不同耐旱性玉米根系解剖结构比较研究

玉米干旱胁迫相关基因的克隆与分析1. 本文概述本文旨在深入探讨玉米在干旱胁迫条件下，其基因表达调控网络的复杂性和关键基因的作用机制。

随着全球气候变化和水资源短缺问题的日益严峻，玉米作为重要的粮食作物，其耐旱性的提高对确保粮食安全具有重要意义。

本研究采用分子生物学和生物信息学相结合的方法，对玉米干旱胁迫响应的关键基因进行克隆和分析。

通过高通量测序技术获得干旱胁迫下玉米基因表达谱，进而筛选出差异表达基因。

针对这些差异表达基因，利用实时荧光定量PCR技术进行验证，并进一步克隆其基因序列。

通过生物信息学分析，预测这些基因的功能和参与的生物学途径，为揭示玉米干旱胁迫响应的分子机制提供新的视角和理论依据。

本文的研究结果不仅有助于理解玉米响应干旱胁迫的分子机制，也为耐旱性玉米品种的分子育种提供了重要的候选基因。

2. 材料与方法玉米种质资源：选取具有代表性的玉米自交系与杂交种，包括已知的耐旱型和敏感型品种。

这些材料均来自于国家级种质资源库或合作育种单位，确保其遗传背景清晰且在以往研究中展现出显著的抗旱性差异。

干旱胁迫处理：在人工气候室中模拟不同程度的干旱环境。

通过调节空气湿度、灌溉频率和土壤含水量，设置对照（正常水分供应）、轻度干旱、中度干旱和重度干旱等处理等级。

各处理条件的具体参数（如相对湿度、土壤田间持水量百分比）按照已有的文献标准设定，并定期监测以维持稳定的胁迫状态。

RNA提取与cDNA合成：在干旱胁迫处理的不同时间点（如0h、6h、12h、24h、48h、72h等），取玉米植株的特定组织（如根、茎、叶、穗等），迅速冷冻并保存于液氮中，随后使用Trizol试剂或商业RNA提取试剂盒提取总RNA。

利用反转录酶进行cDNA第一链合成，为后续PCR反应提供模板。

基因片段筛选与克隆：基于前期转录组测序数据、生物信息学分析及已发表文献，选择与干旱响应相关的候选基因。

设计特异性引物，利用RTPCR（逆转录聚合酶链式反应）或RACE（快速扩增cDNA末端）技术扩增目标基因的全长编码序列（CDS）或特定结构域（如启动子、转录因子结合位点）。

玉米自交系不同生育期的抗旱性鉴定及生理响应机制研究张新'，曹丽茹"，朱卫红'，张前进'，魏昕'，魏良明'，王振华二鲁晓民”(1.河南省农业科学院粮食作物研究所，河南郑州450002： 2.河南农业大学河南粮食作物协同创新中心，河南郑州450002)摘要：以17份黄淮海常用竹干系及自选系为材料，不同生育期进行干旱胁迫，旨在筛选出一批抗旱性强的玉米种植资源，并探讨其抗旱的生理机制。

方差分析表明与正常水分相比，胁迫后的抽雄一散粉间隔未达到显著水平，但ASI间隔达到显著水平：不同生育期自交系的叶绿素含量、Fv/Fm和Fv/F。

均下降，SOD和POD活性均提髙，但不同自交系下降或上升的幅度不同，且不同自交系间、胁迫与对照间指标差异及两因素交互作用均达到极显著水平：灰色关联度表明POD活性无论是拔卩期还是抽雄期都与ASI关联度很高，可作为筛选抗旱型材料的一个重要指标；模糊隶属函数法鉴定出超4F、郑36、CIMBL12、郑63、HCL645、郑6611和PH6WC在两个生育期均属于抗旱型自交系；英中自交系超4F、郑36和郑63拔肖期和抽雄期旱胁迫后，ASI 增大幅度较小，叶绿素含虽、叶绿素荧光参数Fv/Fm和Fv/F。

抗旱指数均较高，说明这三个自交系遭受旱胁迫时主要通过调巧光合系统这种机制来提高抗旱性。

本研究结果可加快抗旱型品种的培育，同时为建立玉米抗旱性鉴泄体系奠泄基础。

关键词：玉米自交系；拔节期；抽雄期：ASI：抗旱性：种质资源基金项目：国家玉米产业技术体系(CARS-O2-O8):国家重点研发计划(2016YFD0101205-4) 作者简介：张新(1968-),女，河南罗山人，研究员，学士，主要从事玉米遗传冇种研究。

E-mail:zh5733764@ 王振华和鲁晓民为本文通讯作者：王振华E-mail:wzh201@ :鲁晓民E-mail :luxiaomin2004@ Drought Resistance Identification and Physiological Response Mechanism of Maize Inbred Lines atDifferent Growth StagesZHANG Xin'-,CAO Liru12,ZHU Weihong1, ZHANG Qianjin>,WEI Xin*,WEI Liangming1,WANG Zhenhua*\LU Xiaomin1*(1 .Grain Crop Research Institute, Henan Academy of Agricultural Sciences, Henan Zliengzhou 450002;2.Henan Agriculture University and Collaborative Innovation Center of Henan Grain Crops. Henan Zhengzhou 450002,)Abstract：17 parts of Huanghuaihai commonly used backbone and self-selected lines were used as materials, and drought stress was carried out at different growth stages. A series of drought-tolerant maize planting resources were selected to explore the physiological mechanism of drought resistance.Analysisof variance showed that the male-dispersion interval after stress did not reach a significant level comparedwith normal water, but the ASI interval reached a significant level.The chlorophyll content, Fv/Fm and Fv/Fo of inbred lines in different growth stages decreased, SOD and POD activities increased. but the amplitudes of different inbred lines decreased or increased, and different inbred lines, stress and control in indicators and interactions between the two factors reached extremely significant levels.The grey correlation degree indicates that the POD activity is highly correlated with ASI in both jointing and tasseling stages, and can be used as an important indicator for screening drought-resistant materials.Fuzzy membership function method to identify Chao 4E Zheng 36, CIMBL12, Zheng 63, HCL645, Zheng 6611 and PH6WC are drought-resistant inbred lines in both growth stages.Among them, the ASI increased slightly after the inbred lines of Chao 4E Zheng 36 and Zheng 63 jointing and tasseling stress. and the chlorophyll content, chlorophyll fluorescence parameters Fv/Fm and Fv/Fo drought indexs were higher, indicating that these three When the inbred lines are subjected to drought stress, the mechanism of photosynthetic system is mainly adjusted to improve drought resistance.The results of this study can accelerate the cultivation of drought-resistant varieties and lay the foundation for the establishment ofdrought resistance identification system for maize・Keywords: maize inbred line;jointing stage;tasseling stage:ASI: drought resistance;gerniplasni resources 玉米是世界上主要的粮食和饲料作物之一，也是需水较多对水分敏感的作物"切。

晋南雨养旱田不同玉米品种耐旱性聚类分析张虎;张鹏华;张久刚;崔爱民;单皓【摘要】通过聚类分析方法,研究晋南旱地42个玉米品种12个农艺、经济性状的耐旱性变化规律.结果表明,对产量直接正向通径作用较大的性状依次为:单穗质量＞单穗粒质量＞出籽率,负向性状有穗位高、穗行数、穗长,在当地玉米育种中应重点考虑这些性状;当定义遗传距离阈值为3.00时,按产量高低可将玉米材料分为7类,类群Ⅰ品种最多,为11份,且比类群Ⅶ平均产量提高了15.61％,综合性状表现为产量较高、株高中等、秃尖长最小、百粒质量中等、出籽率最高;与对照先玉335相比,类群Ⅰ～Ⅲ内的22个玉米品种综合耐旱性更强,可作为下一步推广种植的候选品种.【期刊名称】《山西农业科学》【年(卷),期】2018(046)008【总页数】4页(P1258-1261)【关键词】旱田;玉米;耐旱性;聚类【作者】张虎;张鹏华;张久刚;崔爱民;单皓【作者单位】山西省农业科学院小麦研究所,山西临汾041000;蒲县农业资源开发中心,山西蒲县041200;山西省农业科学院小麦研究所,山西临汾041000;山西省农业科学院小麦研究所,山西临汾041000;山西省农业科学院小麦研究所,山西临汾041000【正文语种】中文【中图分类】S513山西省南北狭长的地理环境适合播种不同生态型玉米[1-2]，作为省内种植面积第一大经济作物，玉米在山西省畜牧业、种植业和农村经济发展中占有重要地位[3-4]。

良种良法是玉米增产的关键[5-8]。

旱地农业是山西农业的主体，玉米70%以上种植在旱地上[9-11]。

借助现代育种技术和品种筛选手段，选育、引进抗旱性强的玉米新品种是山西省玉米相关产业可持续发展的重要途径[12-13]。

聚类分析可以按照遗传距离的远近将目标群体性质相近的个体划分为不同类型，在作物遗传改良及性状分类上应用较多[14-17]。

笔者以晋南雨养旱地种植的不同玉米品种为研究对象，通过聚类分析研究各品种的耐旱性变化规律，为山西省旱地玉米新品种选育和适地栽培提供理论参考。

不同种质杂交玉米品种间的耐旱性研究作者：王文侠来源：《中国农资》2013年第08期摘要：玉米是我国重要的农作物，其产量仅此于水稻。

玉米有着食用、饲用等多方面用途。

而水是玉米生长过程中不可或缺的重要元素，干旱能够导致玉米大量减产。

本文基于此，通过对玉米耐旱性生理基础的分析，结合不同种质杂交玉米品种间耐旱指标的鉴定，最后探讨了不同种质杂交玉米品种耐旱性具体体现。

关键词：玉米；品种；耐旱性；影响我国的农作物产量第一为水稻，第二则为玉米。

玉米具有着食用、饲用以及工业等多种用途。

而水分是玉米获得高产与稳定的最大限制因素，一株玉米的整个生长过程需要耗水200kg，而干旱可导致玉米减产20%-30%，因而研究玉米品种的耐旱性有着重要的意义。

玉米品种的耐旱性具体指玉米品种对于干旱的适应性以及抵抗能力，也即在大气干燥或者土壤干旱的条件之下，玉米品种具有产量下降最少与受伤害最轻的能力。

耐旱性由多种因素互相作用而成，是一个复杂的综合性状，而不同种质杂交玉米品种的耐旱性具有着很大的差别，本文则针对此展开具体探讨。

1 玉米耐旱性生理基础职务在干旱的环境下，会利用一系列的生理与生化代写途径对这种干旱胁迫进行有效调节，例如水分吸收的维持、渗透压的调节、合成有特殊功能的酶、分解体内蛋白质等多种方式，玉米在干旱的环境下，其光合作用的速率显著下降，叶绿体结构破坏，叶绿素含量降低，导致叶片的净光合速率降低。

而针对此方面的实验与研究则体现出了不同的问题。

王茅雁（1995）通过PEG诱导水分胁迫条件的实验研究表明，干旱条件使得玉米植株叶绿体与线粒体超微结构受损，但相比较而言抗旱性强的玉米品种的受损程度要小。

此外，陈军（1994）通过室外盆栽研究不同时期干旱对于玉米叶片的膜透性及脂肪酸影响，得出结论为不同生长时期，干旱都能够导致玉米的叶片膜脂不饱和脂肪酸的含量减少。

2 耐旱指标的鉴定玉米的耐旱性是一个综合形状，要全面而正确地评估不同种质杂交品种间的耐旱性，需要对各种同耐旱性有关系的形状指标进行整体评定，通过比较与分析，能够挑选出最为显著的指标作为对耐旱性玉米品种的鉴定。

提高玉米耐旱､抗旱性能的研究现状摘要:作为中国主要的粮食作物之一,玉米产量受干旱影响极其严重,提高玉米的耐旱､抗旱性能势在必行｡在介绍干旱胁迫在不同时期对玉米产量影响的基础上,综述了目前在玉米耐旱､抗旱性能提高方面的研究现状,并进行了展望｡关键词:玉米;耐旱性;抗旱性Research Status on Drought Performance Improvement of MaizeAbstract: As one of major food crops in China, maize production is extremely affected by drought. Improve the drought resistance and tolerance of maize is imperative. The effect of drought stress on maize yield at different growth periods was introdused. And the research progress on drought performance improvement of maize was summarized.Key words: maize; drought tolerance; drought resistance干旱与水资源短缺已成为世界农业和社会发展的制约因素,我国是世界上主要的干旱国家之一,干旱､半干旱土地面积约占国土总面积的47%,其中干旱､半干旱耕地面积占全国耕地总面积的51%｡玉米是我国第二大粮食作物,干旱是限制我国玉米生产发展和产量提高的第一要素,干旱对玉米产量影响达20%~50%[1]｡干旱条件下的水分胁迫会引起玉米一系列的生理生化反应,研究玉米的抗旱机制,选育抗旱性强的新品种,不仅可以保证高产稳产,而且对于节省有限的水资源有十分重要的意义｡本文介绍了干旱胁迫对玉米萌芽出苗､幼苗根系､开花灌浆期的影响及目前的研究进展｡1 干旱对玉米生长的影响1.1 干旱对玉米种子萌芽出苗的影响萌芽出苗是种子植物整个生命期的第一阶段,虽然玉米从萌发到出苗这一阶段需水量较少(仅占总需水量的3.1%~6.1%),但这一时期对水分却最为敏感[2]｡水分胁迫延缓了种子细胞膜的修复速率､代谢失调加剧､膜质过氧化､膜透性增高,影响了种子核酸的修复,降低了淀粉酶活性,使得种子萌发初期时间推迟,萌发率下降,种苗生长不良[3]｡黄艳胜等[4]将MnSO4粉末､CuSO4粉末､ZnSO4粉末､NiSO4粉末､(NH4)6Mo7O24·4H2O粉末分别为0.10､0.05､0.10､0.20､0.20 g,一定量的EDTA(防止沉淀生成),用去离子水300~400 mL混合均匀,制成浸泡液,用此浸泡液浸种12 h,能促进种子萌发,提高幼苗的呼吸速率及根活力,增强了种子及幼苗的抗逆能力｡研究在水分胁迫下玉米萌芽出苗期种子活力及其他指标抗旱性机制,通过营养液浸种处理,是改良抗旱品种简单而有效的方法｡1.2 干旱对玉米根系的影响根系是玉米吸收水分和矿质元素的主要器官,玉米的根系与抗旱性密切相关[5]｡玉米根系在土壤中的分布,在很大程度上决定了植株对土壤中水分､养分的吸收和对不良环境的抵抗能力[6-8]｡通过对玉米种子的处理,可以提高玉米幼苗根系的生长速率和密度,从而提高玉米幼苗的抗旱性｡王春虎等[9]通过用不同浓度的赤钙合剂溶液浸种处理后,观察､记录玉米的发芽率､发芽势､根系生长状况､幼苗各时期的生长变化情况并进行对比研究,确定最佳浸种条件为:2%的CaCl2和100 μg/mL赤霉素混合作为浸种液,供试材料为农大108､郑单958､豫玉22号､新单22号,各取70粒种子置于浸种液均为40 mL的不同杯子中,浸泡24 h后在24.5 ℃下催芽27 h,播种后发现玉米幼苗的根系量增加,抗旱能力增强,增产近10%｡浸种处理成本低,操作方法简单,适用于大面积推广｡1.3 干旱对玉米开花､灌浆期的影响产量性状在很大程度上取决于穗部性状,然而光合作用是物质生产与产量形成的生理基础,光合作用效率是玉米生产力的决定性因素,90%~95%的生物产量是通过叶绿体在光的作用下由光合作用制造的｡同时玉米在开花期遭受干旱表现为吐丝期延迟,抽雄与吐丝间隔延长[10],子粒建成受限,干旱胁迫条件下子粒灌浆持续时间大约缩短2~9 d,灌浆速率下降8%~18%[11],子粒重减少,引起玉米产量下降｡提高玉米叶片及开花､灌浆期的抗旱性对于提高玉米产量非常有效｡刘永红等[12]采用池栽模拟试验,研究了不同基因型玉米品种在花期干旱和正常浇水条件下的子粒发育过程及特性,结果表明,最大灌浆速度出现时间提早的品种,可以延长最大灌浆速度的持续时间,增加抗旱性和产量｡刘俊等[13]通过研究,在100 mmol/L NaCl盐胁迫下,玉米中多胺含量对玉米幼苗干重及叶片不同性状结合多胺的影响与叶片喷施1 mmol/L Put､Spd和Spm后叶片生理生化反应进行对比,结果表明,叶片喷施外源多胺Put､Spd和Spm可明显降低盐胁迫对玉米叶片的活性氧伤害,提高光合速率和干物质积累｡叶片是光合作用的主要器官,光合作用在玉米的生长发育及产量的形成中起着决定性作用｡在干旱胁迫条件下能保持较高的光合速率,对提高玉米产量非常有利｡2 玉米耐旱､抗旱性能提高的研究现状2.1 通过基因转化提高抗旱性玉米耐旱性多为微效多基因控制,遗传改良困难,但利用转基因技术,将抗旱､耐盐基因导入玉米自交系,可以打破物种间生殖隔离,创制玉米抗旱新品种｡贾俊香等[14]通过对不同的转基因植株与对照组相对电导率､相对含水量､蒸腾速率､光合速率､叶片失水速率和叶水势的研究表明,转基因玉米的抗旱性在不同程度上高于非转基因玉米｡石薇等[15]采用花粉管通道法在玉米自交系吉444授粉后20~24 h导入外源基因蛋白激酶,蛋白激酶基因能够响应干旱胁迫诱导,提高玉米耐旱性｡董春林等[16]利用海藻糖的抗逆耐旱特性,采用改进的花粉管通道法,将抗旱､耐盐基因海藻糖合酶基因(TPS)导入玉米自交系郑58中,通过对植株的筛选､DNA提取､PCR检测并与未转化的植株对比,结果表明转基因植株抗旱性增强｡杨政伟等[17]以玉米自交系掖478的茎尖为受体,采用农杆菌介导法将小麦抗旱SAMS基因转入玉米中,转化率为3.53%｡在同一水分胁迫条件T1代转基因玉米叶片相对含水量､叶绿素含量､脯氨酸含量和SOD活性较非转基因植株含量高｡在水分胁迫60 h后,转基因玉米叶片相对含水量､叶绿素含量､脯氨酸含量和SOD活性较非转基因玉米上升8.16%､20.02%､32.21%､22.77%,而电导率､MDA含量分别下降14.38%､29.41%,通过导入SAMS基因后玉米的抗旱性提高｡转基因技术克服了基因表现型人工选择效率低､预见性差､周期长的缺点｡转基因技术的日益成熟,为玉米种质改良提供了新途径,利用转基因技术获得的抗旱玉米植株性状稳定,且具有较好的遗传特性｡2.2 通过改良土壤提高抗旱性适量､适时施肥可提高作物的水肥利用效率,已成为农业节水增产的一种主要途径｡如磷可参与光合作用,提高对外界环境的适应,中度干旱时适当施氮有利于茎高增加,干旱胁迫下硅可减轻叶片伤害｡卢树昌等[18]对北方潮土区夏玉米设置6个施磷处理进行田间试验,通过对玉米长势和产量的对比分析表明,施磷93 kg/hm2产投比最高,合理施用磷肥能促进氮的吸收和同化,协调养分吸收平衡,提高作物抗逆性,达到增产效果｡黄茂林等[19]以免耕配以不同肥料与传统翻耕作为对照,研究了POD活性､MDA､Pro和叶绿素含量4个生理指标的变化,结果表明,免耕､有机肥处理土壤能使玉米灌浆期叶片中MDA含量､Pro含量､叶绿素含量显著增高,POD保持在较低的水平,延缓叶片衰老,提高了玉米的抗旱能力｡王曰鑫等[20]通过对腐植酸配方肥与地膜覆盖两种节水抗旱技术结合使用条件下,玉米苗期土壤水分与温度､玉米生长､玉米产量的研究表明,腐植酸配方肥与腐植酸液态地膜的叠加使用可以保持土壤的温度､湿度､促进微生物生长､提高土壤肥力,使玉米的抗旱性增强,产量较对照组提高27.7%｡李清芳等[21]研究了在干旱胁迫下施硅肥(SiO2)分别为120 mg/kg､240 mg/kg的土壤与对照组土壤在玉米植株生物量积累､净光合速率､叶绿素含量､POD､SOD和CAT活性的影响,结果表明干旱胁迫下施硅植株较对照组以上分析水平都有所增加,增幅分别为23.7%~40.5%､10.9%~28.8%､4.0%~11.9%､6.4%~26.4%､17.8%~26.8%､3.2%~33.5%,同时施硅植株使叶片细胞膜透性和丙二醛含量的升高受限｡硅减轻了干旱胁迫下叶片的伤害作用,提高了生物积累量,植株表现出较好的抗旱性｡施肥提高土壤肥力,增加植株的抗旱性,操作简单而且技术要求低,适合几乎所有农民应用于提高植株产量,是一种简便可行的操作工艺｡土壤中施加一定量化学材料或制剂在保持土壤水分､抑制蒸发与蒸腾､防止土壤板结､减少营养元素流失与淋失､促进作物对营养元素的吸收和利用等方面效果显著[22]｡高凤文等[23]通过研究不同保水剂对土壤蒸发量､玉米幼苗CAT活性､MDA含量､脯氨酸含量的影响并与对照组进行对比,结果表明使用土壤保水剂可以抑制土壤中水分的蒸发量,提高玉米幼苗的抗旱性｡其中保定科翰98保水效果最好,向1 000 g土壤中加入2 g科翰98注入100 mL水,蒸发量比对照组少8.96%,玉米幼苗CAT活性､MDA含量分别降低46.67%､33.41%,玉米幼苗抗旱性增强｡但是单独使用保水剂会使植物产生冗根[24],将保水剂与其他材料混合使用,研究复合应用后的效应,将为提高植物保水增产提供新途径｡3 展望玉米是重要的粮食､饲料作物,也是现代工业的重要原料,在我国种植范围广､面积大｡但是干旱严重影响我国玉米生产发展和产量提高,干旱对玉米的影响表现在形态结构､生理生化等多方面｡通过对玉米拌种､幼苗､根系､叶片喷洒药剂等抗旱性能处理,在一定程度上可以提高玉米的抗旱性增加产量,同时向土壤中施加肥料可以提高玉米的水肥利用率｡亲代玉米的优良性状不能很好地遗传,通过转基因技术可以使玉米的性状稳定保持,同时为远缘杂交提供了可能,通过转基因技术可以提高玉米的抗旱性､耐寒性､抗虫害等,但多性状研究较少,难度较大｡发展玉米多基因转化和基因聚合技术改良玉米品质,使其具有复合性状将是今后玉米分子育种的重点｡参考文献:[1] 赵树仁,叶青江,荆绍凌,等.玉米抗旱性育种[J].农业与技术,2008,28(4):43-44.[2] 山仑.我国西北地区植物水分研究与旱地农业增产[J].植物生理学通讯,1983(5):7-10.[3] 徐明慧,关义新,马兴林,等.玉米芽苗期抗旱性研究进展综述[J].玉米科学,2002,10(4):35-38.[4] 黄艳胜.不同浓度营养液对玉米种子萌发及幼苗生长影响的研究[J].黑龙江农业科学,2009(6):68-69.[5] 齐健,宋凤斌,刘胜群.苗期玉米根叶对干旱胁迫的生理响应[J].生态环境,2006,15(6):1264-1268.[6] WIESLER F,HORST W J. 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玉米不同亲缘类型自交系抗旱性研究徐青松;徐劲松【摘要】Through the normal water and drought stress field 2 kinds of water treatment,drought resistance identification of 25 inbred lines of maize inbred lines was carried out.The results show that in the maize five genetic types,the average value of drought resistance index of rhett type plant height is the lowest,which is 8.04,the average value of drought resistance index of yellow change type plant height is the highest,which is 17.94.The average value of drought resistance index of lancaster type yield is the highest,which is 1.15,the average value of drought resistance index of brigade red bone type yield is the lowest,which is 0.755.In the 25 inbred lines,synthetic plant height and yield drought resistance index assessment,drought resistance of PH6JM,PHB1M and P319 arebetter,which can be used as excellent drought resistance germplasm resources for use.%通过田间正常水分和干旱胁迫2种水分处理,对25份不同亲缘玉米自交系进行田间抗旱性鉴定.结果表明,在玉米的5个亲缘类型中,株高抗旱指数方面,瑞德类型的5个自交系平均值最低,为8.04,黄改类型的5个自交系平均值最高,为17.94;产量抗旱指数方面,兰卡斯特类型的5个自交系平均值最高,为1.15,旅大红骨类型的5个自交系平均值最低,为0.755.在25个自交系中,综合株高和产量抗旱指数的评估结果得出,PH6JM,PHB1M和P319抗旱性较强,可作为优良的抗旱种质资源进行利用.【期刊名称】《山西农业科学》【年(卷),期】2017(045)006【总页数】5页(P886-890)【关键词】玉米;自交系;抗旱性【作者】徐青松;徐劲松【作者单位】山西省农业科学院食用菌研究所,山西太原030031;山西省农业科学院玉米研究所,山西忻州034000【正文语种】中文【中图分类】S513长期以来，干旱一直是影响我国玉米高产稳产的主要限制因素，我国有超过1/2面积的玉米种植在干旱或半干旱地区。

收稿日期:2020-07-07基金项目:贵州省科技计划项目(黔科合基础[2016]1045);贵州省生物学一流学科建设项目(G N Y L [2017]009);公益性行业(农业)科研专项(201503127);贵州省特色粮油作物栽培与生理生态研究科技创新人才团队(黔科合平台人才[2019]5613号);贵州省高层次创新型人才 百 层次人才项目(黔科合平台人才[2018]5632号)㊂作者简介:周 芳(1992 ),女,贵州纳雍人;在读硕士研究生,主要从事作物逆境生理相关研究工作;E -m a i l :897860162@q q .c o m ㊂通讯作者:田山君(1986 ),女,四川遂宁人;博士,副教授,主要从事作物逆境机制及代谢物构象相关研究工作;E -m a i l :t s js c a u @163.c o m ㊂20个玉米品种发芽期抗旱性鉴定与评价周 芳1, 曹国璠1, 杨 娟1, 宋 碧1, 张 军1, 曾永德3, 刘冬梅4, 田山君1,2(1.贵州大学农学院, 贵阳550025; 2.教育部山地植物资源保护与种质创新重点实验室, 贵阳550025;3.贵州志远航天农业科学研究所, 贵阳550025;4.江油市农业农村局, 四川江油621700)I d e n t i f i c a t i o na n dE v a l u a t i o no fD r o u g h tR e s i s t a n c e o fT w e n t yM a i z eV a r i e t i e s i nG e r m i n a t i o nP e r i o dZ H O UF a n g 1,C A OG u o f a n 1,Y A N GJ u a n 1,S O N GB i 1,Z H A N GJ u n 1,Z E N GY o n gd e 3,L I UD o n g m e i 4,T I A NS h a n ju n 1,2摘 要:为了筛选抗旱性强的玉米品种在生产中推广应用,设置5个浓度梯度的P E G -6000溶液来模拟不同强度的干旱胁迫,通过萌发抗旱指数和隶属函数法筛选抗旱品种,并对20份玉米品种的萌发特性和抗旱能力进行了对比与评价㊂结果表明,京科968㊁N K718㊁M C 738和成单30能较好响应多种强度的干旱逆境,为萌发期强抗旱品种;在中等胁迫强度下,贵单8号和京科665表现出较好的适应性;在轻度胁迫下,金贵单3号和正红311表现出较好的适应性㊂抗旱性强的品种较之敏感型品种,随着胁迫强度的增加,根冠比逐渐增加,干物重呈先增加后降低的趋势,敏感品种的根冠比在轻度胁迫时就达到最大值,随后逐渐降低,干物重呈快速降低的趋势㊂关键词: 玉米;抗旱性;萌发抗旱指数;模糊隶属法D O I 编码: 10.16590/j .c n k i .1001-4705.2020.12.073中图分类号: S 513 文献标志码: A 文章编号: 1001-4705(2020)12-0073-07干旱逆境是限制全球农业生产的最主要因素之一,它所造成的损失高居多种非生物胁迫的首位[1,2]㊂玉米(Z e a m a y s L .)是重要的粮㊁饲㊁经作物,人均占有玉米数量是衡量生活水平高低的一个重要标志[3-4]㊂玉米在萌动至出苗期对水分的需求较为敏感,这个生育时期若遭遇干旱胁迫将严重阻碍植株幼茎与幼根的正常发育,最终导致产量与品质下降[5]㊂研究表明,P E G 模拟干旱胁迫能延缓植物种子的萌发,且随着P E G 浓度的升高,种子的发芽势和发芽率均逐渐降低,干旱胁迫对根系的生长影响弱于对发芽率的影响,玉米的根长呈先降低后增加的趋势,可能是因为根部对水分胁迫因子敏感,一旦遇到干旱,其根部会很快出现应激反应[6-8]㊂当前世界可利用水资源逐渐减少,强抗旱的玉米品种将在农业生产中发挥越来越重要的作用[9]㊂筛选一批抗旱性强的品种在生产中推广应用,对玉米抗旱栽培和育种都具有现实意义[10]㊂综合国内外玉米抗旱研究的现状与趋势,本试验搜集了生产中大面积应用的20个品种,使用P E G -6000模拟干旱胁迫进行发芽试验,系统分析了玉米发芽期形态变化响应不同水分亏缺强度的生理机制,以期为玉米抗旱多世代性状改良提供理论依据,并筛选出抗旱性较强且具有高产潜力的玉米品种推广应用于生产㊂1 材料与方法1.1 供试材料生产中大面积应用的20个玉米品种,具体信息见表1㊂表1 20个供试玉米品种信息编号供试品种来源C 1金贵单3号贵州C 2贵单8号贵州C 3金玉306贵州C 4金玉838贵州C 5黔单16号贵州C 6黔丰18号贵州C 7成单30四川C 8正红311四川C 9正红505四川C 10靖单10号云南编号供试品种来源C 11靖单13号云南C 12靖丰18号云南C 13华盛213陕西C 14华盛2000陕西C 15汉玉8号陕西C 16镇玉208陕西C 17京科665北京C 18京科968北京C 19N K718北京C 20M C 738北京㊃37㊃1.2试验设计本实验为单因素随机区组实验,使用P E G-6000模拟干旱胁迫㊂分别配置P E G浓度为10%(轻度干旱胁迫T1)㊁15%(中度干旱胁迫T2)㊁20%(中度干旱胁迫T3)㊁25%(重度干旱胁迫T4)㊁30%(重度干旱胁迫T5)的溶液,对照(c k)为清水培养,重复3次㊂操作过程按照‘国际种子检验规程“进行[11],精选大小一致㊁籽粒饱满的种子,75%的酒精消毒3m i n后用无菌蒸馏水冲洗干净㊂自然风干后将种子置于培养皿中,底部放两层滤纸作为发芽床(培养皿和滤纸均高压灭菌)㊂每个培养皿中14粒种子,种子距离为粒长的1倍,皿中液体到达种子厚度的2/3,然后置于24ħ的培养箱中培养㊂每天补给适量蒸馏水,以保持胁迫液的渗透势不变㊂1.3指标观察和测定每24h记录一次种子萌发数(以胚根长2mm为发芽标准),直至第192小时㊂处理96h计算发芽势, 168h计算发芽率,192h剪下胚根㊁胚芽,测量胚根,胚芽长(每个培养皿取4粒长势接近的求平均值),然后把胚芽㊁胚根分别用滤纸包好,置于烘箱中105ħ杀青,并于70ħ烘干至恒重称量干重㊂发芽势(%)=(处理96h发芽数/供试种子总数)ˑ100%;发芽率(%)=(处理168h发芽数/供试种子总数)ˑ100%;相对发芽势(%)=(P E G处理发芽势/对照发芽势)ˑ100%;相对发芽率(%)=(P E G处理发芽率/对照发芽率)ˑ100%;根冠比=胚根干质量/胚芽干质量;干物质积累量(g)=胚根干重+胚芽干重㊂1.4抗旱性综合评价参照田山君等[4]㊁王沛琦等[12]的方法,使用萌发抗旱指数和隶属函数对玉米各项指标进行综合评价㊂种子萌发指数=1.00ˑn d2+0.75ˑn d4+0.5ˑn d6+0.25ˑn d8,n d2㊁n d4㊁n d6㊁n d8分别为第2㊁4㊁6㊁8天的种子萌发率;种子萌发抗旱指数=处理萌发指数/对照萌发指数;隶属函数=(X-X m i n)/(X m a x-X m i n),X为各品种某一指标的抗旱系数㊂X m i n和X m a x分别为所有品种此指标的最小和最大抗旱系数㊂累加各品种各指标的隶属值,并求其平均值,用平均值大小评价品种抗旱性㊂2结果与分析2.1不同浓度P E G溶液对玉米相对发芽势和相对发芽率的影响种子相对发芽势和相对发芽率反映种子萌发期的活力㊂由表2可见,随着P E G浓度升高,玉米相对发芽势和相对发芽率总体呈下降趋势㊂结合相对发芽势㊁相对发芽率及不同胁迫浓度下的均值得出不同P E G浓度下综合表现最好的3个品种:T1条件下,表现最好的3个品种是C7㊁C17㊁C5;T2条件下,表现最好的3个品种是C7㊁C19㊁C2;T3条件下表现最好的3个品种是C7㊁C19㊁C17;T4条件下表现最好的3个品种是C19㊁C18㊁C20;T5条件下表现最好的3个品种是C19㊁C18㊁C7㊂2.2不同浓度P E G溶液对玉米胚根长和胚芽长的影响由表3可知,随着P E G浓度升高,玉米的根长总体呈先升高后降低的趋势,而玉米的芽长总体呈下降的趋势㊂在T1条件下,C5㊁C17和C2的根长增加幅度最大,分别较c k增大115.53%㊁109.43%和46.07%,C17㊁C19和C13的芽长增加幅度最大,分别较c k增大42.74%㊁31.53%和20.91%;在T2条件下,C17㊁C14和C13的根长增加幅度最大,分别为62.29%㊁39.81%和39.38%,C2㊁C9和C7的芽长增加幅度最大,分别为-4.60%㊁-5.33%和-8.38%;在T3条件下,C17㊁C6和C14的根长增加幅度最大,分别为73.05%㊁6.91%和-0.97%,C9㊁C17和C1的芽长增加幅度最大,分别为128.88%㊁-24.26%和-25.28%;在T4条件下,C7㊁C17和C14的根长增加幅度最大,分别为33.92%㊁-8.16%和-16.50%, C7㊁C9和C19的芽长增加幅度最大,分别为17.66%㊁-12.29%和-45.69%;在T5条件下,C1㊁C2和C13的根长增加幅度最大,分别为-87.11%㊁-88.60%和-89.09%,C7㊁C19和C2的芽长增加幅度最大,分别为-64.07%㊁-83.19%和-91.76%㊂2.3不同浓度P E G溶液对玉米根冠比和干物质积累量的影响由表4可见,玉米的根冠比随着P E G浓度升高总体呈上升趋势,而玉米的干物质积累量在响应干旱胁迫时表现出两种方式,一种是随P E G浓度升高逐渐降低,另一种是随P E G浓度升高先升后降,表明干旱胁迫促进根系生长,降低干物质分配到地上部分的比例㊂总体而言,适度干旱与玉米根冠比性状呈正相关,但若过度干旱也可能造成种子无法萌发,导致根冠比为0㊂不同品种的抗旱性也存在一定差异㊂如轻中度干旱胁迫能促进C7的干物质积累,说明C7通过形态变㊃47㊃表2 不同浓度P E G 胁迫后20份玉米品种相对发芽势和相对发芽率的变化编号 相对发芽势/% 相对发芽率/%T1T2T3T4T5T1T2T3T4T5C 18273555508392586733C 240040020000931075007C 35536180044412200C 467566711060334070C 5125100750012016060400C 61002000502010010C 717114320071291501501502525C 89353132001057921320C 96450291401107070300C 10765538107755012117C 11173300078671100C 1211510560451510694613311C 1393836610353126111165C 1407525250386325380C 1501001000075251300C 1667170005017000C 172147110057141156969548C 186710050752592117508342C 1911713310015086671337814447C 200133167670114456440均值70826440146973443811表3 不同浓度P E G 溶液对玉米胚根长和胚芽长的影响编号 胚根长/c m 胚芽长/c mc kT1T2T3T4T5c kT1T2T3T4T5C 17.9210.4810.467.565.851.028.808.077.006.582.970.45C 25.708.336.374.8700.654.254.784.052.3400.35C 311.463.493.964.95008.742.413.833.5500C 45.162.164.883.521.7103.531.812.351.220.920C 52.435.242.690.750.6003.633.400.680.520.520C 65.544.054.235.92002.681.891.460.5500C 71.721.471.911.152.3001.110.781.020.721.310.40C 810.5910.5410.144.537.5607.497.404.950.503.330C 90.800.490.800.520.6300.600.460.571.370.530C 1012.439.326.431.060.990.558.856.843.850.630.600.38C 117.483.884.283.59006.272.302.372.3500C 128.504.946.461.672.110.507.404.784.610.910.680.35C 135.687.707.924.880.570.624.635.603.911.600.430.24C 145.151.787.205.104.3004.691.483.702.272.400C 155.835.742.400006.084.444.05000C 165.646.701.600005.685.400.40000C 175.2511.008.529.094.820.484.516.443.643.422.300C 1813.3611.4212.207.555.891.3912.227.126.583.371.570.43C 196.206.625.835.791.8505.657.433.773.283.070.95C 206.206.625.835.791.854.352.312.461.67㊃57㊃表4 不同浓度P E G 胁迫后20份玉米品种根冠比和干物质积累量的变化编号 根冠比 干物质积累量/g c kT1T2T3T4T5c kT1T2T3T4T5C 10.560.820.870.810.911.990.420.340.270.140.140.03C 20.690.781.001.0200.790.270.310.270.2000.01C 30.831.651.151.10000.560.140.120.1300C 40.700.800.971.180.3900.250.060.080.070.010C 50.780.670.800.501.0900.060.090.090.020.010C 60.830.971.571.660.1600.160.090.080.010.010C 70.650.980.540.931.2600.030.040.040.040.020C 80.771.681.481.371.1500.880.540.490.080.180C 90.811.471.140.911.2000.120.040.020.050.010C 101.400.790.970.781.650.500.320.430.260.030.030.01C 110.881.000.960.45000.320.110.090.0200C 121.320.640.550.620.900.420.310.280.360.080.060.01C 130.500.720.981.291.050.850.350.370.430.220.020.01C 140.450.720.500.940.7100.190.040.120.030.040C 150.570.520.660000.360.110.06000C 160.450.491.560000.140.060000C 170.650.901.181.141.2600.260.520.250.250.110C 180.620.761.031.091.750.540.660.540.640.250.240.03C 190.350.540.740.920.871.060.210.020.130.140.050C 200.800.771.121.301.7700.280.320.160.170.300.07表5 不同P E G 浓度下种子萌发抗旱指数编号T1T2T3T4T5C 10.830.740.510.500.11C 21.101.390.7600.07C 30.420.330.2100C 40.710.640.500.080C 51.361.270.790.120C 60.520.590.0400.04C 71.561.071.510.490.29C 81.100.590.170.240C 90.910.480.420.160C 100.740.550.300.160.07编号T1T2T3T4T5C 110.550.410.060C 120.951.110.580.440.13C 130.740.740.580.080.03C 140.150.490.250.230C 150.450.290.1900C 160.850.11000C 171.580.380.780.510.23C 180.871.240.600.870.36C 191.311.391.031.590.71C 200.070.951.100.520化能较好的响应一定程度的水分亏缺㊂但对C2和C 10而言,仅在轻度胁迫强度下,抗旱机制与C7一致,在中度胁迫时,就通过调节代谢进程延缓生长发育速度,以达到度过干旱逆境的目地㊂对C3㊁C6㊁C11等品种而言,在轻度胁迫之下,干物质就呈下降趋势,干物重与胁迫强度呈负相关,说明这些品种在水分亏缺条件下不具备生产潜力㊂2.4 种子萌发抗旱指数由表5和表6可知,在T1条件下,供试品种的种子抗旱指数均值为0.77,将萌发抗旱指数大于0.82的C 17㊁C 7㊁C5㊁C19㊁C2㊁C8㊁C12㊁C9㊁C18㊁C16和C 1归为抗旱品种;将在0.72~0.82范围内的C10㊁C 13和C4归为中等抗旱品种;将小于0.72的C11㊁C 6㊁C 15㊁C3㊁C14和C20归为不抗旱品种㊂在T2条件下,供试品种的种子萌发抗旱指数均值为0.74,将萌发抗旱指数大于0.79的C2㊁C19㊁C5㊁C18㊁C12㊁C 7和C 20归为抗旱品种;将在0.69~0.79范围内的C 1和C13归为中等抗旱品种;将小于0.69的C4㊁C 6㊁C 8㊁C 10㊁C 14㊁C9㊁C11㊁C17㊁C3㊁C15和C16归为不抗旱品种㊂在T3条件下,供试品种的种子萌发抗旱指数均值为0.57,将萌发抗旱指数大于0.62的C 7㊁C 20㊁C19㊁C5㊁C17和C2归为抗旱品种;将在0.52~0.62范围内的C 18㊁C 13和C 12归为中等抗旱品种;将小于0.52的C1㊁C4㊁C9㊁C10㊁C14㊁C3㊁㊃67㊃条件下,供试品种的种子萌发抗旱指数均值为0.47,将萌发抗旱指数大于0.52的C19㊁C18和C20归为抗旱品种;将在0.42~0.52范围内的C17㊁C1㊁C7和C12归为中等抗旱品种;将小于0.42的C8㊁C14㊁C9㊁C10㊁C5㊁C4㊁C13㊁C2㊁C3㊁C6㊁C11㊁C15和C16归为不抗旱品种㊂在T5条件下,供试品种的种子萌发抗旱指数均值为0.16,将萌发抗旱指数大于0.21的C19㊁C18㊁C7和C17归为抗旱品种;将在0.11~0.21范围内的C12和C1归为中等抗旱品种;将小于0.11的C2㊁C10㊁C6㊁C13㊁C20㊁C8㊁C14㊁C9㊁C5㊁C4㊁C3㊁C15㊁C11和C16归为不抗旱品种㊂表6不同P E G浓度下种子萌发抗旱指数项目T1T2T3T4T5均值0.770.740.570.470.16 2.5抗旱隶属值由图1和表7可知,相对发芽势㊁相对发芽率㊁胚根长㊁胚芽长㊁根冠比和干物质积累量,在不同P E G浓度下抗旱隶属值最大对应的品种如下:在T1条件下,供试品种的抗旱隶属值均值是0.38,将抗旱隶属值大于0.43的C8㊁C17㊁C2㊁C18㊁C1和C10归为抗旱品种;将在0.33~0.43范围内的C13㊁C12㊁C19㊁C5㊁C3和C7归为中等抗旱品种;小于0.33的C9㊁C16㊁C11㊁C15㊁C6㊁C20㊁C4和C14归为不抗旱品种㊂在T2条件下,供试品种的抗旱隶属值均值是0.38,抗旱隶属值大于0.43的C18㊁C8㊁C2㊁C1㊁C13和C17归为抗旱品种;将在0.33~0.43范围内的C12㊁C19㊁C10㊁C6和C20归为中等抗旱品种;小于0.33的C5㊁C3㊁C14㊁C11㊁C7㊁C4㊁C15㊁C9和C16归为不抗旱品种㊂在T3条件下,供试品种的抗旱隶属值均值是0.38,将抗旱隶属值大于0.43的C17㊁C2㊁C18㊁C1㊁C20㊁C13㊁C19和C7归为抗旱品种;将在0.33~0.43范围内的C3㊁C4和C8归为中等抗旱品种;小于0.33的C14㊁C6㊁C12㊁C9㊁C5㊁C11㊁C10㊁C15和C16归为不抗旱品种㊂在T4条件下,供试品种的抗旱隶属值均值是0.27,将抗旱隶属值大于0.32的C18㊁C19㊁C8㊁C1㊁C17㊁C20㊁C14和C7归为抗旱品种;将在0.22~0.32范围内的C12和C10归为中等抗旱品种;小于0.22的C9㊁C5㊁C13㊁C4㊁C6㊁C2㊁C3㊁C11㊁C15和C16归为不抗旱品种㊂在T5条件下,供试品种的抗旱隶属值均值是0.16,将抗旱隶属值大于0.21的C19㊁C18㊁C1㊁C2㊁C12㊁C10㊁C13和C7归为抗旱品种;在0.11~0.21范围内的C20和C17归为中C9㊁C5㊁C4㊁C3㊁C11㊁C15和C16归为不抗旱品种㊂表7抗旱隶属值编号T1T2T3T4T5C10.550.550.590.580.55C20.580.590.6000.25C30.340.300.4200C40.190.240.360.150C50.360.310.220.190C60.260.350.310.020.04C70.330.260.490.350.22C80.660.620.360.600C90.290.180.250.210C100.510.370.180.250.23 C110.270.260.1900C120.390.420.290.290.25 C130.410.540.580.170.23 C140.110.290.310.370C150.270.200.1000C160.280.18000C170.660.450.690.530.11 C180.580.720.590.680.56 C190.370.420.540.630.59 C200.230.340.590.500.17均值0.380.380.380.280.16 3结论与讨论综合比较种子萌发抗旱指数和抗旱隶属值得出:在T1条件下的抗旱品种有C17㊁C2㊁C8㊁C18和C1;中等抗旱品种有C10㊁C13㊁C12㊁C19㊁C5和C7;不抗旱品种有C3㊁C9㊁C16㊁C11㊁C15㊁C6㊁C20㊁C4和C14㊂在T2条件下的抗旱品种有C18和C2;中等抗旱品种有C1㊁C13㊁C19㊁C12和C20;不抗旱品种有C8㊁C17㊁C10㊁C6㊁C5㊁C3㊁C14㊁C11㊁C7㊁C4㊁C15㊁C9和C16㊂在T3条件下的抗旱品种有C17㊁C2㊁C20㊁C19和C7;中等抗旱品种有C18和C13;不抗旱品种有C1㊁C4㊁C12㊁C3㊁C14㊁C6㊁C9㊁C5㊁C11㊁C10㊁C15㊁C16和C8㊂在T4条件下的抗旱品种有C18㊁C19和C20;中等抗旱品种有C1㊁C17㊁C7和C12;不抗旱品种有C8㊁C14㊁C9㊁C10㊁C5㊁C4㊁C13㊁C2㊁C3㊁C6㊁C11㊁C15和C16㊂在T5条件下的抗旱品种有C18㊁C19和C7;中等抗旱品种有C1㊁C17和C12;不抗旱品种有C2㊁C10㊁C6㊁C13㊁C16㊁C11㊁C15㊁C3㊁C4㊁C5㊁C9㊁C14㊁C8和C20㊂轻度干旱胁迫下的抗旱品种有C17㊁C2㊁C8㊁C18和C1;中等抗旱品种有C10㊁C13㊁C12㊁C19㊁C5和C7;不抗旱品种有C3㊁C9㊁C16㊁C11㊁C15㊁C6㊁C20㊁C4和㊃77㊃注:A㊁B㊁C㊁D㊁E分别表示浓度为10%㊁15%㊁20%㊁25%㊁30%的P E G溶液㊂图1不同P E G浓度下玉米的抗旱隶属值㊃87㊃C20㊁C19和C7;中等抗旱品种有C1㊁C13㊁C19和C12;不抗旱品种有C8㊁C10㊁C6㊁C5㊁C3㊁C14㊁C11㊁C4㊁C15和C16;在重度胁迫下的抗旱品种有C18㊁C19㊁C7和C20;中等抗旱品种有C1㊁C17和C12;不抗旱品种有C5㊁C13㊁C8㊁C14㊁C10㊁C9㊁C4㊁C6㊁C16㊁C15㊁C11㊁C3和C2㊂综上所述,京科968㊁N K718㊁M C738和成单30在各种干旱胁迫下都表现出强抗旱性,被归类为萌发期抗旱性强的玉米品种;贵单8号和京科665在中度胁迫下抗旱性也较佳,但抵御较强水分亏缺的能力尚显不足;金贵单3号和正红311在轻度胁迫下对水分亏缺具有较好的适应性㊂其中成单30和正红311与田山君等[4]㊁王国娟等[13]研究结果一致,均属于抗旱品种;冯小妮等研究表明,京科968在旱地上栽培,相较其他品种具有高产㊁稳产的性质[14];金贵单3号在大田生产中抗旱性强,综合表现良好[15],实际生产再次证明了室内筛选是可行的,其余品种的相关研究均未见报道㊂种子萌发是作物整个生命周期的关键环节,种子萌发从吸胀开始,水分是限制种子萌发的主要生态因子之一,在干旱胁迫下,胁迫因子会延迟甚至破坏种子内部生理生化反应,进而影响种子的萌发[9]㊂采用P E G引发种子可促进不同土壤水分逆境下糯玉米种子的萌发,增强其发芽性能[16],本试验结果也表明,当处于轻度干旱胁迫时,黔单16号㊁贵单8号㊁黔丰18号等部分玉米品种的发芽率均高于c k,当胁迫程度逐渐增大后,这些玉米品种的发芽率较c k呈降低趋势,说明较低浓度的P E G能通过渗透作用影响种子细胞的吸水速率,对种子萌发具有一定的促进作用㊂干旱胁迫时,根系获得的有限水分被优先用于较近器官的生长发育,使根系受害较地上部分轻,故根冠比增大,所以根冠比也可反映植物的抗旱能力㊂本研究结果表明,京科968的根冠比随P E G浓度的增加而增大,在轻中度胁迫下干物质的重量仍在增加,在重度干旱胁迫下其干物质逐渐降低,说明一定程度的干旱胁迫可促进根部的生长,使地上部分的生长变慢,与李彪等[17]的研究结果一致㊂适度的干旱有利于增强根系的发育,控制地上部分旺长,提高植株抗旱能力㊂金贵单3号的根冠比也随干旱胁迫的加重而逐渐增大,在轻中度干旱胁迫下干物重就开始缓慢下降,间于中度胁迫和重度胁迫时,能保持干物重不变,处于重度胁迫时干物重减少,但仍能保持生长,说明金贵单3号对干旱胁迫具有一定的适应性,在干旱条件下具有一定参考文献:[1]方平,姚启伦,陈秘,等.玉米地方品种耐旱种质的苗期筛选指标研究[J].玉米科学,2012,20(2):6-11.[2]于文颖,纪瑞鹏,冯锐,等.不同生育期玉米叶片光合特性及水分利用效率对水分胁迫的响应[J].生态学报,2015,35 (9):2902-2909.[3]彭云玲,李伟丽,王坤泽,等.N a C l胁迫对玉米耐盐系与盐敏感系萌发和幼苗生长的影响[J].草业学报,2012,21(4):62-71.[4]田山君,杨世民,孔凡磊,等.西南地区玉米苗期抗旱品种筛选[J].草业学报,2014,23(1):50-57.[5]张仁和,薛吉全,浦军,等.干旱胁迫对玉米苗期植株生长和光合特性的影响[J].作物学报,2011,37(3):521-528. 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«^* -新品种推广与应用•辽宁省玉米品种耐旱性评价及耐旱指标鉴定贾钰莹，刘欣芳，刘晓丽，齐欣，马骏，姜敏，王延波，叶雨盛（辽宁省农业科学院玉米研究所，沈阳110161）Evaluation and Index Identification of Drought Tolerance ofMaize Varieties in Liaoning ProvinceJIA Yuying,LIU Xinfang,LIU Xiaoli,QI Xin,MA Jun,JIANG Min,WANG Yanbo,YE Yusheng摘要在大田和旱棚条件下，对21份辽宁省主推及新审定玉米品种耐旱性进行评价，筛选适宜辽西半干旱地区种植的玉米品种。

同时，通过玉米品种的形态生理指标与减产率的相关性分析，筛选耐旱鉴定指标。

结果表明：1)耐旱性极强的品种为迪卡516和辽单588,耐旱性较强的品种为辽单575、辽单586、辽单1281和东单1331,适宜于东北半干旱区推广和大面积种植；2)株高、穗位、叶绿素含量、叶面积、根系干重、气生根层数、气生根数等7个指标与减产率呈显著负相关，可作为耐旱鉴定指标用于玉米生育期间的耐旱性综合评价；3)干旱胁迫会增加植株根冠比，降低收获指数，影响品种的干物质分配。

关键词：玉米；耐旱性评价；鉴定指标；干物质)OI编码：1036590/jonki00014705.202038131中图分类号：S513文献标志码：A文章编号:10014705(2020)08-013-06玉米是我国最重要的粮食和饲料作物，居三大作物之首。

但是我国的2个玉米主产区频遭旱灾影响,东北干旱区经常发生春夏干旱，黄淮海干旱区经常发生春夏秋连旱，即使在雨水充足的西南山地区、南方丘陵区也时常发生(7—9月)干旱［1］。

玉米生育期耗水较多且对水分胁迫反应敏感［2］,干旱作为主要的非生物胁迫之一，已对我国的玉米生产和产量造成较大的影响。

玉米品种耐旱性鉴定及耐旱指标筛选谭静;刘帆;李自卫;王建华;番兴明【摘要】干旱是造成中国乃至世界各地玉米产量低而不稳的首要原因.本研究采用二因素裂区设计,主处理为水分处理,设水分充足和干旱胁迫2个水平；副处理为玉米组合,包括145个杂交玉米新组合,试验期间收集与产量和耐旱性相关的主要农艺和生理性状,通过两个水分处理下各性状的比较、方差分析、各性状与产量的相关分析,研究干旱对玉米各性状的影响以及各性状与产量和耐旱性的相关性,鉴定出与产量紧密相关且表达稳定、可可靠用于耐旱选择的鉴定指标,并筛选一批产量高、耐旱性强及其他农艺性状优良的玉米新品种.结果表明,组合B119、B148、B85、B143、B95在2个水分处理下产量都高,其它性状也表现优良,是优良的高产、耐旱玉米新组合；筛选出株高、小区鲜重、百粒重、8叶期标准化植被指数这4个在两个水分处理下均与产量呈显著相关的性状作为鉴定高产耐旱玉米品种的指标.研究结果对玉米耐旱性鉴定和耐旱玉米品种选育具有重要意义,同时能为生产提供耐旱玉米品种,有助于缓解干旱对云南省玉米生产的影响,提高云南省的玉米生产水平.%Drought was the primary cause of low and unstable yield for maize in China even around the world. A split-plot design was used in the study with the two water treatments being as main factor including well water and drought stress and the 145 new maize crosses being as sub-factor. The main agronomic and physiological traits related to yield and drought tolerance were selected during the trial. After comparison , analysis of variance and correlation for these traits, the impact of drought and the relationship between drought and these traits were studied. The results showed that crosses B119, B148, B85, B143 and B95 were selected as elitedrought tolerant crosses which were high yield and good performance under both water treatments. The traits plant height, fresh weight per plot, hundred-kernel weight and Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) at 8-leaf stage were identified as drought indicators which were significantly related to yield under both water treatments. The research results were important for drought tolerant maize identification and breeding, meanwhile the elite drought tolerant crosses selected from the study would be helpful to reduce the yield loss from drought and increase the maize production of Yunnan province.【期刊名称】《西南农业学报》【年(卷),期】2013(026)001【总页数】6页(P26-31)【关键词】玉米;耐旱性;鉴定指标【作者】谭静;刘帆;李自卫;王建华;番兴明【作者单位】云南省农业科学院粮食作物研究所,云南昆明650205【正文语种】中文【中图分类】S513玉米是全球重要的粮食、饲料和工业原料作物。

干旱对植物根系形态和结构的影响及其生理响应机制随着全球气候变化的不断加剧，干旱现象越发频繁，对植物生长和发育造成了极大的威胁。

植物作为陆地生态系统的重要组成部分，其根系是其吸收水分和养分的重要器官。

干旱对植物根系的形态和结构将产生深刻的影响，并引起植物的生理响应，从而调节与适应干旱环境。

本文将探讨干旱对植物根系形态和结构的影响及其生理响应机制。

一、干旱影响植物根系形态和结构干旱条件下，植物根系的形态和结构将发生明显变化。

主要表现在以下几个方面：1. 根长和根体积减少干旱条件下，土壤中的水分减少，土壤颗粒之间的空隙减少，导致植物根系的生长活动受到限制。

因此，在干旱条件下，植物根长和根体积通常会减少。

2. 根长径比增加当植物面临干旱条件时，其根系将开始优先增长子母根和长根的长度，而抑制根毛的形成和增长。

同时，在干旱环境中，植物根系的生长速度会受到限制，这进一步加剧了植物根长径比的增加。

3. 根表面积减少植物的根系表面积与其根系体积成正比。

在干旱环境中，根系体积的减少会导致根表面积的下降。

这意味着植物根系从土壤中吸收水分和养分的能力将减少，从而影响植物的生长和发育。

4. 根系分布区域发生变化在干旱条件下，植物的根系通常会更深入土壤中，以寻找更多的水和养分。

因此，植物的根系分布区域可能会从表层移到深层土壤中。

二、干旱对植物根系生理响应机制面对干旱的挑战，植物会产生特定的生理响应，以调节植物对水分的利用，从而更好地适应干旱环境。

1. 根发育的调节当植物利用水分减少时，它们通常会调节其根系的发育。

这包括激活植物的生长激素生产，促进根系的形成和增长，以及调整根长和根体积的比例，以最大限度地利用有限的水源。

2. 气孔调节植物的气孔是其进行气体交换和水分蒸发的主要场所。

当植物面临干旱环境时，它们通常会调节气孔的大小和数量，以最大程度地减少水分的丢失。

这可以通过激活特定的转录因子和生长激素来实现。

3. 活性氧调节干旱条件下，植物受到氧化压力的影响，可能会导致细胞膜的损伤和DNA的断裂。

玉米抗旱性研究进展作者：崔巧爱来源：《农业与技术》2015年第20期摘要：干旱是农作物生长和产量的逆境因子，农作物处于缺水环境下达到一定程度，就会对其生长、发育、产量造成不利影响，本文以玉米作物为例，对该类作物的抗旱性指标、研究进展以及防旱措施等内容进行论述。

关键词：玉米；抗旱性；抗旱指标；生长期；基因组工程中图分类号：S513 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20151033002干旱是指由于长期降水量较少造成的大气干燥、土壤缺水的一种现象。

干旱会影响玉米的光合作用、呼吸作用以及营养元素的吸收代谢。

做好玉米抗旱性研究工作，为采取有效措施降低干旱对植物的伤害具有十分重要的意义。

1 玉米抗旱性研究进展1.1 玉米抗旱性玉米抗旱性是指玉米作物对干旱的适应性和抵抗能力，即在降水量长期不足或缺失的情况下，玉米所受到的伤害最轻，产量降低最少的一种能力。

1.2 玉米抗旱性生理指标玉米作物主要分为地上部分和地下部分，地上部分主要为株高、茎粗、生育进度、叶片形态、叶面积、气孔密度、蜡质层厚度、表皮细胞形状、输导组织、雌雄穗形态、开花受精、籽粒发育、干物质积累动态等；地下部分则是作物根系，是作物直接感受水分信号并吸收土壤水分的部分，主要研究内容为根冠比、根系发育情况、根层分布情况、根长、根粗以及根导管等。

根据当前的研究及统计结果表明，玉米抗旱性鉴定评价指标可从以下几方面进行参照：叶片水势、叶片相对含水量、立体叶片抗脱水能力、气孔扩散阻力、蒸腾塑料、外渗电导率、脱落酸（ABA）含量、丙二醛（MDA）含量、超氧化物歧化酶（SOD）活性高低、还原性酶活性等。

1.3 玉米抗寒性研究进展1.3.1 玉米水分亏缺研究玉米生长水分亏缺可通过玉米生理需水量和自然降水量的差值获取，活细胞要完成各项生理化活动，其细胞内的原生质水分含量应达到80%以上。

玉米生长期多处于夏季，属于高温季节，对水分的需求量较多。

据统计，春玉米生长期耗水量达2985～3660m3/hm2；为满足玉米生长需求，全面降水量应保持在500～1000mm，而在生长期降水量最少为250mm，并且降水分布较为均匀才能满足玉米作物的生长需求。

⽟⽶耐旱分⼦育种研究进展_刘秀林⽟⽶耐旱分⼦育种研究进展*刘秀林郝转芳谢传晓王⽟国张世煌摘要⼲旱是⽟⽶⽣产的主要⾮⽣物胁迫因⼦之⼀,培育耐旱品种可以有效地保持其在⼲旱环境下的产量稳定性。

⽬前,随着⽣物信息学数据库的不断完善及基因组学技术的发展,耐旱通⽤QTL 的发掘以及关联分析技术在功能标记开发上的应⽤,新的耐旱相关转录因⼦/基因的克隆都为解释⽟⽶耐旱性的复杂遗传⽹络和分⼦育种提供了新的机遇和⽅法。

本⽂综述了耐旱基因组学研究进展及其在⽟⽶耐旱分⼦育种上的应⽤。

关键词⽟⽶;耐旱性;分⼦育种⽟⽶是温热带地区重要的粮⾷、饲料和⽣物燃料作物。

随着全球畜牧业迅速发展和最近两年⽤⽟⽶加⼯液体燃料⼄醇的需求迅速攀升,⽟⽶的需求量⼤幅度增加。

然⽽,⼲旱严重影响了⽟⽶产量的正常发挥,培育具有⾼产潜⼒以及环境稳定性的⽟⽶品种已经成为育种家的主要⽬标[1]。

80多年的育种实践已经对品种的⼲旱适应性进⾏了很好的改良,⼀定程度上提⾼了品种在⼲旱环境下的产量。

然⽽,复杂的耐旱机理以及基因型与环境互作造成对品种的耐旱性遗传改良进度缓慢。

近⼏年来,在作物⽣理学和基因组学研究⽅⾯所取得的成效为耐旱遗传改良提供了新视野、新知识和新⼯具[2]。

1 ⽟⽶耐旱相关性状的分⼦标记辅助育种作物耐旱性属于复杂的遗传性状,传统的耐旱育种进展相当缓慢。

许多研究表明,如果对植物耐旱的关键⽣理过程和遗传机制有更深⼊的了解,就会⼤⼤加速耐旱育种研究的进展[1]。

利⽤分⼦标记技术找到并精细定位控制⽟⽶耐旱性的基因/QTL(Quantitative trait l o c i),⼀旦发现⼀个耐旱相关性状的基因/QTL与某个分⼦标记紧密连锁,就有可能进⾏分⼦标记辅助选择,选育抗性材料。

作者简介:刘秀林,硕⼠,主要从事⽟⽶耐旱遗传研究,⼭西农业⼤学农学院,030801,⼭西太⾕郝转芳,谢传晓,张世煌(通讯作者),中国农业科学院作物科学研究所王⽟国,通讯地址同第1作者*基⾦项⽬:国家⾃然科学基⾦(30600394),中央级公益性科研院所基本科研业务费专项(2060302-19)收稿⽇期:2007-09-10;修回⽇期:2007-12-14在过去⼗多年的研究中,由于耐旱性的复杂性和难以直接度量的特点,所以在对⽟⽶耐旱性进⾏遗传解析时,研究⼈员往往以产量性状(每株穗数、穗长、单穗重、单穗粒数、百粒重等)、形态学性状(植株散粉、吐丝时的⽣育期、株⾼、穗位⾼、开花吐丝间隔时间、根的相关性状等)、⽣理⽣化性状(光合作⽤性状、植株⽔分状况、AB A含量)等耐旱相关性状来确定⽟⽶的耐旱性。

不同玉米品种的耐旱性鉴定与评价费永红【摘要】采用玉米(Zea mays L.)开花期干旱胁迫法,以经济产量为主要性状,结合株高、穗位高、穗长、秃尖长、穗行数、行粒数、穗粒数、千粒重、雌雄穗开花隔离时间(ASI值)等形态生育性状,用种质耐旱性指数(DTIg)作为玉米种质资源耐旱性鉴定与评价的主要指标,对12份玉米的耐旱性进行了鉴定与评价.结果表明,正大619的耐旱性极强,抗旱等级为1级;南校969、桂单1125、亚航689及桂单0810的耐旱性强,抗旱等级为3级;桂单688及绿星699的耐旱性中等,抗旱等级为5级,迪卡008、桂单1001、兆丰788、桂单160及兆丰688的耐旱性弱,抗旱等级为7级.%The experiment was conducted under the normal irrigation treatment and drought pressure treatment at anthesis stage. Identification and selection of drought resistance of the maize (Zea mays L). inbred lines were based on grain yield, plant height,ear length,kernel per ear,bare tip length,rows per ear,and anthesis-silking interval(ASI). 12 maize varieties were estimated depending on drought resistant index(DTIg). The result showed that the drought tolerance of Zhengda 619 was very strong with a drought resistance level of grade 1. The drought tolerance of Nanxiao 969,Guidan 1125,Yahang 689 and Guidan 0810 were strong with a drought resistance level of grade 3. The drought tolerance of Guidan 688 and Lvxing 699 were medium with a drought resistance level of grade 5. The drought tolerance of Dika 008,Guidan 1001,Zaofeng 788,Guidan 160 and Zaofeng 688 were weak with a drought resistance level of grade 7.【期刊名称】《湖北农业科学》【年(卷),期】2017(056)022【总页数】5页(P4238-4241,4247)【关键词】玉米(Zea mays L.);产量;种质耐旱性指数【作者】费永红【作者单位】广西农业科学院百色分院 / 百色市农业科学研究所,广西百色533612;广西大学农学院,南宁 530005【正文语种】中文【中图分类】S513广西地处华南西部，属亚热带季风气候区，年降雨量丰富，但由于受冬、夏季风的交替影响，降水时空分布不均匀，旱涝灾害频繁发生［1－5］。

谷子、黍、珍珠粟和玉米的根系比较研究
中元明实;王德身
【期刊名称】《园艺与种苗》
【年(卷),期】1991(000)006
【摘要】禾本科的杂谷类作物,基本是在同一栽培方式和生育过程中生长,而各作物一次根的形态特征、伸长方向及叶面积与一次根基部断面积的关系等,被看作是地上部和地下部的各种量的关系的体现。

这些主要有关一次根的形态特征,对土壤中全部根系形态有很大的影响。

至今未发现在田间定量地比较研究杂谷类作物根系的例子。

在杂谷类中,对小作物(谷
【总页数】3页(P25-27)
【作者】中元明实;王德身
【作者单位】
【正文语种】中文
【中图分类】S
【相关文献】
1.不同耐旱性玉米根系解剖结构比较研究 [J], 宋凤斌;刘胜群
2.不同耐旱性玉米根系解剖结构比较研究 [J], 刘胜群;宋凤斌
3.谷子,黍,珍珠粟和玉米的根系比较研究 [J], 中元明实;王德身
4.玉米杂种与其亲本间根系活力及ATP酶RNA酶活性的比较研究 [J], 金蕙芬;王国芳;陆春祥
5.松嫩平原不同株型玉米品种根系分布特征比较研究 [J], 宋日;吴春胜;马丽艳;郭继勋;邢福
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