玉米耐低鉀基因型篩選技術(shù)體系的研究

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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技術(shù)體系的研究姓名：陳海燕申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：碩士專(zhuān)業(yè)：土壤學(xué)指導(dǎo)教師：錢(qián)曉剛20030501貴州大學(xué)2003屆碩士生畢業(yè)論文玉米耐低鉀基因型篩選技術(shù)體系的研究摘要針對(duì)貴州特定的土壤環(huán)境及豐富的玉米種質(zhì)資源，對(duì)玉米耐低鉀基因型篩選進(jìn)行了深入系統(tǒng)的研究，并建立了玉米耐低鉀基因型篩選的技術(shù)體系。該技術(shù)體系主要包括：篩選方法、篩選材料、篩選壓力、篩選時(shí)期和篩選指標(biāo)。通過(guò)前期多年的土培試驗(yàn)證明，鉀在玉米體內(nèi)的運(yùn)輸、同化和代謝是玉米鉀效率基因型差異的關(guān)鍵。因此，本研究采用水培法進(jìn)行玉米耐低鉀基因型篩選，專(zhuān)攻玉米鉀養(yǎng)分高效利用型。試驗(yàn)材

2、料選用經(jīng)前期鑒定過(guò)的鉀素效率差異較大的十個(gè)貴州省骨干玉米自交系。這類(lèi)自交系具有優(yōu)良的耐瘠特性。采用不同鉀素脅迫條件作為玉米耐低鉀基因型篩選壓力，試驗(yàn)結(jié)果表明：不同鉀素脅迫壓力下玉米的光合產(chǎn)物積累量、缺鉀癥狀、根冠比、根體積、根表面積、含鉀量、吸鉀量及鉀營(yíng)養(yǎng)利用效率等性狀表現(xiàn)出很大的差異性。在K1(O．6mM，I．)脅迫壓力下，各種性狀差異最為顯著。以K1濃度作為篩選壓力較為適宜，適宜的脅迫壓力能夠有效進(jìn)行玉米耐低鉀基因型篩選。通過(guò)前期對(duì)玉米苗期與全生育期的相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)：以玉米苗期篩選出的耐低鉀材料在全生育期也同樣表現(xiàn)為耐低鉀。因此，本試驗(yàn)采用玉米苗期進(jìn)行耐低

3、鉀基因型篩選，并提出在玉米鉀素營(yíng)養(yǎng)臨界期之后的篩選時(shí)期是關(guān)鍵時(shí)期。試驗(yàn)結(jié)果表明玉米鉀營(yíng)養(yǎng)臨界期在苗期，用苗期篩選是可行的。通過(guò)大量篩選指標(biāo)間相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)，以缺素癥狀建立的篩選指標(biāo)能較好地鑒定和評(píng)價(jià)玉米耐低鉀脅迫能力。通過(guò)多次試驗(yàn)及多種篩選方法證明，本研究的10個(gè)供試耐瘠材料中Gn5和Gn6是耐低鉀高效利用型；Gn3、Gn7和Gn8是低鉀敏感型?？梢詫n5或Gn6作為育種學(xué)上的耐低鉀的“抗源”材料。關(guān)鍵詞：玉米；耐低鉀；技術(shù)體系；壓力；時(shí)期；指標(biāo)第4頁(yè)貴州大學(xué)2003屆碩士生畢業(yè)論文玉米耐低鉀基因型篩選技術(shù)體系的研究—】厶—-1一B【f吾植物營(yíng)養(yǎng)遺傳改良的

4、研究是近年來(lái)多學(xué)科交叉的前沿，受到各國(guó)政府和科學(xué)家的極大重視。在1994年召開(kāi)的第15屆國(guó)際土壤學(xué)會(huì)上，認(rèn)為植物營(yíng)養(yǎng)遺傳改良是21世紀(jì)提高作物產(chǎn)量、改善品質(zhì)、減少環(huán)境污染的根本途徑。事實(shí)證明，這幾年的最新進(jìn)展的確令人鼓舞。例如澳大利亞的Gmh獅【7叼利用染色體工程手段把黑麥銅高效的基因轉(zhuǎn)到小麥中，克服了小麥大面積缺銅問(wèn)題。美國(guó)培育的鐵高效燕麥、高梁、菜豆等作物新品種在石灰性土壤上獲得了大面積高產(chǎn)。因此，開(kāi)展植物營(yíng)養(yǎng)遺傳改良的研究具有深遠(yuǎn)意義。而這一工作的進(jìn)行，其首要任務(wù)是建立有效的篩選技術(shù)體系，進(jìn)行廣泛的種質(zhì)資源篩選，從而獲得理想的基因型材料㈣。我們就貴州玉

5、米優(yōu)良種質(zhì)資源的耐低鉀基因型篩選進(jìn)行了一系列的探索性研究工作。本文就該課題的多年研究所形成的技術(shù)體系進(jìn)行了綜合性的總結(jié)及補(bǔ)充，研究重點(diǎn)放在方法上的完善，希望能通過(guò)這一工作的持續(xù)開(kāi)展，為玉米耐低鉀提供合理的篩選方法及技術(shù)體系，為快速、高效、廣泛篩選玉米種質(zhì)資源提供有效途徑，同時(shí)希望篩選的玉米鉀高效基因型能為玉米育種學(xué)科提供耐低鉀的“抗源”親本。1作物耐低鉀基因型篩選研究的提出鉀是植物營(yíng)養(yǎng)必需的營(yíng)養(yǎng)元素。它在植物體中含量較高，分布較廣，一般含量都超過(guò)磷。根據(jù)中國(guó)科學(xué)院土壤研究所分析我國(guó)各地早、晚稻得知，高產(chǎn)作物的鉀含量非但超過(guò)磷，甚至超過(guò)氮m】。有資料表明，我省

6、主要作物水稻、小麥、玉米、洋芋、烤煙等吸鉀量都大于吸氮量‘刪。鉀參與了植株體內(nèi)新陳代謝的復(fù)雜過(guò)程。它能激活60多種不同酶體系，使其發(fā)揮正常作用。它不僅是酶第5頁(yè)貴州大學(xué)2003屆碩士生畢業(yè)論文玉米耐低鉀基因型篩選技術(shù)體系的研究的活化劑，而且還能促進(jìn)光合作用，呼吸作用，以及提高植物對(duì)病害和不良環(huán)境的抵抗性等等【14】。但是，在我國(guó)現(xiàn)有的耕地中，大約有1，4至1，3的土壤缺K或嚴(yán)重缺K，尤其是長(zhǎng)江以南的廣大地區(qū)，缺K問(wèn)題更為普遍[9】。K素的不足給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)日益嚴(yán)峻的影響，緩解這一問(wèn)題是我們農(nóng)業(yè)科學(xué)工作者所面臨的重要任務(wù)。通常人們使用傳統(tǒng)方法，即是通過(guò)改良土壤

7、的性狀和提高鉀肥利用率以適應(yīng)作物，盡管通過(guò)改良土壤、施用化肥等措施可以在某種程度上改善不良的土壤營(yíng)養(yǎng)環(huán)境，但單靠這些傳統(tǒng)方法不能有效長(zhǎng)遠(yuǎn)地解決問(wèn)題。因?yàn)樯鲜龃胧┬枰度胼^多的能源、勞力和化學(xué)物質(zhì)(例如化肥和農(nóng)藥)，結(jié)果不僅會(huì)使生產(chǎn)成本增加，而且還可能導(dǎo)致環(huán)境污染。更何況上述措施在很大程度上不能徹底消除土壤營(yíng)養(yǎng)障礙因子。人們?cè)谔岣哜浄世寐实耐瑫r(shí)，還提倡秸稈還田。胡篤敬教授提出施用生物鉀肥。但目前所發(fā)現(xiàn)的富鉀植物，空心蓮子草，籽粒莧，雖可提高土壤有效K含量，但它們皆屬草本植物，施于田間后，生命力旺盛，在田間容易蔓延成為雜草。于是人們不得不轉(zhuǎn)換，在給作物創(chuàng)造合適

8、的土壤環(huán)境的同時(shí)，還必須改良作物對(duì)不良土壤營(yíng)養(yǎng)環(huán)境的