發(fā)布時間：2018-04-04 10:00

  本文選題：玉米　切入點：抗旱性　出處：《中國農(nóng)業(yè)大學(xué)》2016年博士論文

【摘要】：干旱是制約我國玉米發(fā)展的主要因素。玉米抗旱育種是提高品種的抗旱性、減少干旱帶來損失的有效途徑�？购敌缘某Ｒ�(guī)改良比較困難,利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)可有效提高玉米抗旱育種效率。玉米抗旱基因資源的發(fā)掘、鑒定與評價,對篩選創(chuàng)新抗旱的玉米基因和種質(zhì)、培育抗旱節(jié)水的玉米品種意義重大。本研究以玉米骨干自交系及轉(zhuǎn)基因材料為基礎(chǔ),通過4年的田間試驗,研究結(jié)果如-F：1、以10個玉米自交系為親本,采用完全雙列雜交方法,研究不同玉米雙親雜交組合對其F1代抗旱性的貢獻(xiàn)。結(jié)果表明：玉米雜交后代的抗旱性取決于父母本雙親的抗旱性,母本的抗旱性貢獻(xiàn)略大于父本；正反交F1代抗旱性之和基本等于雙親抗旱性之和。2、對61份轉(zhuǎn)基因玉米材料進(jìn)行大田抗旱性鑒定評價,結(jié)果表明：正常灌水條件下株體適當(dāng)、產(chǎn)量較高,而在受旱后株高下降少、雌雄穗開花間隔時間(ASI)小的轉(zhuǎn)基因玉米材料通常有較強(qiáng)的抗旱性；無論受旱與否,玉米的穗粗和軸粗、穗重和粒重、百粒體積和百粒重之間存在顯著的正比關(guān)系。3、在150、225、300、375、450和600mm(CK)梯度灌水脅迫處理條件下,通過對8個轉(zhuǎn)LOS5玉米株系及其受體鄭58的大田抗旱性鑒定,結(jié)果表明：8個轉(zhuǎn)基因玉米株系的產(chǎn)量在225-450mm灌水范圍內(nèi)均顯著高于受體鄭58,LOS5轉(zhuǎn)入受體鄭58后,對維持受旱玉米的穗長、行粒數(shù)和灌漿后期葉色等方面發(fā)揮了積極作用,提高了玉米的抗旱性,但抗旱性提高程度在不同轉(zhuǎn)化株系間有顯著差異,正常灌水量一半的脅迫強(qiáng)度能最大化玉米抗旱性差異,有利于鑒定篩選出有利用價值的轉(zhuǎn)基因材料。4、在作物產(chǎn)量和水分的數(shù)量關(guān)系基礎(chǔ)上推導(dǎo)出一個簡單模型。該模型可擬合產(chǎn)量和累計灌水量間的S曲線或飽和曲線關(guān)系。模型中三個參數(shù)均有特定的生物學(xué)含義：產(chǎn)量生產(chǎn)能力(Ym)、半產(chǎn)需水量(Wh)和水分敏感系數(shù)K。利用5個模型和2個梯度灌水試驗數(shù)據(jù)對模型進(jìn)行了驗證與對比,計算值與試驗結(jié)果高度擬合。本模型可用于分析玉米的階段水分利用率和抗旱性。5、對24個轉(zhuǎn)基因玉米材料及受體連續(xù)4年在不同生育時期進(jìn)行干旱處理。利用產(chǎn)量和累計灌水量關(guān)系模型對計算值和試驗實測值之間進(jìn)行擬合,效果良好。通過擬合和解析,24個轉(zhuǎn)基因玉米材料的半產(chǎn)需水量均少于相應(yīng)的受體,較受體表現(xiàn)出更好的抗旱性；模型深度解析了不同的基因轉(zhuǎn)入受體后發(fā)揮作用的大小和時期,可有效應(yīng)用于玉米階段抗旱性的精準(zhǔn)鑒定評價中。
[Abstract]:Drought is the main factor restricting the development of maize in China.Maize breeding for drought resistance is an effective way to improve drought resistance and reduce losses caused by drought.The conventional improvement of drought resistance is difficult, and the efficiency of drought resistance breeding can be effectively improved by using transgenic technology.It is of great significance to explore, identify and evaluate the drought-resistant genes and germplasm of maize, and to cultivate drought-resistant and water-saving maize varieties.Based on maize backbone inbred lines and transgenic materials, four years of field trials were carried out. The results were as follows: -F: 1, 10 maize inbred lines as parents, and complete diallel crossing method.The contribution of different hybrid combinations of maize parents to drought resistance of F1 generation was studied.The results showed that the drought resistance of maize hybrid progenies depended on the drought resistance of parents, and the contribution of female parents to drought resistance was slightly greater than that of male parents.The sum of drought resistance of F1 generation was equal to that of both parents. The drought resistance of 61 transgenic maize materials was evaluated in the field. The results showed that under the normal irrigation condition, the plant body was appropriate, the yield was higher, but the plant height decreased less after drought.Transgenic maize materials with small flowering interval between male and female ears usually have strong drought resistance; ear diameter and axis diameter, ear weight and grain weight of maize, no matter whether they are exposed to drought or not,There was a significant proportional relationship between 100-grain volume and 100-seed weight. Under the condition of 150225300375450 and 600mm CK gradient irrigation stress, the drought resistance of 8 transgenic LOS5 maize lines and their receptor Zheng 58 were identified in the field.The results showed that the yield of 8 transgenic maize lines was significantly higher than that of recipient Zheng 58 in 225-450mm irrigation range, and played an active role in maintaining ear length, grain number and leaf color in late grain filling stage.The drought resistance of maize was improved, but the degree of drought resistance was significantly different among different transformed lines. The stress intensity of half of the normal irrigation amount could maximize the difference of drought resistance of maize.It is helpful to identify and screen the useful transgenic material. 4. A simple model is derived on the basis of the relationship between crop yield and water content.The model can fit the S curve or saturation curve between yield and cumulative irrigation amount.The three parameters in the model all have specific biological meanings: yield production capacity (Ym), semi-yield water demand (WSD) and water sensitivity coefficient (K).Five models and two gradient irrigation test data were used to verify and compare the models, and the calculated values were highly fitted to the experimental results.The model can be used to analyze the water use efficiency and drought resistance of maize in different stages. 24 transgenic maize materials and their receptors were subjected to drought treatment at different growth stages for 4 consecutive years.The model of relation between yield and accumulative irrigation quantity is used to fit the calculated value and the experimental measured value, and the effect is good.By fitting and analyzing, the semi-yield water demand of 24 transgenic maize materials was less than that of the corresponding receptor, which showed better drought resistance than that of the receptor, and the model deeply analyzed the magnitude and time of the different genes being transferred to the receptor.It can be effectively applied to the accurate evaluation of drought resistance in maize stage.
【學(xué)位授予單位】：中國農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：S513

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本文編號：1709464