大麦抗旱的生理生化机理研究及种质资源抗旱性评价

论文摘要

干旱胁迫是目前全球面临的主要环境问题之一,干旱半干早地区约占全球陆地面积的35%,遍及世界60多个国家和地区。我国也是受干旱严重影响的国家之一,大麦在干旱胁迫下具有独特的生存策略,在我国常种植于干旱半干旱地区。大麦主要作为啤酒原料及饲料,干旱对一些啤酒大麦及饲料大麦品质的影响也较大。因此发展节水农业、培育和选择抗旱性品种对于充分利用自然资源,对稳定和发展农业生产具有非常重要的意义,因此及时准确的评价、鉴定和筛选大麦品种的抗旱性性状是进行大麦抗旱育种的基础。大麦的抗旱性是复杂的生物性状的综合,它反映在一系列生理生化及形态指标上,并且同农业气候环境的变化密切相关,大麦的产量也受其影响。多年来,国内外学者在作物抗旱性鉴定方面做了大量工作,从不同角度提出了许多鉴定方法及指标筛选。但长期来,科学、准确、简便和可操作的抗旱品种筛选指标和方法仍然是品种选育的瓶颈,本研究在筛选抗旱性不同的大麦品种基础上,探讨不同基因型大麦在室内模拟干旱胁迫条件下渗透调节、光合特性、活性氧代谢的变化,并在田间试验中选择不同生理及形态指标对10个大麦品种抗旱性进行综合评价。主要研究结果如下：1.研究模拟干旱胁迫对不同大麦品种幼苗的丙二醛含量以及保护酶的影响。利用PEG6000溶液模拟干旱胁迫,测定了4个大麦品种地上部分及根系的丙二醛含量以及超氧化物歧化酶、过氧化物酶和过氧化氢酶活性。参试品种地上部分及根系中丙二醛含量随干旱胁迫时间的延K均有不同程度增加,地上部分超氧化物歧化酶、过氧化物酶活性随胁迫时间的延长呈先升高后下降趋势,根系中保护酶活性与地上部分保护酶活性存在差异。品种间也存在差异,表现为抗旱品种Tevcel和矮杆早的超氧化物歧化酶和过氧化物酶活性升高较快,进一步胁迫过程中各酶活性均有不同程度下降,且不抗旱品种广麦7号和Cmebc下降幅度较大。干旱胁迫下,超氧化物歧化酶、过氧化物酶和过氧化氢酶活性及丙二醛含量变化可作为大麦抗旱筛选的依据。2.研究模拟干旱胁迫对大麦幼苗渗透调节系统的影响。利用PEG6000溶液模拟干旱胁迫,测定了4个大麦品种地上部分及根系中可容性糖、可溶性蛋白质、脯氨酸、叶片相对含水量。4个大麦品种在受到干旱胁迫时地上部分与根系中脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白质含量均有不同程度的增加,并且抗旱性品种Tevcel （?）11矮杆早的增加速度比不抗旱性品种广麦7号和Cmebc要快；并随着干旱时间的延长,根系中各品种中的脯氨酸和可溶性蛋白质含量开始下降,与抗旱性品种相比脯氨酸及可溶性蛋白质含量增加相对较少,并且脯氨酸含量开始下降的时间出现也较早。叶片相对含水量随干旱胁迫时间的延K呈下降趋势,并且抗旱性品种Tevcel和矮杆早的叶片相对含水量下降速度低于不抗旱性品种广麦7号和Cmebc。3.利用PEG6000溶液模拟干旱胁迫,测定了4个大麦品种叶绿素含量、相对电导率。短历时干旱胁迫对4个大麦品种叶绿素含量影响不显著,但随干旱胁迫时间的延长,4个大麦品种叶绿素含量呈下降趋势,并且叶绿素a/b的变化更能体现其抗旱性,抗旱性品种Tevcel和矮杆早叶绿素a/b值下降速度小于不抗旱性品种广麦7号和Cmebc。干旱胁迫条件下4个大麦品种的质膜透性都随时间的延K而增加,并且不抗旱性品种广麦7号和Cmebc的相对电导率显著高于抗旱性品种Tevcel和矮杆早。4.利用抗旱系数及隶属函数法对10个大麦品种的抗旱性进行综合评价,分析10个与大麦抗旱性有关的性状,表明10个性状间均存在相关性,根据10个性状的隶属函数平均值对10个大麦品种的抗旱性进行排序：Samson>吉啤1号>>Nobell>法瓦维特>C-9> DUEL>Hista>99啤单12>SD-96-7>99啤单131。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 主要符号缩略表
• 第一章 文献综述
• 1.1 干旱的概念及危害
• 1.2 干旱类型
• 1.3 植物抗旱性的类型
• 1.4 干旱胁迫对植物的伤害表现
• 1.4.1 细胞膜结构遭到破坏
• 1.4.2 光合作用减弱
• 1.4.3 叶绿素合成受阻
• 1.4.4 类胡萝卜素含量变化
• 1.4.5 脯氨酸大量积累
• 1.4.6 活性氧氧化伤害
• 1.5 作物的抗旱机理
• 1.5.1 干旱胁迫对植物抗氧化酶系统的影响
• 1.5.2 渗透调节作用
• 1.6 作物抗旱性鉴定方法
• 1.7 抗旱生理指标的选择
• 1.8 立题意义及研究内容
• 1.8.1 立题意义
• 1.8.2 主要研究内容
• 第二章 材料与方法
• 2.1 试验材料
• 2.1.1 室内部分
• 2.1.2 大田部分
• 2.2 试验设计
• 2.2.1 室内部分
• 2.2.2 大田部分
• 2.3 指标测定方法
• 2.3.1 叶绿素含量的测定
• 2.3.2 丙二醛含量的测定
• 2.3.3 超氧化物歧化酶活性的测定
• 2.3.4 过氧化物酶活性的测定
• 2.3.5 过氧化氢酶活性的测定
• 2.3.6 可溶性蛋白质含量的测定
• 2.3.7 可溶性糖含量的测定
• 2.3.8 脯氨酸含量的侧定
• 2.3.9 细胞膜透性的测定
• 2.3.10 叶片相对含水量测定
• 第三章 PEG6000模拟干旱胁迫对不同基因型大麦幼苗生理指标影响的差异研究
• 3.1 PEG6000模拟干旱胁迫下不同抗旱性大麦品种酶保护系统的变化
• 3.1.1 干旱胁迫对不同基因型大麦幼苗膜脂过氧化及保护酶的影响
• 3.1.2 干旱胁迫对不同基因型大麦幼苗叶中丙二醛含量的影响
• 3.1.3 干旱胁迫对不同基因型大麦幼苗叶中超氧化物歧化酶活性的影响
• 3.1.4 干旱胁迫对不同基因型大麦幼苗叶中过氧化物酶活性的影响
• 3.1.5 干旱胁迫对不同基因型大麦幼苗叶中过氧化氢酶活性的影响
• 麦幼苗地上部分与根系中酶保护系统影响的差异'>3.2 PEG6000模拟干旱胁迫对大_麦幼苗地上部分与根系中酶保护系统影响的差异
• 3.2.1 干旱胁迫下大麦幼苗地上部分及根中丙二醛含量及其变化
• 3.2.2 干旱胁迫下大麦幼苗地上部分及根中超氧化物歧化酶活性变化
• 3.2.3 干旱胁迫下大麦幼苗地上部分及根中过氧化物酶活性变化
• 3.2.4 干旱胁迫下大麦幼苗地上部分及根中过氧化氢酶活性变化
• 3.3 PEG6000模拟干旱胁迫对大麦幼苗渗透调节物质变化的差异
• 3.3.1 干旱胁迫下大麦幼苗地上部分和根中脯氨酸含量的变化
• 3.3.2 干旱胁迫下大麦幼苗地上部分及根中可溶性糖含量的变化
• 3.3.3 干旱胁迫下大麦幼苗地上部分及根中可溶性蛋白含量的变化
• 3.4 PEG6000模拟干旱胁迫下大麦幼苗相对含水量、质膜透性及叶绿素含量的变化差异
• 3.4.1 干旱胁迫下大麦幼苗叶片相对含量的变化
• 3.4.2 干旱胁迫下大麦幼苗叶片质膜透性的变化
• 3.4.3 干旱胁迫下大麦幼苗叶片叶绿素含量的变化
• 第四章 10个大麦品种的抗旱性综合评价
• 4.1 试验地概况
• 4.2 隶属函数法用于作物抗旱性综合评价
• 4.3 10个大麦品种抗旱性综合评价
• 4.3.1 10个生理生化指标综合分析
• 4.3.2 10个大麦品种抗旱性综合评价
• 第五章 结论与讨论
• 5.1 干旱胁迫时间及胁迫程度对大麦幼苗酶保护系统的影响
• 5.2 干旱胁迫条件下大麦幼苗地上部分及根系渗透调节系统的变化差异
• 5.4 隶属函数法对不同大麦品种的抗旱性评价
• 参考文献
• 附录
• 致谢
• 作者简介
• 导师评阅表