油菜苗期抗旱性评价及生理机制研究

摘要

干旱是最常见的环境胁迫之一，是作物生产中最严重的限制因素。油菜是我国重要的油料作物，油菜的抗旱性在不同种质之间有较大差异。本试验通过PEG6000模拟干旱，采用504份油菜材料进行试验比较，从中筛选出10份抗性不同的材料，系统研究干旱胁迫对油菜苗期生长的影响，主要得到以下结论:
　　(1)干旱胁迫不同程度的降低油菜地上部鲜重、地上部干重、根系干重和植株含水量，但是不同材料的降低幅度各不相同;不同抗性材料根系形态如主根长、总根长、根系表面积、根系体积、根系平均直径、根尖数对干旱胁迫的响应各不相同;干旱胁迫能提高不同抗性材料的根冠比。
　　(2)对504份油菜材料进行抗旱性综合评价，油菜苗期各指标间的相关分析表明，抗旱隶属值U与地上部鲜重、地上部干重、根系干重、总干重、总根长、根系表面积、根系体积的相关系数r均达大于0.7;其中，与根系干重、根系表面积和根系体积的相关系数均达到0.8以上。结果表明，根系表型中根系表面积和根系体积表征油菜苗期抗旱性更强，可以作为抗旱材料筛选指标。
　　(3)对504份油菜材料以抗旱隶属函数值U作为因变量，以各性状指标的抗旱系数作为自变量进行回归分析，结果表明:根系表型如根系干重、根系表面积及根系体积对抗旱隶属函数值U的变异解释率较高，均在70％以上，而地上部鲜重、地上部干重、总干重、总根长仅在50％左右。
　　(4)相同长势的油菜材料，抗性强的材料具有更加发达的根系。干旱条件下，抗旱型材料根系形态如主根长、总根长、根系表面积、根系体积、根尖数表现为增加或降低不显著，而干旱敏感型材料的根系形态表现为显著或极显著降低。
　　(5)基于抗旱系数的抗旱隶属函数值法对504份材料进行综合评价，筛选出强抗型材料33个，干旱敏感型材料13个。对不同抗性材料的形态指标进行综合分析，发现正常条件下干旱敏感型材料的地上部较大，而抗旱型材料地上部较小。干旱条件下，干旱敏感型材料的主根长、总根长、根系表面积、根系体积、根尖数下降，而根系平均直径上升;抗旱型材料主根长、总根长、根系表面积、根系体积、根尖数升高，而根系平均直径下降。
　　(6)相关关系分析得出，干旱敏感型材料与抗旱隶属函数值相关性最强的是根尖数，而根尖数又与总根长、根系表面积极显著正相关;抗旱型材料与抗旱隶属函数值相关性最强的是根系表面积。
　　(7)对不同抗性油菜材料抗旱性进行水培验证试验表明，抗性材料(61)脯氨酸、可溶性蛋白的积累及叶片丙二醛含量比敏感型材料(408)低。
　　(8)对不同抗性油菜材料抗旱性进行盆栽验证表明，干旱胁迫能极显著降低油菜苗期光合作用，同一干旱胁迫下，抗旱性较强材料(61、404)的净光合速率、气孔导度及蒸腾速率比抗旱性较弱材料(141、408)大。

目录

声明

摘要

1 前言

1．1 研究问题的由来

1．2 作物适应干旱胁迫的机制

1．3 干旱胁迫对作物形态的影响

1．3．1 干旱胁迫对作物地上部特征的影响

1．3．2 干旱胁迫对作物根系的影响

1．4 作物对干旱胁迫的生理响应

1．4．1 渗透调节

1．4．2 活性氧清除

1．4．3 干旱胁迫对作物膜脂过化反应氧的影响

1．4．4 植物内源激素

1．5 作物抗旱性鉴定与评价

1．6 研究目的与意义

2 材料与方法

2．1 试验材料

2．1．1 不同油菜材料抗旱性评价

2．1．2 不同抗性油菜材料抗旱性水培验证

2．1．3 不同抗性油菜材料抗旱性土培验证

2．2 试验设置

2．2．1 不同油菜材料抗旱性鉴定

2．2．2 不同油菜材料抗旱性土培验证

2．3 测定指标及方法

2．3．1 生物量及相关指标测定计算

2．3．2 油菜根系形态指标测定

2．3．3 生理指标测定

2．3．4 土壤含水量额测定

2．3．5 抗旱指标综合评价

2．4 数据分析

3 结果与分析

3．1 不同油菜材料苗期抗旱性综合评价

3．1．1 不同油菜材料主要形态指标的变异情况

3．1．2 油菜苗期各形态指标相对值的表现

3．1．3 油菜苗期各形态指标抗旱系数相关性分析

3．1．4 油菜苗期抗旱性综合评价

3．1．5 抗旱平均隶属函数值U与各性状指标抗旱系数间的回归分析与相关分析

3．1．6 不同抗性材料各形态指标变化

3．1．7 不同抗性油菜根系表型对干旱胁迫的响应

3．1．8 不同抗性材料的抗旱系数及抗旱隶属函数值U

3．2 不同抗性油菜抗旱性验证

3．2．1 干旱胁迫对油菜苗期生物量、根冠比和植株含水量的影响

3．2．2 干旱胁迫对油菜苗期根系形态的影响

3．2．3 干旱胁迫对油菜苗期生理指标的影响

3．2．4 油菜苗期各形态指标抗旱系数相关性分析

3．3 不同抗性油菜抗旱性土培验证

3．3．1 不同油菜材料各指标抗旱系数的主成分分析

3．3．2 各油菜材料主成分综合得分及聚类分析

3．3．3 干旱胁迫对不同抗性材料形态和光合的影响

4 小结与讨论

4．1 小结

4．1．1 不同油菜材料抗旱性差异

4．1．2 不同油莱材料抗旱性评价

4．1．3 油菜苗期根系表型对干旱胁迫的响应

4．1．4 油菜苗期叶片生理对干旱胁迫响应

4．2 讨论

4．2．1 不同油菜材料抗旱性评价

4．2．2 油菜苗期根系在抵御抗旱中的重要性

4．2．3 不同抗性油菜材料各形态指标在抗旱中的协同作用

4．2．4 油菜苗期响应干旱胁迫的生理机制

4．3 存在的问题

4．4 本试验创新之处

参考文献

附录

致谢