第十五章 抗逆育种

第十三章抗逆性育种逆境：对植物生长发育有不利影响的环境因素环境胁迫：逆境对植物生长发育的影响称为环境胁迫一、作物逆境种类第一节抗逆性育种意义和特点逆境温度胁迫水分胁迫矿物质胁迫低温冷害高温危害冻害（0℃）冷害（0℃）干旱（水分过少）湿、渍害（水分过多）大气干旱土壤干旱干热风盐碱害酸碱土、铝害二、抗逆育种意义全世界耕地面积的32%处于半干旱地区，有9.6亿公顷盐碱地。三、抗逆育种的特点同作物病虫害的发生一样，有些作物逆境的发生在年度间不一样，有些则在地区间发生的程度不一样由于逆境对作物的伤害常常是多方面的，在不同发育时期产生的伤害也不一样作物对逆境反应多由多基因控制，抗与不抗品种的杂交后代的分离连续性分布，遗传效应包括显性、加性和互作等。作物对不同逆境的抗耐性有一定的相关，可能有相似的基因表达方式第二节抗旱性育种一、抗旱意义干旱土壤干旱大气干旱混合干旱抗旱避旱免旱耐旱在水分胁迫条件下维持较高水势或压力势的能力二、抗旱性鉴定技术和指标1、形态指标根系长度、数量及其分布，植株冠层结构特征等，都与抗旱性不同有关系2、生理指标对蒸腾气孔调节、对缺水的渗透调节和质膜的渗透调节等3、生化指标脯氨酸和甘露醇等渗透性调节物质的含量、植株的脱落酸水平和SOD酶与CAT酶活性等4、产量指标5、综合指标三、抗旱性品种育种选择指标：1.萎蔫；2.卷叶；3.冠层温度；4.叶片颜色:腊与茸毛；5.叶片含水量；6.根系；7.幼苗生长、存活率；8.大田生长发育；9.物候学特征；10.同化物运转；叶面喷盐；11.细胞膜稳定性，电解质渗漏；12.离体筛选，组织培养。第三节、耐盐性育种一、耐盐性的含义由于土壤中可溶性盐类过量对作物造成损害称为盐害，作物对盐害的耐性称为耐盐性。在习惯上把碳酸纳与碳酸氢纳为主的土壤称为碱土，把氯化钠与硫酸纳为主的土壤称为盐土；但是两者常同时存在，难以绝对划分，实际上把盐分过多的土壤统称为盐碱土，简称为盐土。相应地对耐盐碱性简称为耐盐性。不同植物、不同作物以及同一作物不同品种类型的耐盐性都有明显的差异。作物的耐盐性基本上有两种类型，一为避盐性，一为耐盐性。避盐性又有几种不同的性能：如玉米、高粱等作物是通过泌盐以避盐害的；又如大麦则能通过吸水与加速生长以稀释吸进的盐分，而有的大麦则通过选择吸收作用以避免盐害。耐盐性则是通过生理的适应，忍受已进入细胞的盐类，常见的方式是通过细胞渗透调节以适应因盐渍而产生的水分胁迫；另一种方式是消除盐对酶和代谢产生的毒害作用；还有通过代谢产物与盐类结合，减少游离离子对原生质的破坏作用。二、耐盐性的鉴定技术与指标1、营养液栽培法2、萌发试验法3、田间产量试验法三、耐盐品种选育第四节、抗寒育种一、抗寒性的含义寒害泛指低温对作物所引起的损害，根据低温的程度，分为冻害和冷害两种。前者指气温下降到冰点以下使作物体内结冰而受害的现象；后者则指O℃以上的低温影响作物正常生长发育的现象。作物的抗冻性是指其在0℃以下低温条件下具有延迟或避免细胞间隙或原生质结冰的一种特性；作物的抗冷性则指其在O℃以上的低温度下能维持正常生长发育到成熟的特性二、抗寒性的鉴定和鉴定指标对抗寒性的鉴定和选择，一般以在田间自然条件下进行为主，以人工冷冻技术为补充。后者主要是在人工模拟本地区所发生的寒害条件下进行鉴定和选择。国内外许多学者对抗寒性的生物物理和生物化学的鉴定方法进行了探索，并有所进展。其中有的方法可能较有应用价值，如根据植株受到低温胁迫时，细胞膜受损，透性增大、外渗量增加、导电率增大，抗性较强的导电率增长较小的原理，用电导法进行抗寒性的测定。此法快速简便、不破坏样本、可重复测定，适于种质资源大量材料抗性的筛选。此法也适用于测定抗旱性、抗盐碱性等。又如叶绿素荧光法，也是非破坏性的快速测定法，也适于对大量材料的抗性的筛选。三、抗寒品种选育第五节、耐铝性品种选育一、耐铝性的含义作物的铝害是由于土壤中可溶性铝含量过多而起的对作物生长的抑制.不同植物和不同作物间的耐铝性差异很大。二、耐铝性鉴定方法和指标•1、苏木精染色法•2、营养液培养法•3、人工铝毒土培养法三、耐铝性品种的选育第六节、耐湿性育种一、耐湿性的含义所谓湿害,就是由于土壤中水分过剩,造成土壤中的空气不足而引起作物生育障碍的现象。根据引起土壤水分过多的原因，可将湿害分为两类：一是气象原因造成的，二是非气象原因造成的。前者指作物整个生育期间雨量过多或者在其某段生育期雨量过于集中；后者则指由于作物布局不当，如水旱作物穿插种植，或者排水不良。两者联合作用，则加剧湿害。湿害也可以根据其发生的时期来分：一类是秋冬湿害，使越冬作物幼苗损伤；一类是春季或夏季湿害，此时麦类作物正处于拔节到成熟的阶段，对产量影响很大，其中孕穗期受湿危害最大。耐湿性，是指在土壤渍水条件下，作物根部受到缺氧和其他因素的胁迫而具有减免受害的能力。二、耐湿性的生理特点与鉴定方法耐湿性较强的品种类型往往具有以下的主要形态生理特点：根部需氧量较少；由于通气组织的形成而增大根中空隙度；根部皮层及根毛有木质化或易于木质化；发根力较强，较易发新根；根系对土壤处于还原状态而生成的有毒物质具有一定的耐性，并在胁迫解除后有较强的恢复生长能力等。耐湿性的一般鉴定方法有两种：场圃鉴定法和盆钵鉴定法。场圃鉴定法:田间鉴定双重比较法，就是将供试材料和对照品种同时分别种植于人为湿害处理的试验田区和土壤湿度正常而其他条件基本相同的对照区，两区各设两个重复；通过各材料间及其与对照品种间在处理区有关性状表现的对比，和各该材料分别在处理区与对照区有关性状表现的对比，使供试材料的耐湿性差异得到较准确的鉴定；盆钵鉴定法:就是将各供试材料种子分为两份，一份在正常条件下盆栽，另一份则在种子萌动时播于底部钻孔的装土盆钵内，到关键的生育期将盆钵浸于盛水的水箱或水泥池内，以分别鉴定对过湿的反应。此外，还有幼苗鉴定法，包括组织性状、生理性状及生态性状鉴定法.三、耐湿性品种选育通过各种育种途径和方法所创造的遗传变异，并通过耐湿性鉴定都有可能选育出具有较强耐湿性的品种类型。较可靠的还是适当利用耐湿性强的资源材料为亲本，通过杂交，可以将耐湿性导人综合性状优良的品种中。在选育过程中，同时在旱地和湿地试验，可以提高选育成效。