山西省主推小麦品种耐低氮性的鉴定与评价

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氮素对植物的生长发育具有重要作用。小麦作为人类的主要粮食作物之一,其产量与氮素的供应密不可分。植物不同种属之间、不同品种之间存在显著的氮效率差异,通过剖析小麦不同基因型氮素效率的差异性,发掘利用氮效率高的小麦基因型,提高氮素利用率并减少氮资源流失,对小麦育种和栽培具有重要意义。本研究以近年来山西各麦区的77个主推小麦品种为试材,分别在大田及苗期水培条件下评价鉴定品种的耐低氮性,筛选出耐低氮性强的小麦品种,探讨了低氮对氮代谢关键酶的影响,以期为山西小麦产业的可持续发展及耐低氮小麦品种的培育提供参考。主要研究结果如下:1、在大田条件下测定穗长、不育小穗数、穗粒数、千粒重、生物产量及经济产量等指标性状,基于各指标的耐低氮系数进行主成分分析,结合隶属函数,利用综合评价(D)值法对供试材料进行耐低氮性进行评价鉴定,在此基础上进行系统聚类分析,将参试材料划分为四个不同耐低氮类型:高耐低氮型(13份)、较耐低氮型(37份)、较敏感型(20份)、敏感型(7份)。2、分析各耐低氮类型的农艺性状、叶绿素含量(SPAD值)及叶绿素荧光参数发现,低氮胁迫下,穗长、结实小穗数、穗粒数等性状显著或极显著下降,SPAD值、最大光化学效率(Fv/Fm)、最大荧光产量(Fm)指标也显著下降,而初始荧光(Fo)呈升高趋势。不同耐低氮类型对低氮胁迫的响应存在显著差异,耐低氮能力强的类型受低氮胁迫的影响较小。3、水培条件下设置两个氮水平,对77份小麦品种在苗期水培条件下测定苗长、根长、根条数、地上部鲜重、地下部鲜重等指标,采用综合D值法进行耐低氮性评价及筛选,将参试材料划分为四个不同耐低氮类型:高耐低氮类型(12份)、较耐低氮类型(19份)、较敏感型(38份)、敏感型(8份)。4、对大田和苗期水培的鉴定结果进行比较分析,发现在大田及苗期水培条件下均为高耐低氮类型的包括21号(烟农1212)、72号(晋太146)、73号(晋太141)等3个品种,均为较耐低氮类型的有13号(济麦44)、19号(临远8号)、22号(济麦23)和23号(晋麦96)等8个品种,4号(长6359)、7号(临糯88)和8号(品育8161)等13个品种为较敏感类型,6号(运黑161)和18号(晋麦95)两个品种均为敏感型。5、对氮代谢相关的3种酶:硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)及谷氨酸合成酶(GOGAT)进行活性测定,结果发现,在低氮胁迫下,高耐低氮类型品种叶片的酶活性高于较耐低氮、较敏感型及敏感型的活性;在正常氮条件下的酶活高于低氮条件下的酶活性,不同耐低氮类型品种的相关酶活存在差异,总体来说,耐低氮类型的酶活高于敏感型。
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