麦类作物进化材料根冠特性及水分利用效率的研究

【摘要】： 干旱范围的扩大、世界性水资源的日益匮乏和季节性干旱，使得发展提高水分利用效率为中心的旱作节水农业成为面向未来的积极对策。研究麦类作物、特别是小麦水分利用效率差异及影响机制，将为采取栽培、育种、工程等措施提高作物水分利用效率提供依据。 本研究以19种麦类作物进化材料和16种现代改良小麦品种(水地品种和旱地品种)为材料，在大田条件下进行了根系特征(根重、根长)、根冠比以及与水分利用有关指标的比较研究。主要结果如下： 1、不同进化材料的WUE排列顺序为：水地品种＞旱地品种＞6x＞4x＞2x；小麦在进化和驯化过程中，随着产量和收获指数的提高、WUE相应提高；小麦根重与大田WUE成显著正相关。根重在一定范围内是有利于WUE的提高，但过大可能会产生对WUE不利的冗余。 2、二倍体的WUE排列顺序如下：RR＞AA＞BB＞DD；R染色体组材料有较大的冠重和根重，可能是其具有最高WUE和产量的主要原因；D染色体组冠重和根重居中而WUE最低，推测D染色体组有控制低WUE的作用。 3、野生种与栽培种的WUE比较，栽培二粒＞野生二粒，栽培一粒＞野生一粒，栽培种的WUE、冠重、根冠比、根重和根长都大于野生种。 4、在含R染色组材料中，WUE大小顺序为：八倍体小黑麦＞六倍体小黑麦＞二倍体黑麦；根重的排序为：二倍体＞八倍体小黑麦＞六倍体小黑麦；蒸腾耗水排序为：八倍体小黑麦＞二倍体黑麦＞六倍体小黑麦，而根长变化趋势为：六倍体小黑麦＞二倍体黑麦＞八倍体小黑麦；二倍体黑麦根重最大、六倍体最小，表明R组染色体可能有促进根重的作用，而B或A染色体组的存在削弱了R染色体组对根系生长的作用。八倍体小黑麦根重居中，表明D组染色体的存在有减缓A或B染色体组对根系生长的抑制作用。 5、WUE是一个受多因素控制的指标，相关、偏相关和逐步回归分析表明，WUE与产量关系最密切(0.987~(**)；0.9851~(**))。这主要是由于各类型材料产量的差异远大于耗水量的差异。与WUE相关显著的其它指标依次为：耗水量(—0.428~*)、经济系数(0.754~(**))、土壤含水量(0.428~*)、根重(0.373~*)、100～150cm根长(0.384~*) 6、将供试材料分为2x、4x、6x、旱地品种、水地品种、黑麦、小黑麦7类，通过 逐步判别分析筛选出最具区分能力的表征指标为经济系数和150一200cm土层的根重; 用这两个指标建立判别函数进行类型间差异比较发现:4x与6x类型间、6x与水地和 早地小麦类型间、旱地与水地小麦类型间、黑麦与小黑麦类型间差异不显著，其它类 型之间均有显著差异，其中原始的Zx进化类型和所有类型间差异均极显著。上述差异 不显著的类型在进化历程、染色体倍性和组成上也较接近。 麦类进化材料wUE差异及控制机制的研究是一个热点问题，目前在根系和wUE关 系方面的研究尚缺乏深入的实验研究，已有的供试材料也偏少。本试验以根系为主体 研究对作物水分利用的调控，为不同麦类进化材料的wUE控制机制的深化研究提供了 基础线索。

【关键词】：麦类作物 进化 染色体组 水分利用效率 根系 根冠比
【学位授予单位】：甘肃农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2003
【分类号】：S512.1
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