山西省主推小麦品种芽期及苗期的抗旱性评价

水分对小麦生长发育具有重要的作用。山西省水资源严重匮乏,鉴定山西省主推小麦品种的抗旱性,对于培育优异抗旱品种具有重要意义。本研究以40份山西省各麦区主推小麦品种为试材,分别在芽期和苗期对其进行模拟干旱(20%PEG-6000)处理,分析干旱胁迫对小麦芽期和苗期形态指标的影响,并利用隶属函数和抗旱综合评价值,对参试小麦品种的抗旱性进行评价。结果表明：小麦芽期和苗期的各项指标均不同程度受干旱胁迫的影响,芽期的芽长、根长、芽鲜重、根鲜重和苗期的叶鲜重、根鲜重受干旱胁迫的影响较大;芽期共筛选出抗旱型品种21个(52.5%),其中山农17综合评价值最高,达0.783;苗期共筛选出抗旱型品种5个(12.5%),分别为山农24、晋麦66、长麦6135、晋麦62、长麦3897;芽期和苗期皆为抗旱型的小麦品种是长麦3897;拟合芽期和苗期抗旱性综合评价值之间的关系表明,参试品种2个时期的抗旱性之间无显著相关性。本研究结果可为山西省选取旱地小麦生产用品种以及抗旱性的改良提供参考。     

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.     

云南小麦(Triticum aestivum ssp yunnanense King)的抗旱性鉴定研究初报

云南小麦(Triticum aestivum ssp yunnanense King)产于云南省澜沧江、怒江下游,为云南省所特有,具有护颖坚硬、极难脱粒、穗轴受压力易折断等原始特性,又有耐瘠薄、抗旱、抗穗发芽、抗鸟害等多种优点.本文研究了云南小麦的苗期和成株期抗旱性.结果表明云南小麦的苗期抗旱性在不同品种间存在较大差异,但均不及云南普通小麦地方品种油榨地光头麦;而澜沧铁壳麦和永德铁壳麦的苗期抗旱性强于育成品种云麦42.云南小麦具有较强的成株期抗干旱能力,不同品种间差异不明显,其中云县铁壳麦超过油榨地光头麦,其它品种与育成品种云麦42接近.     

花生抗旱性鉴定指标的筛选与评价

为确定鉴定花生(Arachis hypogaea)品种(系)抗旱性指标体系, 综合评价花生品种(系)的抗旱性, 在人工控水条件下, 通过盆栽试验, 测定了29个花生品种(系)苗期和花针期的株高、分枝数、生物累积量、叶片含水量和光合色素含量等与抗旱性有关的13个表观形态性状和生理性状的指标, 采用抗旱系数法和隶属函数值法, 对各指标性状进行了水分胁迫下的抗性评价和鉴定。结果表明, 29个花生品种(系)可划分为抗旱性较强、中等、较弱和不抗旱4类, 其中‘唐科8号’、‘冀花2号’、‘大唐油’、‘花育25号’、‘花育17号’、‘鲁花14号’、‘丰花1号’ 7个品种(系)具有较强的抗旱能力; 苗期同一品种(系)的主茎高、分枝数和生物累积量等形态指标和光合色素等生理指标的隶属函数值均有较大差别, 苗期各指标隶属函数值与品种(系)抗旱性无显著相关关系, 苗期单一形态指标不能作为鉴定品种(系)抗旱性的指标; 但苗期抗旱性综合评价值(D)与抗旱系数间存在显著相关关系, D的大小可作为抗旱性的鉴定指标。花针期形态指标和生理指标D值间, 以及各类指标D值与抗旱系数间均存在显著或极显著的相关关系, 此期植株形态指标、生理指标隶属函数值以及综合D值均可作为鉴定品种(系)抗旱性的指标。     

云南小麦（Triticum aestivum ssp yunnanense King）的抗旱性鉴定研究初报

云南小麦(丁riticum aestivum ssp yunnanense King)产于云南省澜沧江、怒江下游，为云南省所特有，具有护颖坚硬、极难脱粒、穗轴受压力易折断等原始特性，又有耐瘠薄、抗旱、抗穗发芽、抗鸟害等多种优点。本文研究了云南小麦的苗期和成株期抗旱性。结果表明云南小麦的苗期抗旱性在不同品种间存在较大差异，但均不及云南普通小麦地方品种油榨地光头麦；而澜沧铁壳麦和永德铁壳麦的苗期抗旱性强于育成品种云麦42。云南小麦具有较强的成株期抗干旱能力，不同品种间差异不明显，其中云县铁壳麦超过油榨地光头麦，其它品种与育成品种云麦42接近。     

不同抗旱性小麦快速叶绿素荧光诱导动力学曲线对干旱及复水的响应

以抗旱性不同的4个小麦(Triticum aestivum)品种为材料,利用室内水培的方法,系统研究了正常、轻度干旱、重度干旱及旱后复水对小麦苗期干物质量及叶绿素荧光参数的影响。研究结果表明:干旱胁迫下各小麦品种干物质量均明显降低,且4个小麦品种在不同干旱条件下抗旱性均表现为‘晋麦47’‘洛麦26’‘洛麦23’‘郑引1号’;干旱胁迫使叶绿素荧光诱导动力学(OJIP)曲线发生变化,最小荧光强度(F_o)值呈增加趋势,且‘郑引1号’重度干旱组与对照组存在明显差异;随着4个小麦品种抗旱性强弱和干旱程度的增加,叶绿素荧光诱导曲线初始斜率(M_o)、在J点的相对可变荧光强度(V_j)、在I点的相对可变荧光强度(V_i)值均呈递增趋势,最大光合效率(φ_(Po))、用于电子传递的量子产额(φ_(Eo))和反应中心捕获的激子将电子传递到初级醌受体以后其他电子受体的概率(ψ_o)值均呈递减趋势;不同品种小麦光合性能指数(PI_(ABS))在干旱胁迫下比最大光化学效率(F_v/F_m)更为灵敏;干旱胁迫解除后,抗旱性强的品种和中等抗旱小麦品种光合机构还可恢复,而抗旱性弱的‘郑引1号’在重度干旱下受到不可逆的伤害;干旱敏感系数与叶绿素荧光参数单位面积电子传递的量子产额(ET_o/CS)和单位面积热耗散(DI_o/CS)的相关性达到显著水平。因此,可以根据PI_(ABS)、ET_o/CS和DI_o/CS参数的变化来鉴定小麦的抗旱性。     

小豆种质资源苗期抗旱性评价及抗旱资源筛选

为了探讨小豆苗期抗旱性特点,建立抗旱性鉴定指标评价体系,筛选抗旱基因型材料,本研究以苗期盆栽控水方式,对不同来源的235份小豆种质资源进行了干旱胁迫试验。在测定其根系形态、株高、生物量和冠层萎蔫等15项指标的基础上,利用隶属函数值法、主成分分析和聚类分析对抗旱性进行了综合评价。结果表明,干旱胁迫条件下主根长、侧根长、总根长和根冠比值均比对照组高;主根表面积、侧根表面积、总根表面积、主根体积、侧根体积、总根体积、地上部干重、地下部干重、整株干重和株高值均低于对照组。各性状隶属函数值相关性分析表明隶属函数值平均值与总根表面积相关性最大。主成分分析将15个性状归纳成3个主成分(累积贡献率为82.8%),其中第Ⅰ主成分的载荷主要是根表面积,第Ⅱ主成分的载荷主要是干重,第Ⅲ主成分的载荷主要是主根长。聚类分析将235份小豆种质资源聚成抗旱型、中间型和敏感型3类,分别占供试材料的8%、63%、29%。根据隶属函数值法和主成分分析法结合不同类型根系形态,可将总根表面积作为小豆苗期抗旱性评价的主要指标。初步筛选出15份小豆耐旱资源材料,为进一步开展小豆抗旱育种和挖掘抗旱基因提供了基础材料。     

不同水氮水平下小麦品种对光、水和氮利用效率的权衡

通过再裂区设计田间试验,以3个春小麦品种(和尚头、西旱2号和宁春4号)为材料,设置两个灌溉水平(充分灌水4500 m³·hm^-2和有限灌水3000 m³·hm^-2)和5个施氮水平(0、75、150、225、300 kg N·hm^-2),研究小麦光能利用效率(LUE)、水分利用效率(WUE)、氮素利用效率(NUE)对水氮的响应特性及其相互关系.结果表明: 3个小麦品种间LUE、WUE和NUE差异显著.在一定范围内增加灌水和施氮量则LUE升高,过量施氮则LUE下降.强抗旱和中等抗旱品种(和尚头和西旱2号)WUE受灌水量的影响比不抗旱品种(宁春4号)小.施氮可以调节小麦WUE,中等施氮水平(和尚头和西旱2号在150 kg N·hm^-2时,宁春4号在225 kg N·hm^-2时)有最高的WUE.随施氮量增加,植株氮素累积量先增后减,氮素干物质生产效率(NUE_b)、氮素收获指数(NHI)、氮肥农学利用效率(NAE)和氮肥偏生产力(PFP)均显著降低.灌溉水平对NHI无显著影响;随灌水量增加,小麦氮素积累量显著增加,强抗旱和中等抗旱品种NUE_b和NAE显著降低,不抗旱品种 NUE_b和PFP显著升高,对其他指标无显著影响.3个小麦品种氮素获取能力与氮素利用效率呈极显著负相关,NUE_b与LUE、WUE呈显著负相关,LUE与WUE呈显著正相关,春小麦氮素利用效率与光能利用效率、水分利用效率间存在明显的权衡关系.当灌水量为3000 m³·hm^-2,强抗旱和中等抗旱品种在150 kg N·hm^-2,不抗旱品种在225 kg N·hm^-2时,有较高的资源利用效率.     

不同抗旱性冬小麦品种抽穗期根系垂直分布及单根活力的研究

应用氚水示踪技术测定了不同抗旱性小麦品种抽穗期垂直分布的单根吸水进度,并应用常规方法对地下部根系垂直分布和地上部生物产量进行了研究,发现抗旱品种的相对根活力较高,根估算吸水量较低,并且每株总根量较少,深层根的吸水活力也不抗旱品种贞一个数量级。     

30份普通菜豆苗期抗旱性鉴定及抗旱指标的确定

以30份普通菜豆为试验材料,采用PEG6000溶液模拟干旱胁迫处理种子和苗期盆栽自然干旱法,研究了干旱胁迫对种子发芽率、植株地上部鲜重、地下部鲜重、叶片含水量、电导率和叶绿素荧光参数等11个指标的影响,通过隶属函数法和灰色关联分析法对普通菜豆进行抗旱性和抗旱指标综合评定。结果显示,每个抗旱指标在不同材料之间都具有明显差异,说明材料之间存在明显的抗旱差异性;发芽率、地下鲜重、地上鲜重、全株鲜重、电导率和Fv/Fm的关联度均大于0.8,与综合抗旱指数的关系较为紧密,可以作为普通菜豆苗期抗旱性筛选的主要鉴定指标;鉴定出F1863、F2973、F3992和F3057抗旱性较强的普通菜豆。以上结果表明应用多抗旱指标综合分析法能很好地评价材料的抗旱性。     

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)。     

Quantifying relationships between rooting traits and water uptake under drought in Mediterranean barley and durum wheat

In Mediterranean regions drought is the major factor limiting spring barley and durum wheat grain yields. This study aimed to compare spring barley and durum wheat root and shoot responses to drought and quantify relationships between root traits and water uptake under terminal drought.One spring barley（Hordeum vulgare L. cv. Rum） and two durum wheat Mediterranean cultivars（Triticum turgidum L. var durum cvs Hourani and Karim） were examined in soil‐column experiments under well watered and drought conditions. Root system architecture traits, water uptake, and plant growth were measured. Barley aerial biomass and grain yields were higher than for durum wheat cultivars in well watered conditions. Drought decreased grain yield more for barley（47%） than durum wheat（30%, Hourani）. Root‐to‐shoot dry matter ratio increased for durum wheat under drought but not for barley, and root weight increased for wheat in response todrought but decreased for barley. The critical root length density（RLD） and root volume density（RVD） for 90% available water capture for wheat were similar to（cv. Hourani） or lower than（cv. Karim） for barley depending on wheat cultivar. For both species, RVD accounted for a slightly higher proportion of phenotypic variation in water uptake under drought than RLD.     

干旱胁迫对不同耐旱性玉米杂交种产量和根系生理特性的影响

通过盆栽人工模拟干旱试验,研究了全生育期中度干旱胁迫对不同耐旱性玉米杂交种(耐旱:京科628;不耐旱:农大95)产量及根系生理特性的影响.结果表明:干旱胁迫下,耐旱玉米产量比对照减少33.7%,不耐旱玉米则比对照减少62.3%.干旱胁迫下,玉米根系生物量降低且最大值出现时间提前,与对照相比,不耐旱玉米根冠比升高,耐旱玉米根冠比前期升高后期降低;根系活力降低,不耐旱玉米根系活力降低幅度大于耐旱玉米;根系超氧化物歧化酶(SOD)活性前期高于对照后期低于对照,耐旱玉米根系SOD活性开始低于对照的时间比不耐旱玉米晚;根系丙二醛(MDA)含量升高,随干旱胁迫处理时间的延长,不耐旱玉米MDA含量比对照升高的幅度大于耐旱玉米;根系可溶性蛋白含量降低,不耐旱玉米的降低幅度大于耐旱玉米.干旱胁迫下耐旱玉米杂交种根系活力?根系SOD活性及可溶性蛋白含量较高,减缓了根系的衰老进程,延长了根系功能期,这可能是耐旱玉米杂交种在干旱胁迫下仍能获得较高产量的重要原因之一.     

Growth,abscisic acid content,and carbon isotope composition in wheat cultivars grown under different soil moisture

Changes in dry matter accumulation and allocation, abscisic acid content and carbon isotope composition of three wheat cultivars from dry, middle and wet climate regions were recorded at full maturity after exposure to different watering regimes (100, 50 and 25 % field capacity). Compared with the wet climate cultivar, the dry climate cultivar showed lower stem height, total leaf area, total dry biomass and total grain dry mass, and higher root/shoot ratio, abscisic acid content and carbon isotope composition under all watering regimes. Both water-limited treatments significantly reduced leaf growth and increased dry matter allocation into the roots leading to a significant raise of root/shoot ratio in all cultivars tested. In addition, drought affected morphological and physiological properties more in the dry climate cultivar than in the wet climate cultivar.     

渗透胁迫下不同抗旱性小麦幼苗氨同化差异

在渗透胁迫下,测定了不同抗旱性小麦（抗旱性强的品种洛旱6号和抗旱性弱的品种周麦18）幼苗氨同化酶及相关参数的变化.结果表明:小麦生物量在渗透胁迫下明显降低,且抗旱性弱的周麦18降幅较大.铵态氮含量随胁迫程度的增加而增加,且周麦18增加较明显;谷氨酰胺合成酶(GS)活性在不同抗旱性品种间表现不同,抗旱性强的洛旱6号在低渗透胁迫下显著增加,在高渗透胁迫下明显降低,而周麦18随胁迫程度的增加逐渐降低;依赖还原型辅酶Ⅰ的谷氨酸脱氢酶(NADH-GDH)活性随胁迫程度的增加逐渐加大,低渗透胁迫下周麦18增加较明显,高渗透胁迫下洛旱6号增幅较大;依赖氧化型辅酶Ⅰ的谷氨酸脱氢酶(NAD^+-GDH)和依赖氧化型辅酶Ⅱ的异柠檬酸脱氢酶(NADP-ICDH)活性均随胁迫程度的增加而增加,周麦18的NAD^+-GDH活性、洛旱6号的NADP-ICDH活性增幅较大.表明小麦抗旱性的提高与铵态氮同化的增强有关,低渗透和高渗透胁迫下分别依赖GS和NADH-GDH活性的增加.     

不同西瓜基因型对干旱胁迫的生理响应及其抗旱性评价

以来源于不同地区的12个西瓜基因型为试材,采用盆栽控水的方式进行持续干旱处理,研究干旱胁迫对西瓜幼苗株高、根长、鲜质量及干物质积累等生长状况的影响,比较不同基因型材料对干旱胁迫的生理响应差异,同时依据旱害指数对其抗旱性进行直接评价,并采用隶属函数法进一步验证和综合评价.结果表明: 干旱处理下,12个西瓜基因型对干旱胁迫的耐受能力存在明显差异,各基因型开始出现旱害症状的时间和发生旱害的程度各不相同.干旱胁迫降低了西瓜幼苗的株高、地上、地下鲜质量和地上干物质积累量,普遍提高了根冠比,而对根长和地下干质量存在正向和负向两种不同的影响.干旱处理后,西瓜叶片的相对含水量和叶绿素含量均不同程度降低,丙二醛、过氧化氢和超氧阴离子含量增加,脯氨酸大量积累,而可溶性蛋白含量以及抗氧化酶活性则因基因型的不同而表现出不同的结果.分析认为,3个野生型材料M20、KY-3和Y-2为抗旱性强的西瓜种质,Y34、金美人和04-1-2为敏感种质,而其余基因型为中抗种质.     

春小麦对不同灌水处理的气孔反应及其影响因子

选用3个春小麦品种(系),采用大田试验方法,在冬灌1800m3.hm-2的基础上,在生育期设3次灌水处理(T1)、2次灌水处理(T2)和1次灌水处理(T3),每次灌水1050m3.hm-2,研究土壤水分对春小麦生育期气孔导度的影响及气孔导度与相关环境因素的关系.结果表明:灌水处理对春小麦生育期气孔导度的影响较大,气孔导度随着灌溉次数的减少逐渐降低,同时不同基因型间存在差异.从拔节期到开花期,不同处理春小麦气孔导度变化一致,都呈先升高后降低趋势,在抽穗期达到峰值;开花期之后各处理出现差异,T1各品种气孔导度先下降后上升,T2品种间表现不同,T3一直呈下降趋势.各环境因子中,大气相对湿度对春小麦气孔导度的影响最大,两者的相关系数在T2和T3中分别达显著(0.82*)和极显著水平(0.92**).春小麦适应水分亏缺的气孔调节机理为反馈式调节.     

Cultivar differences in the rate of nitrate uptake by intact wheat plants as related to growth rate

Six Argentinian wheat ( Triticum aestivum L.) cultivars grown in nutrient solutions in controlled environment were compared for their nitrate uptake rates on a root dry weight basis. Up to 3-fold differences were observed among the cultivars at 16, 20 and 24 days from germination, either when measured by depletion from the nutrient solution in short-term experiments, or by total N accumulation in the tissue during 8 days.
No differences in total N concentration in root or shoots were found among cultivars. Although the different cultivars showed significant differences in shoot/root ratio and nitrate reductase activity (EC 1.6.6.1) in the roots, none of these parameters was correlated with the nitrate uptake rate. However, nitrate uptake was found to be positively correlated (r = 0.99) with the shoot relative growth rate of the cultivars. The three cultivars with the highest nitrate uptake rates and relative growth rates showed a positive correlation between root nitrate concentration and uptake. However, this correlation was not found in the cultivars with the lowest growth and uptake rates.
Our results indicate that the difference in nitrate uptake rate among these cultivars may only be a consequence of their differences in growth rate, and it is suggested that at least two mechanisms regulate nitrate uptake, one working when plant demand is low and another when plant demand is high.     

基于小麦种子发芽逆境抗逆指数的种子活力评价

以16个小麦品种的种子为材料,通过标准发芽、逆境发芽和田间出苗试验,测定不同基因型小麦品种的种子活力,以不同发芽条件下种子活力指数的抗逆指数和田间出苗率作为衡量抗逆性的指标,利用主成分分析、聚类分析对种子活力进行综合评价.结果表明: 干旱胁迫、人工老化和冷浸胁迫3种逆境对种子活力都有一定的影响.人工老化抗逆指数和冷浸胁迫抗逆指数与田间出苗率呈显著正相关,干旱胁迫抗逆指数与田间出苗率的相关性不显著.通过主成分分析和聚类分析将16个小麦品种划分为3类、豫农949、豫麦49-198、鲁原502、郑育麦9987、石麦21、山农23号、石新828为高活力品种;许农5号、豫农982、唐麦8号、济麦20、济麦22、济南17号、山农20为中活力品种;长4738和轮选061属低活力品种.     

冬小麦幼苗生长和化感物质对CO2和O3浓度升高的响应

利用开顶式气室(OTC), 采用盆栽试验研究了CO₂浓度为550 μL·L^-1、O₃浓度为60 μL·L^-1及CO₂浓度为550 μL·L^-1+O₃浓度为60 μL·L^-1对7个冬小麦品种幼苗生物量和化感物质丁布(DIMBOA)的影响.结果表明：在高CO₂浓度下,冬小麦幼苗地上生物量与丁布含量在品种间存在显著差异,品种碧蚂1号幼苗和根干质量比对照（CO₂浓度为370 μL·L^-1,O₃浓度为40 μL·L^-1）增加了36.8%和24.7%;丁布含量增幅为5.7%~184.6%.除碧蚂1号和陕139外,高浓度O₃导致冬小麦生物量降低,但使所有品种丁布含量显著增加,变幅为0.5~3倍.交互作用下所有品种根干质量降低,长武134地上部质量、根质量和丁布含量降幅最大,分别为82%、27.9%和35.5%;与长武134、远丰175和兰考217丁布含量降低相反,陕139丁布含量增加84.6%.聚类分析显示,不同处理和不同品种均显著影响丁布含量,陕139、兰考217和长武134在高CO₂和O₃浓度处理下聚为一类,而陕139在所有处理中丁布含量均表现为增加.表明化感物质丁布可以作为气候变化条件下,尤其是CO₂和O₃变化下抗性育种的特定指标.