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干旱是华北地区最重要的农业灾害之一，严重制约着当地农业，尤其是小麦生产的发展。小麦是世界三大粮食作物之一，也是我国北方农业的支柱作物。水资源短缺已成为本地区小麦生产的主要限制因素，培育节水抗旱品种是当务之急。然而，小麦抗旱性改良受到遗传资源匮乏的制约，创制突破性的抗旱种质资源是提高小麦抗旱性的根本途径。
小麦近缘种属蕴藏着许多对小麦遗传改良极其有用的基因，导入外源有益基因已经成为拓展小麦基因库的重要手段之一。欧山羊草因具有抗病、抗逆、丰产等优良特性，在小麦育种中已引起重视并开始应用。
本研究以普通小麦和欧山羊草杂交获得的异附加系为供试材料，通过田间抗旱筛选和分子细胞学鉴定，选出三个附加U组染色体的小麦/欧山羊草后代:Ae9013，Ae9041和Ae9061。将其与黄淮麦区主要节水耐旱栽培小麦品种石4185和晋麦47作比较，通过田间试验和室内生理实验测定与抗旱性相关的生理及农艺指标，以期鉴定上述三个异附加系材料的抗旱性，探索其抗旱生理机制。本研究的主要结果如下:
1.在聚乙二醇(PEG)-6000模拟干旱胁迫下，小麦/欧山羊草异附加系在萌发期表现出较长的胚芽鞘、主胚根长度以及较高的储藏物质转运率，且以上指标在胁迫前后能保持相对较小的变化，从而能够在于旱胁迫下继续保持营养器官的正常生长。苗期小麦/欧山羊草异附加系在干旱胁迫下具有较高的可溶性蛋白含量，抗氧化物酶系统中超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活力较高，使得其获得较强的清除活性氧的能力，质膜损伤程度较低，从而表现出较低的丙二醛(MDA)含量。小麦/欧山羊草异附加系在PEG胁迫下还表现出相对较高的净光合速率，生产出较多的碳水化合物以维持较高的生命活力。
2.田间非灌溉条件下，小麦/欧山羊草异附加系表现出较低的MDA积累量和较高的可溶性蛋白含量，且这两个指标的变化幅度均低于亲本中国春(ChineseSpring，CS)和两个抗旱对照品种。Ae9061和Ae9013的SOD和POD活力上升幅度较大，Ae9041的过氧化氢酶(CAT)活力上升幅度最大，抗氧化物酶活力升高，清除活性氧能力较强。小麦/欧山羊草异附加系在灌浆期也表现出相对较高的净光合速率，叶片的相对含水量(RWC)高于亲本CS，离体叶片失水速率（RWL）显著低于CS，表明小麦/欧山羊草异附加系有较强的水分平衡能力，抗失水能力较佳，特别是Ae9061表现突出。
3.田间非灌溉条件下，小麦/欧山羊草异附加系株高较高，千粒重较小，穗长、穗粒数、小区籽粒产量都稳定高于两个小麦生产对照品种，且产量显著超过亲本CS。较多的穗数和穗粒数确保小麦/欧山羊草异附加系获得较高的籽粒产量。
总体来看，随着干旱胁迫的加重和胁迫时间的延长，小麦/欧山羊草异附加系通过提高抗氧化酶系统活力，维持较高的光合器官活力，保持水分平衡来抵御干旱胁迫。小麦/欧山羊草异附加系在非灌溉条件下稳定的高产潜力也说明U组染色体的附加确实提高了小麦的抗旱能力。