苦荞种质资源评价及遗传育种研究展望

苦荞起源于中国西藏喜马拉雅地区,有上千年的栽培历史。苦荞富含蛋白质、氨基酸、不饱和脂肪酸等丰富的营养物质和黄铜、酚酸等生物活性物质,是药食同源作物。近年来,苦荞的营养保健功能逐渐得到认可,需求量日益增加,苦荞产业也得到了快速发展。中国有着极其丰富的苦荞种质资源(883份),但中国苦荞育种起步晚,育种技术落后,专用型苦荞品种缺乏,严重限制了其产业的发展。该研究对当前中国苦荞种质资源的收集与保存、评价(包括农艺性状、营养成分、功能成分以及抗逆性)和育种等方面的研究进展进行综述,对存在的问题进行了阐述,并对未来中国苦荞育种研究进行了分析展望,以期为中国苦荞研究及育种工作提供参考。     

燕麦属不同倍性种质资源抗旱性状评价及筛选

盆栽控水试验测定了燕麦属13个二倍体、7个四倍体和5个六倍体物种共106份材料的主要抗旱性状表现,用GGEbiplot软件的主成分分析法比较了各性状之间的关系及其对抗旱鉴定的贡献,综合评价燕麦属野生资源在燕麦抗旱育种中的潜能和利用价值。结果表明,干旱处理后植株的死亡率和萎蔫程度与可溶性糖含量的增加幅度呈显著正相关关系(r>0.5, P<0.05),而胁迫后植株的丙二醛(MDA)含量和植株相对电导率与抗旱能力也明显相关(r>0.5, P<0.01)。综合考虑抗旱的相关形态和生理指标,筛选到二倍体Avena atlantica、A. wiestii 和A. strigosa,四倍体种A. murphyi,以及六倍体栽培燕麦A. sativa和普通野燕麦A. fatua的部分居群具有优良的综合抗旱性。基于A. wiestii,A. strigosa和A. murphyi与栽培燕麦较近的亲缘关系,其抗旱性可通过远缘杂交的方式在普通燕麦育种中加以利用。而对于具有明显抗旱优势的野生二倍体材料A. atlantica,则可通过克隆其抗旱基因进而遗传转化的方法将其应用于栽培燕麦的抗旱性改良。同时该研究表明燕麦的抗旱性不具有种属和分布区域的特异性,因此其抗旱性并非简单的由基因或环境决定,在确定抗旱材料时需要对个体进行全面的抗旱性评价和鉴定,以期在利用抗旱材料或通过克隆抗旱基因来改善干旱地区生态环境的实践中能更准确和有效。     

盐与碱胁迫对燕麦离子平衡和有机酸含量的影响

以燕麦品种‘白燕2号’为材料,试验分别设置0、50、100、150、200 mmol/L盐胁迫(NaCl∶Na₂SO₄=5∶1)和碱胁迫(NaHCO₃∶Na₂CO₃=5∶1)处理的温室内盆栽试验,观测燕麦植株生长速率、植株含水率、叶片离子含量及叶片各类有机酸含量,分析不同盐胁迫、碱胁迫对燕麦离子平衡的影响,并比较燕麦对两类胁迫的适应性差异。结果显示：(1)燕麦植株生长速率和植株含水率在低浓度(50和100 mmol/L)盐胁迫下均升高,而高浓度(150和200 mmol/L)盐胁迫下则降低;燕麦植株生长速率和植株含水率均随碱胁迫浓度增加而降低;在相同胁迫浓度下,碱胁迫对植株生长率、植株含水率的影响大于盐胁迫。(2)燕麦叶片K⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、H₃PO^-₄、NO^-₃ 含量均随盐、碱浓度升高而降低,而Na⁺、Cl^-、SO^2-₄含量在盐、碱胁迫下均大幅上升;200 mmol/L盐、碱胁迫下,Na⁺ 含量分别较对照增加367.15%和518.41%,Cl^- 含量分别较对照增加785.07%和52.59%,SO^2-₄ 分别较对照增加142.01%和52.86%。(3)200 mmol/L盐、碱胁迫下,有机酸分别较对照增加74.52%和1 232.34%;碱胁迫及高浓度盐胁迫下燕麦叶片的柠檬酸、乌头酸、琥珀酸和苹果酸含量均高于对照,且乌头酸是燕麦响应盐胁迫、碱胁迫的主要有机酸成分,柠檬酸和琥珀酸略有变化,而甲酸、乙酸、乳酸、苹果酸、草酸含量均相对较低。研究表明,碱胁迫对燕麦植株生长速率、植株含水率、叶片离子含量及叶片各类有机酸含量的影响大于盐胁迫;盐胁迫与碱胁迫均引起燕麦叶片阳离子(Na⁺)大量积累,而K⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、H₃PO^-₄及NO^-₃吸收受阻;燕麦叶片在盐胁迫下主要通过积累Cl^-调节叶片离子平衡,而碱胁迫下主要通过积累有机酸来调节离子平衡;有机酸是燕麦叶片响应碱胁迫的特异代谢物,其中乌头酸是其有机酸的主要成分。