甜玉米耐铝性的研究

• 作 者: 马天翔
• 机 构: 华南农业大学
• 出 处: 华南农业大学
• 发表日期: 2012年期
• 关键词: 甜玉米 耐铝性 遗传规律 根系活力 生理生化反应

土壤酸化问题已经成为世界范围内普遍存在的严重农业生产问题，它影响着全世界40％耕地的作物生产。酸性土壤中铝的毒害是植物生长最主要的限制因素，在PH低于5.0时尤为严重。研究表明同一植物不同品种的耐铝性差异也很大，这为耐铝植物的筛选和育种提供了可能。利用和选育耐铝的植物基因型是提高酸性铝毒土壤生产力、保护森林和农业生态系统、促进农业可持续发展及生物修复受损环境的一条重要途径。本研究首先对不同浓度铝胁迫对甜玉米的影响进行研究，进一步分析甜玉米自交系在铝胁迫下的生理生化反应；同时对杂交后代进行分析，进一步研究甜玉米耐铝性的遗传规律。主要研究结果如下：　　1.不同浓度铝胁迫对甜玉米的影响不同浓度铝胁迫对甜玉米的影响直接体现在了根尖的相对伸长率上，不同处理间差异极显著，并且根尖的铝含量随着处理的增加而增加，酶活性及MDA含量的变化也随着铝浓度的增加呈现了差异性的变化。同时发现，在800μMAlCl3·6H2O处理的各项指标数据变化幅度较为平缓，因此在后续的甜玉米自交系筛选中选取了800μM铝处理作为筛选的标准。　　2.不同浓度铝胁迫对甜玉米自交系的影响不同浓度铝胁迫显著抑制甜玉米根的伸长，随着处理时间的延长，根的相对伸长率显著下降，根尖铝含量显著增加，甜玉米不同品种的根系对铝的反应差异显著。铝胁迫下，甜玉米耐铝自交系保持较高的根的相对伸长率，根尖积累的铝较少，而敏感型的自交系的根的相对伸长率下降幅度大，根尖积累较多铝。在低浓度铝胁迫下，根系活力上升，随处理浓度增加，处理时间的延长而呈下降趋势，不同甜玉米品种的根系活力变化有显著差异，耐性品种的根系活力高于敏感品种的根系活力，并且变化不大。不同浓度铝胁迫下，耐铝型自交系与铝敏感自交系的MDA含量增加，铝处理浓度越高，MDA含量越多。不同浓度铝胁迫下，不同处理时间SOD、POD和CAT酶活性表现不同。耐铝自交系与铝敏感自交系在短期胁迫下，各处理间没有显著差异，在长期铝胁迫下，二者在SOD酶活性上表现一致，前期表现出上升的趋势，后期呈先下降后升高的趋势。在CAT酶活性上总体表现为低浓度CAT酶活性高于对照，高浓度CAT酶活性低于对照。在POD酶活性上总体表现为上升趋势。　　3.不同浓度铝胁迫对甜玉米杂交后代的影响用不同耐性自交系配制杂交组合，组合Fo2、Fo4的根尖相对伸长率明显要高于耐铝型的自交系WC、11SE48、11SE253。其中在800μM处理下，杂交后代Fo2的根尖相对伸长率为85.76％，而耐铝自交系根尖伸长率最大的是WC，为60.93％，以上结果表明，玉米对铝毒的耐性存在明显的杂种优势。根的相对伸长率和根尖铝含量可以作为快速耐铝性评价及筛选耐铝品种的有效手段。在根系活力方面，其变化规律同自交系的变化规律一致，耐性品种的根系活力高于敏感品种的根系活力，并且变化不大。同母异父型杂交后代的根系MDA含量差异显著，耐铝品种MDA含量变化不大，而敏感品种MDA含量较高。同母异父型杂交后代的SOD、POD和CAT酶活性影响存在差异，耐铝性的品种SOD、POD和CAT酶活性变化不大，而铝敏感品种酶活性受影响较重，大多表现出下降。甜玉米不同品种的三种酶活性对铝反应均有显著的基因型差异，耐性品种的大多数酶活性变化较小，甜玉米抗氧化酶活性变化与耐铝性有关。