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花生是世界重要的油料作物和蛋白作物。在世界湿润和半干旱花生产区,干旱与湿涝交替发生。我国南方花生产区春夏湿涝濒繁,北方产区夏秋之涝时有发生。因此,湿涝作为花生水分胁迫的两个极端方面之一,亟待开展研究。本文在多年育种实践基础上,选用18个花生品种(系),从形态建成与产量因素、光合生理、根系生理、内源激素和保护酶响应等角度,对湿涝问题进行了初步研究。主要研究结果如下: 1 以大田试验为基础、室内模拟相结合的花生品种耐湿涝性鉴定方法的建立 (1) 品种耐湿性鉴定 在人工田间遮雨条件下进行,设置正常灌溉(对照)、短期湿涝(10d,以下简称短涝)和长期湿涝(88d,以下简称长涝)处理,建立18个基因型对不同水分条件的反应数据库,并获得目标函数即耐湿涝系数和湿涝产量,作为其他指标有效性评价的基本依据。室内鉴定包括发芽期和幼苗期试验。发芽期试验分浅水和深水处理,分别模拟田间状况和极端胁迫情形,以种子露尖和发芽能力评价其耐性。幼苗期试验是在种子正常发芽后进行湿涝处理,根据幼苗发育指标和有关生化指标判别各品种的耐性差异。 (2) 耐性机理试验 选用2个耐性差异大的典型品种,在主要生育时期施以正常灌溉和短期湿涝处理,以了解形态建成和生理生化动态变化过程与耐湿涝性的关系。 2 以耐湿涝系数和湿涝产量为目标,以形态和生理生化机理性指标为基础的耐湿涝评价指标体系的创立 (1) 花生产量对湿涝的反应在品种间存在广泛差异。其产量差异在短、长涝时分别达到2.9倍和3.8倍,显示出巨大的遗传改良潜力。与正常灌溉比较,短、长的减产幅度为2.5~48.6%,增产幅度为5.5~56.7%。其中7个品种总是减产,5个总是增产,5个只适应长涝,1个只适应短涝。根据长、短期耐湿涝系数差异程度可将品种划分为7类;采用聚类分析统筹湿涝产量和耐湿涝系数,耐湿涝差异分为6类。此外,作者论证认为,以耐湿涝指数作为综合评价指标有失偏颇。 (2) 形态性状和产量结构。短涝时多数品种植株增高,长涝时所有品种植株增高。矮秆品种丰产性较好。整体而言,在短涝时单株总果数减少,长涝时略增。短涝时耐性系数高的多数品种单株饱果数大幅增加,长涝时绝大多数品种单株饱果数大幅增加。湿涝时绝大多数品种饱果率提高,出仁率变化小,多数品种百果重、百仁重、果仁饱满度在短涝时提高,长涝时降低。说明短涝减产在于总果数减少,而长涝增产系因总果数和饱果数增加,这为长期湿涝增产提供了产量构成上的淦释。相关分析表明,大果、大仁的品种一般丰产性好。 (3)光合生理。湿涝导致多数品种叶绿素含量降低,叶绿素含量高、叶色深的品种耐性强产量高。短、中期(长期湿涝处理的第30d)湿涝分别导致所有品种和多数品种的单叶Pn降低。短、长涝产量变率与单叶Pn变率均呈较高正相关,与叶绿素变率相关度均低,与叶片生物量变率分别呈极显著和较高正相关,表明短涝时叶片生物量积累对产量贡献最大,长涝时主要依靠叶片生物量积累和Pn。因此,迅速扩大叶片生物量,是对付湿害的关键。短涝时叶片生物总量大的品种一般单叶Pn很低,叶绿素含量较高;长涝时光合因素间的协调加强。湿涝使得Tr下降。短涝时虽然Ci上升,但Cs下降,以致Pn大幅下降;中涝时Pn略升可能与Ci和Cs上升均有关。 (4)干物质积累与分配。短、长涝分别导致花生总生物量降低12.0%和提高10.8%,Pn降低27.1%和提高0.7%,叶片的生物量均下降,而根系均增加,长涝时荚果生物量亦增加,由此推想在花生总生物量积累机制中,光合作用的地位因湿涝而降低,地下部器官的吸收作用则提高。该假想可通过示踪技术进行论证。叶片生物量积累及比例与耐性系数显著正相关,短、长涝茎秆比例与湿涝产量分别呈极显著和较高负相关。短涝时,根系生物量积累与耐性系数、产量分别显著、极显著正相关,根冠比与产量显著正相关,总生物量积累与耐性系数极显著正相关;长涝时相应的相关度较低。 (5)芽苗期特征特性。种子浅水淹涝露尖发芽率与耐性指标、ADH活性相关度较低。深水露尖率在35h时与短、长期湿涝产量分别呈极显著、显著正相关,在100h时与短期耐湿涝系数呈较高正相关。在幼苗期,各器官鲜重与湿涝产量显著正相关,根冠比与长期耐湿涝系数呈极显著正相关:ADH活性与根重、根冠比分别极显著和显著负相关,与耐湿涝系数和湿涝产量均呈负相关,其中与长期耐湿涝系数极显著负相关。可见,幼苗期根重大(侧根大量增生)、根冠比高、ADH活性低是耐长期湿涝品种的重要标志,各器官鲜重大则是高产的重要特性,根系发黑是耐性弱的外观标志。因此,幼苗期鉴定对替代大田鉴定具有内在生化机制,较有实用意义。 (6)典型品种的耐性生理。湿涝时豫花15对花269的发育生理优势体现在根系发达,根冠比高,根系活力强,叶片干物质积累多。湿涝使豫花巧叶片物质转运明显减慢,茎部贮藏物质加速输出,荚果发育加速,达到了保源、促流、充库效果;而花269叶片物质转运略有减慢,根系物质输出太快,茎部物质输出明显减速,英果充实速率减慢,虽保“天源”,但损“地源”、滞流、亏库。根容重的