植物抗盐性生理遗传及育种

第14章 抗逆性育种
（三）、抗逆性鉴定方法
1、直接鉴定 （1）． 大田鉴定：碱地，旱地等
（2）． 模拟条件鉴定： 少灌、喷灌、海水灌溉，盐池等
第14章 抗逆性育种
2、间接鉴定： 根据与抗逆性有关 的形态、生理生化 性状和分子标记进 行鉴定。
The Cell Membrane Stability
( (CMS) Test 细胞膜稳定(CMS) 测试)
20世纪九十年代我国北方干旱频繁发生， 特 别是西北地区出现了1995年和1997年的严重干旱， 而南方部分地区近几年也频繁发生干旱。
环境胁迫是世界上植物生产的重要限制因素， 制约了Fra Baidu bibliotek量潜力和品质的充分表达。
第14章 抗逆性育种
第14章 抗逆性育种
两个小麦品种在不同干旱条件下的籽粒表现 注：上为抗性品种
第14章 抗逆性育种
(二).抗旱性鉴定技术和指标
田间直接鉴定：
干旱地区，在具有干旱胁迫条件 的田间，直接按作物的受害表现 程度或产量进行抗旱性选择；
设置旱地和水浇地对比试验(控 制土壤水分含量的盆钵试验),反复 干旱,以成活率判断抗旱性。
第14章 抗逆性育种
Fig.18. Inexpensive manual rainout shelters
第14章 抗逆性育种
全世界耕地面积的32%处于半干旱地区，有9.6亿
公顷盐碱地。
第14章 抗逆性育种
我国：85％的自然灾害为气象灾害，干旱灾害 又占气象灾害的50％左右， 我国1亿hm2耕地中有 3/4的面积遭受不同程度干旱的威胁;盐碱耕地面 积3 000万hm2, 加上湿害和酸性铝的危害,总耕地 面积的50％以上属于中、低产田。
constructed at ICRISAT, Patancheru India.（低廉手工
rainout 风雨棚被修建在ICRISAT, Patancheru 印度。）
第14章 抗逆性育种
间接鉴定：
1.形态指标: 根系的长度、数量及分布，冠层结
构特征
2.生理指标: 蒸腾的气孔调节、缺水的渗透调节和
质膜的透性调节
3.生化指标: 脯氨酸、甘露醇、脱落酸和SOD酶与
CAT酶活性
4.产量指标: 抗旱系数和干旱敏感指数
第14章 抗逆性育种
1、形态指标：
• 发芽能力、幼苗存活与生长状况； • 根长或扎根深度、根冠比大、根系长与数量
2006年7月-8月重庆持续一个多月的高温干旱
第14章 抗逆性育种
第二节 抗旱性育种
(一)抗旱性的含义与机理 • 有大气干旱、土壤干旱及混合干
旱三种类型。 • 广义抗性：避旱、免旱和耐旱
第14章 抗逆性育种
免旱性：生长环境中水分不足时植物体 内仍能保持一部分水分而免受伤害，以及 能进行正常生长的性能，包括保持水分的 吸收和减少水分的损失。
最大特点：表现在形态结构上 耐旱性：作物忍受组织水势低的能力， 在其内部结构可与水分胁迫达到热力学平 衡，而不受伤害或减轻损害。
最大特点：表现在生理上抗旱
1.避旱（drought
escape）
生长期短
第14章 抗逆性育种
第14章 抗逆性育种
2.免旱：在水分胁迫条件下维持 较高水势或压力势的能力
第14章 抗逆性育种
灌溉(左)和旱地(右)条 件下根系对照实验
第14章 抗逆性育种
Fig, 5. Sorghum plant under drought stress displaying leaf rolling
第14章 抗逆性育种
（三）耐旱（dehydration tolerance） 1．细胞水平：细胞膜稳定性 （与渗透调节有关，干旱锻炼） 2．植株水平： 幼苗生长（发芽能力），幼苗存活率 3．同化物运转 4．其它：芒 5．代谢产物：proline 与膜及酶保护
第十四章 抗逆性育种
第14章 抗逆性育种
逆境：
对植物生长发育有不利影响的环境因素
环境胁迫：
逆境对植物生长发育的影响称为环境胁迫
抗逆性育种:
利用作物本身的遗传特性培育获得逆境 条件下能保持相对稳定的产量和品质的新品 种
第14章 抗逆性育种
第一节 抗逆性育种的意义 与抗逆性鉴定方法
（一）、意义和目的
抗逆性育种的 目的：保证作 物在逆境条件 下保持相对稳 定的产量及应 有的产品品质。
第14章 抗逆性育种
（二）、逆境的种类
第14章 抗逆性育种
(stress
病害（Diseases）
生物逆境
害虫（Pest insects）
Biotic stress
广
杂草（weed）,等
义
低温
冷害（>0℃）
逆 境
温度胁迫
Low temp
冻害（<0℃）
Temperature stress
高温
High temperature
干旱
）
非生物逆境
Abiotic stress
水分胁迫
Water stress
（drought） 湿害、渍害
（water logging）
矿物质胁迫
Mineral stress
盐碱（Salinity） 铝害（Aluminium） 缺铁（Fe Deficiency）,等
Fig. 12. “Stay green” (left) and “normal” (right) cultivars of sorghum under postflowering stress
沙漠植物
第14章 抗逆性育种
第14章 抗逆性育种
1. 气孔关闭，降低蒸腾； 2.渗透调节，维持压力势； 3.激素 ABA； 4.增加水分吸收或控制水分丧失： 1）根系，2）表皮腊质，3）表皮 茸毛，4）叶向，5）卷叶。
(四)、抗逆育种的特点
• 逆境的复杂性增加了抗逆育种的难度
• 以形态的、生理生化的和产量结合 作为抗性判断依据
• 多基因控制，应根据不同抗逆性的 遗传特点选择和配组
• 不同逆境的抗耐性有一定的相关
第14章 抗逆性育种
• 抗逆资源的筛选更多注意原始的地 方品种和野生的近缘植物
• 从国外引进优良的种质资源加以利 用
• 多学科合作（植物生理学、土壤农 化学科），明确机理和完善指标
第14章 抗逆性育种
摩洛哥干旱缺水地区特有一景：羊上树
第14章 抗逆性育种
2003年湖南旱灾 农民不得不下井底 获取饮用水
第14章 抗逆性育种
2004秋至2005年春 海南省连续干旱缺雨
第14章 抗逆性育种
旱灾后的水稻
第14章 抗逆性育种