第十三章++++抗逆育種

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1、第十三章抗逆育種抗逆性育種利用作物本身的遺傳特性培育獲得逆境條件下能保持相對(duì)穩(wěn)定的產(chǎn)量和品質(zhì)的新品種作物逆境種類第十三章抗逆育種第一節(jié)作物抗旱育種一、意義全球：荒漠化土地面積3600萬平方公里，占全球陸地面積的1/4，相當(dāng)于俄、加、中、美四國(guó)國(guó)土的總和，并以每年5萬至7萬平方公里的速度擴(kuò)大。1/3耕地面積供水不足，其它耕地周期性缺水。我國(guó)：85％的自然災(zāi)害為氣象災(zāi)害，干旱災(zāi)害又占?xì)庀鬄?zāi)害的50％左右，3/4的耕地面積遭受不同程度干旱的威脅，20世紀(jì)九十年代我國(guó)北方干旱頻繁發(fā)生，特別是西北地區(qū)出現(xiàn)了1995年和1997年的嚴(yán)重干旱，而南方部分地區(qū)近幾年也頻繁發(fā)生干旱

2、。第十三章抗逆育種摩洛哥干旱缺水地區(qū)特有一景：羊上樹第十三章抗逆育種2003年湖南旱災(zāi)農(nóng)民不得不下井底獲取飲用水第十三章抗逆育種2004秋至2005年春海南省連續(xù)干旱缺雨第十三章抗逆育種旱災(zāi)后的水稻第十三章抗逆育種2006年7月-8月重慶持續(xù)一個(gè)多月的高溫干旱第十三章抗逆育種我國(guó)“十五”期間投入4.2億元科研經(jīng)費(fèi)，用于“現(xiàn)代農(nóng)業(yè)節(jié)水”的技術(shù)體系攻關(guān)。重點(diǎn)突出生物節(jié)水、農(nóng)藝節(jié)水、工程節(jié)水與管理節(jié)水的有機(jī)結(jié)合，加強(qiáng)節(jié)水農(nóng)業(yè)新產(chǎn)品與節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)的創(chuàng)新集成和產(chǎn)業(yè)化示范。項(xiàng)目首次把小麥、玉米及林草的抗旱節(jié)水種質(zhì)資源創(chuàng)新與新品種選育，列入重點(diǎn)研發(fā)內(nèi)容。2005年我國(guó)啟動(dòng)水稻節(jié)

3、水新品種與節(jié)水技術(shù)項(xiàng)目旱稻品種的選育、審定與推廣第十三章抗逆育種二、作物抗旱性免旱性：在生長(zhǎng)環(huán)境中水分不足時(shí)，植物體內(nèi)仍能保持水分免受傷害，以至能進(jìn)行正常生長(zhǎng)的性能。包括保持水分的吸收和減少水分的損失。免旱性的主要特點(diǎn)大都表現(xiàn)在形態(tài)結(jié)構(gòu)上。耐旱性：作物忍受組織水勢(shì)低的能力，不受傷害或減輕損害。耐旱的主要特點(diǎn)則大都表現(xiàn)在生理上抗旱。免旱性和耐旱性屬于真正的抗旱性。作物避旱性：通過早熟或發(fā)育的可塑性，在時(shí)間上避開干旱的危害，不屬于抗旱性。第十三章抗逆育種三、抗旱性鑒定技術(shù)和指標(biāo)鑒定技術(shù)：自然田間鑒定田間水分控制人工氣候箱鑒定PEG模擬干旱抗旱育種要求在作物的品種間、分

4、離群體內(nèi)獲得最大的表型變異度水分敏感期鑒定鑒定指標(biāo)：1、產(chǎn)量指標(biāo)：抗旱系數(shù)=干旱脅迫下產(chǎn)量/非脅迫下的產(chǎn)量干旱敏感指數(shù)=（1-抗旱系數(shù)）/脅迫強(qiáng)度抗旱指數(shù)=抗旱系數(shù)*旱地產(chǎn)量/所有品種旱地平均產(chǎn)量第十三章抗逆育種2、形態(tài)指標(biāo)：發(fā)芽能力、幼苗存活與生長(zhǎng)狀況；根長(zhǎng)或扎根深度、根冠比大、根系長(zhǎng)與數(shù)量多葉小、直立、角質(zhì)層厚、氣孔少、氣孔下陷維管束緊密、導(dǎo)管多直徑大芽鞘長(zhǎng)度：小麥低水勢(shì)下芽鞘長(zhǎng)度與干旱條件下產(chǎn)量的相關(guān)性不耐旱葉片表皮極度密集的氣孔仙人掌表面向內(nèi)凹陷的氣孔雙子葉植物開放的氣孔單子葉植物的氣孔第十三章抗逆育種3、生理生化指標(biāo)離體葉片持水能力、根冠淀粉水解狀況；花

5、粉敗育率；葉綠素穩(wěn)定性；氣孔開度、ABA、葉水勢(shì)、耐高溫承受力和冠層溫度氣孔調(diào)節(jié)膜透性、葉片導(dǎo)性；SOD酶活性滲透調(diào)節(jié)：K+、Ca+、無機(jī)鹽脯氨酸（滲透脅迫下積累的1種相容滲透劑,提高細(xì)胞內(nèi)滲透勢(shì)、保護(hù)細(xì)胞蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和防止酶變性的作用）甘露醇、甜菜堿、糖氣孔的開閉的調(diào)節(jié)因子有晝夜節(jié)律、紅藍(lán)光、脫落酸（ABA）、乙酰膽堿、二氧化碳濃度、大氣濕度、溫度等因素的調(diào)節(jié)第十三章抗逆育種四、作物抗旱性遺傳與育種作物抗旱表現(xiàn)型受多個(gè)性狀的綜合作用不同作物的不同指標(biāo)（各種形態(tài)、生理的）遺傳分析表明都是多基因遺傳；加性效應(yīng)和非加性效應(yīng),而且還受制于正反交效應(yīng)的影響；有的為加性-顯性

6、模型；抗旱有關(guān)的滲透調(diào)節(jié)表現(xiàn)為質(zhì)量—數(shù)量性狀遺傳；抗旱相關(guān)性狀的不同性狀的一些QTLs集中分布在染色體的某個(gè)或某些區(qū)間,形成基因簇；如水稻根系形態(tài)性狀、田間抗旱能力以及滲透調(diào)節(jié)相關(guān)QTLs被定位在Chr.8的同一區(qū)間。玉米Chr.3的一個(gè)區(qū)間,同時(shí)聚有與玉米在干旱條件下的籽粒產(chǎn)量、開花-吐須間隔時(shí)間及單株穗數(shù)有關(guān)的QTLs；滲透調(diào)節(jié)基因(or)：分別定位于小麥的7AS、水稻的Chr.8、大麥的Chr.1的短臂，這些區(qū)域同源。與其他一些抗旱相關(guān)基因成簇。小麥控制脯氨酸、游離糖、葉片水勢(shì)的位點(diǎn)定位在5A和5D染色體上。第十三章抗逆育種1、抗旱資源篩選：野生種質(zhì)、地方品

7、種、育成品種2、選擇適當(dāng)?shù)蔫b定方法與指標(biāo)豐產(chǎn)潛力與抗旱性水旱交替選擇不同生態(tài)環(huán)境及不同生產(chǎn)條件下選育（高產(chǎn)型小麥新品種晉麥60號(hào)、臨豐615）3、方法：雜交、遠(yuǎn)緣雜交、分子標(biāo)記輔助選擇、轉(zhuǎn)基因第十三章抗逆育種貴州省水土流失導(dǎo)致石漠化第十三章抗逆育種第二節(jié)耐鹽性育種全世界有鹽堿地6億多公頃，次生鹽漬化約有1億公頃；我國(guó)有鹽堿耕地面積約3000萬公頃；一、作物耐鹽性1、避鹽：選擇吸收：細(xì)胞質(zhì)膜隔離，阻止鹽份進(jìn)入細(xì)胞大麥稀釋：大麥分泌Na+：細(xì)胞質(zhì)膜隔離如玉米、高粱第十三章抗逆育種2、耐鹽：忍受鹽份進(jìn)入細(xì)胞的生理適應(yīng)過程離子區(qū)隔化：H+泵出液泡Na+進(jìn)入液泡滲透調(diào)節(jié)：N

8、a+,K+