不同驯化阶段谷子对氮胁迫的生理响应及耐低氮综合评价OA北大核心CSTPCD

提高作物耐贫瘠能力对于提高边际土地利用率具有重要意义。本试验选用3个不同驯化阶段(野生种、农家种和育成种)的24份谷子材料,采用水培方法,设置5个低氮浓度梯度处理[0.05 mmol·L^(-1)NH_(4)NO_(3)(N1)、0.1 mmol·L^(-1)NH_(4)NO_(3)(N2)、0.2 mmol·L^(-1)NH_(4)NO_(3)(N3)、0.4 mmol·L^(-1)NH_(4)NO_(3)(N4)和1.0 mmol·L^(-1)NH_(4)NO_(3)(N5)],以探究低氮胁迫对谷子生长发育的影响,比较不同基因型谷子的综合耐低氮能力并鉴定高效的生理筛选指标。研究发现,相对N2处理,N3处理3个驯化阶段谷子材料的多个生理指标(除旗叶叶绿素和根冠比外)均显著增长;随施氮浓度的增加,野生种的株高、地上部干重、旗叶叶面积和地下部干重在N3达最大值后迅速趋于稳定,但农家种与育成种的相应指标则随氮浓度增加而增加,说明驯化提高了谷子对氮素需求的饱和阈值。基于耐低氮系数综合评价发现,野生种的耐低氮性优于农家种和育成种;主成分分析(PCA)揭示,在低氮胁迫下,野生种与农家种、育成种的生理表型均存在明显差异,其中地上部干重、地下部干重和根体积在分析中表现出较大载荷值,在数据变异解释中占据了显著比重,能够有效反映不同驯化程度谷子的低氮耐受性。这些结果表明驯化降低了谷子对低氮胁迫的耐受性;地上部干重因其检测便捷且与谷子耐低氮响应紧密相关,可作为大规模筛选耐低氮谷子品种的首选表型指标。本研究为谷子耐贫瘠品种的高效筛选提供了参考依据。