玉米耐低钾基因型筛选技术体系的研究

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1、贵州大学硕士学位论文玉米耐低钾基因型筛选技术体系的研究姓名：陈海燕申请学位级别：硕士专业：土壤学指导教师：钱晓刚20030501贵州大学2003届硕士生毕业论文玉米耐低钾基因型筛选技术体系的研究摘要针对贵州特定的土壤环境及丰富的玉米种质资源，对玉米耐低钾基因型筛选进行了深入系统的研究，并建立了玉米耐低钾基因型筛选的技术体系。该技术体系主要包括：筛选方法、筛选材料、筛选压力、筛选时期和筛选指标。通过前期多年的土培试验证明，钾在玉米体内的运输、同化和代谢是玉米钾效率基因型差异的关键。因此，本研究采用水培法进行玉米耐低钾基因型筛选，专攻玉米钾养分高效利用型。试验材

2、料选用经前期鉴定过的钾素效率差异较大的十个贵州省骨干玉米自交系。这类自交系具有优良的耐瘠特性。采用不同钾素胁迫条件作为玉米耐低钾基因型筛选压力，试验结果表明：不同钾素胁迫压力下玉米的光合产物积累量、缺钾症状、根冠比、根体积、根表面积、含钾量、吸钾量及钾营养利用效率等性状表现出很大的差异性。在K1(O．6mM，I．)胁迫压力下，各种性状差异最为显著。以K1浓度作为筛选压力较为适宜，适宜的胁迫压力能够有效进行玉米耐低钾基因型筛选。通过前期对玉米苗期与全生育期的相关研究发现：以玉米苗期筛选出的耐低钾材料在全生育期也同样表现为耐低钾。因此，本试验采用玉米苗期进行耐低

3、钾基因型筛选，并提出在玉米钾素营养临界期之后的筛选时期是关键时期。试验结果表明玉米钾营养临界期在苗期，用苗期筛选是可行的。通过大量筛选指标间相关性分析发现，以缺素症状建立的筛选指标能较好地鉴定和评价玉米耐低钾胁迫能力。通过多次试验及多种筛选方法证明，本研究的10个供试耐瘠材料中Gn5和Gn6是耐低钾高效利用型；Gn3、Gn7和Gn8是低钾敏感型。可以将Gn5或Gn6作为育种学上的耐低钾的“抗源”材料。关键词：玉米；耐低钾；技术体系；压力；时期；指标第4页贵州大学2003届硕士生毕业论文玉米耐低钾基因型筛选技术体系的研究—】厶—-1一B【f吾植物营养遗传改良的

4、研究是近年来多学科交叉的前沿，受到各国政府和科学家的极大重视。在1994年召开的第15届国际土壤学会上，认为植物营养遗传改良是21世纪提高作物产量、改善品质、减少环境污染的根本途径。事实证明，这几年的最新进展的确令人鼓舞。例如澳大利亚的Gmh狮【7叼利用染色体工程手段把黑麦铜高效的基因转到小麦中，克服了小麦大面积缺铜问题。美国培育的铁高效燕麦、高梁、菜豆等作物新品种在石灰性土壤上获得了大面积高产。因此，开展植物营养遗传改良的研究具有深远意义。而这一工作的进行，其首要任务是建立有效的筛选技术体系，进行广泛的种质资源筛选，从而获得理想的基因型材料㈣。我们就贵州玉

5、米优良种质资源的耐低钾基因型筛选进行了一系列的探索性研究工作。本文就该课题的多年研究所形成的技术体系进行了综合性的总结及补充，研究重点放在方法上的完善，希望能通过这一工作的持续开展，为玉米耐低钾提供合理的筛选方法及技术体系，为快速、高效、广泛筛选玉米种质资源提供有效途径，同时希望筛选的玉米钾高效基因型能为玉米育种学科提供耐低钾的“抗源”亲本。1作物耐低钾基因型筛选研究的提出钾是植物营养必需的营养元素。它在植物体中含量较高，分布较广，一般含量都超过磷。根据中国科学院土壤研究所分析我国各地早、晚稻得知，高产作物的钾含量非但超过磷，甚至超过氮m】。有资料表明，我省

6、主要作物水稻、小麦、玉米、洋芋、烤烟等吸钾量都大于吸氮量‘删。钾参与了植株体内新陈代谢的复杂过程。它能激活60多种不同酶体系，使其发挥正常作用。它不仅是酶第5页贵州大学2003届硕士生毕业论文玉米耐低钾基因型筛选技术体系的研究的活化剂，而且还能促进光合作用，呼吸作用，以及提高植物对病害和不良环境的抵抗性等等【14】。但是，在我国现有的耕地中，大约有1，4至1，3的土壤缺K或严重缺K，尤其是长江以南的广大地区，缺K问题更为普遍[9】。K素的不足给农业生产带来日益严峻的影响，缓解这一问题是我们农业科学工作者所面临的重要任务。通常人们使用传统方法，即是通过改良土壤

7、的性状和提高钾肥利用率以适应作物，尽管通过改良土壤、施用化肥等措施可以在某种程度上改善不良的土壤营养环境，但单靠这些传统方法不能有效长远地解决问题。因为上述措施需要投入较多的能源、劳力和化学物质(例如化肥和农药)，结果不仅会使生产成本增加，而且还可能导致环境污染。更何况上述措施在很大程度上不能彻底消除土壤营养障碍因子。人们在提高钾肥利用率的同时，还提倡秸秆还田。胡笃敬教授提出施用生物钾肥。但目前所发现的富钾植物，空心莲子草，籽粒苋，虽可提高土壤有效K含量，但它们皆属草本植物，施于田间后，生命力旺盛，在田间容易蔓延成为杂草。于是人们不得不转换，在给作物创造合适

8、的土壤环境的同时，还必须改良作物对不良土壤营养环境的