西藏野生大麦与栽培大麦氮利用效率的基因型差异研究
青藏高原是全球大麦多样性中心之一，西藏野生大麦由于长期生长在恶劣环境中，形成了与之相适应的遗传控制系统，表现出很强的环境胁迫耐性。本研究以西藏野生大麦为主要材料，研究耐低氮的基因型差异及生理机制，从而为大麦耐低氮育种和氮肥管理实践提供科学依据。主要研究结果如下: 1.野生大麦不同基因型间低氮耐性存在很大的遗传变异。本研究以地上部相对干重为耐低氮评价指标，对82份野生大麦和16份栽培大麦进行0.4mmol/L低氮胁迫处理，按相对干重大小将其划分为高度耐性、中度耐性和敏感3种类型，从野生大麦中筛选出4个耐性材料（XZ125，XZ113，XZ103和XZ149），2个中度耐性(XZ75和XZ12)和1个敏感品种(XZ56)，从栽培品种中鉴定出一个耐性(ZD9)和一个敏感品种(B1130)，对以上材料0.2mmol/L低氮胁迫，结果表现为，野生大麦XZ113、XZ149和栽培大麦ZD9有较高的地上部相对干重，为高度耐性材料，其他材料的相对干重较低。 2.利用覆盖全基因组的789个DArT标记对82个西藏野生大麦进行群体结构和连锁不平衡(LD)分析，结果表明该群体可以划分为3个亚群，分析了全基因组LD衰减距离，不同染色体间衰减距离不同。采用TASSEL软件进行全基因组关联分析，共鉴定到22个位点(p＜0.01)，其中与RSDW相关的位点5个，与低氮胁迫下SNC，SNA和NUE相关的位点分别是5、7和5个，但当显著性检验的阀值调整为p＜0.001时，只检测到位于2H染色体的2个与RSDW相关的位点bPb-5191和bPb-5489，它们分别可解释22.7％和21.9％的表型变异。 3.硝酸根离子吸收动力学特征基因型间差异明显，表现为基因型间最大吸收速率（Vmar）和米氏常数(Km)不同，高度耐性材料XZ149有最小的Vmax和Km，而高度耐性品种XZ113的Vmax和Km最大。氮胁迫对大麦植株叶片的光合特性有明显影响。随着氮水平增加，叶绿素含量增加，光合速率增强，气孔导度、蒸腾速率增加，但胞间CO2浓度并无明显变化，叶片可溶性蛋白及硝酸还原酶活性(NRA)也随着氮浓度增加而增加，野生大麦XZ113，XZ149和XZ125增加幅度较大，而栽培大麦ZD9在不同浓度间表现较稳定。另外，不同的氮浓度在一定程度上改变根系的形态特征，四个参试材料变化趋势相同。当氮浓度较低时，根系的最大根长和单株总根长相对较长，根表面积和根体积较大，根系生长较发达，表明当氮供应不足时，作物主要通过增加根长和吸收面积以便从环境中获取更多的氮素;当氮浓度增加到0.4mmol/L时，作物的根长、总根长、根表面积和根体积达到最大值;当供氮水平继续增加时，与0.4mmol/L氮水平相比，根系生长受到抑制，最大根长、总根长、根表面积和根体积均表现下降。
野生大麦;低氮耐性;基因型差异;生理机制
浙江大学
硕士
作物学
张国平
2014
中文
S512.301
68
2016-03-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）