不同基因型花生响应干旱胁迫的差异性

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花生是我国重要的油料作物和经济作物,花生苗期和开花下针期遭遇干旱胁迫严重影响花生生长发育,最终造成花生产量降低和品质下降。本研究选用27个不同株型、叶型和种皮颜色的花生品种,采取旱棚、盆栽和营养液水培3种环境分别对其开花下针期干旱胁迫的光合特性、SPAD值、WUE、百果重、百仁重、单株荚果数和出仁率等指标进行测定分析;对其苗期的主茎高、第一对侧枝长、主茎基粗和干物质等指标进行测定分析。利用隶属函数法、主成分分析、相关性分析和系统聚类分析等对其抗旱性进行综合评价。选取抗旱型不同的花生代表品种,采用水培PEG-6000模拟干旱条件下,对苗期的抗氧化酶酶活指标、叶片ROS染色、渗透调节物质、根系性状、根尖显微结构等指标进行测定分析。主要研究结果如下:1.开花下针期干旱胁迫处理后不同基因型花生品种主茎倒3叶Pn值降幅为1.0%-92.6%、Gs值降幅为0.9%-67.9%、Ci值降幅为1%-42.8%、Tr值降幅为0.5%-82.7%,SPAD值降幅为1.3%-14.7%,WUE 降幅为 0.4%-80.1%,百果重降幅为 2.3%-19.3%、百仁重降幅为 3.5%-36.8%、出仁率降幅为0.9%-20.1%、单株产量降幅为6.4%-63.1%、单株荚果数的降幅为5.4%-60.6%、饱果数的降幅为4.0%-78.6%、千克果数增幅为1.4%-12.1%。苗期干旱处理后主茎高降幅为0.7%-35.5%、第一对侧枝长降幅为0.4%-61.5%、主茎基粗降幅为0.2%-50.8%,根干物质降幅为0.6%-66.7%、茎干物质降幅为0.5%-67.3%、叶干物质降幅为1.8%-91%。供试材料的综合抗旱系数(CDC)和综合加权隶属函数值(D)整体趋势一致,其中冀农花3号的D值最大,抗旱性最强;系统聚类将27个不同基因型花生品种按照抗旱型强弱分为抗旱型、中间型和敏旱型3大类。2.与相同品种对照相比,不同抗旱型花生品种的各项酶活指标和渗透调节物质含量与对照相比均有显著提高。其中,冀农花3号的POD的活性升高了 42.71%,SOD的活性升高了 48.01%,CAT的活性升高了 28.55%,MDA的活性升高了 1.7倍;L231的POD的活性升高了 26.04%,SOD的活性升高了 63.49%,CAT的活性升高了 24.26%,MDA的活性升高了 1.8倍;L236的POD的活性升高了 20.59%,SOD的活性升高了 73.15%,CAT的活性升高了 13.55%,MDA的活性升高了 2.1倍。干旱胁迫下花生功能叶片NBT、DAB染色显示ROS差异表达,其中,冀农花3号的脯氨酸含量升高了 1.1倍,可溶性糖含量升高了 44.06%;L231的脯氨酸含量升高了 1.07倍、可溶性糖含量升高了 31.54%;L236的脯氨酸含量升高了 1.03倍、可溶性含量升高了 3 8.62%。另外,干旱胁迫下花生根系生长受限,根总长、根总面积、根平均直径均显著降低,根尖细胞部分坏死。总之,干旱胁迫对不同基因型花生品种的农艺性状、光合性状、生理性状和花生根系显微结构均产生不同程度的影响,筛选出抗旱型代表品种为冀农花3号,抗旱中间型代表品种为L231,敏旱型代表花生品种为L236。净光合速率和干物质量作为评价花生抗旱性的重要指标。研究结果为花生响应干旱胁迫的表型特征鉴定及花生抗旱育种提供了理论依据。
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