不同春玉米品种茎秆显微结构对抗折强度的响应

以冀西北寒旱区9个春玉米品种为研究对象,通过测定玉米基部第3节抗折强度,利用光学显微镜观察其茎节显微结构,对维管束各项显微指标与节折强度进行相关分析,研究春玉米节折强度与茎秆显微结构之间的关系。结果表明,不同春玉米品种间节折强度达显著水平。对各品种维管束显微指标进行统计分析表明,维管束鞘厚度和表皮细胞厚度变异系数最大,分别达到34.8%和23.2%;茎节维管束数目增多不利于节折强度的提高(r=-0.945**,r=-0.927**),维管束平均面积、韧皮部面积增大有利于节折强度的增加(r=0.831*,r=0.799*;r=0.733*,r=0.786*)。通径分析表明,维管束数目对节折强度的直接效应最大,表皮细胞厚度次之,维管束最大面积、维管束鞘厚度、韧皮部面积等指标也通过维管束数目对茎折强度起间接作用。参试品种中,京农科728、纪元108维管束数目较少,维管束平均面积、韧皮部面积较大,茎折强度较高,抗倒伏性优于其他品种。     

玉米常用自交系茎节抗折强度分析

通过采用新的玉米茎节抗折强度测定方法,研究了23个玉米常用自交系的茎节抗折强度及其与株高、穗位高、去鞘茎粗、带鞘茎粗及叶鞘厚度等性状的相关关系。结果表明：抽雄后6 d不同自交系间茎节抗折强度呈现极显著差异;抽雄后6 d带鞘茎节抗折强度与株高、穗位高及地上第3节茎粗显著不相关,而与折断处去鞘茎粗、带鞘茎粗和叶鞘厚度呈极显著正相关。通径分析表明,抽雄后6 d带鞘茎节抗折强度受折断处带鞘茎粗的直接影响,去鞘茎粗和叶鞘厚度对带鞘节抗折强度的影响是通过其对带鞘茎粗的直接作用而间接实现。抽雄后6 d的叶鞘贡献率要高于抽雄后15 d,6 d时叶鞘贡献率的变异幅度较大;带鞘茎节抗折强度的变异幅度低于去鞘茎节抗折强度。育种上抗茎折材料的选择应注重穗位以上茎节粗度及叶鞘厚度两个性状。     

深松方式与施氮量对玉米茎秆解剖结构及倒伏的影响

以不同深松方式和施氮量下玉米茎秆解剖结构的变化为研究内容,从微观角度研究玉米倒伏机理及调控措施.结果表明,茎秆表皮厚度、维管束的数量和面积、木质部和韧皮部面积与倒伏均呈显著负相关关系.通过深松及适量施氮均可调节维管束结构.对倒伏率的影响,维管束面积表现为大维管束大于小维管束;维管束内部结构表现为韧皮部面积大于木质部面积.深松和施氮均提高了维管束的输送效率.玉米倒伏率与茎秆中含氮量呈显著负相关关系,与含磷量和含钾量的关系不密切.玉米茎秆的抗折强度与倒伏率呈负相关关系,适量增施氮肥可提高茎秆的抗折强度.施氮量为225 kg/hm2时结合隔行深松,玉米茎秆维管束内部结构发达、输送效率最高、抗折强度最大、倒伏率最低.     

不同玉米品种主要农艺性状与产量的相关和通径分析

通过对2019年国家玉米品种试验东华北中熟春玉米组的44个玉米品种的8个农艺性状与产量进行相关分析、回归分析与通径分析,探讨各性状与产量的相关关系,以明确各性状对产量的相对重要性,为优良玉米品种的选育提供理论依据。结果表明:(1)44个参试玉米品种的产量及主要农艺性状变异系数为7.09%～82.23%,空秆率、倒伏率、倒折率、茎腐病、瘤黑粉病等性状遗传变异程度较大。(2)对主要农艺性状与产量进行相关和偏相关分析,产量与空秆率(r=-0.404),产量与茎腐病率(r=-0.430)呈极显著负相关;产量与倒折率(r=-0.340),产量与大斑病级(r=-0.317),产量与瘤黑粉病率(r=-0.318)呈显著负相关。株高与产量的偏相关系数为0.409,呈显著正相关;空秆率与产量的偏相关系数为-0.452,呈极显著负相关。(3)通径分析中各性状对玉米产量的直接通径系数大小依次为:株高(0.574)空秆率(-0.480)茎腐病(-0.313)倒折率(-0.224)穗位(-0.218)瘤黑粉病(-0.149)大斑病(-0.039)倒伏率(-0.021),株高对产量的直接正向效应最大,空秆率对产量的直接负向效应最大,茎腐病对产量的直接负向效应较大。说明:在相同的气象条件和栽培条件下,玉米品种不同,其空秆率、抗倒性、抗病性明显不同;株高、空秆率、茎腐病是影响玉米产量的主要因素,在高产玉米品种选育过程中,应兼顾各性状的相互作用,在适当增加株高,降低穗位的同时,应加强抗空秆性、抗倒性、抗病性,尤其是抗茎腐病的选择。     

玉米茎秆与根系抗倒的特性研究

以45份杂交种、69份自交系为材料,研究玉米茎基部抗推力(PRBS)、穗下节间抗折力(BRFI)和拔根力(VRPR)3个抗倒性状的差异。结果表明,自交系3个性状之间呈显著正相关,杂交种PRBS与BRFI呈显著正相关;在自交系和杂交种中,茎秆直径与PRBS、BRFI都呈极显著正相关,茎秆抗折强度与BRFI呈显著正相关,杂交种茎秆弹性模量也与PRBS呈显著正相关;自交系PRBS、BRFI、VRPR在抽雄和灌浆两个时期都表现显著正相关;在不同的自交系中,兰卡斯特群自交系3个抗倒性状表现较差,变异度也较小,其他类型种质中,材料间存在较高多样性,现有的主要种质都存在目标性状比较优异的种质;杂交种PRBS、BRFI与亲本相应性状均值呈显著正相关。     

超级杂交稻茎秆形态结构及其与抗倒性的关系研究

以6个超级杂交稻组合为材料,研究了其茎秆形态和解剖结构及其与抗倒性的关系。结果表明:抗倒伏能力较强的杂交稻品种具有基部伸长节间较短、茎秆基部较粗的形态特征;超级杂交稻倒伏指数与茎秆基部第1,2,3伸长节间长度呈极显著正相关,与茎秆基部壁厚以及基部第2伸长节间小维管束数目和面积、大维管束面积和维管束总面积均呈显著负相关,而与株高和茎秆基部长、短轴直径相关不显著。说明缩短基部节间长度、增加茎秆基部壁厚和基部伸长节间维管束面积和数目,能增强超级杂交稻茎秆抗倒伏能力。     

果蔗不同茎节显微结构与糖份含量的相关研究

通过徒手切片和速测甘蔗含糖量方法,对黑皮果蔗不同茎节的显微结构与糖份含量之间的相关性进行了研究。结果表明,果蔗不同茎节维管束面积与含糖量相关极显著,韧皮部面积与含糖量相关显著,且不同茎节间的糖份含量差异达到显著水平。本研究对探讨果蔗的蔗糖代谢和积累规律,提高果蔗产量和糖产量具有一定的理论意义和实践价值。     

大豆品种抗倒伏能力与产量、植株形态、茎解剖性状的相关分析

本试验通过22个倒伏程度不同的品种(系)的倒伏程度和其他农艺性状的相关和通径分析,指出了倒伏造成的减产是植株主茎和分枝上结荚数和百粒重降低的综合效应。植株高大与倒伏关系最明显(r=0.672)。虽然茎中韧皮纤维束数目,本质部和髓面积与倒伏的相关系数不很高,但通径分析表明,这些性状对倒伏的直接影响是大的。植株高、茎细、髓面积大、木质部面积小、纤维束少的材料不抗倒伏。     

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。     

籼粳稻杂交后代倒二节间维管束性状与穗部性状的关系

以典型籼稻七山占和典型粳稻秋光所构建的重组自交系群体为试材,对维管束性状与穗部性状进行了相关分析的结果表明:倒二节间大维管束韧皮部面积与颖花数呈极显著正相关,大小维管束数、大维管束韧皮部面积与一、二次枝梗数呈极显著正相关,倒二节间大维管束木质部面积和大维管束面积与一、二枝梗结实率和结实率呈显著正相关。说明在倒二节间大、小维管束数量多的前提下,大维管束韧皮部面积,大维管束木质部面积等性状的优良,有利于改善穗部性状。     

玉米苗期耐低磷基因型的筛选与鉴定

在四川两个生态地区对76个玉米自交系进行了低磷胁迫筛选试验。大田种植条件下,通过对苗期部分性状耐低磷的变异系数、变异范围、平均值以及性状间的相关分析,结果表明:相对生物产量、相对株高、相对茎粗以及叶片缺素指数可作为耐低磷基因型筛选和评价的指标。根据上述指标,发现178、RP125、99S2052-1、99S2052-2、9809-1共5个自交系在两个试验点都表现出较好的耐低磷特性;9792-2、郑58、9508B等36个自交系在两个试验点都表现出低磷敏感特性;99S2052-3、316158、2396、吉842、20FS207等15个自交系对低磷胁迫的反应不稳定。同时还提出了在不同生态地区以偏低含磷量进行大田耐低磷玉米种质的筛选鉴定方法。     

荫湿环境对玉米穗位叶面积及其叶绿素含量的影响

采用人工模拟荫湿环境,比较不同基因型玉米在荫湿环境与自然环境条件下穗位叶面积及其叶绿素含量的差异。结果表明,荫湿环境对玉米穗位叶面积、叶绿素及其组分含量具有明显影响,穗位叶面积及其叶绿素a/b值均呈下降趋势,叶绿素相对含量和叶绿素b含量呈明显上升趋势,这些性状的变化基因型间存在显著或极显著差异。用穗位叶面积及其叶绿素含量计算出18个杂交种的综合耐荫湿系数平均值为0.751 1,标准差为0.178 5,变异系数为23.76%;30个自交系的综合耐荫湿系数平均值为0.678 1,标准差为0.155 4,变异系数为22.91%。根据综合耐荫湿系数,采用t检验选出耐荫湿性强的杂交种有8个,自交系有12个;耐荫湿性中的杂交种有5个,自交系有9个;耐荫湿性弱的杂交种有5个,自交系有9个。     

干旱胁迫下玉米自交系叶片木质素含量变化及其与耐旱性的关系

选用耐旱性不同的6个玉米自交系,在不同干旱胁迫强度及正常灌水条件下,测定叶片的木质素含量,并转换为耐旱系数,研究其与雌雄花期间隔和单株子粒产量耐旱系数的相关性。结果表明,耐旱性不同的自交系叶片的木质素含量对干旱胁迫的反应不同。在干旱胁迫条件下,耐旱性较强的自交系木质素含量显著升高,平均耐旱系数较大,耐旱性中等的自交系木质素含量比正常灌水对照略有升高,耐旱性较弱的自交系木质素含量与对照相当或下降。在中等干旱和严重干旱条件下,叶片木质素含量平均耐旱系数与单株子粒产量和雌雄花期间隔耐旱系数的相关系数分别为r=0.848和r=0.889,均达显著水平。     

Sorghum Diversity Evaluated by Simple Sequence Repeat (SSR) Markers and Phenotypic Performance

Abstract

Analysis of phenotypic performance in the field in combination with molecular analysis provides useful information to increase the efficiency in plant breeding programs. We investigated: (i) the relationship between phenotypic performance and genetic diversity determined using simple sequence repeat (SSR) markers, (ii) the possibility of grouping inbred lines based on phenotypic performances and (iii) the genotypic and phenotypic variance of yield, yield components and primary agronomic traits among inbred lines. Among 22 sorghum inbred lines, grain yield per plot and days to flowering were less representative as phenotypic markers. However, the following six phenotypic traits showed high heritability; 1000-grain weight, ear length, plant height, stalk diameter, dry weight and harvest index, and were useful as phenotypic markers. The data obtained using SSR markers significantly correlated with those of phenotypic performance in this study, and the grouping of inbred lines based on the combination of the performance of six phenotypes was similar to that based on SSR markers. On the basis of phenotypic performance, four inbred lines, D12, H11, C9xH13 and C9xH11, were selected as promising parents for plant breeding programs.     

我国47份主要玉米自交系耐旱性分析

利用耐旱系数法对我国47份主要玉米自交系农艺性状、产量与耐旱性进行相关性分析,对自交系耐旱性进行综合评价。结果表明,穗粗、行粒数、轴径与单株子粒产量耐旱系数呈极显著正相关;株高、雄穗长、穗行数、百粒重与单株子粒产量耐旱系数呈显著正相关;ASI与单株产量耐旱系数呈极显著负相关。各性状耐旱性对单株产量的相对重要性依次为穗粗行粒数轴径株高雄穗长穗行数百粒重穗位高穗长ASI。按照综合耐旱系数将自交系耐旱性分为3个级别,耐旱性较强自交系有混517、郑58、掖52106、英64、38-11等19份,占40.4%;耐旱性中等自交系有525、C103、Mo17Ht、黄早四、昌7-2等18份,占38.3%;耐旱性较弱自交系有吉853、综31、L317、Os420、WF9等10份,占21.3%。     

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。     

阻止授粉诱导玉米衰老提前启动现象的研究

利用豫816等8个玉米骨干自交系为材料,对授粉与未授粉处理自交系导致玉米衰老表型症状和叶片叶绿素含量变化以及衰老相关基因表达比较分析。结果表明,阻止授粉植株叶片与授粉对照相比,豫816和B73自交系表现出衰老提前启动的显著症状,启动衰老提前了17 d,说明阻止授粉对衰老启动具有明显诱导作用;郑58等6个自交系的阻止授粉与授粉对照植株叶片均为绿色,没有衰老症状的出现,说明阻止授粉不具有诱导衰老的作用。诱导衰老植株不同子粒结实率与启动衰老提前的天数密切相关,结实率为0~15%的未授粉植株具有启动衰老提早的诱导作用,结实率达到35%以上的植株则不具有启动衰老提早的诱导作用。6个玉米衰老相关基因差异表达的趋势与衰老表型症状变化趋势基本一致,存在1个基因差异表达与表型衰老症状呈现的时间窗口,可能参与了诱导玉米衰老的启动。