玉米耐盐碱鉴定技术体系构建与耐盐碱种质筛选

摘要

全球盐碱化进程的加快加重了盐碱对人类的威胁，它给农业生产造成的损失仅次于干旱。吉林省是我国粮食主产区，其西部地区土地盐碱化严重，并己对该区的生态环境与经济发展构成严重威胁。快速开发和有效利用西部地区盐碱化土壤，不仅直接关系到西部生态环境的恢复和改善，更牵系如何更好地确保吉林省保障国家粮食安全的重大战略问题。
　　 本研究以玉米杂交种郑单958及其双亲自交系为材料，在4个浓度水平的Na2CO3溶液（12.5、25、37.5、50mmol/L）胁迫下和4个浓度水平的NaCl溶液（50、100、150、200mmol/L）胁迫下，进行种子萌发和幼苗胁迫试验，分别测定发芽率、相对电导率、脯氨酸（Pro）含量、超氧化物歧化酶（SOD）活性、丙二醛（MDA）含量等生理生化指标，比较杂交种与双亲自交系之间的耐盐碱差异，在此基础上构建玉米耐盐碱鉴定技术体系。然后利用已构建的玉米耐盐碱鉴定技术体系对吉林省农科院主推的29份玉米杂交种进行苗期耐盐碱性分析，将部分杂交种种植在院洮南综合试验站和院公主岭院区试验地进行大田产比分析，验证已构建的玉米耐盐碱鉴定技术体系的有效性。同时，利用玉米回交群体BC2F2进行苗期胁迫和大田胁迫，进行耐盐碱一致性分析，对苗期胁迫后的部分回交群体幼苗进行SSR标记分析，进而筛选获得耐盐碱玉米回交导入系。研究结果将为揭示玉米耐盐碱生理机制、挖掘玉米耐盐碱种质奠定实验基础，为玉米杂交种的区域布局提供参考依据。主要研究结果如下：
　　 （1）玉米耐盐碱筛选的适宜浓度为25mmol/L的Na2CO3溶液与100mmol/L的NaCl溶液，种子发芽率、相对电导率、SOD活性、MDA含量以及Pro含量是玉米耐盐碱筛选的适宜生理生化指标；
　　 （2）通过对29份吉林省农科院主推玉米杂交种进行苗期耐盐碱性分析筛到极耐盐碱玉米杂交种3份；通过14份玉米杂交种公主岭（非胁迫对照）和洮南（胁迫区）两地大田减产率的比较分析表明，苗期筛选的结果简单有效，能够比较客观地反映玉米杂交种的耐盐碱性；
　　 （3）通过对6个玉米回交群体BC2F2实验室苗期胁迫和洮南大田胁迫的比较分析，结果表明苗期筛选结果与大田筛选结果一致，以郑58为背景的回交群体整体耐盐碱性较好；通过对玉米回交群体BC2F2[（郑58×吉4112）×郑58]进行SSR标记分析，针对找到导入供体亲本片段较多且耐盐等级在1、2级的玉米12株自交授粉，获得耐盐碱回交导入系BC2F3。

目录

文摘

英文文摘

CONTENTS

1 引言

1.1 耐盐碱研究的意义

1.2 作物盐碱胁迫伤害机理

1.2.1 渗透胁迫对作物生长的抑制

1.2.2 离子胁迫对作物生长的抑制

1.3 作物抗盐碱机理

1.3.1 作物抗盐碱方式

1.3.2 作物抗盐碱机制

1.4 玉米耐盐碱生理机制的研究现状

1.5 玉米耐盐碱分子机理

1.6 研究的目的和意义

2 材料与方法

2.1 玉米耐盐碱鉴定技术体系构建

2.1.1 材料的培养与处理

2.1.2 试验与分析方法

2.2 苗期胁迫结合大田试验筛选耐盐碱玉米杂交种

2.2.1 材料的培养与处理

2.2.2 试验与分析方法

2.3 苗期胁迫结合大田胁迫试验筛选耐盐碱回交导入系

2.3.1 材料的培养与处理

2.3.2 试验与分析方法

3 结果与分析

3.1 玉米耐盐碱鉴定技术体系构建

3.1.1 盐碱胁迫对种子发芽率的影响

3.1.2 盐碱胁迫对玉米叶片相对电导率的影响

3.1.3 盐碱胁迫对玉米幼苗SOD活性与MDA含量的影响

3.1.4 盐碱胁迫对玉米幼苗PRO含量的影响

3.2 苗期胁迫结合大田试验筛选耐盐碱玉米杂交种

3.2.1 盐碱胁迫对29份玉米杂交种苗期各生理生化指标的影响

3.2.2 29份玉米杂交种耐盐碱性比较

3.2.3 29份玉米杂交种盐碱耐性综合评价

3.2.4 部分玉米杂交种大田试验结果与苗期耐盐碱性比较

3.3 苗期胁迫结合大田胁迫试验筛选耐盐碱回交导入系

3.3.1 回交群体在苗期胁迫和大田胁迫下整体耐盐碱一致性分析

3.3.2 基于SSR标记筛选获得耐盐碱回交导入系

4 讨论

4.1 玉米耐盐碱鉴定技术体系构建

4.1.1 玉米耐盐碱筛选适宜浓度的确定

4.1.2 盐胁迫、碱胁迫伤害作用比较

4.1.3 玉米耐盐碱筛选生化指标的确立

4.2 苗期胁迫结合大田试验筛选耐盐碱玉米杂交种

4.2.1 吉林省29份主推玉米杂交种的苗期盐碱耐性分析

4.2.2 苗期胁迫结合大田试验筛选耐盐碱玉米杂交种

4.3 苗期胁迫结合大田胁迫试验筛选耐盐碱回交导入系

4.3.1 回交群体在苗期胁迫和大田胁迫下整体耐盐碱一致性分析

4.3.2 基于SSR标记筛选获得耐盐碱回交导入系

5 结论

5.1 玉米耐盐碱鉴定体系的构建

5.2 耐盐碱玉米杂交种的筛选

5.3 耐盐碱玉米回交群体BC2F2的筛选

致谢

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文