、小区产量、旗叶面积、叶面积指数、生育期影响达到了极显著水平,干旱胁迫处理后株高降低了14.08 cm,单株穗重、单株粒重和小区产量分别下降2.65 g、2.19 g和86.18 g,旗叶面积和叶面积指数分别减少9.36 cm2和1.21,生育期延长了11.68 d;以抗旱指数和抗旱性综合评价值D的聚类结果为依据,筛选出成株期1级抗旱品种2份:陇糜2号、陇糜10号;经灰色关联度分析,旗叶面积、千粒重、单株有效穗数、小区产量均与抗旱指数、抗旱性综合评价值D的关联度较大,可作为成株期抗旱评价指标。     

激光——核辐射诱变小麦二代（L2）主要性状典型相关分析

小麦品种“绵阳２１号”和“汉源小麦”及其＾６０ＣＯ－γ一代（γ１）等四个材料的干种子经Ｎ２和Ｈｅ－Ｎｅ激光辐照后,对Ｌ２代单株籽粒产量等４３个性状分为产量性状,穗部性状、籽粒性状、生理性状、生育期性状、茎秆性状和分蘖性状等８个组进行典型相关分析,结果表明性状组间相关紧密,其中起主要关联作用的性状是单株生物产量、单株籽粒产量、叶绿素ａ含量、抽穗期、旗叶基角、株高、穗长、结实小穗数和有效分蘖数等。     

西藏小麦资源在都江堰试种的表现及评价

对125份来源于西藏的小麦地方品种进行农艺性状分析和评价。结果显示,西藏小麦植株高度总体偏高,少数适中。分蘖数多数在10个以下,少数偏多。穗长、小穗数的单位长度着生的小穗数存在明显差异,存在一些密穗类型和多小穗类型。多数小麦品种穗粒数不少,但千粒重明显偏低。性状相关分析表明,随着分集数增多、穗长增长、小穗数增多,株高有增加的趋势,而株高的增加又导致了千粒重的降低。小穗数多其穗长通常比较长。中时西藏小麦资源进行了评价、利用方式进行了探讨、在都江堰与西藏表现差异的原因进行了分析。     

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。     

转GhDREB小麦株系‘G鲁麦23’抗旱性分析

以T6代转抗旱相关基因GhDREB小麦株系‘G鲁麦23’及其受体对照‘鲁麦23’为材料,通过PEG-6000人工模拟干旱胁迫处理观察小麦萌发期胚芽鞘长度、胚根数、胚根长度,采用大田不同水分处理试验研究其不同生育时期的生理生化、形态指标与抗旱指数,以明确转基因材料的抗旱性.结果表明:(1)在种子萌发期20%(W/V)PEG-6000干旱胁迫条件下,‘G鲁麦23’及其受体对照‘鲁麦23’的胚芽鞘长度、胚根长度和胚根数均比非胁迫时降低,且‘G鲁麦23’的降幅较小但均显著高于受体对照;(2)与对照鲁麦23相比,‘G鲁麦23’具有较高的叶片相对含水量和可溶性蛋白含量;(3)随干旱胁迫程度的增强‘G鲁麦23’与‘鲁麦23’株高均有不同程度的降低,但G鲁麦23株高始终高于‘鲁麦23’;在不浇水条件下,‘G鲁麦23’穗叶距显著长于‘鲁麦23’;而3种水分处理下‘G鲁麦23’与‘鲁麦23’穗长几乎没有变化;(4)‘G鲁麦23’在不浇水和浇1次水条件下分别比对照增产11.68%和9.05%,其抗旱指数为1.22,属较强抗旱等级,表现出比‘鲁麦23’更强的抗旱、节水性能.     

辣椒开花结果期对干旱胁迫的形态与生理响应

在遮雨网室选用抗旱性较强的农城椒二号和抗旱性较弱的陕蔬2001,研究辣椒在轻度、中度和重度干旱胁迫下不同时间的生长、产量、渗透调节物质、保护酶活性的变化规律及其生理调节机制。结果表明:随干旱胁迫时间的延长,辣椒的株高、分枝数、叶面积、单位面积产量、叶绿素含量和叶片相对含水量的抗旱系数呈下降趋势,下降速率与干旱胁迫程度呈正相关,与品种的抗旱性呈负相关;脯氨酸、丙二醛含量和细胞膜透性相对值随干旱胁迫时间的延长呈上升趋势;POD、SOD、CAT活性和可溶性蛋白相对值随着干旱胁迫时间的延长先升高后下降,抗旱性强的材料增加幅度低于抗旱性弱的材料;可溶性糖含量的相对值在轻度和中度干旱胁迫下呈上升趋势,在重度干旱胁迫下呈上升—下降趋势,且抗旱性强的材料上升速度大于抗旱性弱的材料。相关分析表明,干旱胁迫下,产量与株高、分枝数、叶片叶绿素含量、叶面积、叶片相对含水量抗旱系数呈显著正相关;与细胞膜透性、CAT活性和可溶性蛋白含量抗旱系数呈显著负相关。主成分分析表明,用作辣椒抗旱性鉴定的主要指标是单株产量、株高、叶面积、分枝数、可溶性蛋白、可溶性糖、MDA、叶绿素含量和细胞膜透性及叶片相对含水量,叶片POD、SOD、CAT活性、脯氨酸含量可做为辣椒抗旱性鉴定的次要鉴选指标。     

东乡野生稻回交重组系的抗旱性评价体系

选用协青早B//东乡野生稻/协青早B回交重组系及其亲本共79份水稻材料,研究了水稻发芽期、苗期、孕穗期、成熟期的种子萌发抗旱指数等31个指标与东乡野生稻回交重组系抗旱性的关系.结果表明:15％ PEG-6000溶液处理的相对发芽势、20％ PEG-6000溶液处理的种子萌发抗旱指数和相对发芽势及水分胁迫后最长根长、苗高、根鲜质量、根干质量、根系相对含水量、萎蔫率、叶片可溶性糖含量、叶片脯氨酸含量、叶片丙二醛含量、叶片相对含水量、卷叶级别、株高、单株分蘖数、单株有效穗数、穗实粒数、着粒密度、结实率、千粒重等21个指标的相对值与抗旱系数或抗旱指数的相关性显著.通过逐步回归分析筛选出9个抗旱性鉴定指标:20％ PEG-6000溶液处理的相对发芽势及水分胁迫后根干质量、根系相对含水量、叶片可溶性糖含量、叶片脯氨酸含量、叶片丙二醛含量、单株有效穗、结实率和千粒重的相对值.根据这些指标和偏相关系数,建立了不同时期的抗旱性评价(D值)方程和评价体系,可对东乡野生稻回交重组系抗旱性进行较好的评价.     

Improving drought resistance in small-grained cereals: A case study, progress and prospects

Drought is a serious problem in many parts of the world where wheat, barley and other small-grained cereals are part of the staple diets. Even in parts of South-eastern Europe, seasonal rainfall for winter cereals has been falling gradually for many years. Thus, since 1981 across three sites in Yugoslavia (Novi Sad, Kragujevac and Zajear), rainfall fell from a mean of 511 mm for October to July in 1981--1982 to about 453 mm during the same period for the 1995--1996 season. Nevertheless, average wheat yields for new varieties in Yugoslav Commission trials during this period have shown a steady increase from 7.6 to 8.8 t ha^–1. This is due to increasing the yield potential of the new varieties, even in trials giving low average yields, caused largely by drought. Thus, breeders in Yugoslavia are succeeding in improving drought resistance in new wheat varieties. However, future progress in improving drought resistance may be helped by focusing on specific traits which will help to improve either crop water use, water-use efficiency or harvest index. Thus, for example, rapid early leaf area development not only improves subsequent crop growth rates, but increases competition with weeds for water and nutrients. The rate of leaf area development is closely associated with embryo size, so selection for large embryo size should improve early growth rates. Osmotic adjustment in wheat in response to drought appears to be important for maintaining yields, and selection for high osmotic adjustment has improved drought yields. Carbon 13 discrimination () is an integral measure of plant water-use efficiency. Selecting for low has also resulted in increased yield under drought conditions. Other constitutive and induced traits, such as phenology, leaf xeromorphy, excised-leaf water loss, rooting behaviour, senescence and stored assimilates are also discussed in relation to improving yields in small-grain crops. Opportunities for marker-assisted selection are also considered. Incorporating specific drought resistance traits in breeding programmes should facilitate more rapid improvement in the drought resistance of wheat and other small-grained cereals.     

Screening for Drought Resistance of Rice Recombinant Inbred Populations in the Field

In a 2-year experiment, 187 genotypes were grown under well-watered and drought stress conditions, imposed at panicle initiation stage. The relationship of genotypic variation in yield under drought conditions to potential yield, heading date and flowering delay, reduction in plant height, and to a drought response index （DRI） was detected. Grain yield under drought stress conditions was associated with yield under well-watered conditions （r= 0.47^＊＊, and r= 0.61^＊＊ during 2 years of tests）. The delay of heading date ranged from -1 （no delay） to 24days, and was negatively associated with grain yield （r =-0.40^＊）, spikelet fertility percentage （r =-0.40^＊＊）, harvest index （r =-0.58^＊＊）, but positively associated with yield reduction percentage （r = 0.60^＊＊）. The reduction in plant height was negatively associated with grain yield （r =-0.24^＊＊, and r=-0.29^＊＊）, spikelet fertility percentage （r = -0.23^＊＊, and r= -0.21^＊）, harvest index （r = -0.37^＊＊, and r= -0.54^＊＊）, and positively associated with yield reduction percentage （r = 0.58^＊＊, and r= 0.58^＊＊） in 2003 and 2004, respectively. The DRI of genotypes was strongly associated with grain yield （r = 0.87^＊＊, and r= 0.77^＊＊）, fertility percentage （r = 0.66^＊＊ and r= 0.54^＊＊）, harvest index （r= 0.67^＊＊ and r= 0.61^＊＊）, and negatively associated with grain reduction percentage （r=-0.70^＊＊, and r=-0.73^＊＊） under drought stress. The results indicate that genotypes with drought resistance can be identified by measuring yield potential, delay in flowering, reduction in plant height, or DRI under test environments of well-watered and drought stress.     

水分胁迫下AM真菌对沙打旺生长和抗旱性的影响

利用盆栽试验研究了水分胁迫条件下接种AM真菌对优良牧草和固沙植物沙打旺(Astragalus adsurgens Pall.)生长和抗旱性的影响。在土壤相对含水量为70%、50%和30%条件下,分别接种摩西球囊霉(Glomus mosseae)和沙打旺根际土著菌,不接种处理作为对照。结果表明,水分胁迫显著降低了沙打旺植株(无论接种AM真菌与否)的株高、分枝数、地上部干重和地下部干重,并显著提高了土著AM真菌的侵染率,对摩西球囊霉的侵染率无显著影响。接种AM真菌可以促进沙打旺生长和提高植株抗旱性,但促进效应因土壤含水量和菌种不同而存在差异。不同水分条件下,接种AM真菌显著提高了植株菌根侵染率、根系活力、地下部全N含量和叶片CAT活性。土壤相对含水量为30%和50%时,接种株地上部全N、叶片叶绿素、可溶性蛋白、脯氨酸含量和POD活性显著高于未接种株;接种AM真菌显著降低了叶片MDA含量;接种土著AM真菌的植株株高、分枝数、地上部和地下部干重显著高于未接种株。土壤相对含水量为30%时,接种AM真菌显著增加了地上部全P含量和叶片相对含水量;接种摩西球囊霉的植株株高、分枝数、地上部和地下部干重显著高于未接种株。水分胁迫40d,接种AM真菌显著提高了叶片可溶性糖含量。水分胁迫80d,接种株叶片SOD活性显著增加。菌根依赖性随水分胁迫程度增加而提高。沙打旺根际土著菌接种效果优于摩西球囊霉。水分胁迫和AM真菌的交互作用对分枝数、菌根侵染率、叶片SOD、CAT和POD活性、叶绿素、脯氨酸、可溶性蛋白、地上部全N和全P、地下部全N和根系活力有极显著影响,对叶片丙二醛和地下部全P有显著影响。AM真菌促进根系对土壤水分和矿质营养的吸收,改善植物生理代谢活动,从而提高沙打旺抗旱性,促进其生长。试验结果为筛选优良抗旱菌种,充分利用AM真菌资源促进荒漠植物生长和植被恢复提供了依据。     

旱地小麦理想株型研究进展

理想株型选择是旱地小麦节水栽培和高产育种的重要前提。围绕群体条件下旱地小麦产量形成、节水效率和干旱适应性等关键指标,从根型、茎型、叶型和穗型4个方面总结了旱地小麦株型演变规律和调控机理。旱地小麦从野生近缘种二倍体和四倍体向现代六倍体进化的漫长演变过程中,株型经历了从"高根冠比、低收获指数、高冠幅/株高比、小穗和种子扁长"等"杂草"型向"低根冠比、高收获指数和高粒叶比及小冠幅/株高、大穗多粒"的"作物"型的演变。从株型各组件演变规律看,根型以根系大小适中、根条数较多、根系生理活性较高为主;茎型以各茎节长度比例趋近"黄金分割"演变,株高控制在80-100 cm左右的适中高度;叶型以叶片直立、旗叶长宽比例适中为主,倒二叶长维持在20 cm左右;穗型以直立、大穗和小穗数多为主;单株分蘖数趋于减少,株型结构趋于紧凑。上述组件特征将促使旱地小麦向弱竞争能力的方向发展。总之,旱地小麦经历了自然选择和人工选择双重压力,其株型结构有利于群体产量和水分利用效率提高,从而获得较高的种群适合度。