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单词 冬小麦耐盐育种
释义

【冬小麦耐盐育种】
 

盐渍化的土壤在世界上分布极广,面积也很大。培育耐盐品种小麦,具有重要意义。

国内外已育成的耐盐品种 1962年,中国科学院遗传所育成不但耐盐而且抗旱的冬小麦科遗26。山东省德州地区农科所60年代也育成了耐盐品种德选一号。80年代,山东省德州地区农科所又育成了鲁麦10号。河北省沧州地区农科所1988年育成了沧州红,该品种在土壤含盐0.4%~0.5%的情况下产量7500kg/ha,较其它品种增产20%以上。山东省惠民地区农科所育成的滨州4042也已通过省级鉴定。中国农科院育成的轮抗6号、轮抗7号,经抗盐性鉴定,耐盐性达一级水平。

在国外,墨西哥最近育成高抗盐碱、干热的小麦品种,它可用海水灌溉,而较强耐盐性的六倍体杂交种“中国春”是英国剑桥植物研究所育成的。英国剑作物育种所以后又育成了适应于亚洲、中东和澳大利亚盐碱地种植的小麦/冰草杂交种,美国和以色列的学者育成了耐盐小麦品种家系67。埃及育成的“萨哈8号”小麦品种,可在含盐0.2%~0.4%的海水中出苗生长,并可获得3.3t/ha以上的产量。著名耐盐品种kharchia来自印度。

培育耐盐小麦品种的技术 种间的耐盐能力差异很大,品种间耐盐能力也有显著差异。耐盐品种是把耐盐性与丰产性有机地结合在品种中的遗传方法。通过筛选获得的耐盐材料,既可为育种提供耐盐的种质资源,又可直接用于盐碱地小麦生产。耐盐性强的品种(系)和良好的受体杂交,选择其后代耐盐压力加大的,有可能选择出超过亲本耐盐能力的后代,虽然遗传性不很稳定,但再进一步定向培育就可能选出耐盐的品种。

随着科学的发展,一些生物技术如基因工程也已动用到小麦耐盐育种工作中。现已证明,小麦族中的类麦草属、芒麦草属、滨麦属等属的植物较耐盐,且与小麦杂交能力较强。普通小麦的近缘属——偃麦属植物也非常耐盐,其耐盐性已转入小麦,如灯心偃麦草的耐盐基因就已转移到小麦。小麦近缘种属间耐盐力差异很大,如小麦属中普通小麦比硬粒、一粒小麦更耐盐。英国的中国春是贝塞类麦草与小麦的杂交种,其耐盐性较强,遣传地获得了野生祖先的叶片中低钠、低氯含量的习性。小麦/冰草杂交种是将生长在盐碱地上的冰草的耐盐基因转移到小麦上育成的。家系67是小麦与高度耐盐的黑海偃麦草杂交育成的。黑海偃麦草的5条完整染色体和一个端体已添加到小麦的染色体结构中。中国春和偃麦草杂交获得的双二倍体高度耐盐,Na+在双二倍体的运输受限制,且体内K+含量高于双亲本。中国邓景阳利用核显性雄性不育基因进行轮回选择,获得耐盐性强的轮抗5、6、7和轮综7等4个品系。中国农科院原子能所在含有Nacl的培养基上进行组织培养,并配以r射线诱变处理,也育成了一些耐盐性较强的材料。另据越瑞堂试验,用花药培养,逐步增大分化培养基的盐分浓度,在0.5%NaCl水平上分化再生植株,自交至H2、H3代仍具有耐盐性,不经Nacl筛选的再生植株则不耐盐。

选拔耐盐小麦品种的方法与标准 小麦的耐盐性属复合性状,受多基因控制。根据国内外的一些研究资料,选拔、鉴定耐盐小麦品种的方法与标准大体如下:

(1)根系。处于盐渍环境中,生长素盐分直接影响小麦根系发育状况是衡定耐盐性的重要指标。耐盐品种其幼根生长快,成株根量大、入土深而且分布面广,利于避开盐层(耕层尤是地表含盐量高),吸收深层土壤的水分和养分,土壤返盐时可改善植株的水分和养分状况。据研究,小麦根系与品种的丰产性关系也是很密切的,所以耐盐丰产的品种一般都具有发达的根系。

(2)叶片。在一般情况下,植株叶面积随盐浓度增大而呈非线性递减,盐浓度较高时叶面积降减幅度较小,随时间的延续,叶面积呈半对数线性下降。由于叶面积的减小,光能利用率下降,植株的干重也直线下降。在盐分胁迫条件下,耐盐小麦品种的绿叶面积大,功能期长(不早衰),而且叶片扩展速度也比较快,在同时间内干物质积累的量比较多,从而提高了对光能的利用率;并且由于生长速率快,可使植株体内盐浓度相对降低,达到稀盐的效果,减轻盐分对植株的危害。耐盐小麦品种另一叶片指标是叶片具有发达的保水结构,自由水/束缚水比值小,束缚水的含量高,从而在相同的盐度条件和时间内,失水速度慢,失水量较小,可适应“生理干旱”。叶片渗透到水中的电导率也是耐盐性的重要指标。在盐分胁迫下,细胞外部形态发生变化之前,细胞膜透性就发生变化,最先受到破坏的是细胞膜的透性。叶片渗透到水中的电介质可用电导率来表示,是衡量细胞膜透性的一个标准。电导率高的破坏程度大,反之亦然。耐盐品种膜破坏程度小,其电导率也比较低。此外,耐盐小麦品种叶片的形态特征是叶片蜡粉较多而呈灰绿色,角质层较厚,茸毛多。

(3)植株及穗部。据试验,株高偏高(85~100cm)的植株对盐分反应不敏感,倒伏现象也较轻。瑞典麦凯认为,株高与根系发良状况有一定的相关性,地上部株高能反映地下部根系的发育状况。株高过矮,其根系发育差、变短,芽鞘也变短,影响出苗;而过高易造成倒伏减产,耐盐能力受到限制。幼苗匍匐、落黄好,也是耐盐性的辅助形态特征。在盐渍条件下,小穗数、穗粒数多,可育性高,且籽粒饱满,是耐盐性表现。

(4)细胞K+/Na+。耐盐小麦品种细胞内K+/Na+较高,不耐盐的则低。在低盐浓度下,K+可抑制Na+的吸收,但在高盐浓度下,由于盐分胁迫,大量Na+进入细胞内,Na+K+出现竞争,钾的含量显著下降。耐盐品种积K排Na能力较强,细胞内K+、Na+总量基本一致,但K+/Na+却较高。K+在细胞内保护膜的结构,增加束缚水的含量,促进氮的吸收和运转,提高氮的利用率,这些均有利于提高耐盐性。

(5)脯氨酸含量。盐分胁迫下,体内脯酸氨含量的变化率可作为耐盐性的选择指标。在盐渍条件下,耐盐小麦品种内游离脯氨酸的含量比较多。

(6)膜脂肪酸不饱和度。它与植物的抗逆性有密切的关系,高者能延长其在不良环境条件下的寿命。

(7)耐盐性与抗寒性和抗旱性的关系。R.T.Ranage认为,耐盐品种的抗寒性和抗旱性通常比不耐盐品种强。具有抗寒、抗旱结构的品种通常具有较强的耐盐性。

(8)耐盐性与早熟性的关系。据R.W.Kingsburg研究,晚熟品种较早熟品种耐盐性强,盐分会使小麦早衰而生育期缩短,因此选择时应注意早熟性与耐盐性的关系。

(9)产量及其稳定性与耐盐性的关系。在盐渍条件下的商品产量是评价小麦品种耐盐性的最重要指标。耐盐系数为盐土中产量与非盐土中产量之比值,其值较直观,其值越大,产量越稳定,耐盐力越强。

耐盐指数为被测品种与对照种的耐盐系数之比值。用耐盐指数评价品种耐盐性比较科学。

综上所述,冬小麦耐盐育种工作已经取得了很大成就。随着科学技术的不断进步,相信在不远的将来,对小麦等作物耐盐性的研究会更加深入,对耐盐机理了解得更清楚,一定会育出令人满意的耐盐品种。

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(山东省德州地区农业科学研究所吕金岭撰)

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