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高粱的抗旱性比较及抗旱相关性状的QTL定位
概述
高粱作为一种重要的农作物，适应性强，具有较好的耐旱性和耐热性等特点，被广泛种植。然而，全球气候变化的背景下，极端的气候事件日益频繁，给高粱的生产带来了极大的挑战。因此，深入研究高粱抗旱机制及其QTL定位对于提高其抗旱水平和生产效益具有重要意义。
高粱抗旱性比较
高粱广泛分布于全球亚热带干旱和半干旱气候地区。早期的研究表明，高粱具有较强的耐旱性和耐热性，尤其是那些野生品种具有更好的适应性。随着研究的深入，人们发现高粱抗旱性的差异主要表现在以下几个方面：
1.水分利用效率
水分利用效率是指作物在供水不足的情况下，单位干重的产量所需要的水量。高水分利用效率表明作物可以更有效地利用有限的水资源，具有更好的耐旱性。研究表明，一些野生高粱品种具有更高的水分利用效率，例如，树高光高杂交亲本对干旱的抗性优于S35和RS217品种。
2.根系结构
作物的根系结构直接影响其对水和营养的吸收能力。研究表明，根系生长指数是判断高粱干旱适应性的重要指标之一。具有更深、更广的根系结构的品种在干旱条件下通常表现出更好的生长状态和产量。
3.蒸腾特性
蒸腾是指作物体内水分向大气中释放的过程。在干旱条件下，作物通常会减少蒸腾速率来保持体内水分。因此，耐旱品种通常具有较低的蒸腾速率。高粱中一些野生品种和陆稻系品种表现出较低的蒸腾速率和更好的干旱适应性。
4.延迟衰老
干旱胁迫可以引起作物细胞水分亏缺、细胞膜氧化损伤等问题，从而导致作物叶片和果实的早期衰老和凋落。一些高粱品种表现出更好的延迟衰老能力，例如，高丹3号的叶绿素含量在植株生长后期保持较高水平，从而提高了其干物质积累和产量。
QTL定位及相关性状
高粱的抗旱性状受到多基因遗传控制，因此，QTL定位是研究高粱耐旱性状的主要方法之一。根据研究结果，以下是高粱中一些抗旱相关性状的QTL定位情况：
1.干旱生长状况
在高粱干旱生长状况方面，研究发现，共有18个QTL与高粱应激生长相关。其中，在高粱干旱应激后的生长抑制方面，qTGW1-1、qTGW1-2、qTGW6-1、qTGW7-2、qTGW8-1和qTGW10-2等QTL被鉴定为主效QTL，主要分布在高粱第1、第6、第7、第8和第10条染色体上。
2.根系性状
根系性状是高粱适应干旱的重要指标之一。研究表明，高粱的根长、总根长和根冠比等性状中，共有13个QTL被鉴定为与高粱根系性状相关。这些QTL主要分布在高粱的第5、第6、第9和第10条染色体上。
3.水分利用效率
作为评价高粱适应干旱能力的重要指标之一，水分利用效率的QTL定位也得到了研究。共有23个QTL与高粱的水分利用效率相关，其中，qWUE2-2、qWUE2-3、qWUE5-1、qWUE5-2、qWUE8-1、qWUE9-1和qWUE9-2等QTL被鉴定为主效QTL。
4.蒸腾特性
蒸腾特性是高粱适应干旱条件的关键生理机制之一。一些研究表明，高粱的叶片大小、蒸腾速率和气孔密度等性状与干旱适应性密切相关。在这些性状中，共有30个QTL被鉴定为与高粱蒸腾相关。
结论
高粱作为一种耐旱的农作物，其干旱适应性与水分利用效率、根系结构、蒸腾特性和延迟衰老等生理机制密切相关。基于QTL定位技术，研究人员可以深入探索高粱抗旱机制和育种材料的开发，为高粱的适应性和产量提高提供科学依据。