陕A群、陕B群选育的玉米自交系抗旱性评价及抗旱特性分析

摘要

干旱已是我国玉米产业化发展的首要制约因素。对玉米种质开展抗旱性研究，既为玉米生产提供优质新品种，同时也可解决粮食安全问题。本研究以陕A群、陕B群在多环境，少施肥和少灌水条件下选育的26份玉米自交系和4份骨干玉米自交系（郑58、昌7-2、PH6WC和PH4CV）为材料，通过两年两点大田控水试验，调查了玉米自交系的穗位叶SPAD值、干物质积累量和茎秆强度等生理指标，采用逐步回归分析方法建立最优回归方程，筛选玉米自交系抗旱性鉴定的第二性状指标;采用模糊隶属函数法，以产量为基准的抗旱指标估算方法，通过聚类分析，明确不同基因型自交系的抗旱性。通过大田试验筛选出的典型自交系为材料，利用聚乙二醇PEG6000在室内模拟干旱环境，探讨不同类型玉米自交系抗旱性的差异特征，为进一步优化升级陕A群、陕B群杂种优势群，以及玉米抗旱性评价和筛选提供科学依据。本试验获得的主要结果如下:
　　1.两年两点两种水分处理下，30份玉米自交系的产量表现存在显著差异，以籽粒产量作为首要评价参数，可将30份玉米自交系划成4类，高产抗旱玉米自交系有11份，12份低产不抗旱型，低产抗旱类型3份，2份高产不抗旱型。
　　2.穗位叶SPAD、茎秆强度和花后干物质积累量，可作为玉米自交系抗旱性的第二性状筛选指标。以抗旱指数和抗旱隶属度为指标，将30份玉米自交系可分成4种类型，其中抗旱较强玉米自交系2份，抗旱自交系12份，抗旱中等自交系4份，不抗旱玉米自交系12份。
　　3.综合分析，‘KB081’、‘KA105’、‘KA225’、‘KB215’和‘XCA-1’等5份玉米自交系具有穗位叶SPAD高、茎秆强度大、花后干物质积累量高和籽粒产量高，抗旱指数高，抗旱能力强的特点。
　　4.干旱胁迫使两种抗旱类型玉米自交系叶片的根冠比、可溶性蛋白含量、丙二醛含量、超氧化物歧化酶活性、过氧化酶活性以及脯氨酸含量显著增加;且抗旱自交系在干旱后升高幅度更大， MDA含量除外。
　　5.复水3d后，抗旱自交系根冠比、SOD、POD、可溶性蛋白、MDA含量、Pro含量均下降。不抗旱自交系除POD活性上升显著，其余指标均下降，且抗旱自交系下降幅度更大。同时，不抗旱自交系脯氨酸含量虽下降但仍与正常灌水间差异显著。
　　6.干旱胁迫使不抗旱自交系叶片SPAD显著降低，复水后升高但并未恢复到对照水平，而抗旱自交系在干旱胁迫—复水过程中，叶片SPAD并未出现显著变化。基因表达量分析，抗旱自交系SOD基因表达量高于不抗旱自交系。综合分析表明，抗旱自交系在胁迫后耐旱能力和复水后的补偿生长能力均强于不抗旱自交系。

目录

声明

摘要

第一章 文献综述

1．1 研究背景

1．2 干旱对玉米影响的主要研究进展

1．2．1 干旱对玉米产量和生物量的作用

1．2．2 干旱对玉米根系的影响

1．2．3 干旱对玉米植株光合作用的影响

1．2．4 植物耐受干旱胁迫的调控途径

1．2．5 干旱胁迫下抗氧化酶保护机制

1．2．6 干旱胁迫下的渗透调节机制

1．3 作物抗旱性评价方法

1．3．1 抗旱鉴定指标

1．3．2 抗旱性鉴定的统计方法

1．4 本研究的主要内容及技术路线

1．4．1 本研究的主要内容

1．4．2 技术路线

第二章 不同玉米自交系抗旱性鉴定及筛选

2．1 材料和方法

2．1．1 供试材料

2．1．2 试验设计

2．1．3 测定项目与方法

2．1．4 数据处理

2．2 结果与分析

2．2．1 不同水分条件对玉米自交系产量的影响

2．2．2 不同水分条件对玉米自交系生理指标的影响

2．2．3 玉米自交系抗旱相关性状的相关分析与逐步回归分析

2．2．4 不同玉米自交系抗旱性分析

2．3 讨论

2．3．1 抗旱指标筛选

2．3．2 抗旱性评价

第三章 不同耐旱性玉米自交系抗旱特性分析

3．1 材料和方法

3．1．1 试验材料

3．1．2 试验设计

3．1．3 测定项目与方法

3．1．3 数据分析

3．2 结果与分析

3．2．1 PEG胁迫对玉米自交系生物量的影响

3．2．2 PEG胁迫对玉米自交系叶片SPAD值的影响

3．2．3 PEG胁迫对玉米自交系叶片丙二醛含量的影响

3．2．4 PEG胁迫对玉米自交系叶片渗透调节物质的影响

3．2．5 PEG胁迫对玉米自交系叶片抗氧化物酶活性的影响

3．2．6 PEG胁迫对玉米自交系叶片基因表达量的影响

3．3 讨论

3．3．1 干旱复水对玉米自交系叶片抗氧化酶活性的影响

3．3．2 干旱复水对玉米自交系叶片渗透调节物质的影响

第四章 结论

参考文献

致谢

作者简介