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标题 花生抗旱性鉴定指标及评价研究进展
范文

    李楠 杨秀丽 宁东贤 赵玉坤 杨丽萍

    摘 要:花生是我国较耐旱耐贫瘠的经济和油料作物之一,花生的产量及品质受干旱危害逐年加重,培育抗旱性强的花生品种成为应对干旱逆境的关键举措之一。前人针对花生抗旱性鉴定及研究评价做了大量研究,本文对花生生长发育、形态特征、生理生化、产量、综合评价指标5个方面的抗旱性鉴定指标及评价进行了综述。

    关键词:花生;抗旱性;鉴定指标;评价

    中图分类号:S-3

    文献标识码:A

    花生是我国重要的油料和经济作物之一,与其它油料作物相比,花生的单产、总产和出口量均居首位,在我国油料作物种植结构中名列前茅[1,2]。花生具有耐旱、耐贫瘠的特点,成为发展国内旱作农业,开发利用旱薄地资源的理想作物之一。花生的重要种植区域集中在年降雨量少于250mm的干旱地区,种植面积占国土面积的30.8%[3]。花生主要种植区域的土地贫瘠、缺少灌溉条件、水分利用率低,可见干旱仍然是花生生产中面临的主要逆境[4,5]。据统计,花生生产中遭受的不同程度干旱胁迫,使得荚果的减产率达到20%以上,花生总体产量减少30%~50%[6]。干旱不仅导致花生产量的降低,还造成花生品质下降、病毒病和虫害的增加[7]。由此可见,探索抵御花生生产中的干旱逆境措施非常重要,因此抗旱育种成为增加花生产量、提高花生品质,应对干旱环境的重要举措[8]。本文综述了前人在抗旱育种过程中,针对花生抗旱性鉴定指标及评价的研究,为今后培育花生抗旱品种做出理论性参考。

    花生抗旱性是一个集生态学、形态学、解剖学和生理学特征的集合,花生抗旱育种的研究就是对这一集合进行优化整合的过程,如何高效准确地选定花生抗旱性鉴定指标成为花生抗旱育种的关键。本文通过总结前人在花生抗旱性鉴定指标的研究结果,得出可以从生长发育、形态特征指标、生理生化指标、产量鉴定指标以及综合评价指标5个方面入手,对花生抗旱性鉴定指标及评价进行综合分析和研究[9,10]。

    1 生长发育抗旱性指标及评价

    干旱胁迫会造成花生植株生长速率降低,植株最大生长速率出现时间滞后导致光合作用速率降低、光合产物积累缓慢,最终导致植株生长发育迟滞,产量减少[11]。花生各生长发育期其形态指标对水分反应不同且对干旱胁迫的抵制也存在差异[12]。种子萌发期作为花生植株生长发育的重要时期,直接关系到后期幼苗的建立、植株的密度、最大生长速率的出现时间点以及最终产量的形成[13,14]。薛慧勤等[15]研究表明,花生根系在长时间的干旱胁迫下根系活力则明显持续下降。姚珍珠等[16]研究表明,在花生生长早期进行适度干旱胁迫,有利于花生根系向深层土壤生长,通过促进根系生长以截取深层土壤中的水分为植株后期生长储备所需水分。由此可见,在花生种子萌发期或苗期进行适度水分胁迫,可提高植株抗旱性,有效减少干旱对花生产量和品质的影响。

    前人经过多种试验方法比较,在花生种子萌发期或苗期通过盆栽PEG人工模拟试验可有效进行大批量种质资源的抗旱性初步鉴定与筛选,提高花生品种抗旱性鉴定的效率。张智猛等[17]研究表明,发芽势、胚轴长、生根率、根长、根干重等单项指标可以作为花生品种萌发期抗旱性评价的指标,并以此为标准鉴定出抗旱性强的花生品种,如翼花2号、翼花4号、花育27号和鲁花14号等。

    2 形态特征抗旱性指标及评价

    花生植株的形态特征是受水分胁迫程度最直观的体现,通过不同生长期花生植株的表型特征进行花生抗旱性指标的筛选和评价。

    花生表型特性中具有交替开花类型、有二次分枝、叶色较深、荚果为茧形或龙生型、网纹较明显、种仁较小、种皮颜色为浅褐色性植株的群体抗旱性较好。王瑾等[18]研究结果表明,以此表型特征选定的亲本材料其后代材料的性状在群体中分离明显,抗旱性较好。厉光辉等[19]研究表明,干旱胁迫环境下花生植株叶片组织结构发生改变,功能叶面积及单株叶面积显著降低。张智猛等[12]研究表明,水分胁迫环境下主茎高、分枝数、根冠比值形态指数明显降低,随水分胁迫程度的加重而显著降低。张俊等[20]研究表明,水分胁迫环境下花针期和结荚期花生主茎高、侧枝长、总分枝数和结果枝数指数显著降低且降低幅度最大。顾学花等[21]研究表明,干旱胁迫下对花生植株进行施钙,在花针期和结荚期花生主茎高、主茎节数、侧枝长、总分枝数和干物质总量指数显著降低。将两者研究进行比较,同一生长期花生对干旱胁迫的形态指标表现基本一致,在花生的重要生长时期对筛选出的相关形态特征作为抗旱性鉴定评价指标,可有效提高抗旱性鉴定效率,加快抗旱育种的进程。

    3 生理生化抗旱性指标及评价

    近年来研究学者们对花生抗旱性有关的生理生化、生态及光合指标进行了大量的研究工作,筛选出与抗旱性相关的生理生化指标有对脯氨酸、过氧化物酶(POD)、丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化酶(CAT)等[22-25]。生理生化指标不适用于大批量种质资源抗旱性鉴定与筛选,通过对苗期初步筛选鉴定出的种质资源进行相关的生理生化指标指数干预,有助于进一步掌握不同品系花生各生长期的抗旱系数的基因型表现。

    干旱胁迫环境下,葉绿素的含量变化通过影响光合作用速率和光合产物的形成来体现植株对水分胁迫的敏感程度[26,27]。冠层温度通过叶片气孔的闭合影响作物热量平衡,是作物体内热量平衡和水汽运动的直接体现,可作为水分胁迫的生理信号[28,29]。王瑾等[18]研究表明,抗旱性好的株系其叶绿素含量也较高,叶绿素的综合评价值D和冠层温度值D均与抗旱系数呈极显著相关,可作为花生抗旱性鉴定的简易指标。生理生化抗旱性指标可以对苗期初步筛选出的抗旱性品种进行更进一步的抗旱性鉴定,抗旱育种工程中对花生抗旱性生理生化指标进行系统的筛选鉴定研究,对构建抗旱鉴定评价体系具有重要的指导意义。

    4 产量性状抗旱性指标及评价

    [12]张智猛,万书波,戴良香,等.花生抗旱性鉴定指标的筛选与评价[J].植物生态学报,2011,35(1):100-109.

    [13]Khajeh-pour M. Industrial crops[M]. Isfahan University Jihad publications of Isfahan branch,2004.

    [14]周巧玲,徐慶国.PEG-6000对不同黑麦草品种萌发期抗旱性的影响[J].作物研究,2014,28(02):159-162.

    [15] 薛慧勤,孙兰珍.水分胁迫对不同抗旱性花生品种生理特性的影响[J].干旱地区农业研究,1997,15(4):83-85.

    [16]姚珍珠,夏桂敏,王淑君,等.花生对水分胁迫的响应研究进展[J].中国油料作物学报,2016,38(5):699-704.

    [17]张智猛,万书波,戴良香,等.花生品种芽期抗旱性指标筛选与综合评价[J].中国农业科技导报,2010,12(1):85-91.

    [18]王瑾,李玉荣,张嘉楠,程增书,陈四龙,宋亚辉,孔海彦,王利媛,张朋娟.花生抗旱性鉴定评价指标的研究[J].华北农学报,2014,29(S1):162-168.

    [19]厉广辉,张昆,刘凤珍,等.不同抗旱性花生品种的叶片形态及生理特性[J].中国农业科学,2014,47(4):644-654.

    [20]张俊,刘娟,臧秀旺,等.不同生育时期水分胁迫对花生生长发育和产量的影响[J].中国农学通报,2015,31(24):93-98.

    [21]顾学花,孙莲强,高波,等.施钙对干旱胁迫下花生生理特性、产量和品质的影响[J].应用生态学报,2015,26(5):1433-1439.

    [22]江龙.作物抗旱性的研究方法[J].贵州农业科学,1999,27(5):70-72.

    [23]关保华,葛滢,樊梅英,牛晓音,卢毅军,常杰.华荠苧响应不同土壤水分的表型可塑性[J].生态学报,2003(02):259-263.

    [24]严美玲,李向东,林英杰,王丽丽,周录英.苗期干旱胁迫对不同抗旱花生品种生理特性、产量和品质的影响[J].作物学报,2007(01):113-119.

    [25]邵瑞鑫,上官周平.外源一氧化氮供体SNP对受旱小麦光合色素含量和PSⅡ光能利用能力的影响[J].作物学报,2008(05):818-822.

    [26]王正航,武仙山,昌小平,李润植,景蕊莲.小麦旗叶叶绿素含量及荧光动力学参数与产量的灰色关联度分析[J].作物学报,2010,36(02):217-227.

    [27]严美玲,李向东,矫岩林,王丽丽.不同花生品种的抗旱性比较鉴定[J].花生学报,2004(01):8-12.

    [28]苘辉民,于国华,殷锡圣,战淑敏,刘新.旱地冬小麦生育后期有关光合特性及光合产物分配规律研究[J].核农学报,1999(04):15-18,20-22.

    [29]王长发,张嵩午,刘正辉,史新立.冷型小麦表观性状研究[J].西北农业学报,2001(01):79-83.

    [30]兰巨生.农作物综合抗旱性评价方法的研究[J].西北农业学报,1998,7(3):92-94.

    [31]杨晓康.干旱胁迫对不同抗旱花生品种生理特性、产量和品质的影响[D].泰安:山东农业大学,2012.

    [32]程曦,赵长星,王铭伦,王月福,单桂萍.不同生育时期干旱胁迫对花生抗旱指标值及产量的影响[J].青岛农业大学学报(自然科学版),2010,27(04):282-284,288.

    [33]矫岩林,何东平,王晓君,赵健,殷岩.花生抗旱性研究进展[J].河北农业科学,2008(08):7-8,11.

    [34]李贵全,李慧峰,张海燕,吴慎杰,杜维俊,郭数进,李玲,焦碧蝉.大豆花荚期抗旱性的鉴定与综合评价[J].中国生态农业学报,2007(06):96-100.

    [35]王贺正,李艳,马均,张荣萍,李旭毅,汪仁全.水稻苗期抗旱性指标的筛选[J].作物学报,2007(09):1523-1529.

    [36]黎裕.作物抗旱鉴定方法与指标[J].干旱地区农业研究,1993(01):91-99.

    [37]王贺正,马均,李旭毅,张荣萍,李艳.水稻种质芽期抗旱性和抗旱性鉴定指标的筛选研究[J].西南农业学报,2004(05):594-599.

    [38]张灿军,姚宇卿,王育红,吕军杰,张洁,李俊红,王聪慧.旱稻抗旱性鉴定方法与指标研究——Ⅰ鉴定方法与评价指标[J].干旱地区农业研究,2005(03):33-36.

    [39]薛慧勤,孙兰珍,甘信民.花生品种抗旱性综合评价及其抗旱机理的数量分析[J].干旱地区农业研究,1999(1):86-90.

    [40]李楠,赵玉坤,宁东贤,杨秀丽,杨丽萍.不同黑花生品种的抗旱性鉴定评价[J].山西农业科学,2020,48(01):23-25,31.

    [41]路贵和,安海润.作物抗旱性鉴定方法与指标研究进展[J].山西农业科学,1999(4):39-43.

    (责任编辑 常阳阳)

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更新时间:2024/12/22 21:13:10