Comparative studies on some yield contributing traits of wheat sown in binary mixtures

Cultivar mixtures have been suggested as ways to increase crop productivity. This field study was conducted to investigate the competition among five cultivated varieties of wheat (Triticum aestivum L.) for the traits like plant height, flag leaf area, fertile tillers per plant, spike length, spikelets per spike, spike density, grain weight per spike, and seed index in relation to competition with yield per plant. It was observed that cultivar mixtures ought to be more productive than corresponding pure stands. Four binary combinations of Seher2006-Kohistan97, Farid2006-SH2002, SH2002-Shahkar95, and SH2002-Kohistan97 were superior in performance, showing land equivalent ratio (LER) values greater than one for plant height, fertile tillers per plant, spike density, grain weight per spike, and grain yield per plant. It was observed that the performance of binary mixtures was mainly due to the increased average performance in spike density, grain weight per spike, and grain yield per plant. The competitive ability of wheat varieties in mixtures was independent of each other for the respective traits, which lead to cumulative effects for the increased performance within the associates in mixtures.     

小麦单株有效分蘖数与农艺性状的相关性研究

对5个小麦品种单株有效分蘖数与其他农艺性状的相关性进行分析,结果表明,主茎适当的高度是小麦单株获得更多有效分蘖数的基础,而过多的有效分蘖导致不孕小穗数增加和穗粒数、单穗重降低。在高产实践中,通过控制有效分蘖来减少不孕小穗数以达到提高穗粒数和单穗重的目的。回归分析表明,不孕小穗数、穗粒数与单株有效分蘖数相关性较高,可以用第3个一级分蘖和第1个二级分蘖的农艺性状与单株有效分蘖数的回归方程预测其单株有效分蘖数。     

小麦矮秆基因Rht-8对株高和其它农艺性状的遗传效应

分析矮秆基因Rht-8的遗传力及其对小麦株高及相关农艺性状的影响。利用三个小麦品种晋麦47、西峰20、丰产3号分别与Rht-8的供体亲本济宁13杂交,以其F₂分离群体分析Rht-8的遗传效应。结果表明,丰产3号和济宁13后代的遗传力最高（74.32％）,西峰20、晋麦47与济宁13后代的遗传力分别为69.49%、67.60%。Rht-8在西峰20和济宁13的F₂中具有较强的效应,株高和穗下节分别降低了30.26％和19.20％。在丰产3号和晋麦47与济宁13的F₂中,株高和穗下节分别降低了27.14%和26.15%、14.86 %和14.59%。Rht-8减少了有效分蘖个数,对其他性状则无明显的不利影响。相关性分析表明株高与分蘖数显著正相关（r为0.415,0.355,0.489）,与穗下节显著正相关（r为0.408,0.450,0.500）;株高与穗长、每穗小穗数、穗粒数没有显著相关性。     

斯卑尔脱小麦主要农艺性状鉴定与评价

为进一步拓宽小麦育种基因资源,对来自18个国家和地区的151份斯卑尔脱小麦的主要农艺性状进行了考察与分析。结果表明,供试材料总体植株偏高,分蘖力强,小穗数多,千粒重偏低,成穗率较高,生育期较长等特点。相关分析发现有效穗与分蘖数、成穗率,穗粒数与小穗数、千粒重、株高成正偏相关极显著,抽穗期与穗长正偏相关显著。千粒重与穗长、小穗数和穗粒重等多个性状存在复杂的相关关系。主成分分析显示5个主成分可提供85.13%的信息量,其中以粒重因子的贡献率最高(24.68%)。供试材料基于农艺性状可被聚为三类,类Ⅰ和类Ⅲ分别为矮杆晚熟型和高杆穗数型,类Ⅱ又可分为高杆晚熟型、早熟粒重型、短穗粒重型和穗数粒重型四个亚类,聚类结果与其地理来源有一定的相关性,但不完全一致。     

小麦新品种(系)配合力和遗传力分析

采用5×10不完全双列杂交,对6个性状进行了配合力和遗传力分析。结果表明,穗长、穗粒重、小穗数和穗粒数以加性效应为主,而株高和千粒重则加性与非加性效应均具有明显作用。亲本性状表现与一般配合力高低并无必然联系。特殊配合力高的杂交组合,其亲本一般配合力较高,性状表型值也较优。对各亲本配合力表现进行评价发现,川农16与绵阳26和川麦28在配合力表现上存在差异。遗传力分析表明,穗长和株高广义遗传力较大。小穗数和穗粒重早代选择效果不佳,其他考察性状可从早代开始选择。     

部分引进小麦品种农艺性状的聚类分析

为了在小麦品质育种中合理利用品种资源,以株高、穗长、韧度、有效分蘖、结实小穗数、不孕小穗数、单穗籽粒数和单穗粒重为指标,对引进的17份冬小麦和63份春小麦品种(系)进行系统聚类分析表明,参试小麦材料分为3类,其中24份品种综合表现较好,它们的株高和主茎穗长平均值较大,且植株的韧度较大,分蘖相对较多,不孕小穗数较少,单穗籽粒数和粒重都较高;5份品种(系)的株高很低,植株韧度较小,有效分蘖少,结实小穗数少,单穗粒重较低,不宜选作杂交亲本。     

华北地区小麦品种农艺性状比较分析

以20世纪末21世纪初华北地区先后审定的168份小麦(Triticum aestivum L.)品种为研究材料,对8个主要农艺性状进行了比较分析。结果表明,该区育成的小麦品种类型多,遗传变异丰富,8个农艺性状的变异系数(7.96%~26.51%)表现为千粒重主茎穗长株高主茎穗粒数单穗重平均穗粒数单株有效穗数单株产量。各农艺性状在4省市的差异较大,北京地区小麦品种具有株高高、主茎穗长长、千粒重高的特点;河南小麦品种具有穗粒数多、单穗重高的特点;山东小麦品种分蘖成穗率高;河北小麦品种的农艺性状比较协调。各小麦品种单株产量与单株有效穗数(0.85)、平均穗粒数(0.39)、单穗重量(0.37)、主茎穗粒数(0.27)、主茎穗长(0.20)达极显著正相关,与株高达显著正相关(0.19),与千粒重呈不显著负相关。     

国外引进大麦种质的农艺性状初步评价

为了丰富国内大麦育种的种质资源,对国外引进的36份大麦种质在陕西杨凌秋播条件下的农艺性状进行调查分析与评价,以促进这些种质资源的合理利用。结果表明：大部分品种生育期适宜、表现弱冬性;株高为中秆和高秆类型,且单株成穗数较高,穗粒数多。从中筛选出一些单一性状优良的材料,其中早熟材料3份,矮杆材料1份,多粒材料27份。相关分析表明：株高与穗下节间长度呈显著正相关,与穗粒数呈正相关,与小穗数、单株成穗数呈负相关,但不显著;单株成穗数与小穗数呈显著正相关,而与穗粒数呈显著负相关。     

黄淮小麦农艺性状进化及对产量性状调控机理的分析

【目的】气候变化对小麦生产的影响已经受到广泛关注。在气候变化背景下,小麦育种必须重新定位。文章对黄淮地区小麦进化材料的农艺性状进化以及对单株产量性状调控机理进行分析,为未来小麦适应气候变化和高产育种目标提供理论依据。【方法】对30个不同染色体倍数的小麦进化材料的12个农艺性状进行进化趋势分析。并对小麦进化材料的农艺性状进行相关分析、通径分析、逐步回归分析、主成分分析和聚类分析,探讨小麦进化育种中各农艺性状对单株产量的调控规律。【结果】通过对农艺性状的进化趋势分析和多重统计分析获得如下结果：①黄淮小麦进化过程中其抽穗期、生育期、株高、单株穗数等有减少的趋势,但生殖生长期占全生育期比例、收获指数、千粒重和单株粒重等有不同程度的增加趋势。②相关分析表明,单株粒重与穗粒数、千粒重、收获指数和单株生物学产量均呈极显著正相关,与生殖生长期占全生育期比例呈显著正相关,与抽穗期、生育期和单株穗数均呈极显著负相关。③多元逐步回归分析结果表明,收获指数、单株生物学产量和生育期是决定单株粒重的3个主要因子,共同决定了单株粒重96%的变异。其中,收获指数、单株生物学产量对小麦单株粒重有大的正效应调控作用,生育期对小麦单株粒重有较大的负效应调控作用。④通径分析表明,11个农艺性状对单株粒重直接贡献大小依次为收获指数＞单株生物学产量＞穗粒数＞穗长＞单株穗数＞每穗小穗数＞生殖生长期占全生育期比例＞抽穗期＞株高＞千粒重＞生育期。其中,收获指数、单株生物学产量、千粒重和穗粒数对单株粒重有较大的正效应。⑤主成分分析结果显示,3个主成分累积贡献率达81.873%,表明3个主成分已覆盖所有性状的主要信息。⑥根据综合值的聚类分析和对不同年代的种质资源农艺性状的特征比较,将30个小麦进化材料分为了早熟矮秆低产型、晚熟高秆低产型、晚熟高秆中产型、早熟高秆中产型和早熟矮秆高产型五大类小麦资源。【结论】通过对30个小麦进化材料农艺性状的多重统计分析,得出每个小麦进化材料的相关信息。小麦由二倍体到六倍体进化过程中,收获指数、单株生物学产量和穗粒数对小麦单株粒重有明显正效应,而生育期对其有显著负效应。这是在气候变暖背景下,人工选育高产品种和自然选择共同作用的结果。     

谷子主要农艺性状的遗传参数分析

对41份谷子种质资源的7个农艺性状进行了遗传参数研究。结果表明:千粒重、株高和穗长的遗传力较高,受环境影响较小,可在早世代进行选择;穗重、生物产量和穗粒重的遗传变异系数大,相对遗传进度较大,直接选择效果较为理想;相关分析表明:穗粒重与穗重、生物产量呈极显著正相关,与穗长呈显著正相关,穗重、生物产量和穗长三者之间相互呈极显著正相关且遗传力较高。因此,可以通过对穗重、生物产量和穗长的选择来间接提高穗粒重,进而达到提高单位面积产量的目的。     

小黑麦主要经济性状的典型相关分析

为了深入了解小黑麦主要经济性状的遗传规律,研究在2006年以6个六倍体小黑麦品种(系)及利用完全双列杂交配置的15个杂交组合为材料,在石河子大学农学院试验站进行了随机区组试验,调查了单株产量、单株有效穗数、每穗粒数、千粒重、株高、穗下节间长和穗长7个产量相关性状,并取草样测定了粗蛋白、粗灰分、粗脂肪、粗纤维和无氮浸出物5个饲草品质性状,利用DPS软件对上述性状进行了典型相关分析,结果表明:小黑麦的产量构成性状与株型性状间的典型变量为单株产量、穗下节间长和株高,产量构成性状与饲草品质性状间的典型变量为单株产量、粗灰分和粗脂肪。     

杂交水稻三交种的优势表现及其配合力

采用5×5不完全双列杂交观察杂交水稻三交种的产量优势表现,并对株高等13个农艺性状进行配合力方差分析。部分三交种产量极显著高于对应的单交种。三交种单株产量与特殊配合力相对效应值和配合力总效应值均呈极显著相关。剑叶长以基因非加性效应的作用为主;千粒重、有效穗数和单株产量虽然基因加性效应大于非加性效应,但后者仍占相当的比重;株高、抽穗期、主穗长、结实率、剑叶宽、粒长、粒宽和粒形以基因加性效应的作用为主。     

杂交小麦主要农艺性状与产量结构间协调性分析

为了对超高产杂交小麦育种工作提供基本依据,试验选用9个性状差异较大的品种(系)组配成36个杂交组合,用Nair单性状水平分组法将杂交组合分为低产组、中产组、高产组和超高产组四组。按分组结果对不同产量水平下各产量构成因素与主要农艺性状间的相关性进行了研究。结果表明:随产量水平的升高,株高、倒二叶面积与产量的关系都由不显著负相关～极显著正相关;穗下节长与产量的关系,由不显著正相关～极显著正相关;旗叶面积和分蘖与产量的关系,由显著正相关～显著负相关。即在超高产杂交小麦育种中,应选择株高适当、穗下节长、株型紧凑、旗叶面积小、倒二叶面积大、分蘖适中的杂交组合。     

湿害胁迫下大麦生长抑制和产量损失的基因型差异

在分蘖期对15份大麦基因型进行12 d 的渍水处理,研究渍水条件下生长抑制和产量损失的基因型差异.结果表明,黄化指数(LCI)虽然不能完全反映所有基因型的产量损失程度,但作为耐湿性的一个指标对大多数基因型是可靠的.在渍水期间和撤水后,大部分大麦基因型新长的叶长和叶宽下降,但93-3143变化不大;渍水处理与对照相比,株高和干重平均降低29.2%和54.4%,基因型间差异显著,Franklin的降幅最大.渍水下导致籽粒产量显著下降,产量构成因子中以穗数下降最为明显,其次是每穗粒数,粒重变化较小,而穗数减少主要是分蘖及其成穗数下降的结果.渍水对产量影响的基因型差异很大,地方品种永嘉红六棱减产最小,两个澳大利亚主栽品种Franklin和Gairdner减产最为严重.产量构成因子对产量的直接通径系数大小依次为:穗数、粒数和粒重,穗数经粒数对产量的影响很小,经粒重的间接通径系数较大且为正值;粒数经穗数对产量的影响亦较小,经粒重的间接通径系数较大且为负值;粒重经穗数和粒数对产量的影响均较大,但作用方向不同.     

大麦杂种F1的表现及其与亲本的相关性研究

2001年以大麦的7个细胞质雄性不育系的保持系、4个恢复系及其28个杂种F1为材料，2002年以5个细胞质雄性不育系的保持系、5个恢复系及其25个杂种F1为材料，研究杂种F1株高、穗长、穗下节间长、每株穗数、每穗粒数、每株粒数、千粒重、每株粒重、每株干重、籽粒蛋白质含量和赖氨酸含量11个数量性状的表现及其与亲本的相关关系。结果表明：所用亲本在多数性状上都存在显著的遗传差异；除营养品质性状外，杂种F。主要的农艺性状和产量性状普遍存在超高亲优势；多数性状的F1平均值与雌、雄亲本平均值的复相关程度小于疏远程度，表明难以从雌、雄亲本的表现准确预测F1的表现。对相关和疏远的遗传学意义以及改进从亲本预测杂种精度的方法作了简要的讨论。     

Analysis on Main Traits of Spring Wheat Landraces in Tibet

In this study, 9 main traits of 774 spring wheat landraces in Tibet were investigated and analyzed. The results show that spring wheat landraces in Tibet have high plant height (with an average of 126.1 cm) and long growth period (with an average of 135.2 d), with an average spike length of 9.5 cm, average effective tiller number per plant of 5.9, average spikelet number per spike of 19.9, average kernel number per spikelet of 3.5, average spikelet number per spike of 51.8, average kernel weight per spike of 2.0 g, and average 1 000-grain weight of 38.1 g. Specifically, kernel number per spikelet of 2 landraces is larger than 6.0, spikelet number per spike of 2 landraces is larger than 100, kernel weight per spike of 2 landraces is larger than 4.0 g, 1 000-grain weight of 11 landraces is larger than 50 g. There is abundant genetic diversity in those traits except in growth period, and the coefficient variation of 9 traits is in a decreasing order of effective tiller number per plant > kernel weight per spike > kernel number per spike > spike length > kernel number per spikelet > 1 000-grain weight > plant height > spikelet number per spike > growth period. There is different relevance among different traits. Growth period is extremely significantly positively related to yield traits; grain number traits are extremely significantly positively relative to plant height and spike length, but extremely significantly negatively relative to effective tiller number per plant; kernel number per spike is extremely significantly positively relative to kernel weight per spike, but extremely significantly negatively related to 1 000-grain weight; 1 000-grain weight is extremely significantly positively related to kernel weight per spike. Based on principal component analysis, these 9 traits could be included by 5 principal components (grain number, grain weight, spike length, tiller number and growth period). According to the comprehensive evaluation values of these five principal components, 50 landraces including ZM019573, ZM019849, ZM019730, ZM018745, ZM019657, ZM019891, ZM020533, ZM018508, ZM019074 and ZM020026 have good performance.     

向日葵亲本配合力分析

采用5×7不完全双列杂交设计，对5个不育系、7个恢复系的8个性状进行配合力分析，并计算了相应的遗传参数。结果表明：杂交种的产量与双亲的一般配合力及特殊配合力呈显著正相关，一般配合力效应大于特殊配合力效应；除空瘪率这一性状的加性作用与非加性作用同等重要外，其余7个性状的加性方差均大于非加性方差，加性效应占主导地位；株高、皮壳率、单株粒数的遗传方差大于环境方差，遗传力较高，可早代选择；百粒重、葵盘直径的遗传方差与环境方差之比近于1，遗传力不高；小区产量、单株粒重、空瘪率的环境方差大于遗传方差，这些性状不易早代选择。     

Physiological basis for the differences of productive capacity among tillers in winter wheat

The quality or structure of a wheat population is significantly affected by the compositions of tillers. Little has been known about the physiological basis for the differences of productive capacity among tillers. Two winter wheat cultivars, Shannong 15(SN15) and Shannong 8355(SN8355), were used to investigate the differences of productive capacity among tillers and analyze the physiological mechanisms that determine the superior tiller group. Low-position tillers(early initiated tillers) had a higher yield per spike than high-position tillers(late initiated tillers) in both cultivars, which was due to their more grain number per spike, more fertile spikelet per spike, less sterile spikelet per spike and higher grain weight. According to cluster analysis, tillers of SN15 were classified into 2 groups: superior tiller group including main stem(0), the first primary tiller(I) and the second primary tiller(II); and inferior tiller group including the third primary tiller(III) and the first secondary tiller(I-p). Tillers of SN8355 were classified into 3 groups: superior tiller group(0 and I), intermediate tiller group(II and III) and inferior tiller group(I-p). In comparison with other tiller groups, the superior tiller group had higher photosynthetic rate of flag leaves, higher antioxidant enzyme(SOD, POD and CAT) activities and lower levels of lipid peroxidation in leaves, higher grain filling rate in both superior and inferior grains during grain filling, higher single-stem biological yield and larger single-stem economic coefficient. Correlation analysis showed that yield per spike was positively and significantly correlated with the flag leaf photosynthetic rate, grain filling rate, the antioxidant enzyme activities and soluble protein content(except for SN15 at 5 days post-anthesis(DPA)) of flag leaf, the single-stem biological yield, and the single-stem economic coefficient. Remarkable negative correlation was also found between yield per spike and MDA content of flag leaf. These results suggested that superior tiller group had stronger leaf photosynthetic capacity, more predominance in terms of grain filling, slower senescence rate, higher biological yield and larger economic coefficient, and therefore, showed greater productive capacity than other tiller groups.     

水稻不同节位和数量分蘖对经济产量的作用

试验在盆栽条件下采用人工剔除特定节位分蘖的方法研究水稻不同节位的生产能力、生长冗余现象以及产量的补偿能力。结果如下:不同处理水稻单株的有效穗数与单株产量、抽穗期单株叶面积及单株生物量有极显著的正相关,与平均穗重呈极显著的负相关;早发的低节位分蘖(1,2,3)是增加有效穗数、抽穗期叶面积及生物量的主要节位,但低节位分蘖同时也是导致水稻生长冗余,加剧资源消耗的主要节位;当低节位分蘖空位时,中节位(4,5,6)或高节位的分蘖(7,8,9)将会发挥其补偿潜力,虽有效穗减少,但平均穗重变大。     

春大麦亲本数量性状的双列杂交分析

按Griffing方法Ⅱ分别对8个六棱大麦亲本和5个二棱亲本进行了双列杂交分析。比较了各亲本产量、千粒重、株高、单株有效分蘖数、穗长、每穗粒数、每穗粒重,抽穗期的一般配合力效应。绝大多数性状为加性基因和非加性基因共同起作用。广义遗传力以株高,抽穗期为最高。狭义遗传力六棱品种从大到小依次为株高、穗粒重、穗粒数、抽穗期、穗长、千粒重、分蘗、产量,二棱品种依次为穗长、穗粒数,株高、抽穗期、产量,分蘗。