不同类型玉米种质资源耐旱性鉴定与评价

摘要

干旱对我国玉米生产造成了严重的影响，加之我国耐旱玉米种质资源较为狭窄，因此鉴定筛选耐旱玉米材料，对拓宽我国玉米种质资源以及选育耐旱玉米品种具有重要意义。本研究通过测定干旱条件下玉米及其野生近缘种的的形态特征和生理生化指标，对12份不同种属的大刍草、3个远缘杂交群体和2个玉米重组自交系(RIL)群体的耐旱性进行评价，并从中筛选出耐旱材料。本实验主要的研究结果如下:
　　1、对12份玉米野生近缘种（大刍草）进行耐旱性评价。在正常供水和干旱胁迫处理30d后，测定供试大刍草的生物量(NDVI值)、相对叶绿素含量(SPAD值)、相对含水量、相对电导率、游离脯氨酸含量、可溶性糖含量、丙二醛含量和SOD活性。结果表明，大刍草的NDVI值、SPAD值、相对含水量、游离脯氨酸含量、可溶性糖含量以及SOD活性与植株的耐旱性呈正相关，而相对电导率和丙二醛含量与植株的耐旱性呈负相关。干旱胁迫复水后，大刍草的SPAD值表现出滞后效应，而其余测定性状均出现补偿效应或超补偿效应。对不同种属大刍草的抗旱性综合评价值（D值）进行分析，发现不同种属大刍草的耐旱性具有一定差异。其中，尼加拉瓜类玉米种（Zea nicaraguensis）和繁茂类玉米种(Zealuxurians)为耐旱型大刍草;委委特南戈类玉米亚种（Z.mays subsp.Huehuetenangensis）、二倍体多年生类玉米种(Zea diploperennis)和四倍体多年生类玉米种（Zea perennis）为中等耐旱型大刍草;墨西哥类玉米亚种（Z.mayssubsp.Mexicana）为干旱敏感型大刍草;小颖类玉米亚种（Z.mays subsp.Parviglumis）种间的耐旱性差异较大，既有耐旱型，又有干旱敏感型。此外，本研究从12份大刍草中选出5份耐旱型和3份干旱敏感型大刍草，加大干旱胁迫强度(干旱胁迫处理60d)，进一步对这8份材料进行耐旱性筛选。根据大刍草各性状的隶属函数均值，筛选出2份极端耐旱大刍草，包括1份繁茂类玉米种(7号大刍草)和1份小颖类玉米亚种(12号大刍草)，以及2份极端敏感大刍草，包括2份小颖类玉米亚种（1号和2号大刍草）。
　　2、对玉米自交系R15、178和Zheng58与墨西哥类玉米亚种（Z.mays subsp.Mexicana）远缘杂交所构建的遗传群体进行苗期耐旱性评价。干旱处理70d后，对这3个群体植株的叶片死亡率和植株死亡率进行调查。结果表明，以玉米自交系R15为母本的群体耐旱性强于以178和Zheng58为母本的群体。通过聚类分析可将3个远缘杂交群体包含的377份株系划分为4个类群。第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ类群分别包含46、108、133和90份材料。第Ⅰ类群为耐旱型，第Ⅱ和Ⅲ类群为中等耐旱型，第Ⅳ类群为干旱敏感型。
　　3、对2个玉米重组自交系(RIL)群体（C5和C6群体）进行苗期耐旱性评价。在正常供水和干旱胁迫处理40d后，测定重组自交系苗期地上部干重、植株含水量、植株生长量、叶片死亡率、SPAD值和植株死亡率。相关性分析表明，除SPAD值与地上部干重和植株生长量之间的相关性不显著外，其余性状之间的相关性达到了显著或极显著。各性状具有中等或偏上的遗传力，所测指标能较好地反映玉米重组自交系苗期的耐旱性，C5群体的耐旱性稍强于C6群体。根据各重组自交系的抗旱性综合评价值（D值），将2个玉米RIL群体的株系分别划分为3个类群:耐旱型、中等耐旱型和干旱敏感型类群。其中，C5和C6群体的耐旱型类群分别包括了20份和18份重组自交系，而干旱敏感型类群分别包括了18份和20份重组自交系。

目录

声明

摘要

符号说明

1．文献综述

1．1 植物对干旱胁迫的响应

1．1．1 植物形态对干旱胁迫的响应

1．1．2 植物生理生化途径对干旱胁迫的响应

1．1．3 植物对干旱胁迫解除后的响应

1．2 玉米种质资源耐旱性鉴定及其利用

1．2．1 玉米自交系的改良与利用

1．2．2 玉米近缘种大刍草及其在玉米种质创新中的利用

1．2．3 玉米耐旱性评价指标及分析方法

2．研究意义

3．材料与方法

3．1 实验材料

3．2 实验设计

3．3 性状测定

3．3．1 大刍草各耐旱性状的测定

3．3．2 远缘杂交后代与玉米RIL群体耐旱性状的测定

3．4 数据分析

4．结果与分析

4．1 大刍草耐旱性鉴定

4．1．1 大刍草耐早性等级划分

4．1．2 不同水分条件下12份大刍草的表型差异

4．1．3 大刍草抗旱系数间的相关性分析

4．1．4 大刍草耐旱性的综合评价

4．2 玉米与大刍草远缘杂交后代的耐旱性鉴定

4．2．1 远缘杂交后代耐旱相关性状的方差分析

4．2．2 远缘杂交后代各性状间的相关性分析

4．2．3 远缘杂交后代的聚类分析及其耐旱性鉴定

4．3 两个玉米重组自交系(RIL)群体的耐旱性鉴定

4．3．1 土壤相对含水量的变化

4．3．2 两个玉米RIL群体耐旱相关性状的方差分析

4．3．3 两个玉米RIL群体耐旱相关性状遗传力分析

4．3．4 两个玉米RIL群体耐旱性状间的相关性分析

4．3．5 两个玉米RIL群体耐旱性状的主成分分析

4．3．6 两个玉米RIL群体耐旱性的综合评价与鉴定

5．讨论

5．1 不同类型玉米种质耐旱指标性状的表现

5．2 玉米种质抗逆性研究

5．3 耐旱玉米种质的利用

参考文献

致谢

附录

作者简历