玉米杂交种灌浆期和收获期抗倒性差异及其与茎秆性状的相关性分析

采用3个田间整株抗倒伏指标(整株抗折力、整株抗弯强度、倒伏指数)和4个试验室抗倒性指标(茎秆第3节抗折力、第3节抗弯强度、穿刺强度、抗压强度)评估20个在黄淮海和东华北地区大面积种植的玉米杂交种在子粒灌浆期和收获期的抗倒性表现以及与6个植株茎秆性状(株高、穗位高、茎粗、节长、壁厚、茎秆密度)的简单相关和偏相关关系。结果表明,6个抗倒指标均呈现显著的品种间变异。与灌浆期相比,20个品种在收获期抗倒性均有不同程度下降,在灌浆期抗倒性表现相对较好的品种在收获期仍然表现较好。不同抗倒指标之间存在不同程度的相关性,大多数抗倒指标之间的相关度在灌浆期和收获期保持基本不变。不同抗倒指标与不同茎秆性状存在不同程度的相关,偏相关分析结果表明,茎秆穿刺强度是影响品种抗倒性的一个关键试验室指标。倒伏指数与田间抗折力有极显著负相关,与穗位高度呈显著正相关。     

不同穗型粳稻品种抗倒伏性的比较

 选用北方稻区9个不同穗型粳稻品种为材料,初步探讨了不同穗型粳稻品种间抗倒伏性的差异。倒伏多发生在距地面20~40 cm的第2、3节间。基部节间长与倒伏指数呈显著正相关;秆长与倒伏指数呈显著正相关;节至顶鲜质量、长短外径、截面面积与抗折力和弯曲力矩均呈显著或极显著正相关;穗长显著影响各节间的弯曲力矩;穗鲜质量与各节间抗折力、弯曲力矩呈显著正相关;穗颈角对各节间倒伏指数影响不显著。就单个品种而言,弯曲穗型内也存在抗倒性强的品种,不能单纯以穗型来评价品种抗倒性,应综合考虑品种的地域性及品种自身的特性。但从总体水平分析,北方稻区直立、半直立穗型粳稻品种比弯曲穗型品种倒伏指数小,抗倒性好。主要原因在于：直立、半直立穗型品种株高偏矮,基部节间短,更有利于抗倒;直立穗型品种基部茎秆抗倒性状表现良好;直立、半直立穗型品种穗短、轻且穗颈弯曲度小,对茎秆作用力小。此外,还讨论了生态条件、品种特性、穗型与抗倒伏性的相互关系。     

不同苎麻品种(系)茎秆抗折力和植株性状的差异及其相关性

以2014～2015年国家苎麻品种(系)生产试验的7个品种(系)为研究对象,研究了三麻成熟期7个苎麻品种(系)在植株性状、茎秆抗折力、木质素含量差异及各测试指标间的相关性。结果表明:不同苎麻品种(系)间在株高、茎粗、壁厚、茎段重量、木质素含量及抗折力方面差异显著。0501株高、茎粗、壁厚、茎段重量和抗折力均列第一位。在茎秆木质素含量方面,G59最高;在皮厚方面,中苎1号最厚;抗折力方面,0501、NC03、中苎1号表现较高。相关分析表明,抗折力与株高、茎粗和壁厚呈显著正相关,与茎段重量呈极显著正相关(相关系数为0.960),与皮厚、木质素含量间相关性未达到显著水平。     

种植密度对不同耐密夏玉米品种茎秆性状与抗倒伏能力的影响

以耐密性不同玉米品种为材料,调查吐丝期暴雨大风后玉米倒伏情况,分析增密过程中不同夏玉米群体植株形态与茎秆力学变化规律。结果表明,随密度增加,大风后根倒率和茎折率显著增加,登海618的根倒率和茎折率显著低于浚单20。随着密度增加,玉米株高和穗位高增加,基部3~7节间均表现为节间伸长、变细,茎粗系数、穿刺强度、抗折力、压碎强度显著降低,两个品种表现一致。相关分析表明,根倒率和茎折率与节间长度、株高、穗位高和穗位系数正相关,与茎粗、茎粗系数和茎秆力学负相关。站秆率与倒伏率均与基部第3节间性状的相关性达显著水平。与浚单20相比,登海618具有较低的节间长度、株高、穗位高、穗位系数和较高的茎粗、茎粗系数和茎秆力学,抗倒性能较强。     

大豆种质倒伏抗性评价方法研究

取30份南方春大豆种质为材料,以测定植株茎秆性状和根系性状建立4类不同构成因子的抗倒指数.分析表明,实际倒伏程度与抗倒指数呈极显著负相关,尤其与结荚期多因子抗倒指数[(根重×茎秆强度)/(株高×茎重×分枝数)×100]相关性最为密切.茎秆强度对抗倒指数的直接效应最大,而茎重则具有较大的负效应.以抗倒指数作为综合指标评价大豆种质根倒伏抗性具有较高的准确性.     

二棱大麦茎秆性状与抗倒性关系的研究

为了给抗倒伏超高产大麦新品种选育提供科学依据，选用本所近年育成的12个高产二棱皮大麦品种(系)为材料，在生产和高产条件下研究了茎秆性状与抗倒性的关系。结果表明，12个品种的倒2、倒3和倒4节间平均倒伏指数分别为109．0、133．5和163．1；茎秆的抗折力与茎秆贮藏的干物质量呈显著正相关，与节间长呈显著负相关；从齐稳期至成熟期、乳熟期倒伏危险性最大；倒伏指数与节间长、秆长及株高呈显著正相关，与节间粗度、壁厚关系不密切。说明培育粗秆有利于孕育大穗，但要增强抗倒能力关键在于适当控制株高，增加秆的干物质积累量，促进茎秆和机械组织的发育和充实，增强茎秆弹性。     

燕麦种质资源抗倒伏及生物学性状的差异评价

为了筛选燕麦抗倒伏种质资源,对111份国内外燕麦种质材料的12个性状及倒伏指数进行多样性分析,并对其表现进行综合评价。结果表明,参试材料具有丰富的多样性,遗传多样性指数平均为1.99,各性状的变异系数由高到低依次为主穗粒重(49.22%)、主穗粒数(41.76%)、纤维素含量(36.67%)、抗折力(35.28%)、抗刺穿力(26.06%)、主穗小穗数(25.98%)、茎基部第二节间壁厚(25.79%)、百粒重(24.92%)、茎基部第二节间长(22.86%)、主穗长(19.65%)、茎基部第二节间茎粗(16.06%)、株高(13.69%);倒伏指数与株高、茎基部第二节间长均呈极显著正相关,与抗折力、抗刺穿力均呈极显著负相关。通过通径分析,株高对燕麦倒伏指数影响最大。经主成分分析,前5个主成分对变异的累计贡献率达81.724%,其中前三个主成分分别为主穗因子、茎秆机械强度因子和株高因子。通过聚类分析将供试种质划分为4类,其中第I类种质群抗倒伏能力较强,可作为抗倒伏燕麦育种的亲本。     

直播稻不同品种茎秆和根系性状与抗倒伏性关系

选用6个早稻品种,通过直播栽培探讨茎秆和根系性状表现与抗倒伏的关系。结果表明,不同品种茎秆和根系性状存在不同程度的差异,品种间抗倒性差异显著。植株茎秆抗倒性与茎粗呈显著正相关;与第一伸长节间长度显著负相关。直播稻根系固持力与表土层根系数量有极显著相关外,与根系干质量和纤维素含量存在显著或极显著相关。茎秆抗倒性强弱与根系固持力不完全一致,陆两优996表现单株茎秆抗倒伏力与根系固持力都较大,分别为0.738和232.260 N;嘉育948茎秆抗倒力较高,为0.699 N,而根系固持力较低,为143.080 N。直播稻宜选用茎秆粗壮、茎基部伸长节间短、根数多、根干质量大、根系纤维素含量高的品种。     

群体密度对玉米茎秆农艺性状及抗倒伏性的影响

以抗倒伏性能不同的玉米品种为试验材料,研究密度对其农艺性状及茎秆抗倒伏性能的影响。结果表明,随着密度的增加,基部向上各节长和节粗变化不规律。节干重、单位茎长干重和茎秆抗折力均随着密度的增加先增加后降低,其中,单位茎长干物质重均在密度7万株/hm²时最大,各节干重和茎秆抗折力最大值出现时间因品种和节位而不同。相关分析结果表明,玉米倒伏率与第3、第4节所有指标均呈显著相关,与第5、第6节间单位茎长干物质重、节干重和茎秆抗折力均呈显著正相关,与株高、穗位高和穗位高系数的相关性因品种而异。     

甘蓝型油菜DH群体抗倒伏相关性状遗传分析

为明确油菜抗倒伏性的遗传规律，本文利用抗倒伏性差异显著的2个甘蓝型油菜品系配制杂交组合，构建含280个株系的DH群体，采用作物茎秆强度抗倒测量仪等考种工具对该群体进行连续两年的抗倒伏性鉴定，并利用植物数量性状的主基因 + 多基因混合遗传模型及偏度和峰度分析对抗倒伏性进行遗传分析。结果表明，茎秆抗折力和茎秆抗折强度都受到0对主基因 + 9对微效多基因控制，茎秆抗折力和单株生物量的基因间无互作，茎秆抗折强度的基因间有互补作用，茎秆抗折力和茎秆抗折强度两年的平均遗传率在50%左右，而茎秆直径两年的平均遗传率为69.338 %，单株生物量两年的遗传率分别为52.198%和69.284%，遗传率都较低，性状受环境影响都较大，因此对于茎秆抗折力、茎秆抗折强度、茎秆直径和单株生物量，在育种选择的早期阶段都不宜太严格。同时茎秆抗折强度相比茎秆抗折力更能说明作物的抗倒伏能力，因而在抗倒伏选择育种时应更加关注。     

玉米自交系和杂交种抗茎腐病鉴定及其间抗性遗传关系的研究

1989～1993年利用当地主要致病菌──禾生腐霉菌和禾谷镰刀菌的新鲜菌剂，采用伤根法对436份自交系和53份杂交种进行了人工接菌试验及其杂交种与自交系间抗性遗传关系的研究。结果表明：同亲缘的姊妹系对玉米茎腐病的抗性表现基本相同，利用含有一个高抗亲本的二环材料不一定能选出高抗新品系来，而应用含有两个抗病亲本的二环材料却易育成高抗系；玉米自交系对茎腐病的抗性与对其它病害的抗性无“拮抗”作用，杂交种F₁代对茎腐病的抗病指数一般表现出优于其双亲平均抗病值；杂交种F₁代对茎腐病的抗感病性多趋向于母本的抗感病性。     

热带、亚热带玉米种质在北方早熟春玉米育种中的利用研究

试验选用地方常用自交系甸骨11A、红玉米、长3、Mo17(未改良自交系)和导入热带玉米种质选育的8份自交系(改良自交系),每份改良自交系分别选定2个测验种,配制16个杂交种(改良杂交种),未改良系与选定2个测验种组配的杂交种(未改良杂交种)作为改良杂交种的相邻对照,对比法设计。改良自交系和未改良自交系、改良杂交种和未改良杂交种的性状观测值作为一对数据,按成对资料统计方法分析,t测验。结果表明:甸骨11A导入Suwan1、5-56的改良自交系与红玉米杂种优势较高,红玉米导入Suwan1、EVT5的改良自交系与甸骨11A杂种优势较高,长3导入Suwan1、墨黄9的改良自交系与海014的杂种优势较高。改良自交系主要性状变化表现为生育时期延后、单株产量增加。未改良自交系熟期越早,改良自交系及改良杂交种生育时期延后时间越长,改良自交系单株产量增加幅度越大。改良自交系及其改良杂交种的玉米大斑病、茎腐病的抗性有了较大提高。     

不同基因型玉米自交系的抗旱性研究与评价

通过田间直接鉴定,采用模糊函数法,以抗旱隶属度、产量抗旱系数和抗旱指数为评价参数,分析各性状与参数间的关系,并运用主成分分析选择出有效的评价参数和指标,对各自交系进行抗旱性综合评价和聚类分析。结果表明,干旱导致玉米自交系的散粉至吐丝期间隔增加,光合叶面积减少,株高和穗位高降低,茎秆变细,穗短小,秃尖多,穗粒数少,粒重轻,最终导致产量下降。不同基因型间因抗旱性差异而所受影响明显不同,各自交系抗旱性强弱与干旱条件下的性状表现有较大关系,其中79-1E、交51、苏1-1和18599的抗旱性较好。各评价参数中,以产量抗旱指数和抗旱隶属度与干旱条件下各性状之间呈极显著或显著相关。抗旱指数、抗旱隶属度、产量和叶面积是抗旱性综合评价最有效的参数和指标。     

旅大红骨种质的利用潜力评价及改良分析

以7个旅系与2个外杂选系组配的14个组合和对照种郑单958为材料,采用随机区组设计,3次重复试验,分析由旅系组配的组合产量、抗性、农艺性状和考种性状与对照间的差异。结果表明,旅系的产量一般配合力较高,抗性、穗粗和穗长等方面优于对照,但耐密性、抗倒性、封顶性、子粒深度、含水量和出籽率等方面与对照还有差距,且生育期长于对照。     

玉米自交系耐淹性鉴定与评价

以39份玉米自交系为材料，大喇叭口期通过田间涝害模拟筛选试验，测定叶绿素(SPAD值)、地上部干物质量、绿叶数等9个指标以及各指标耐淹系数，对自交系耐淹性进行评价。结果表明，淹水条件下叶绿素(SPAD值)、地上部干物质量、绿叶数、抽雄期、吐丝期、株高受到严重影响，对地上部干物质量影响最大，地上部干物质量和株高、绿叶数呈显著相关或极显著相关，可作为田间鉴定玉米自交系耐淹性的有效指标。采用综合耐淹性状作为评价参数，经聚类分析表明，先玉335选育二环系、 X1141/昌7-2、中农大678选育二环系等8个自交系属耐淹型自交系，京157/京52B、京157/MO17、京157/PHNB2等12个自交系属敏感型自交系。     

玉米耐盐碱生理特性的杂种优势及遗传分析

利用7个自交系进行4×3不完全双列杂交,获得12个杂交组合,在盐碱土和黑土条件下进行盆栽试验,调查苗期植株形态(株高、叶面积)与生理特性(SOD、POD活性),并进行杂种优势及遗传分析。结果表明,4个指标可以用于鉴定玉米的耐盐碱性,盐碱胁迫下玉米幼苗株高和叶面积降低,SOD、POD活性升高。不同自交系耐盐碱能力差异显著,根据4个指标及减少比例进行动态聚类,筛选出郑58是耐盐碱能力较强的自交系,Mo17对盐碱最敏感,5个中耐品种中昌7-2、444和B73偏敏感。杂交种间耐盐碱能力差异显著,郑单958、郑58×178、郑58×Mo17和黄C×178是耐盐碱性较高的杂交组合,444×Mo17是敏感组合。杂交种的耐盐碱性能与性状的杂种优势无关,与亲本的耐盐碱程度有关。4个指标的广义遗传力较高,非加性遗传的作用较突出。因此,筛选耐盐碱的自交系时既要考虑有关性状,又要考虑其性状对比非逆境条件下的变化率。     

Lodging-related morphological traits of hybrid rice in a tropical irrigated ecosystem

Hybrid rice (Oryza sativa L.) has been proven to be effective in increasing yield potential, but lodging often limits its yield in high-yielding environments. This study was conducted to determine genotypic variation in lodging resistance and lodging-related morphological traits among hybrid and non-hybrid check varieties, and to identify the key morphological traits associated with lodging resistance. Lodging behavior of 16 rice genotypes, including 12 hybrids and four inbreds, was studied at the International Rice Research Institute farm during the 2004 wet season (WS) and 2005 dry season (DS). Grain yield and visual score of lodging were determined at maturity. Lodging-related morphological traits were measured at 30 days after flowering. Large genotypic differences in lodging-related morphological traits were observed. Among these traits, dry weight per unit length, breaking resistance, and lodging index (bending moment/breaking resistance × 100) of lower internodes were significantly correlated with visual score of lodging. Several hybrids demonstrated high lodging resistance although their average plant height was over 120 cm. The lodging-related morphological traits and visual score of lodging in these hybrids were comparable with those of the non-hybrid check varieties with strong lodging resistance. These results suggest that increases in dry weight per unit length and breaking resistance of lower internodes are primary targets for reducing lodging index, thus improving overall lodging resistance of hybrid rice in a breeding program.     

Association between line per se and hybrid performance under excessive soil moisture stress in tropical maize (Zea mays L.)

Excessive moisture (EM) stress during the summer–rainy season is one of the major production constraints for maize (Zea mays L.) in large areas of South and South-East Asia. A key question in breeding for tolerance to excessive moisture is the extent to which the performance of maize hybrids can be predicted on the basis of per se performance of inbred lines under excessive moisture. We attempted to identify the relationship between morpho-physiological traits and grain yield measured on inbred parents and their single cross progenies under EM stress. Responses of various morpho-physiological traits, except days to 50% anthesis, differ significantly under normal versus EM stress. Superiority of hybrid progenies over parental inbred lines increased under EM stress, suggesting that hybrids were comparatively more tolerant to EM stress than inbred progenies. Across moisture regimes, all morpho-physiological traits of hybrids, except lodging and root porosity under normal moisture, were found to be positively and significantly correlated with mid-parent traits. Our data suggest that per se performance of lines was a relatively more important factor in determining hybrid performance under EM stress, while under optimum soil moisture conditions mid-parent heterosis was relatively more important than per se performance of mid-parent. Phenotypic correlation between hybrid and mid-parent yields showed a strong relationship under EM stress (r = 0.66^**). The relationship was statistically significant under normal moisture as well, though it was comparatively weak (r = 0.41^*). Our findings suggest that performance of hybrid progenies under excessive moisture can be predicted and improved to some extent on the basis of their inbred parents that have been systematically selected and improved for EM stress.     

青枯病对不同抗性玉米自交系叶片生理特性的影响

以对青枯病抗性不同的两个玉米自交系为材料,研究青枯病对玉米叶片过氧化物酶(POD)活性、超氧化物歧化酶(SOD)活性、丙二醛(MDA)含量、叶绿素含量、可溶性蛋白含量以及电导率的影响。结果表明,接种青枯病菌后,感病自交系黄早四从14 d开始出现感病症状,抗病自交系K12HF526在30 d后才出现轻微感病症状。两个自交系对照组叶片的POD活性、SOD活性和MDA含量表现趋势一致,抗病自交系高于感病自交系。不同自交系对照组的叶片叶绿素含量一致,处理组中感病自交系明显低于抗病自交系,可能是感染青枯病导致叶绿素含量降低。抗病自交系叶片可溶性蛋白含量在接种前后差异不显著,感病自交系接种21 d后显著降低。通过电导率计算伤害率的结果表明,抗性自交系的伤害率远远低于感病自交系。