干旱脅迫下不同倍體小麥株型演化與生態(tài)適應性研究.pdf

1、以進化上具有親緣關系的6個小麥品種作為實驗材料，采用盆栽控水的方法，2008年和2009年測定了四個野生近緣種(二倍體MO1和MO4、四倍體DM22和DM31)、兩個六倍體包括古老六倍體品種和尚頭(無麥芒)及1998年培育成的現代六倍體品種隴春8275(有麥芒)的株型和產量形成變化。利用灰色關聯(lián)度分析法和異速生長關系等統(tǒng)計方法研究了不同供水條件下不同倍體小麥株型性狀的演化特征(葉型、莖型)、籽粒產量形成和植株組件之間的幾何關系，得出如下

2、主要結論：
　　 1.旱地小麥的葉型演變強化了人工種群屬性。隨著小麥染色體倍數的增加，小麥植株上三片葉的葉夾角、葉開角、彎曲度及葉面積均呈逐漸增大的趨勢，而葉片長/寬比卻表現為逐漸變小，該現象在充分供水條件下更加明顯。這些特征表明旱地小麥通過增大葉片角度、葉片演化向著短而寬的方向演化來規(guī)避種群內部競爭和增大群體水平上的光捕捉面積，這種進化策略有助于提高群體產量，驗證了現代小麥的個體互利型屬性和人工種群性質。
　　 2.旱

3、地小麥莖型是以產量為目標進行演變。隨著小麥倍體的增加，單株分蘗數逐漸減少，株高逐漸增加。充分供水條件下，二倍體和四倍體的分蘗數在7和4之間，顯著高于六倍體的3個分蘗數，干旱條件下二倍體和四倍體的分蘗數在4到3之間同樣顯著高于六倍體的2個分蘗數，且充分供水條件下不同品種的分蘗數均高于干旱條件下的分蘗數，分蘗數的減少有利于資源更多地配置到主株的垂直分配上，從而提高植株高，不同倍體莖稈節(jié)數均出現四個節(jié)、五個節(jié)和六個節(jié)現象，且四個節(jié)的植株最接近

4、株高構成指數的“黃金分割”-0.618，五個節(jié)的植株次之，六個節(jié)最差，該趨勢在充分供水條件下更為明顯。初步認為，在供水充足條件下小麥植株主要建立莖節(jié)問的理想黃金分割比例來獲得較高的繁殖分配，進一步證明了以籽粒產量為目標的莖節(jié)間的黃金分割比例規(guī)律。
　　 3.株高的黃金分割比例關系是自然選擇和人工選擇的結果。充分供水條件現代品種莖節(jié)間的黃金分割出現偏離，偏離值在介于8.23％和-60.33％之間，干旱脅迫下不同品種的偏離值和調控能

5、力有較大差異?，F代品種的偏離值介于-5.48％和-19.09％之間，而野生近緣種則處于-32.91％和-12.34％(二倍體)與-26.05％和-53.47％(四倍體)之間。干旱脅迫下小麥株高隨著小麥倍體的增加而增加，從二倍體到四倍體的株高的增加是對自然選擇的適應性進化，而從四倍體到六倍體的株高增加則主要是以產量為目標的人工選擇的結果。
　　 4.基莖橫截面積與籽粒產量具有高度的關聯(lián)性。無論是干旱脅迫組還是充分供水組，小麥植株分

6、蘗數與產量的關聯(lián)度均為最低，而株高與產量的關聯(lián)度均較高，推測旱地小麥在從二倍體到六倍體的進化過程中朝向“低分蘗、高株型”的方向演變。三種主要光合葉片(旗葉、倒2葉和倒3葉)的“生物量”與產量的關聯(lián)度均大于“葉位高度”的關聯(lián)度，表明葉片的“質量效應”大于其“”空間著生效應?；o橫截面積在充分供水組中與產量的關聯(lián)度最高，而在干旱脅迫組中則排倒數第二，表明該性狀可能是干旱脅迫下產量形成的敏感指標，是作物產量形成的物質及結構基礎。
　　

7、 5.小麥植株各組件間的異速生長關系比較。除極個別品種外，不同倍體小麥籽粒產量與地上生物量，葉片重量與地上生物量，分蘗數與地上生物量均存在異速生長關系，這種異速生長關系可采用模型方程y=a+bx表示。充分供水條件下二倍體籽粒重量與地上生物量異速生長現象較干旱條件不不明顯，六倍體則相反；充分供水條件下二四六倍體葉片重量與地上部分生物量的異速生長現象明顯；二倍體品種的分蘗數與地上生物量在充分供水異速生長現象明顯，其余各品種均不明顯，趨于協(xié)調