氮高效水稻种质资源筛选的初步研究

采用在遮雨网室盆栽和不同施氮处理对1107份水稻种质资源不同生长时期的苗高、分蘖数和干物重等性状进行了研究.结果表明最高分蘖期相对干物重与不同时期相对苗高和相对分蘖数呈极显著正相关.不同时期相对苗高与相对分蘖数之间亦呈显著或极显著正相关.相对分蘖数、相对苗高和相对干物重在水稻种质资源中存在较大的变异,分蘖数可作为氮高效资源筛选的形态指标.通过比较5个时期苗高和分蘖数的相对生长量及最高分蘖期干物重的相对含量共11个指标,初步筛选出14份氮高效资源.     

水稻不同基因型耐低氮能力差异评价

以水稻单株谷重及其氮素反应指数作为耐低氮能力指标,分析不同施氮水平下水稻种质资源的耐低氮能力以及单株谷重及其氮素反应指数与其他农艺性状的相关关系。结果表明,水稻种质资源的耐低氮能力在不同施氮水平间均有较大差异,多数农艺性状的表型差异顺序为未施氮〉施低氮〉普通施氮;不同施氮水平间单株谷重、单株草重和穗数的差异大于其他农艺性状。在不同施氮水平下,单株谷重与单株草重均呈极显著正相关;单株谷重的氮素反应指数与单株谷重、单株草重和谷草比均呈极显著正相关。在未施氮水平下,单株谷重与株高、穗数、穗粒数和单株草重的相关性以及单株谷重的氮素反应指数与穗数、单株谷重、单株草重和谷草比的相关性比施低氮或普通施氮水平更为密切。花峰稻、中作9059、旱稻9号、旱稻502和IRAT359等种质资源表现较迟钝的氮素反应,具有较强的耐低氮能力。     

粳稻种质资源苗期耐盐性综合评价与筛选

为鉴定和评价粳稻种质资源苗期耐盐性,利用125 mmol/L NaCl盐胁迫对165份粳稻种质资源进行处理,测定耐盐级别、叶片伤害百分率、苗高、根长、SPAD、地上部鲜重、根鲜重、地上部干重和根干重,计算地上部含水量和除耐盐级别、叶片伤害百分率之外各性状的相对指标。结果表明:耐盐级别与相对苗高、相对SPAD、相对地上部鲜重、相对根鲜重、相对地上部干重、相对根干重、相对植株干重和地上部含水量均呈极显著正相关,与叶片伤害百分率和相对根冠比呈极显著负相关。通过主成分分析将12个评价指标转换为5个主成分,累计贡献率为86.473%,应用隶属函数和权重,获得了客观评价粳稻种质资源苗期耐盐性的综合评价值D。筛选到Bertone、长白26、伊粳12号、宁资629和小琥板稻5个苗期综合耐盐性强的种质。通过聚类分析将165份粳稻种质资源划分为4类,第Ⅰ类群主要由盐敏感种质构成,第Ⅱ类群主要由弱耐盐种质构成,第Ⅲ类群仅包含1份盐敏感种质,为苏选2,第Ⅳ类群是以弱耐盐和耐盐种质为主的混合类群。结合主成分和逐步回归分析,确定耐盐级别、相对根长、相对地上部干重、相对根干重和地上部含水量5个指标可作为粳稻种质资源苗期耐盐性鉴定的重要指标,本研究结果可为耐盐水稻资源筛选及鉴定提供理论依据。     

水稻分蘖期耐盐性鉴定评价方法确立及种质筛选

分蘖期是水稻由秧田生长向本田生长过渡的营养生长关键时期。在盐渍化土壤上种植水稻,分蘖期耐盐性对水稻能否正常生长至关重要。合适的耐盐性鉴定方法是水稻耐盐种质筛选的前提。本研究目的在于通过水稻分蘖期盐浓度梯度筛选试验,明确水稻分蘖期耐盐性鉴定最适盐胁迫浓度和调查时间;利用确立的鉴定方法,筛选出水稻分蘖期耐盐种质。本研究选取具有不同程度耐盐性的26份水稻品种,于2015年和2016年分别在10个和7个盐浓度梯度下,以盐害等级为分蘖期耐盐评价指标,开展水稻分蘖期耐盐性鉴定评价试验。结果表明,在0.5%盐浓度下,处理4～6周后供试种质的盐害等级差异表现为最大,因此认为0.5%盐浓度是水稻分蘖期耐盐性鉴定的最适盐胁迫浓度,盐处理后4～6周是水稻分蘖期盐害等级调查的最佳调查时间。参照国际水稻所提出的水稻分蘖期耐盐性评价标准,本研究对其进行了改进,提出以单株为单位进行水稻分蘖期耐盐性评价方法,利用平均盐害等级评估分蘖期耐盐性。该方法能够方便、准确地评价水稻耐盐性强弱。依据上述确立的水稻分蘖期耐盐性鉴定评价方法,本研究于2017-2019年期间对2886份来自不同生态区域的水稻种质进行分蘖期耐盐性鉴定评价,鉴定筛选出137份耐盐种质,为水稻耐盐遗传机制和育种研究提供资源支撑。     

水稻苗期磷高效基因型筛选研究

采用难溶性磷酸盐Ca3 (PO4) 2 为唯一磷源 ,在pH值为 5 .5条件下产生相对高浓度低磷胁迫及以NaH2 PO4为磷源配制P浓度为 0 .5mg·L-1的相对低浓度低磷胁迫的两个水培环境 ,分别对不同基因型水稻的磷效率进行评价 .以相对分蘖干重 (RTW )、相对总生物量 (RPW )、相对分蘖数 (RTN)、相对根系干重(RRW )、相对地上部干重 (RSW )、相对叶龄 (RLA)和相对株高 (RPH)作为耐性指标进行相关分析 .结果表明 ,供试材料的磷效率存在极显著差异 ,若以能产生分蘖的相对高浓度低磷胁迫进行筛选时 ,相对分蘖干重、相对地上部干重、相对总生物量可作为较好的筛选指标 ,其中相对分蘖干重不仅与其它指标间的相关性强 ,且品种间差异和变异系数均较大 ,能准确、灵敏地反映不同基因型间的耐低磷胁迫能力 ;若采用相对低浓度的低磷胁迫对不同基因型水稻进行耐低磷种质筛选时 ,筛选指标则不同 ,最好的单一筛选指标应是相对地上部干重或相对总生物量 .     

云南地方稻核心种质氮磷高效性

采用盆栽试验以红壤设置不施磷（有效磷0．02mg·kg^-1）和施磷（有效磷69．76mg·kg^-1）、不施氮（有效氮156．7mg·kg^-1）和施氮（232．18mg·kg^-1）4种处理,以16个形态性状的相对指标用SPSS软件分析了来自云南省16个州548份云南稻核心种质氮磷高效的地带性特征,结果表明：低有效磷胁迫下云南稻核心种质形态性状生态差异磷效应明显高于氮效应;提出了茎蘖数、秆重、生物产量、根重、全株重和穗重共6个相对指标既可作为云南稻核心种质磷高效和氮高效基因型筛选的理想指标,又能反映州市间核心种质氮磷高效的地带性特征。聚类分析显示云南16个州市稻核心种质氮高效和磷高效特性划分为3个地带性区域,并与山脉水系、土壤肥力、生态因子和遗传多样性有关。     

氮高效水稻种质资源筛选及相关特性分析

在不施氮和施氮量180 kg/hm22个水平下,对45份水稻种质的氮吸收与利用等相关性状进行分析,并根据参试品种在2个施氮水平下的产量差异将其分为双高效型、高氮高效型、低氮高效型和双低效型等4种类型,重点研究不同氮效率水稻产量、吸氮量以及氮素利用率等性状的相关性及差异分析。结果表明,单株子粒重、单株秸秆重、植株吸氮量和氮生理利用率变幅分别为4.50~29.65 g、6.35~18.70 g、4.80~21.28 g/m2和19.88~62.05 g/g。无论是在低氮还是高氮水平下,水稻产量与有效穗数、穗粒数、结实率、生物量、子粒吸氮量、吸氮量和氮生理利用率均呈显著或极显著正相关,与子粒和秸秆氮浓度呈显著负相关。4种氮效率类型品种间的产量与生物量、吸氮量和氮生理利用率差异均达到极显著水平,双高效型和高氮高效型水稻受氮肥的影响最大,低氮高效型水稻受氮肥的影响最小。研究认为,青马早和陆财早不论是在低氮还是高氮水平下均表现出氮高效利用特性,为典型氮高效型;广陆矮4号在低氮水平下表现出氮高效利用特性,适于低氮条件种植,为典型耐低氮型;早89-01和早籼152在高氮水平下表现出氮高效利用特性,适于高氮条件种植。     

茄子种质资源的耐冷性鉴定

采用低温胁迫下幼苗叶片冷害指数、种子活力指数、叶片电导百分率为指标,对34份不同类型的茄子种质资源进行耐冷性鉴定。结果表明,活力指数与冷害指数、电导百分率均呈极显著负相关,电导百分率与冷害指数呈极显著正相关。通过耐冷隶属函数值和聚类分析,初步筛选出11份耐冷性较强的材料。     

全球水稻分子育种核心种质资源耐低钾品种的苗期筛选

以全球水稻分子育种计划提供的117份核心种质资源为供试材料,进行苗期水培试验,比较两种不同K 浓度处理下的苗期根茎性状表现.结果表明:两种处理条件下,品种间存在显著差异;以发根数、总根长、苗高、地下部干重、地上部干重等5个性状相对指数的平均值构成品种的综合指数,作为筛选耐低钾品种的评判标准,结合稻苗生长情况,从117份核心种质资源中筛选出9个耐低钾品种和32个较耐低钾品种.     

富γ-氨基丁酸水稻种质筛选及与子粒性状相关性分析

利用高效液相色谱法,测定了108份水稻种质资源材料子粒中的γ-氨基丁酸含量,分析了不同种质资源材料间γ-氨基丁酸含量差异及与子粒性状的相关性,以γ-氨基丁酸含量差异较大的高粱稻-1与宁农黑粳配制杂交组合,测定亲本、杂交F1及216个F2子粒中的γ-氨基丁酸含量,分析其含量与相对胚重和子粒性状的相关性及变异系数,估算各性状的广义遗传力。结果表明:108份种质资源材料子粒中的γ-氨基丁酸含量变异范围为2.39~12.03 mg/100g,,平均含量为6.30±1.99 mg/100g,变异系数为31.59%;不同水稻种质资源材料子粒中的γ-氨基丁酸含量与粒厚、千粒重呈极显著的负相关;杂交F1子粒γ-氨基丁酸含量为8.39±0.11 mg/100g,介于双亲之间;F2单株子粒中的γ-氨基丁酸含量总体呈偏正态分布,且出现明显的超亲现象,说明水稻子粒中的γ-氨基丁酸含量是由多基因控制的数量性状遗传;杂交F2子粒中的γ-氨基丁酸含量与相对胚重呈极显著的正相关,与粒厚、千粒重呈极显著的负相关,与粒长呈显著的负相关;F2单株子粒中的γ-氨基丁酸含量、粒厚和千粒重的广义遗传力相对较高,分别为98.12%、91.99%、96.37%,在育种中对这些性状可进行早期选择。     

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。     

中国甘薯地方种质资源遗传多样性分析

利用形态农艺性状标记对来自17个省份的176份中国甘薯地方种质资源进行遗传多样性分析,结果表明形态标记并未按照这些地方种质的来源地聚类,176份种质可以划分为5大类群,发现了复份保存的2对种质材料。对其中133份地方种质资源的品质特征进行比较和统计分析,筛选到高干物率、高淀粉种质11份,其中广东地方种质爆皮王的干物率和鲜薯淀粉含量最高,分别为34.87%和23.32%;鲜薯可溶性糖≥4.00%的材料11份,其中来自云南的腾冲本地种可溶性糖含量最高,为5.22%;筛选高蛋白材料2份。同时利用品质性状标记将133份地方种质划分为5大类群,第Ⅰ类群主要为干物率、淀粉含量和粗蛋白含量低,可溶性糖含量高的14份种质;第Ⅱ类群主要为可溶性糖含量较高、干物率和粗蛋白含量较低的28份种质;第Ⅲ类群由可溶性糖含量最高的腾冲本地种1份种质构成;第Ⅴ类群由干物率及鲜薯淀粉含量都很高的4份广东品种构成;剩余的86份种质组成第Ⅳ类群,各项表现不等。通过对我国甘薯地方种质资源遗传多样性的探索,为甘薯育种选配亲本提供参考,同时促进我国甘薯种质资源研究利用和种质创新。     

耐盐水稻种质资源的筛选

用0.8% NaCl溶液和国际水稻所水稻耐盐性9级评价方法对前人选留的38份水稻耐盐种质资源(用0.5%NaCl盐土筛选)进行了重复筛选,以期获得极端耐盐水稻种质资源.同时研究了不同盐浓度对水稻发芽率的影响.结果表明:高浓度盐溶液显著抑制水稻种子的发芽率,但品种间有较大差异;筛选出苗期极端耐盐品种6份,其中1级1份,2级4份,3级1份;极端耐盐水稻品种苗高的增长受高浓度盐溶液抑制,但品种间差异不显著;而盐溶液对极端耐盐水稻品种出叶速率的影响因品种而异.     

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.     

烟草不同基因型耐低氮能力差异评价

以单株叶重及其氮素反应指数作为耐低氮能力的评价指标,分析了烟草种质资源的耐低氮能力以及单株叶重及其氮素反应指数与主要农艺性状间的相关关系。结果表明,不同施氮水平下多数农艺性状基因型间差异较大,在低氮水平下表现最大;和其他农艺性状相比,单株叶重在不同氮素水平间平均差异最大。不同施氮水平下,单株叶重均与最大叶叶面积、单株生物量呈显著或极显著正相关;单株叶重的氮素反应指数与单株叶重、生物量呈显著或极显著正相关,且低氮水平下单株叶重的氮素反应指数与上述性状间的相关性比中氮水平下更为密切。在供试的36个烟草品种中,永定400号、金烟6号、红花大金元、G80、Nc82等烟草种质具有较强的耐低氮能力,可以作为氮高效的烟草品种利用。     

施氮对水稻植株和颖果发育及稻米品质的影响

以'扬稻6号'和'粳稻941'为材料,在施氮总量相同条件下分别设置低分蘖肥高孕穗肥和高分蘖肥低孕穗肥2个施氮处理,通过盆栽试验研究施氮量和施氮时期对水稻植株生长、颖果发育和稻米品质的影响.结果表明:水稻植株鲜重、干重、分蘖数和株高随分蘖期氮肥用量增加而增加;增加孕穗期氮肥用量比例能显著提高抽穗期水稻剑叶和颖果光合速率、颖壳叶绿素含量、呼吸速率、颖果CAT及SOD活性;增加孕穗期氮肥用量还能提高水稻籽粒出糙率、精米率、整精米率,降低稻米垩白率,改善稻米的碾米品质和营养品质.因此,增加分蘖期施氮比例能促进水稻植株生长,而提高孕穗期施氮量则有利于水稻颖果发育和稻米品质改善.     

小麦种质芽期和苗期的耐盐性鉴定评价

【目的】研究不同来源小麦种质资源的耐盐性差异,筛选耐盐性较好的品种（系）,探索不同生育期小麦耐盐性鉴定的适合盐浓度,为小麦耐盐鉴定及耐盐小麦品种选育提供参考。【方法】对来源不同的293份小麦种质,在1.5%NaCl盐溶液下进行盐胁迫处理,调查各种质的芽期相对盐害指数;选择芽期相对耐盐指数小于40%的24份小麦资源,在苗期进行不同盐浓度胁迫鉴定,测量不同处理的根长及苗高相对生长率。【结果】筛选出16份芽期相对盐害指数小于20%的高耐盐种质和42份芽期相对盐害指数20-40%耐盐的小麦种质;苗期鉴定表明1.0% NaCl盐浓度为合适的筛选浓度、根长相对生长率为适合的苗期耐盐性鉴定指标,以此为鉴定技术筛选出了Marmin-Minhardi譎44-Minturki和花树蒲两份芽期及苗期均表现耐盐的优异小麦种质;【结论】来源不同的小麦资源中芽期综合耐盐性大小依次为地方品种>国外引进品种>中间试验品系;Marmin-Minhardi譎44-Minturki和花树蒲两份耐盐小麦种质可作为小麦耐盐育种新种质。     

萝卜种质资源对黑腐病的抗性鉴定与筛选

对40份初选萝卜种质分别接种Xcc8004和XccBJ两个菌株,进行黑腐病苗期抗性鉴定,对其中8份代表性萝卜种质肉质根切片接种Xcc8004进行抗性鉴定和27份萝卜种质幼苗接种8个效应物基因进行过敏反应鉴定。结果表明:不同萝卜种质苗期对黑腐病的抗性存在显著差异,筛选出高抗Xcc8004的材料3份、抗病1份、中抗4份,高抗XccBJ的材料1份、抗病2份、中抗5份。萝卜苗期对Xcc8004和XccBJ的抗病性极显著相关,幼苗和肉质根对Xcc8004的抗病性极显著相关。筛选出17份对不同效应物表现过敏反应的萝卜种质。对效应物XC₀241表现过敏反应的种质数最多,对XC₀542和XC₀541表现过敏反应的种质数次之。不同抗源对不同效应物的过敏反应程度有所不同。稳定可靠抗病资源的获得为萝卜抗病育种和抗病机理的深入研究提供了基础材料。     

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。     

萝卜种质资源耐抽薹性鉴定评价

以来源于国内外的73份代表性萝卜种质为研究对象,以4℃春化处理种子21 d,田间鉴定评价萝卜种质的耐抽薹性。结果显示,田间生长136 d时,9份国外材料仍未显蕾,表现为极耐抽薹,其中来源于韩国(6份)和日本(1份)的大萝卜资源7份,来源于日本的黑萝卜和俄罗斯的樱桃萝卜各1份。采用7个指标对显蕾开花的64份萝卜种质进行系统评价分析表明,各指标的次数分布基本符合正态分布,蕾期薹高略向低值区域偏离。方差分析结果显示,7个指标在不同材料间的差异显著。相关性分析表明,显蕾期和开花期的相关性达到极显著水平,显蕾期和开花期均可作为评价萝卜抽薹早晚的指标。抽薹速度分别与花期薹高、薹高差、抽薹天数的相关性达到极显著水平,综合了这4个指标的描述特性,较好地反映了不同萝卜种质的抽薹能力。花期薹高与薹高差、抽薹速度的相关性极显著,可用该指标评价抽薹能力,简单易行。分别用主成分分析和隶属函数法评价64份抽薹开花萝卜种质的耐抽薹性,不同耐性种质均能被很好地区分开,其中筛选出的2份耐抽薹种质的评价结果一致,主成分聚类分出1份极不耐抽薹种质。