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玉米苗期耐碱种质资源评价及盐碱条件下部分性状遗传分析

崔美燕  
【摘要】: 盐渍土壤是地球上分布广泛的一种土壤类型。目前,受全球气候变化和人口增长等因素的影响,土壤盐碱化更是成为日益严重的环境问题之一。在我国的盐渍土壤中,按所含盐分不同,主要分为以氯化钠(NaCl)和硫酸钠(Na_2SO_4)等中性盐为主的盐土与以碳酸钠(Na_2CO_3)和碳酸氢钠(NaHCO_3)等碱性盐为主的碱土。其中碱性盐对作物的伤害作用远远大于中性盐。这是因为碱性盐对作物的伤害作用除了和中性盐共有的渗透胁迫、离子毒害之外,还有高pH值及明显降低矿质元素的可利用性等方面。而在这些胁迫因素中,高pH值是首要的,离子毒害次之,渗透效应最小。玉米作为一种重要的粮饲兼用作物及工业原料和医药原料,其相对产量较高,耐盐碱性差,是对盐分中度敏感的作物。本研究通过测定在不同浓度Na_2CO_3(0~25mmol/L)胁迫下玉米萌发期和苗期的形态指标及生长量,鉴定玉米萌发期和苗期的耐碱能力,并通过考察苗期不同自交系在不同浓度Na_2CO_3胁迫下的生理反应,找出适合玉米苗期耐碱性筛选的Na_2CO_3溶液浓度及其鉴定指标。在此基础上对不同血缘的玉米自交系进行耐碱性种质资源评价,进而选取两个早熟玉米自交系,通过测定在不同浓度Na_2CO_3胁迫下苗期的形态指标及生理生化指标,进一步探讨玉米耐盐碱机理。此外,还研究了在盐碱条件下玉米部分性状的遗传效应。 在各浓度Na_2CO_3胁迫下,玉米在萌发期主要表现为:种子的发芽势、发芽率受影响不大,但芽和根的生长受到明显抑制,当Na_2CO_3溶液浓度达到25mmol/L时,芽和根的生长抑制也达到最大,表现为发芽后,幼芽即停止生长;停止生长的种子恢复用蒸馏水处理,芽和根的生长不能恢复。在苗期,各玉米自交系的株高、鲜重、干重及含水量等生理指标均随Na_2CO_3溶液浓度的增加而降低,并在各浓度间、自交系间达极显著差异。初步确定可以将Na_2CO_3溶液浓度为25mmol/L时的苗情、株高变化率、鲜重变化率、干重变化率及含水量变化率作为玉米苗期耐碱性筛选的评价指标。 在Na_2CO_3溶液浓度为25mmol/L处理条件下,根据苗情、株高变化率、鲜重变化率、干重变化率和含水量变化率对101份玉米骨干自交系进行耐碱性鉴定结果表明,高度耐碱自交系所占比例为16.83~17.82%,耐碱自交系所占比例为61.39~68.32%,中度耐碱自交系所占比例为9.90~15.84%,碱敏感自交系所占比例为2.97~4.95%,高度碱敏感自交系所占比例为0.99~1.98%。 对两个早熟玉米自交系F244和ZP291苗期在不同碱浓度下的生理生化指标的测定表明,两个玉米自交系的株高、鲜重、干重、含水量、叶绿素含量和根系活力均随Na_2CO_3溶液浓度的增加而降低,细胞质膜透性、Pro含量均随Na_2CO_3溶液浓度的增加而增加,SOD活性随Na_2CO_3溶液浓度的增加而先增加后降低。 对盐碱条件下玉米部分性状的遗传分析表明,在盐碱条件下,各基因型间存在真实差异;玉米苗期株高、苗干重及田间成熟期主要产量性状单株粒重、穗长、穗粗、百粒重和籽粒出产率7个性状的特殊配合力差异均达到极显著水平,而一般配合力差异除穗粗和籽粒出产率的达显著水平外,其余5个指标的均不显著;在群体遗传参数估计中,各性状显性方差均大于加性方差,且狭义遗传力均较小。因此在选育耐盐碱自交系时,对耐盐性相关性状的选择不宜在早代进行,在选育耐盐碱杂交种时,应注重对特殊配合力的选择。


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