使用谷穗高维形态估算谷子穗粒重的方法研究

从谷子穗粒重与谷穗高维形态关系的角度,分析谷子穗长、穗粗、穗侧面积、穗体积与谷子穗粒重的关系。利用图像处理技术采集9个谷子品种的果穗几何特征,分析穗粒重对谷穗几何特征的回归,并分别与穗长、穗粗、穗侧面积、穗体积组合建立直线回归方程。4种几何特征与穗粒重的回归方程的决定系数分别为:穗长在0.0786~0.7842之间,穗粗在0.2686~0.7894之间,穗侧面积在0.5705~0.9176之间,穗体积在0.5527~0.9057之间。穗侧面积和穗体积是反映谷穗形态的两个重要性状,能够高精度预测穗粒重。     

玉米杂交组合性状及产量的多重分析

【目的】 研究32份玉米组合农艺性状与产量多重比较,分析影响性状的遗传因子,选择最有效的育种方法。【方法】 选用4个玉米自交系为测验种,8个自交系为被测系,按照不完全双列杂交设计,组配32份组合。测定玉米杂交种穗长、穗粗、产量、轴粗、粒长、百粒重、穗行数、秃尖长、生育期等11个农艺性状,并采用变异性、相关性、通径、主成分和聚类分析进行比较和评价。【结果】 参试材料的11个农艺性状的变异系数7.31％~69.85％;穗粗、百粒重、行粒数和穗长对产量呈极显著正相关（r=0.744 2、0.733 0、0.621 6和0.634 8）,秃尖长与产量间呈负相关（r=-0.012 6）;穗行数、穗长、百粒重、穗高、茎粗、轴粗、株高本身的直接效应对产量有正向作用,秃尖长、轴粗、行粒数本身的直接效应对产量有负向作用;对产量贡献大小排序为穗行数因子>穗长因子>百粒重因子>籽粒长因子。32份材料可划分为4 个类群,依据各类群的特点进行品种选育。【结论】 在玉米育种材料筛选时,果穗行粒多、果穗轴粗和秃尖小的育种材料,要关注百粒重,并与其他性状间的关联,充分挖掘种质资源潜力,选育出优异的玉米品种。     

基于主成分分析的玉米杂交组合脱水性综合评价

【目的】综合评价36份玉米杂交组合产量性状与收获时籽粒脱水速率快慢,筛选出籽粒脱水性快的品种,为选育高代群体育种材料提供依据。【方法】以4份玉米自交系为测验种,9份玉米高代系为待测系,采用NCII不完全双列杂交组配设计,对其籽粒脱水速率及产量性状进行相关性、主成分、隶属函数、聚类分析等进行综合评价。【结果】玉米杂交组合各性状的变异系数从小到大排序依次为生育期<株高<穗粗<穗行数<轴粗<百粒重<行粒数<穗长<穗高<穗轴含水率<单株粒重<籽粒脱水速率<收获时籽粒含水率<苞叶含水率<籽粒脱水含水率<秃尖长,秃尖长为64.63%、籽粒脱水含水率27.31%,生育期仅为1.39%。收获时籽粒含水率与株高、穗粗、行粒数和生育期呈极显著正相关。籽粒脱水速率与株高、穗粗和行粒数均呈显著负相关,与生育期和穗轴含水率呈极显著负相关。前8个主成分的特征向量值和贡献率达到了86.39%。【结论】筛选出7个脱水快利于机械收获的玉米杂交组合。     

玉米果穗DUS性状测试的图像处理应用研究

 【目的】评价图像处理法采集和数量化玉米果穗特异性、一致性和稳定性测试（DUS）性状的技术适用性。【方法】以4个品种各50个果穗及8个品种93～107个穗轴为材料,通过图像处理采集玉米DUS测试指南规定的7个性状（穗长、穗粗、穗形、粒顶色、穗轴色、穗行数和籽粒排列形式）,应用多性状整体控制单一比较法分析品种特异性。【结果】穗长、穗粗和穗行数的图像处理误差分别为6.2%、1.6%和0.66%。果穗的穗缘角（穗形）在0～2.22°之间变化,各品种穗行角（籽粒排列形式）均值在89.4°～90.7°之间。穗形等4个质量或假质量性状成功转换为数量性状,信息量随之增加。籽粒顶端颜色在果穗间和果穗侧面间的差异都极其微小,其它性状的果穗侧面间差异与果穗间差异相当或者更小。图像处理容易获得同源样品的更多形态性状,可能导致品种伪差异的风险升高。【结论】图像处理具有客观、高效、低成本地采集和数量化玉米果穗DUS性状和其它更多性状的能力,结合多性状整体控制单一比较法等适当的统计分析技术,将在中国的新品种DUS测试中发挥越来越重要的作用。     

粮饲兼用型玉米杂交种穗部性状的相关与通径分析

对16个粮饲兼用型玉米杂交种的穗长、穗粗等9个性状的相互关系及其对玉米籽粒产量的作用研究表明,玉米穗长与籽粒产量达到极显著正相关(r=0 .6 816 * * ) ,其余性状均未达到显著水平。果穗粗、秃顶长与秃顶率与籽粒产量之间呈负相关,但不显著。通径分析结果表明,穗部各主要性状与籽粒产量直接通径系数均为正值,其中玉米果穗行粒数对籽粒产量的直接效应最大(P=0 .4 981) ,其次是出籽率、穗轴粗、穗长、百粒重等。所以在粮饲兼用型玉米高产育种中要高度重视果穗行粒数、出籽率、穗轴粗、穗长、百粒重等好的类型,对果穗粗、秃顶长与秃顶率等性状的选择可适当放宽标准,同时也要注意到各性状间的相关性     

中国不同时期玉米单交种产量变化的研究

 【目的】分析中国不同时期玉米品种产量、杂种优势及主要农艺性状发展变化规律,为今后玉米育种的发展提供理论依据和参考意见。【方法】利用中国不同时期具有代表性的20个玉米单交种及其32份亲本自交系为材料,采用3点裂区试验设计,分析产量、杂种优势及主要农艺性状的变化规律,产量与各性状间的相关性。【结果】品种产量和中亲产量随年代推进逐渐提高;早期品种高密条件下产量下降,当前品种随密度增加产量逐渐提高;不同时期品种随年代变化杂种优势在低密条件下逐渐增加,而高密条件下逐渐下降,中密和平均杂种优势没有变化;随年代变化,雄穗分枝和穗上叶与主茎夹角逐渐减少,行数、籽粒长和百粒重逐渐增加,行粒数、出籽率和容重没有变化;随年代变化品种产量增加与杂种优势效应相关性不显著,与穗行数、穗粗、籽粒长、百粒重和中亲产量呈极显著正相关,与雄穗分枝数和穗上叶与主茎夹角呈极显著负相关。【结论】杂种优势并没有显著提高,亲本产量的提高、种植密度的增加、株型的改善、雄穗分枝的减少及果穗性状的优化是当前中国玉米产量提高的主要原因。     

辽北地区高产玉米品种筛选与研究

<正>以郑单958为对照品种,研究了5个玉米品种的籽粒产量和主要经济性状的差异。综合比较了各品种株高、产量,以及穗粒数、穗行数、千粒重、果穗长、果穗重、穗粗、穗粒重、穗轴重、穗轴率、倒伏率。结果表明:铁研358和铁研58在产量、植株大小、根系大小和抗倒性等方面均表现较好,是5个参试品种中产量表现较好的玉米品种,可以在辽北地区大面积推广种植。1.1供试材料以在辽北地区种植面积最大5个玉米品种为供试材料,     

FACE条件下O3浓度增高对小麦产量和籽粒充实的影响

 【目的】探讨近地层大气O3浓度增高对小麦生产的影响。【方法】2007—2009年度应用FACE研究平台,以O3自然浓度(A-O3)为对照,设计O3浓度增高50% (E-O3)进行对比试验,采用烟农19、扬麦16、嘉兴002、扬麦15和扬辐麦2号等5个品种为对象,研究大气O3浓度增高50%对不同基因型小麦品种籽粒产量及其构成因素的影响。【结果】O3浓度增高显著降低小麦籽粒产量,降幅为10.10%—34.51%,平均为19.74%,品种、年度间存在显著或极显著差异。O3浓度增高条件下千粒重降低17.88%(10.16%—29.47%);每穗粒数下降3.47%(-1.53%—11.90%),但穗数平均较对照增加0.95%(-14.58%—23.74%),处理、品种和年度间存在显著或极显著差异。O3浓度增高50%使籽粒长、宽、厚和籽粒体积分别减小0—4.16%、7.95%—20.24%、2.66%—11.00%和8.5%—31.5%;皱缩指数增大0.23%—36.66%,籽粒灌浆速率降低,籽粒充实度变化为-21.40%—3.76%,最终导致粒重降低。【结论】FACE条件下O3浓度增高使籽粒灌浆物质来源不足,籽粒库容变小,充实度降低,粒重变小,最终导致小麦籽粒产量下降。     

黄淮海糯玉米鲜穗和鲜籽粒产量与农艺性状的灰色关联度分析

采用灰色关联度方法,对2018年国家黄淮海地区鲜食糯玉米区试的18个组合15个农艺性状的分析,求得鲜穗产量和鲜籽粒产量主要农艺性状关联度,并对关联度进行排序。结果表明:鲜穗产量与各农艺性状的关联度的次序为鲜籽粒产量鲜百粒重穗长秃尖长穗粗穗行数籽粒深度双穗率空秆率行粒数出苗-采收鲜出籽率穗位株高,鲜籽粒产量与各农艺性状的关联度次序为鲜穗产量穗长秃尖长鲜百粒重双穗率穗行数空秆率穗粗鲜出籽率出苗-采收行粒数籽粒深度穗位株高。鲜穗产量与鲜籽粒产量关联系数最大为0.9。因此,在鲜食糯玉米育种中,不管是鲜食果穗型或籽粒加工型,都要高度重视产量因素,加强对穗长、鲜百粒重、秃尖长和穗行数的选择。     

密植条件下玉米主要农艺性状的综合性分析

【目的】研究新疆北疆地区玉米品种密植条件下的株高、穗位高、穗长、穗粒数、穗粒重、脱粒含水量等主要农艺性状和产量的变化，找出该地区密植条件下玉米产量的主要因子，为筛选出适宜新疆北疆地区种植的耐密高产优质的玉米品种提供科学依据。【方法】采用北疆18个中熟玉米品种为材料，在10.5×10⁴株/hm²密度下，分析各参试玉米品种产量及主要农艺性状。【结果】在密植条件下各参试品种产量差异极显著；产量与行粒数(r=0.565^*)、百粒重(r=0.485^*)呈显著正相关；18个玉米品种的9个农艺性状可以解释85.6%的产量变异；优化后的线性回归方程为Y=-16.391+0.469X₆+0.33X₈。【结论】新疆北疆博州地区密植条件下选择玉米品种时，选择穗长稍长、穗粒重较大、百粒重较重且脱水快的品种，华西704,登海1707和华西917可作为新疆博州地区中熟春播地膜玉米栽培选择品种。     

淹水胁迫对夏玉米籽粒灌浆特性和品质的影响

【目的】探讨气候变化下持续降雨造成的大田淹水对夏玉米籽粒灌浆特性和品质的可能影响。【方法】以登海605（DH605）和郑单958（ZD958）为试验材料,设置大田淹水时期（三叶期、拔节期、开花后10 d）和淹水持续时间（淹水3 d和6 d）处理,分析夏玉米籽粒干重和体积的增长、籽粒灌浆参数、籽粒粗脂肪、粗蛋白、总淀粉含量、支/直比值以及可溶性总糖和蔗糖含量等指标的变化。【结果】淹水胁迫后籽粒干重增长速率降低,籽粒灌浆参数减小,且三叶期淹水6 d下影响最大,DH605和ZD958到达最大灌浆速率时的天数（Tmax）、最大灌浆速率（Gmax）、灌浆速率最大时的生长量（Wmax）和籽粒灌浆活跃期（P）较对照分别下降 25.18%、18.44%、48.21%、36.45%和18.18%、1.69%、32.68%、31.80%;两品种淹水后均空秆率增加,穗粒数和千粒重显著降低,产量下降,减产幅度表现为三叶期淹水＞拔节期淹水＞开花后10 d淹水,淹水6 d＞淹水3 d;淹水下籽粒粗蛋白、总淀粉、可溶性总糖和蔗糖含量显著降低;支链淀粉含量显著降低,但直链淀粉含量有所升高,因而支/直比值降低;淹水后籽粒中粗脂肪含量显著提高,三叶期淹水6 d造成的影响最显著,两品种较对照分别提高了49.08%和33.08%。【结论】淹水胁迫显著降低了夏玉米籽粒最大灌浆速率及灌浆速率最大时的生长量,抑制了籽粒灌浆,严重影响籽粒干物质的积累,导致夏玉米产量显著下降;淹水胁迫降低了籽粒可溶性总糖、蔗糖和淀粉含量,淹水胁迫后籽粒粗蛋白含量和支/直比值也显著降低,而粗脂肪含量显著提高;三叶期淹水对其影响最显著,拔节期淹水次之,开花后10 d淹水的影响较小,其影响随淹水胁迫时间的延长而加剧。     

不同氮水平下玉米苗期生长性状及成熟期产量的QTL定位

 【目的】研究玉米苗期氮素利用效率相关性状与成熟期产量之间的遗传关系。【方法】以优良杂交种豫玉22两亲本Z3和87-1为基础构建的一套F8家系的RIL群体为研究材料,在高、低氮两种条件下,通过苗期水培试验和成熟期田间试验,利用复合区间作图法对玉米苗期地上部干重、根干重、总根长、根冠比以及成熟期产量性状进行了QTL定位。【结果】利用Windows QTL Cartographer 2.5 软件,在LOD＞2.5条件下共定位到22个QTL位点,其中高氮下定位到10个QTL,低氮下定位到12个QTL,两种氮水平下共位或紧密连锁的QTL位点很少,表明不同氮水平下的遗传机制不同。在第5和第7染色体上发现了苗期根系相关性状与成熟期产量之间存在连锁关系。【结论】苗期根系性状对成熟期的产量形成具有重要的作用,在氮高效遗传育种中可以把苗期根系性状作为一个重要的选择指标。     

基于品种熟期和籽粒脱水特性的机收粒玉米适宜播期与收获期分析

【目的】规模化生产条件下,需要兼顾产量和效率的协同提高。通过合理配置不同熟期品种及播期,能够延长播种和收获的机械作业时间,提高机械利用效率和玉米生产效率。【方法】本研究于2015—2017年,选用KWS9384、新玉77和M751 3种不同熟期的主栽玉米品种,观测籽粒含水率变化动态,建立基于授粉后积温(≥0℃)的籽粒含水率预测模型,结合当地气象数据,分析不同品种的播种与收获时期。【结果】结果表明,不同熟期品种的产量和适播期不同。早熟品种KWS9384适宜播期和收获期更长,但产量较晚熟品种低;晚熟品种新玉77和M751产量高,但满足生理成熟及脱水至适宜机械粒收含水率的时间更长。通过早熟品种和晚熟品种的搭配,可以有效延长玉米播种及机械粒收的作业时间;早播晚熟品种、晚播早熟品种的配置方案,能够较好地协调产量和籽粒脱水的关系。【结论】通过分析不同品种适宜播种期及其相应的适宜收获期,提出了高产高效协同生产目标下的品种和播期配置原则,实现特定生态和生产条件下机具利用效率和效益的最大化,为相关技术需求的研究和应用提供思路。     

玉米品种穗部性状差异及其对籽粒脱水的影响

【目的】玉米籽粒脱水速率快、收获期含水率低是适宜机械粒收品种的基本要求。穗部性状是玉米遗传基础的直观表现,与籽粒脱水有较紧密的联系,探寻二者之间的关系、明确影响籽粒脱水速率的关键指标,对于适宜机械粒收品种的选育和筛选具有重要意义。【方法】本研究以黄淮海夏玉米区当前主推的22个品种为研究对象,按苞叶、籽粒、穗轴和穗柄等部位将穗部性状分为41个指标参数,于2015—2016年进行连续观测,并与衡量籽粒脱水快慢的5个参数(生理成熟前籽粒脱水速率、生理成熟后籽粒脱水速率、籽粒总脱水速率、生理成熟期籽粒含水率和收获期籽粒含水率)进行相关分析。【结果】41个穗部指标在品种间均存在极显著差异,其中部分指标与籽粒脱水特征密切相关。苞叶长度与生理成熟后籽粒脱水速率显著负相关,与收获期籽粒含水率显著正相关;"苞叶长度/果穗长度"与生理成熟后籽粒脱水速率显著负相关;果穗夹角与籽粒总脱水速率显著正相关;穗轴生理成熟期含水率与籽粒生理成熟期、收获期含水率均呈极显著正相关关系;穗粒数与生理成熟前籽粒脱水速率、总脱水速率分别达到极显著、显著水平的负相关关系;"果穗长度/行粒数"与籽粒生理成熟前、后和总脱水速率分别呈显著或极显著正相关关系,与收获期籽粒含水率呈显著负相关关系;生理成熟期百粒干重与籽粒含水率呈显著负相关关系;而穗部其他性状与籽粒脱水速率、生理成熟期和收获期籽粒含水率均无显著相关性。【结论】黄淮海区域现有玉米品种穗部性状差异较大,苞叶短、穗轴生理成熟期含水率低、果穗夹角大、穗粒数少、籽粒小等穗部特征有利于籽粒脱水,可为适宜机械粒收品种的筛选和选育提供参考。     

43个玉米品种在新疆吐鲁番旱区表现和抗旱类群划分

目的 基于形态指标和产量指标,将43份引进玉米品种划分为不同群体,并筛选出适合新疆旱区种植的玉米品种。方法 以43个玉米品种为材料,测定其在干旱胁迫下株高、穗位高、茎粗、单株穗数、穗长、穗粗、穗行数、穗粒重、百粒重、籽粒产量以及茎叶鲜重和茎叶干重等12项指标。运用相关分析、主成分分析、聚类分析、逐步判别分析和多元方差分析等方法综合评价多个玉米品种的抗旱性能。结果 12项数量性状间存在一定的相关性和信息的重叠,35对数量性状的相关系数达极显著水平,21对数量性状相关系数达到显著水平。前3个主成分代表了43个玉米品种的12项数量性状71.02%的信息,其贡献率分别为27.49%、27.41%和16.12%。其中,第一主成分是营养体生长状况,包括株高、穗位高、茎粗和茎叶重量;第二主成分是生殖生长状况,包括穗数、穗长、穗粒重、百粒重和产量;第三主成分是穗行数和穗粗。当类间距离为4.5时,43个玉米品种被聚为5大类。其中,第Ⅱ类属于高产品种,包含3个品种;第Ⅲ类属于中高产品种,包含7个品种;第Ⅳ类属于中产品种,包含10个品种;第V类属于中低产品种,包含19个品种;第Ⅰ类属于低产品种,包含4个品种。42个玉米品种被正确判别,判对概率为97.67%;1个玉米品种被误判,误判率为2.33%。结论 类群划分的结果准确可靠,选育的第Ⅱ类和第Ⅲ类玉米品种能够显著的增产,玉米育种在抗旱性方面进展明显。玉米正播模式引种,辽单145和辽单1211;复播玉米品种郑单958最佳。     

四倍体小麦胚大小性状QTL定位与分析

【目的】挖掘小麦胚大小性状相关的数量性状位点，解析胚大小与其他重要农艺性状之间的相关性，为胚相关性状QTL的精细定位及育种利用奠定基础。【方法】以四倍体小麦矮兰麦（Ailanmai）和野生二粒小麦（LM001）构建的121份F8代重组自交系群体（AM群体）作为研究材料，将其分别种植于成都市崇州试验基地（2018、2019和2020年）、成都市温江区试验基地（2020年）和雅安市试验基地（2020年），调查5个环境下的胚长、胚宽、胚长/胚宽、胚长/粒长、胚宽/粒宽以及胚面积6个性状，结合基于小麦55K SNP芯片构建的遗传连锁图谱对上述6个性状进行QTL定位。【结果】胚大小性状呈近似正态分布，符合数量性状的遗传特征。QTL定位共检测到27个胚大小相关性状的QTL，其中，7个分别控制胚长和胚宽的QTL可解释7.75%—21.74%和7.67%—33.29%的表型变异，共检测到5个在多环境稳定表达的主效QTL:QEL.sicau-AM-3B、QEW.sicau-AM-2B、QEW/KW.sicau-AM-2B、QEL/EW.sicau-AM-2B-1和QEA.sicau-AM-2B，其贡献率...     

花期干旱胁迫对不同夏玉米品种花后干物质积累运转及产量的影响

【目的】明确花期不同程度干旱胁迫对夏玉米花后干物质运转的影响机制,为夏玉米抗旱栽培提供理论依据。【方法】于2018—2019年在人工控水条件下,以干旱敏感型品种伟科702（WK702）和耐旱型品种郑单958（ZD958）为供试材料,于玉米花期设4个干旱胁迫处理,分别为CK（对照,全生育期正常灌水）、T1（花前干旱胁迫）、T2（花后干旱胁迫）和T3（花期连续干旱胁迫）,探究花期不同程度干旱胁迫对玉米植株形态、叶面积指数、花后干物质积累分配及运转和籽粒产量的影响。【结果】花前干旱胁迫能抑制株高、穗位高、茎粗和叶面积的生长,而花后干旱胁迫的影响较小,但生育后期叶面积指数下降幅度较大。花期干旱胁迫不仅显著降低夏玉米花后干物质积累量（P<0.05,下同）,还抑制茎叶等营养器官干物质向籽粒的运转,降低干物质运转量、运转率及其对籽粒产量的贡献率,使成熟期干物质在籽粒中的分配比例减少。花前干旱胁迫对夏玉米穗长、穗粗、穗粒数和百粒重等穗部性状的影响大于花后干旱胁迫。花期干旱胁迫导致夏玉米籽粒产量显著下降,其中花期连续干旱胁迫籽粒产量降幅最大,花前干旱胁迫籽粒产量降幅大于花后干旱胁迫;ZD958在T1、T2和T3处理下的籽粒产量分别比对照下降20.1%、15.6%和35.9%,WK702分别比对照降低32.3%、19.3%和51.3%。【结论】花期干旱胁迫在不同程度上影响夏玉米的植株形态、有效光合面积、花后干物质积累与运转等,导致夏玉米产量显著降低,对干旱敏感型品种WK702花后干物质积累与运转的抑制高于耐旱型品种ZD958。     

中国不同年代玉米单交种及其亲本主要性状演变 对密度的响应

【目的】探讨中国不同年代玉米主要性状的演变规律及其对密度的响应,为玉米品种的遗传改良提供理论依据。【方法】选择中国1960s、1980s、2000s 3个年代在生产中大面积推广应用的玉米单交种及其亲本为试验材料,比较分析了遗传改良过程中玉米单交种及其亲本主要性状的演变特征。【结果】随着年代的更替,不同时期玉米单交种及其亲本的籽粒产量均显著提高,其中2000s单交种相比1980s和1960s平均提高25.7%和35.8%,而其亲本提高了16.3%和29.7%,百粒重明显增加,但杂种优势指数差异不显著。不同年代玉米随年代更替株高、穗位高以及穗位高/株高变化不明显,而植株茎粗增大,叶向值显著升高,植株形态耐密抗倒明显增强。当代品种及其亲本的干物质积累量、花后物质/总干重、收获指数均明显高于1980s和1960s品系,高密度条件下当代品系的光合生产能力（平均叶面积指数、叶绿素含量和平均净光合速率）具有明显优势。高密度条件下当代品种具有较高的粒叶比,且单位叶面积指数可以获得较高的籽粒产量。相关性分析表明,籽粒产量与百粒重、穗粒重、茎粗、叶向值等形态性状显著正相关,与株高、穗位高和穗位高/株高相关性不显著,而与生物量、花后物质比例以及平均净光合速率呈显著正相关;单交种的粒叶比和单位叶面积获得的籽粒产量与其产量呈极显著正相关,而其亲本中二者与籽粒产量相关性不显著。表明高产玉米群体的生理耐密性得到明显改善。【结论】中国玉米品种的遗传改良过程中,籽粒产量的提高是其植株形态改良和生理耐密性协同提高的结果。