玉米耐低鉀基因型篩選研究

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1、貴州大學(xué)碩士學(xué)位論文玉米耐低鉀基因型篩選研究姓名：楊恩瓊申請學(xué)位級別：碩士專業(yè)：土壤學(xué)指導(dǎo)教師：錢曉剛20010501摘要為探索不同基因型玉米品種對鉀素營養(yǎng)的反應(yīng)特征，在缺鉀土壤上，對22個不同玉米材料進(jìn)行耐低鉀力基兇型的篩選和驗證。這些研究材料中，有些已經(jīng)研究篩選，并得到初步結(jié)糶I”I，本研究的日的在于對這些篩選結(jié)果進(jìn)行重復(fù)論證，同時進(jìn)行新種質(zhì)的篩選研究。研究采用土壤培養(yǎng)試驗方法進(jìn)行，土培試驗是進(jìn)行玉米耐低鉀基因型篩選的一個較理想的方法。它所需時問短、1二作量也較小，環(huán)境條件易于控制，有利于對根系特性的考察。研究中根據(jù)玉米在生長過程中對鉀素營養(yǎng)的不同反應(yīng)作為選擇指標(biāo)，這是因為不

2、同基因型玉米材料在形態(tài)和生理生化方面的差異，影響著玉米的鉀素營養(yǎng)特征，通過對這些特征的研究，區(qū)別出不同玉米材料在鉀素營養(yǎng)上的基因型差異。初步的研究結(jié)果如下：苗期植株的缺鉀表現(xiàn)與地上部相對千重之間呈極顯著負(fù)相關(guān)：全生育期植株的缺鉀表現(xiàn)與地上部相對干重之間也呈極顯著負(fù)相關(guān)。苗期植株的缺鉀表現(xiàn)與根的相對干重、根的數(shù)量之間均呈極顯著負(fù)相關(guān)；全生育期植株的缺鉀表現(xiàn)與根的相對=卜壅、根的數(shù)量之間血呈極顯著負(fù)相關(guān)。苗期植株的缺鉀表現(xiàn)與吸鉀量之問呈顯著負(fù)相關(guān)，與鉀利用效率之間呈極顯著負(fù)相關(guān)。這些結(jié)果與過去研究結(jié)剿30’相似。說明植株的缺鉀表現(xiàn)不僅能綜合地反映各對應(yīng)生物學(xué)性狀，而且還能反映其體內(nèi)鉀

3、的運轉(zhuǎn)、利用等情況。因而進(jìn)行玉米耐低鉀基因型篩選以植株的缺鉀表現(xiàn)為篩選指標(biāo)是可行的。通過對兩個生育期試驗結(jié)果之間的相關(guān)分析，所得的結(jié)果與過去兩個生育期試驗結(jié)果之問的相關(guān)性l如1相似。說明進(jìn)行‘玨米耐低鉺I基因型的篩選以苗期試驗為主、全生育期試驗為輔足可彳亍的。根據(jù)苗期缺鉀表現(xiàn)<30％、全生育期相對經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量>80％為耐低鉀高效；缺鉀表現(xiàn)在50％～80％之間、相對經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量在30％～75％之間為不耐低鉀高效；缺鉀表現(xiàn)>75％、相對經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量<50％為不耐低鉀低效的劃分標(biāo)斛2”。將這些參試材料劃分為：耐低鉀高效、不耐低鉀高效、耐低鋼lf氐效、不耐低鉀低效等四種類型。并且選擇出3個有價值的耐

4、低鉀脅迫的基因型：YP5、YP9、YPl2。進(jìn)行玉米耐低鉀基因型篩選的意義在于為現(xiàn)有玉米品種的鉀營養(yǎng)性狀改良提供基礎(chǔ)材料，為進(jìn)～步的研究奠定基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞：．玉米耐低鉀脅迫基因型地上部缺鉀表現(xiàn)篩選時期篩選方法第一囂分前言正常的礦質(zhì)養(yǎng)分供應(yīng)是植物生長發(fā)育的基礎(chǔ)，土壤作為大多數(shù)植物獲得養(yǎng)分的主要場所，存在著許多限制因素。目前世界耕地面積約14億hm2，但對作物生長適宜、無脅迫的土壤只占101％，瘠薄的土壤卻占22．5％，其中又有40％是受鉀脅迫的土壤。嚴(yán)重限制了作物產(chǎn)量的提高。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的范疇內(nèi)，提高作物產(chǎn)量的基本途徑有兩種：①改良作物品種以適應(yīng)它們所處的環(huán)境條件；②改良環(huán)境以創(chuàng)造作物

5、生長的最適條件。但是，無論從經(jīng)濟(jì)效益還是從生態(tài)效益的角度來看，應(yīng)用前一種途徑提高作物產(chǎn)量比后一種途徑更為有利。因為相對而言，環(huán)境條件或栽培技術(shù)的改良需要投入更多的能源、勞力和化學(xué)物質(zhì)(例如化學(xué)肥料和農(nóng)藥)，這不僅會使生產(chǎn)成本上升。而且還可能造成生態(tài)環(huán)境的破壞等諸多問題。因此許多學(xué)者提出發(fā)掘和利用植物自身營養(yǎng)性狀的遺傳特異性，對植物進(jìn)行營養(yǎng)性狀的遺傳改良，選擇適應(yīng)特定土壤環(huán)境的植物種類和晶種，讓植物本身去適應(yīng)并改良它所處的環(huán)境，不儀可以充分發(fā)揮土壤養(yǎng)分的潛力，降低能源和化學(xué)物質(zhì)的投入，而且可以保持農(nóng)業(yè)生產(chǎn)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展。不同的基因型具有不同的營養(yǎng)特性。如果能將在一般植物都不能正常生長

6、的土壤上卻能正常生長的基因型篩選出來，并加以遺傳改良以用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，將具有很大的實用價值。本研究是在缺鉀的酸性黃壤上，對22個不同基因型玉米材料進(jìn)行耐低鉀能力的篩選和驗證，為現(xiàn)有玉米品種的鉀營養(yǎng)性狀改良提供有益的基礎(chǔ)材料。1植物耐鉀脅迫營養(yǎng)性狀的概述植物營養(yǎng)性狀是指植物與生長介質(zhì)(主要指土壤，下同)系統(tǒng)中一切與營養(yǎng)問題有關(guān)的植物性狀，即由于生長介質(zhì)中必須元素濃度過低或礦質(zhì)元素(包括必須和非必須元素)濃度過高以及介質(zhì)中由于重金屬污染等引起植物在形態(tài)、生理生化、生物產(chǎn)量等各方面的不同表現(xiàn)。如植物缺鐵失綠癥、不同植物在相同鉀脅迫條件下表現(xiàn)出生物產(chǎn)量的差異等等。植物耐瘠性是指植物對養(yǎng)分脅

7、迫的適應(yīng)能力，是對各種養(yǎng)分脅迫忍耐特性的統(tǒng)稱。植物營養(yǎng)遺傳學(xué)是研究植物營養(yǎng)性狀的遺傳特性和生理生化機(jī)理的一門學(xué)科‘”l。6植物對鉀的需求具有臨界值，在該值一下植物不能正常生長Il”。能在一般植物對鉀的需求水平臨界值以下均能正常生長并能獲得較高產(chǎn)量的植物，即為耐鋼l脅迫的植物。不同基因型對鉀的需求臨界值不同，11¨‘基因型在不同的鉀臨界值條件下的生長發(fā)育情況也不同，因而植物耐鉀脅迫的營養(yǎng)特性存在著基因型的差異。這種差異主要體現(xiàn)在鉀效率的基因型差異七。不同基因型植物鉀效率的高低取決于