大豆水分高效利用调控机理与品种遗传多样性分析

【摘要】： 本文针对西部地区干旱少雨的气候特点,通过氮肥调控、磷肥调控、调亏灌溉、覆膜调控等措施,系统研究了栽培措施对提高旱作大豆水分利用效率的作用机理,进行了不同基因型品种抗旱性鉴定与品种多样性RAPD分析,旨在探索适合西部干旱地区大豆节水高产的栽培技术体系,并筛选适宜的大豆品种,以充分发挥有限水资源的生产潜力,提高水分利用效率。主要结果如下: 1.增施氮肥显著提高大豆水分利用效率。旱作条件下,适量增施氮肥可以促进大豆个体生长发育,改善光合性能和抗旱特性,增强根系生长与活力,提高大豆产量与水分利用效率;当施氮肥量超过一定范围时,则由于个体生长过于旺盛,降低了群体性能,导致减产。在供试的三个氮肥水平下,中氮处理大豆产量及水分利用效率最高,其次为高氮处理,低氮处理最低。中氮处理比低氮处理增产24.41%,叶片水分利用效率、土壤水分利用效率及降水水分利用效率分别比低氮处理提高6.22%、24.26%及24.29%。 2.增施磷肥促进水分胁迫条件下大豆生长发育。大豆在始花、盛花和鼓粒三个不同的生育时期水分胁迫后,其单株叶面积减少、单株干物质重明显下降,单株荚数显著减少,致使大豆产量明显减少。增加施磷量能明显提高水分胁迫下大豆单株叶面积,相对增加了大豆干物质积累量,增加了单株荚数和单株粒重,因而提高了水分胁迫下的大豆产量;另外,适量的磷素营养可提高始花期和盛花期水分胁迫下大豆根系活力,降低水分胁迫下的叶片气孔导度,减小其蒸腾速率,增加叶片胞间CO2浓度,提高光合速率和叶片水分利用效率,提高了水分胁迫下大豆叶片的光合活性;提高始花期和盛花期水分胁迫下大豆叶片脯氨酸含量,增加大豆叶片相对含水率,降低大豆叶片的相对电导率和丙二醛含量,提高始花期和盛花期水分胁迫下的大豆叶片保护酶(SOD和POD)活性,保护细胞膜的完整性和稳定性。始花期、盛花期和鼓粒期三个不同的生育时期水分胁迫后的各项指标变化的比较说明,大豆始花期对于水分亏缺最敏感。 3.行间覆膜和行上覆膜显著提高大豆水分利用效率。行间覆膜和行上覆膜两种方式均能够显著提高大豆叶面积指数、增加大豆叶片厚度、改善光合性能、改善抗旱性能,调节土壤水分运移状况、提高大豆根系对于深层水分的利用、提高大豆根系的生长状况。行上覆膜大豆比对照增产20.85%,叶片水分利用效率、土壤水分利用效率及降水水分利用效率分别提高105.16%、150.00%及20.43%;行间覆膜大豆比对照增产16.97%,叶片水分利用效率、土壤水分利用效率及降水水分利用效率分别提高112.68%、141.76%及16.98%。 4.大豆不同品种抗旱性能鉴定与分析。根据抗旱隶属函数法将45个大豆品种进行分类,可分为四类,强抗旱品种为丰源001-44、蒙豆9号、晋豆25、晋豆23、大豆邱9300、半野生大豆、秣食豆、吉育39及晋豆15共9个品种,抗旱类型的有蒙豆19、黑农46、黑河38、绥农10号、MTJ9911-2、白农9号、丰源001-3、北丰9号、吉育30、吉育70、CK125、开育10号、兴抗线1号、吉育62号、吉育47号、王中王、吉育56号、白农10号、九农20、吉育55、兴00-5091及吉育35号共22个品种,中抗旱类型的有蒙豆17、内豆4号、疆莫豆1号、黑农18号、蒙豆12号、抗线4号及中作122共7个品种,弱抗旱类型的有札幌绿、蒙豆18号、蒙豆16号、合丰47、吉育38号、中作962及中作引1号共7个品种。另外,通过SPSS分析软件将45个品种进行了聚类,两种分类方法对于大豆不同品种的分类相同程度达到77.8%。 5.不同品种大豆RAPD标记多样性分析。通过对45条随机引物的筛选,得到可以扩增出多态性谱带的引物12条,这12条引物扩增出的谱带多态性比例达到85.2%;谱带统计结果表明,不同的引物所扩增出的带数不同,同一引物在不同材料之间的扩增带数也不相同,反映了各个材料之间的多态性。在可扩增出多态性谱带的12条引物中继续筛选,得到可以明确区分大豆不同品种抗旱性差异的两条引物,分别为S183及S189,将这两条引物的扩增图谱应用DPS软件进行分析,在适当的阈值内,明确地将不同抗旱性能的大豆类型分开,分类结果与通过抗旱隶属函数法分类结果完全一致,初步证实了RAPD技术在栽培大豆品种间研究的实用性及准确性。试验筛选出的适用于大豆不同品种抗旱性能鉴定与分析的多态性随机引物,为进一步大豆抗旱基因分离与定位工作奠定了良好的基础。

【关键词】：春大豆 栽培调控 抗旱性能鉴定 品种多样性 水分利用效率
【学位授予单位】：内蒙古农业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：S565.1
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