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马铃薯的耐旱系数与植株表型性状的关系
发表时间:2019-02-18 09:36:28点击:1697
表型一般指生物个体或群体ꎬ在特定条件下表现出的可观察的形态特征,其研究始于20世纪末。核心是获取高质量、可重复的性状数据,进而量化分析基因型和环境互作效应及其对产量、质量、抗逆等相关的主要性状的影响,相对于单一性状,植物表型组能为植物研究提供全面的科学证据。
马铃薯是第三大粮食作物。中国是马铃薯生产大国,在中国各个生态区域均有种植,尤其在西部地区种植面积较大。中国西部属于典型的气候变化敏感区,近年来气温显著上升,降水明显减少,干燥指数显著增加,干旱灾害事件发生频率提高。对粮食有效产生重大影响。选育适宜在干旱及半干旱区种植的耐旱马铃薯品种,可以有效解决干旱恶化问题。干旱条件下,植物本身会通过一系列生理反应,以维持体内正常生理代谢所需要的水分,从而保护自身不受干旱伤害,这种途径是植物耐旱的主要方式之一,这些生理反应可作为植物耐旱性的评定指标,其中叶片冠层温度、光合效率以及蒸腾速率均是抗旱鉴定的重要指标,并有研究表明,三者之间具有密切的关联性。
植物冠层温度在正常条件下通过蒸腾作用保持稳定,在干旱条件下植物气孔关闭,蒸腾强度减弱,改变了冠层热量损失程度,导致冠层温度变化,而这些变化均会引起叶片光合效率的改变。植物冠层温度会受到空气温度的直接影响,因此,利用植物冠层温度与周围空气温度的差值即冠气温差作为植物耐旱性指标的研究已多见报道。遭受干旱胁迫时,小麦冠气温差能够显著反映小麦的耐旱性,冠气温差可以作为小麦耐旱基因型筛选的一个重要指标。通过比较不同基因型珍珠粟的冠气温差对其进行了准确的耐旱性分类。此外,干旱对蒸腾速率和光合作用也会产生重要影响,蒸腾速率变化是作物抵御干旱的一种重要生理反应,光合作用是作物生长的物质基础。干旱导致马铃薯叶片气孔导度下降、蒸腾速率降低,从而限制了光合作用。水分胁迫下马铃薯净光合速率明显下降。
冠层温度可视为马铃薯在田间受旱时的快速响应指标。而冠层温度会受到所在环境空气温度的显著影响,用同一时间内的空气温度减去作物冠层温度获得的冠气温差可反映作物在不同环境中的相对温度变化,这有效排除了外界环境的干扰。在冠气温差与马铃薯耐旱性关系的研究中,通过公式计算获得植株、叶面积、叶鲜重、叶绿素和植被覆盖指数的耐旱系数,可反映马铃薯植株的生物量积累和生理代谢情况,其耐旱系数是反映马铃薯耐旱性的重要指标,通过相关性分析表明,冠气温差的耐旱系数与植株、叶面积、叶鲜重、叶绿素和植被覆盖指数的耐旱系数呈较显著正相关,此外供试马铃薯材料光合作用指标的耐旱系数与冠气温差的耐旱系数也均呈现出较显著正相关,可表明马铃薯植株在干旱胁迫下的生物量积累和生理代谢情况,从而反映马铃薯的耐旱性。