荻和南荻杂交种F1群体主要农艺性状的杂种优势、遗传及相关性分析

利用主要农艺性状上具有显著差异的荻和南荻为亲本,杂交得到种间杂交种F₁群体(232个单株)为试验材料,对荻和南荻杂交种茎节数、叶片长、叶宽、主茎长、花茎长、花序长、株高、基部茎径、平均单分蘖干重、最大分蘖干重、分蘖数和单株重等12个主要农艺性状的杂种优势进行了度量,采用主基因+多基因混合遗传模型对F₁杂交群体的12个主要农艺性状进行遗传和相关性分析。结果表明,在F₁分离群体中12个主要农艺性状呈连续的、单峰、偏态分布,说明这些性状为多基因控制的数量性状。除基部茎径外的其他11个农艺性状都有较大的中亲优势,其中单株重、平均单分蘖干重、花序长、主茎长、株高、最大分蘖干重具有显著的超高亲优势,说明杂种优势可以作为荻和南荻育种的主要方法。混合遗传分析表明,花茎长、最大茎重能检测到1对主基因,叶片宽、主茎长、株高、分蘖数、单茎均重、单株重能检测到2对主基因的存在,主基因遗传率大小顺序为叶片宽(87.76%)>单株重(81.48%)>单茎均重(65.12%)>分蘖数(59.20%)>主茎长(49.87%)>株高(48.01%)>花茎长(47.75%)>分蘖最大茎重(37.19%)。产量相关性状中的单株重、单茎均重和分蘖数具有较高的主基因遗传率,适合于早期世代选择。这12个农艺性状间存在一定的相关性,多数性状间的相关性为极显著的正相关,其中单株重与分蘖数、单茎均重、主茎长和株高的相关系数最大,在育种实践中可以利用相关性状进行间接选择。     

BMR基因型高粱不育系主要农艺性状的配合力效应

采用NCⅡ不完全双列杂交试验设计,以19份BMR基因型高粱(Sorghum bicolor)不育系为母本,以3份BMR基因型苏丹草(Sorghum sudanense)为父本,从7个主要农艺性状上分析了57个F1杂交组合的配合力和遗传力。结果表明,株高、主茎叶片数、中部叶片长度、中部叶片宽度4个农艺性状具有正向中亲优势;株高、中部叶片长度2个性状具有正向超亲优势;主茎叶片数、叶片中部长度、叶片中部宽度3个性状具有正向竞争优势;而单株分蘖数、主茎直径、主茎穗长均表现为负向优势。各组合的主要农艺性状区组间差异均不显著(P0.05),组合间呈极显著差异(P0.01)。主茎直径、主茎穗长的遗传受基因的加性和非加性效应共同作用,株高、单株分蘖数、主茎叶片数、中部叶片长度、中部叶片宽度的遗传受基因的非加性影响较大;主茎穗长宜在早代选择,而株高、单株分蘖数、主茎叶片数、主茎直径、中部叶片长度5个指标宜在高代选择。综合得出,BMR基因型高粱不育系以AMP454、AMP19、T98A的一般配合力较高,筛选出配合力较高的杂交组合为AMP19×ZS-102和AMP454×ZS-102。     

苏丹草营养成分与农艺性状通径分析

测定9个苏丹草(Sorghum sudanense)品种抽穗期饲草常规营养成分含量和农艺性状的差异,对品种间差异显著的粗蛋白质、粗纤维和粗脂肪含量以及出苗至抽穗期的日数等5个农艺性状进行通径分析.结果表明:出苗至抽穗期的日数、主茎节数和单株分蘖数对粗蛋白质、粗纤维和粗脂肪含量的直接影响和综合作用最大,并且是主要的限制性因素;出苗后生长快、抽穗早、主茎节数少、单株分蘖多的苏丹草植株、品系或品种和营养价值较高;在苏丹草品质育种中可选用出苗到抽穗期日数和主茎节数作为主要选育指标,并适当考虑单株分蘖数指标进行亲本或后代选择.     

中国西南区野生芒居群表型变异研究

生物能源被认为是21世纪最有希望在解决能源危机方面有所作为的能源。芒植株普遍高大、生物质产量高、燃烧品质好,加之其分布广泛、抗逆性强、适宜在广袤的边际土地上种植,成为一种极为理想的生物能源植物。为探明中国西南区野生芒居群的表型多态性及表型变异规律,对37个野生居群材料的9个植物学形态特征及产量性状进行了研究。结果表明,11个表型性状在居群间的差异均达到极显著(P＜0.01)水平,各性状特征在居群间存在广泛的变异,变异系数由大到小依次为单株产量干重、单株产量鲜重、分蘖数、旗叶长、旗叶宽、叶宽、茎节数、茎节长度、茎粗、株高和叶长。11个性状特征间存在显著的相关性,叶片长而且宽的芒,旗叶长而宽,植株高大,茎秆粗壮,分蘖较少,反之亦然。此外发现分蘖数、株高、叶长3项指标对芒单株产量存在显著正相关(P＜0.01),是评价芒单株产量的3项主要指标。9个植物学形态特征可归成为4个主成分因子,累计贡献率达到82.551%,最大程度上反映了所有材料测定的表型特征。采用欧氏距离系统聚类法将37个芒野生居群依据9个植物学形态特征分为3类:植株高大叶片窄长型、植株高大叶片宽长型和植株低矮叶片窄短型。     

不同秋眠级苜蓿品种数量性状的相关分析

对25个不同秋眠级苜蓿品种的11个农艺性状和5个生殖性状进行相关分析,并对其鲜草产量和种子产量的构成进行回归分析。结果表明:受秋眠级直接影响的性状有鲜草产量、株高、主茎长、茎节数、叶面积、叶长、叶宽和越冬率等8个性状,其中产草量与秋眠级呈显著正相关,相关系数0.806,越冬率与秋眠级呈极显著负相关,相关系数-0.957,其余6个性状与秋眠级均呈极显著正相关,相关系数依次为叶面积0.995、主茎长0.987、叶长0.983、株高0.940、茎节数0.900、叶宽0.885;所测苜蓿的5个生殖性状,均与秋眠级呈极显著负相关,相关系数依次为生殖枝数-0.959、种子产量-0.958、荚果数/生殖枝-0.954、千粒重-0.943、种子数/荚果-0.859。     

芒属植物重要农艺性状的主基因+多基因混合遗传分析

选芒属植物中表型性状存在显著差异的南荻(P1)与芒(P2)相互杂交,得到正、反交F_1代群体,并运用数量性状主+多基因混合遗传分析法对群体的分蘖数、腋芽数、干重、株高、基部外径、基部内径、中部外径、中部内径8性状进行了分析。结果表明:(1)在8个农艺性状中,各性状的正、反交变异范围大,均超过双亲本的变异范围。其中,基部内径、腋芽数和单株干重这3个性状变异系数最大。(2)分蘖数、腋芽数、株高、基部内径、中部外径、中部内径在正、反交后代存在显著性差异,推断可能存在母性遗传效应。(3)腋芽数的正、反交均受2对主基因+加性+显性控制,即B-2模型,主基因遗传率[hmg~2(%)]正、反交分别为86.318%和92.374%;单株干重、株高、中部外径的最适模型为A-0,即无主基因模型;分蘖数为1对主基因控制的模型;基部内径、中部内径最适模型为2对主基因控制的模型;基部外径正、反交分别是无主基因模型和1对主基因模型。     

高丹草农艺性状与产量的相关和通径分析

[目的] 明确对高丹草产量影响较大的关键农艺性状,挖掘其高产潜力,为品种选育及推广应用提供依据。[方法] 以12份高丹草材料为研究对象,对高丹草各性状进行测量,利用随机区组试验对高丹草主要农艺性状与单株干重进行相关性、主成分和通径分析。[结果] 各农艺性状的变异系数范围为11.61%~54.67%,表明各供试材料主要农艺性状存在丰富变异;各性状与单株干重相关性为株高>茎粗>叶片数>叶长>叶宽,单株干重与株高相关系数最大（0.746）,与叶宽的相关系数最小（0.349）;主成分分析共获得3个主成分,分别是株高因子、分蘖因子和叶宽因子,主成分分析中前3个主成分贡献率分别为45.855%、12.924%、11.594%,累计贡献率高达70.373%,主成分1中各性状特征向量值均为正值,单株干重、株高、茎粗、叶片数和叶长的载荷量较高,表明植株高大、主茎粗、叶片数多且植株叶片较长时,高丹草产量较高;通径分析中对植株产量直接影响的大小为株高（0.444）>茎粗（0.258）>叶片数（0.201）>叶宽（0.136）。[结论] 株高和茎粗是直接影响高丹草单株产量的重要性状。     

93份无芒雀麦种质资源产量性状的全基因组关联分析

为了解无芒雀麦（Bromus inermis）群体亲缘关系，同时挖掘控制产量相关性状的基因位点，本试验利用单核苷酸多态性（Single nucleotide ploymorphism，SNP）标记对来自国内外93份无芒雀麦进行全基因组扫描，对茎重、干草产量、节数、鲜草产量、叶重、株高、叶长、茎粗、叶宽、穗长10个重要产量性状进行全基组关联分析和群体遗传结构分析。结果表明，93份无芒雀麦共鉴定到95 708个有效SNP标记；经构建系统进化树分析，93份无芒雀麦种质材料被分成了3个类群，第I类群材料为祖先种群，第II类群材料和第III类群材料为进化分支群；通过对10个数量性状的全基因组进行关联分析，株高、穗长、茎粗、节数、叶长、叶宽、鲜草产量、干草产量、茎重、叶重分别筛选到20，24，19，21，29，19，26，31，25，33个核心SNP标记（P<0.001）。这些SNP标记经进一步筛选鉴定，可有效提高无芒雀麦新种质的分子鉴定效率，对加快无芒雀麦育种进程、加强生物多样性保护具有重要意义。     

芒属植物分蘖数性状的QTL定位

芒属植物是一种多年生C₄高大禾草,是一种重要的生物能源作物。分蘖是芒属植物重要的农艺性状之一,在调控其产量方面具有极其重要的作用。以五节芒和荻的种间杂交群体为材料,利用前期已构建的五节芒和荻的种间基因组遗传连锁图谱,结合2014年泰安、2015年泰安和东平3次重复调查的分蘖数表型数据,进行该重要性状的QTL遗传定位研究。结果表明:分蘖数频率分布呈现正态连续分布,符合数量性状遗传的特征;采用MQM复合区间作图法共定位到16个与分蘖数性状相关的QTL,单个QTL可解释的表型变异范围为11.4%~21.5%,LOD值为3.06~6.09。其中,3个QTL在3次定位分析中可重复检测到,qmfTI-2可分别解释12.7%、12.0%和15.5%的表型变异,qmsTI-1可分别解释12.0%、12.1%和19.8%的表型变异,qmsTI-2可分别解释21.5%、20.2%和13.4%的表型变异;3个QTL在2次定位分析中可重复检测到,qmfTI-1、qmfTI-3和qmsTI-4分别解释12.4%和11.4%、13.8%和13.2%、12.1%和14.3%的表型变异。通过对芒属植物分蘖数性状QTL分析,为芒属植物种质资源改良、分子标记辅助选择以及遗传学研究奠定基础。     

川西北高原50份燕麦种质农艺性状遗传多样性分析及综合评价

为客观评价燕麦种质资源农艺性状的遗传多样性,本试验对50份国外引进燕麦种质资源的27个农艺性状进行了形态多样性指数分析,并对其中的16个数量性状进行相关性分析、聚类分析和主成分分析,结果表明:遗传多样性指数最高的是穗长 (H'=2.04),变异系数最大的是营养枝数(63.36%);鲜草产量与干草产量、株高、分蘖数等呈极显著正相关(P<0.01);聚类分析将50份燕麦种质资源分为4大类群,第Ⅰ类群为早熟种质,具有植株高大、单株鲜草产量高、茎节数和小穗多、茎秆粗壮等特点,可作为选育多目标性状的优良种质或材料;第Ⅱ类群为中晚熟种质,但有益性状不明显;第Ⅲ类群属于中熟种质,植株分蘖能力强,种子千粒重高,可作为选育高产分蘖能力强的优良亲本;第Ⅳ类群属于晚熟种质,植株茎秆粗壮,可作为选育抗倒品种的优良亲本。主成分分析将16个数量性状指标集中在累计贡献率达77.00%的5个主成分中:第一主成分与燕麦牧草产量密切相关;第二主成分载荷最高的是单株营养枝数;第三主成分载荷最高的是生殖枝数;第四和五主成分主要反映茎节数和株高。综上所述,川西北地区引进的50份国内外燕麦种质资源的遗传多样性丰富,综合评价表明,种质Golden Yellow、Lightning、Golden Rain Ⅱ、Bambull Ⅱ可以作为亲本以改良当地燕麦品种。     

几种高大禾草热值和灰分动态变化研究

对3种C₃类植物(芦竹、菅、芦苇)与5种C₄类植物(五节芒、芒、岗柴、斑茅、南荻)不同器官热值和灰分含量的月变化进行了研究,并探讨了其应用前景,为禾草类能源植物筛选评价提供科学依据。结果表明,1)8种高大禾草灰分含量存在差异,且具明显的季节性变化;C₃类植物平均灰分含量分别为:芦竹(7.17±1.09)%、菅(6.33±0.60)%、芦苇(7.89±1.09)%;C₄类植物平均灰分含量分别为:五节芒(4.92±1.38)%、芒(6.27±0.94)%、岗柴(6.99±1.13)%、斑茅(5.13±0.88)%、南荻(5.10±0.82)%。2)C₃类植物中芦竹干重热值较高,C₄类植物中五节芒、芒、斑茅、南荻的干重热值比较接近,无显著差异,岗柴干重热值最低。3)芦竹的干重热值与灰分含量有显著线性相关(P＜0.05),五节芒、芦苇的干重热值与灰分含量有极显著线性相关(P＜0.01),而菅、芒、岗柴、斑茅、南荻的干重热值与灰分含量无相关性(P＞0.05)。4)C₃类植物平均去灰分热值分别为:芦竹(19.01±0.27)kJ/g、菅(18.58±0.31)kJ/g、芦苇(18.72±0.23)kJ/g;C₄类植物平均去灰分热值分别为:五节芒(18.52±0.32)kJ/g、芒(18.69±0.47)kJ/g、岗柴(18.54±0.33)kJ/g、斑茅(18.48±0.41)kJ/g、南荻(18.49±0.37)kJ/g,灰分含量不同,导致去灰分热值与干重热值的月变化趋势不同。     

4种芒属植物光合特性研究

以芒(Miscanthus sinensis)、五节芒(M. floridulus)、荻(M. sacchariflorus)和南荻(M. lutarioriparius)等4种典型芒属植物为试验材料,用LI-6400便携式光合仪测量不同时期的光合特性,来研究芒属植物光响应及光合特性的季节性变化规律。结果表明:光合作用参数对不同光合有效辐射的响应在种间有差异,除南荻的光饱和点(LSP)在800 μmol·m^-2·s^-1左右外,其他3种约在1000 μmol·m^-2·s^-1;最大净光合速率(P_nmax)由大到小依次为荻(47.3 μmol·m^-2·s^-1)、南荻(38.6 μmol·m^-2·s^-1)、五节芒(20.4 μmol·m^-2·s^-1)、芒(8.0 μmol·m^-2·s^-1);表观量子效率(AQY)依次为荻(0.123)、南荻(0.108)、五节芒(0.089)、芒(0.022),荻和南荻的光能转化率强于五节芒和芒。主生长季的净光合速率(P_n)表现出明显的季节性变化,并与生长速率同步,种间差异极显著(P< 0.01),荻和南荻的P_n值高于芒和五节芒。 4种芒属植物在主生长季的水分利用率(WUE)最小值在6-7月,最大值在8-9月,表现出耐旱耐高温能力,且种间差异显著(P< 0.05)。     

不同种植年限皇竹草产量与生物学性状关系分析

摘要：为研究不同种植年限皇竹草（Pennisetum hydridum）产量与生物学性状之间的关系,对生长1~3年的皇竹草一年内不同时期的产量及生物指标进行跟踪观测。结果表明,皇竹草植株株高、分蘖数、有效茎数和产量等均随种植年限的增加而明显提高,其相互间关系极显著正相关。 通过相关性分析和通径分析发现,有效茎数、节数和分蘖数对皇竹草产量的直接和间接作用最大。 同时,一元回归分析显示,以节数为变量的拟合程度最高,而五元线性回归模型Y=-23.742+0.031X1+0.261X2+0.187X3+0.025X4+0.825X5,R2=0.822（P<0.01）对不同种植年限的田间实际产量拟合最佳。综合分析认为,植株分蘖数、有效茎数和节数为皇竹草产量的最重要影响指标。     

封育年限对典型草原大针茅无性系构件组成与生长的影响

研究不同封育年限对黄土高原大针茅(Stipa grandis)无性系构件结构组成和生长的影响,可为阐明无性系构件组成和资源分配提供一定基础。在黄土高原典型草原选取不同封育年限区(10和20年)和放牧地(对照)作为试验样地,采用整个无性系完整挖掘的方法进行大针茅无性系构件特征的研究。结果表明：1)与放牧相比,封育10年显著增加了大针茅无性系丛径、生殖枝高度和花序高度(P < 0.05),而封育20年则显著提高了大针茅无性系丛径、总枝数、生殖枝数、营养枝数、分蘖芽数、生殖枝高度、花序高度、地上总生物量、营养枝生物量和花序生物量(P < 0.05)。封育降低了大针茅生殖枝数、生殖枝高度、花序高度、地上总生物量、生殖枝生物量和花序生物量的变异系数。2)随封育年限增加,营养枝生物量比例明显提高,生殖枝生物量比例下降,但花序生物量比例基本不变。3)封育措施显著提高了营养株单株生物量(P < 0.05),但生殖株单株生物量和全体分枝单株生物量与放牧处理差异不显著(P > 0.05)。4)大针茅丛径与地上总生物量、生殖枝数、生殖枝生物量、花序生物量呈极显著正相关关系(P < 0.001),与营养枝生物量呈极显著正相关关系(P < 0.01),与总枝数呈显著正相关关系(P < 0.05)。而地上总生物量与生殖枝数、营养枝数、总枝数、营养枝生物量呈极显著正相关关系(P < 0.001),与分蘖芽数、生殖枝生物量和花序生物量呈极显著正相关关系(P < 0.01)。分蘖芽数与营养枝数、总枝数、营养枝生物量呈极显著正相关关系(P < 0.001),与地上总生物量呈极显著正相关关系(P < 0.01)。综上所述,短期封育提高了大针茅的生殖分配,使大针茅迅速成为群落优势种,而长期封育使大针茅更依靠无性繁殖进行种群更新。     

Tiller population dynamics in eight cultivars of elephant grass during undisturbed growth

The aim of the study was to assess tiller population dynamics of aerial and basal tillers in eight cultivars of Pennisetum purpureum (Schumach.), syn. Cenchrus purpureus (Schumach.) Morrone, in a warm humid climate in Veracruz, Mexico. This is a pioneer study on tiller population dynamics in elephant grass under conditions of undisturbed growth. The tiller population assays included data from 14 days after cutting until 154 and 182 days after cutting for the dry and wet seasons, respectively. On each sampling date, a distinctive ring was placed on every new tiller, and rings were removed from dead tillers. Tiller density, mortality and appearance were determined. In wet seasons, copious tillering occurred on initial regrowth (by day 42, mostly aerial tillers, with a ratio of 2:1 to 4:1 for aerial to basal tiller appearance), and on day 98 (a higher proportion of basal tillers, with an aerial to basal tiller ratio of 1.5:1). Aerial tillers showed a higher overall mortality rate than basal tillers (29.0 vs 14.4). Younger basal tillers showed higher mortality than older tillers. Higher tiller density occurred during the dry season, where it increased gradually until day 70 and then declined. The cultivars ‘Cameroon‘, ‘CT115‘ and ‘OM22‘ showed remarkably high tillering ability. The findings indicate that harvesting a forage bank is possible from day 70 during a dry season.     

Influence of grazing frequency and intensity on aerial and reproductive tillering in Lolium perenne L. under subtropical conditions

Abstract

Reproductive and aerial tillering dynamics in Lolium perenne L. (perennial ryegrass) was monitored for two years under grazing. Reproductive tillers were observed from winter (June) to midsummer (February) with the main period of initiation occurring in spring to early summer (August to October). For infrequent lenient grazing, reproductive tiller densities ranged from 102 (July 1993) to 1 900 (September 1993) tillers m^?2, and from 29 (June 1994) to 980 (September 1994) tillers m^?2. By contrast, simulated continuous grazing (CG) resulted in reproductive tiller densities ranging from 13 (August 1993) to 100 (October 1993) tillers m^?2, and from 25 (July 1994) to 46 (September 1994) tillers m^?2. Aerial tillers were initiated mainly during spring, and to a lesser extent autumn and winter, with no appreciable number being recorded during summer. For infrequent lenient grazing, aerial tiller densities ranged from 25 (February 1993) to 1 620 (September 1993) tillers m^?2, and from 362 (August 1994) to 1 524 (September 1994) tillers m^?2. By contrast, CG resulted in aerial tiller densities ranging from 123 (May 1993) to 14 (June 1993) tillers m^?2, and from 5 (July 1994) to 29 (May 1994) tillers m^?2. There was no indication that reproductive or aerial tillers contribute to the persistence of perennial ryegrass under the grazing frequencies and intensities tested.     

象草若干生物学性状与产量的关系分析

为研究不同类型象草(Pennisetum purpureum Schum.)产量与形态特征之间的关系,以杂交狼尾草(Pennis-etum americanum×P.purpureum)为对照,于2007年对16个象草实生苗株系以及紫象草(114)进行研究,对产量、叶/茎比、株高、分蘖数、叶长、叶宽以及茎粗等生物学性状进行了分析。结果表明:所有调查性状品系间存在显著差异(P<0.05);株高、分蘖数与产量成极显著正相关(P<0.01);叶长、叶/茎比与产量成极显著负相关(P<0.01);通径分析认为株高、叶/茎比对产量的直接作用最大;根据产量、株高以及叶/茎比等生物学性状可将参试材料分为矮生多蘖、较高中蘖、较高少蘖以及高大少蘖共4种类型。