玉米抗(耐)旱育种研究

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1、玉米抗（耐）旱育种研究摘要干旱对全球玉米生产造成很大的危害，我国玉米生产也遭受干旱的影响。我国介绍了玉米的耐早性鉴定指标和玉米的耐早性遗传改良，并探讨了玉米抗旱研究中存在的问题，提出了未來研究发展的方向。关键词玉米；抗（耐）罕性；鉴定指标；遗传改良近年来，气候全球性恶化所引发干旱的周期越来越短，程度越来越重，对粮食生产构成了严重的威胁。我国是水资源十分短缺的国家之一，干旱缺水地区面积占全国国土面积52%,受旱面积达200〜270万公顷，其中完全没有灌溉条件的旱耕地有4133.3万公顷。仅靠改进耕作栽培技术，如采用少免耕、地膜覆盖等抗旱耕

2、作方式和发展灌溉來消除干旱的威胁，己不能从根本上解决问题。在种植面积无法增加、化肥施用量已近极限、水资源短缺不可逆转的形势下，充分发挥遗传资源的巨大潜力，提高玉米产量才能满足对玉米日益增加的需求。通过遗传改良提高玉米产量可以从两方面入手：一是直接提高产量的遗传潜力；另一方面是改良各种非生物和生物胁迫因素的抗逆性。近年来，后者的潜力和可行性受到广泛的关注和重视。在非生物胁迫因素中，尤以干旱对玉米的影响最为严重，因此玉米的耐旱性遗传改良及其理论基础研究是n前和今后玉米应用研究与基础研究的永恒主题。1干旱是限制玉米生产的因素1.1干旱对全球玉

3、米生产的危害干早、低氮、水涝、低温等是影响玉米产量的重要非生物逆境胁迫因索。干旱是指一种长期无雨或少雨造成空气干燥、土壤缺水的气候现象，它是干旱、半干旱地区气候的基木特征；在半湿润地区，如因气候异常，某一•段吋间降水量比多年平均值大大偏少，也会出现干旱，亦称季节性干早。作物一旦由于干旱引起严重缺水，就会影响其正常生长发育而造成损害。从作物受旱机制来考虑，通常把干罕分为土壤干罕和大气干罕。土壤干旱是指长期无雨或少雨的情况下，土壤中储存的有效水分儿乎消耗殆尽，作物根系不能吸收足够的水分以补偿蒸腾的消耗，致使体内水分状况恶化而受害。大气干早是

4、指温度高，空气极度干燥，有吋还伴有一定风力，作物蒸腾十分强烈，致使体内严重缺水而受害。大气干旱和土壤干旱往往相互联系，大气干旱常常是土壤干旱的前兆，土壤干旱往往是大气干旱延续的结果。干旱作为影响玉米产量的最重要非生物胁迫因索，近年来对玉米生产的危害有扩大趋势，成为被研究的重点（卢良恕，2000）o干旱对玉米生产的影响在众多的非生物逆境因素中被列为第1位。研究表明，在热带地区，每年因干旱造成玉米减产19%左右，在发展屮国家更为严重，例如1991〜1992年间非洲南部因干旱造成损失高达60%以上。随着全球气候变暖与水资源的短缺影响，干旱对玉

5、米的损失有加重趋势。据估计，1995年全球水资源减少3906km3,到2025年时,全球水资源将比1995年减少22%,达到4772km3,不能灌溉的地区将比1995年增加63%,到时干旱对玉米的威胁将更为严重。1.2干旱对我国玉米主产的影响我国的玉米生产同样遭受干旱的严重影响。1949年以來，全国旱害的受灾面积平均每年L9xlO7hm2,占总受灾面积的60%以上，是对我国农业生产影响范围最广、危害最重的农业气彖灾害。据统计，全国平均每年因干旱直接减少粮食1237万吨(20世纪90年代平均达到2043万吨)，约占各种自然灾害造成粮食损失

6、的60%,按玉米栽培面积和产量均占全国粮食面积和产量的21%计算，平均每年因干•旱直接减少玉米260万吨，受旱面积达458万公顷，严重受灾面积176万公顷。据预测，干旱是未來限制我国玉米生产的第一限制因素(胡瑞法，2003)o2玉米的耐旱种质鉴定与遗传改良实践证明，减少干旱对玉米损失的有效途径是选育并推广耐旱性品种。因此,充分发掘玉米耐旱种质并通过遗传改良手段，选育出耐旱的优良品种是冃丽国内外玉米冇种的重要目标。玉米的耐旱性是一种复杂的生物现象，涉及生理、遗传、农艺等众多因素，植物的耐旱性是由多基因控制，也是多途径的。Levitt(19

7、80)认为植物适应干旱的机理可分为3类：避旱(droughtescape)＞御旱(droughtavoidance)和耐早(droughttolerance)c其中又把御亍-性和耐亍-性统称为抗亍-性(droughtresistance)o玉米是需水量较大的作物，不存在真止的抗旱种质，因此目前国际上习惯把传统上的玉米抗旱性称为耐旱性。2」玉米耐旱性鉴定指标无论是在耐旱种质鉴定或对耐旱性的生理、遗传进行研究时都必须确立一个鉴定指标来反映植物的耐旱性；换言Z,在干旱胁迫情况下，会伴随着植物本身的形态、生理性状改变，包描植物根系的结构与深度、

8、叶片的卷曲与厚度、气孔的调节、渗透势改变、抗氧化能力、激素调节、干燥耐性(膜与蛋白质的稳定性)及光合特性等。因此，如何根据研究需要从众多的参数中选择出耐旱鉴定的指标具有重要意义。选择培育耐旱品种的最终目的，