黄淮麦区小麦成株期磷高效基因型的鉴定和筛选

为快速筛选磷高效基因型小麦品种,以黄淮麦区112份小麦品种(系)为材料,设置正常磷和低磷2个磷处理,通过大田池栽试验,对小麦成株期19个与产量及磷效率相关性状进行分析,并以济麦22为对照,筛选磷效率和产量均表现优异的磷高效基因型。结果表明,与正常磷处理相比,低磷条件下,小麦的8个产量相关指标(单株穗数、千粒重、株高、穗长、可育小穗数、穗粒数、单株粒重和地上部干重)和3个磷积累量指标(单株籽粒、秸秆和地上部总磷积累量)均显著下降,而3个磷利用效率指标(单株籽粒、秸秆和地上部总磷利用效率)均显著增加,说明低磷胁迫使小麦成株期的产量和磷积累量大大降低,但明显提高磷利用效率。相关性分析发现,株高、可育小穗数和单株粒重与秸秆和地上部单株含磷量、3个磷积累量指标均呈显著正相关,与2个磷利用效率指标(单株秸秆和地上部总磷利用效率)呈显著负相关(P≤0.01),可以作为磷效率的初步快评指标。正常磷处理下,筛选出17个磷高效基因型,其中,旱选H28、2010品4891和周麦28的单株粒重比济麦22分别高36.07%、31.96%和37.44%,地上部总磷利用效率比济麦22分别高出49.34%、49.42%和33.05%;低磷处理下,筛选出10份磷高效基因型,其中,河农826的单株粒重和地上部总磷利用效率分别比济麦22高37.69%和20.42%;旱选H23、旱选H28和徐麦856在正常磷和低磷处理下均被鉴定为磷高效基因型,可能具有较高的育种价值。     

大豆品种磷素积累和利用效率的基因型差异

在酸性红壤的立培条件下，16个南方春大豆品种磷积累量存在极显著差异。不施磷处理，品种间磷积累量最高的比最低的增加48．3％；施磷处理则增加33．9％。施磷后品种间磷积累量增加15．75～21．97mg／株，磷肥利用率为10．9％～15．6％。大豆磷积累量与品种生育期相关性不显著，但不施磷条件下与苗期叶片酸性磷酸酶活性是显著正相关。不施磷时，品种间籽粒产量磷利用效率相差143．73mg／mgP，生物学产量磷利用效率相差406.78mg／mgP；施磷时，分别相差64．51mg／mgP和110．95mg／mgP。     

矮秆基因对小麦不同农艺性状的影响

矮秆基因不仅降低株高，而且在许多情况下也影响其它农艺性状。利用小麦品种丰抗8号，北京841和京411遗传背景的近等基因系，研究矮秆基因对农艺性状的影响，结果表明：Rht10,Rht12延迟小麦抽穗期，Rht1b在丰抗8号背景下抽穗较迟，Rht1,Rht1s,Rht2和Rht3基因对轴抽穗期无影响；矮秆基因在降低株高的同时一般也降低单株生物产量，但含有Rht1,Rht1s,Rht1b,Rht2基因的矮秆系与对应的高秆系相比单株生物产量差异不显著，单株粒重差异也不显著，单株生物量的降低主要表现为秸秆重量的减少。含有Rht3,Rht10和Rht12基因的矮秆系与高秆系相比，单株生物量，单株籽粒产量和收获指数显著降低。     

不同磷水平对剑麻生长和磷肥效率的影响

采用盆栽试验,研究4个不同施磷(P2O5)水平(0、0.16、0.21、0.26 g)对剑麻幼苗生物学性状、产量、肥料利用效率和养分积累量的影响。结果表明,施用磷肥显著提高剑麻株高、叶片长度和叶片厚度。施磷处理剑麻地上部和根系生物量有所增加。在施用尿素(以N计)0.45 g/株、氯化钾(以K2O计)0.70 g/株基础上,施用过磷酸钙0.21 g/株时,剑麻地上部鲜重最大,为644.7 g/株,比不施磷处理增加39.6%,且其磷肥回收率和农学利用率也最大。施磷处理剑麻叶片和根系全磷含量均比不施磷处理P0高,叶片全氮含量和根系全磷含量明显随着施磷量的增加而增加。剑麻整株氮素积累量随着施磷水平的增加而增加,磷素和钾素积累量总体上随着施磷水平的增加呈先增后减的趋势。     

不同小麦品种对磷素吸收利用的差异

为探讨不同小麦品种间磷素吸收利用和收获指数的差异,筛选磷高效型品种,以山东省不同时期30个主要推广品种为材料,在两种肥力条件下,研究了磷素在不同品种各器官中的含量,并对磷素利用效率和磷收获指数进行了聚类分析.结果表明,不同品种间整株和各器官中磷含量存在极显著差异,且随着土壤肥力的提高而提高,其中以茎叶提高幅度最大,籽粒提高幅度较小;不同品种问磷利用效率和收获指数存在极显著差异,高肥力下备品种平均磷利用效率和磷收获指数分别比低肥力下降低了10.22%和2.61个百分点.通过聚类筛选出4个在高低两肥力下磷利用效率和收获指数均较高的品种;5个仅磷素利用效率高的品种,其中一个只适于高肥地,一个只适于低肥地,四个仅磷收获指数高的品种,其中有两个只适于高肥地.     

收获指数不同的冬小麦品种光合产物的同化与分配

冬小麦产量的提高与收获指数的增加及株高的降低有部分关系。1920年至1973年在纽约育成的小麦品种产量增加了47％,与株高的降低呈高度正相关;但株高与收获指数间呈负相关。冠层或旗叶光合作用的差异,并不能代表收获指数和产量的差异。由于光合产物向籽粒运转量不同,所以收获指数也不同。本试验通过研究C~(14)O_2的同化、储存、分配,了解了收获指数的差异是如何产生的。供试品种是纽约育成的三个无芒品种:高秆Honor、中秆Purcell、半矮秆Ticonderoga和一个有芒的半     

施磷量对小麦品质和产量及氮素利用的影响

在0～20cm土层土壤速效磷含量16．5mg／kg的大田条件下选取0、75、105kg／hm^2三个不同磷素水平进行了施磷量试验，以研究施磷对小麦品质和产量及氮素利用的影响。结果表明，75kgP2O5／hm^2施磷处理显著提高了籽粒蛋白质含量，延长了面团形成时间和稳定时间，提高了评价值，改善了加工品质；但在施磷量增加到105kg／hm^2时，小麦籽粒加工品质下降。施磷促进了各生育时期植株对氮素的积累，减少了0～1m土层土壤中硝态氮的积累，且硝态氮的积累量随施磷量的增加而降低。在本试验地力条件下，施磷亦显著提高了籽粒产量，但75和105kgP2O5／hm^2两施磷处理间籽粒产量无显著差异；随着施磷水平的提高，小麦氮素利用效率显著降低。     

不同土壤水分条件下施磷量对小麦干物质积累及耗水规律的影响

为给小麦生产中土壤水分和施磷量的合理调控提供理论依据,通过防雨旱棚池栽方法,研究了在土壤水分胁迫(W1)和水分适宜(W2)条件下施磷量对小麦耗水特性及干物质积累的影响.结果表明,水、磷两因素对小麦的耗水特性和干物质积累均有重要影响.在W1条件下,施磷150 kg/ha的处理花后同化物对籽粒的贡献率高于其他两个施磷处理(75和225 kg/ha);在W2条件下,随施磷量的增加,花后同化物的运转量及贡献率增加;W2下各处理花后同化物运转量及对籽粒的贡献率均大于W1.W1处理较W2处理的籽粒灌浆速率达到最大值的时间提前,而适宜施磷可提高最大灌浆速率.随土壤含水量的增加,麦田总耗水量上升,水分利用效率下降.W1条件下,耗水量和水分利用效率以施磷150 kg/ha处理最高;W2条件下,各施磷处理间耗水量和水分利用效率差异不显著.在本试验条件下,虽然土壤含水量为田间持水量的75%与施磷150 kg/ha的处理组合获得最高产量,但与土壤含水量为田间持水量的55%、施磷150 kg/ha的处理组合的产量差异不显著,且后者水分利用效率最高,与其他处理差异显著,故综合考虑小麦的籽粒产量和水分利用效率,后者是较优水肥处理组合.     

不同类型春小麦品种磷素吸收差异及其对水分胁迫的响应

为了探讨不同春小麦品种在不同水分条件下磷素利用效率（包括地上干物质磷素利用效率和籽粒磷素利用效率）和磷素收获指数的差异及对水分胁迫的响应,并发掘磷高效品种资源,以8个在甘肃、青海水、旱地种植的地方品种和现代品种为材料,以2个土壤含水量（70% FC和40%FC,FC指田间最大持水量）为处理进行了盆栽试验。结果表明,各品种地上干物质磷素利用效率、籽粒磷素利用效率以及磷素收获指数在不同水分条件下表现出较大的差异,其中现代品种“青春533”无论在正常水分还是在缺水条件下都能保持较高的籽粒磷素利用效率,而“青春533”和“高原602”则在两种水分条件下均表现出较高的磷素收获指数;旱地地方品种“结巴”在70% FC（正常水分）下具有较高的地上干物质磷素利用效率,旱地地方品种“和尚头”在40% FC（缺水）下表现较高的地上干物质磷素利用效率和籽粒磷素利用效率。虽然不同品种磷素利用效率、磷素收获指数对水分胁迫的响应不尽相同,但多数品种在水分胁迫下磷素利用效率和磷素收获指数增加,尤其是旱地现代品种“定西24”、旱地地方品种“和尚头”以及水地现代品种“阿勃”的籽粒磷素利用效率和磷素收获指数在干旱条件下增加较大。     

东北春玉米区不同耕作方式对玉米磷素积累分配的影响

以先玉335为试验材料,在大田条件下设置4种耕作方式处理,研究耕作方式对春玉米产量及各器官磷含量、磷素吸收、积累和利用的影响。结果表明,苗带紧、行间松型耕作方式下玉米的产量最高,苗带松、行间紧型耕作方式次之,苗带、行间全松型耕作方式产量最低。开花期,苗带紧、行间松型耕作方式下根系磷含量和磷积累量均最高;成熟期,苗带紧、行间松型耕作方式下根系、茎秆和子粒的磷含量及磷积累量显著高于其他处理。苗带紧、行间松型耕作方式下玉米的磷素吸收效率、磷素偏生产力、磷素贡献率和磷素转移效率显著高于其他处理,磷素干物质生产效率和磷素子粒生产效率显著低于苗带、行间全松和苗带、行间全紧处理。相关分析表明,粒重与磷素子粒生产效率、磷素吸收效率、整株干物重、磷素收获指数显著正相关,与磷素偏生产力、磷贡献率极显著正相关。     

Effect of Dominant Semi-Dwarf Gene on Plant Height and Its Related Traits and Sensitivity to Gibberellic Acid in Rice

The semi-dwarfness is one of the basiccharacteristic deployed in rice breeding due to itsadvantageous effects on plant fertilizer response,lodging resistance and yield potential [1-2]. Althoughmany new semidwarfing genes have been identified,sd-1 still remained the predominant semidwarfinggene presented in current rice cultivars [3-4]. Manystudies have been done on genetics of recessive dwarfand semi-dwarf rice genes and lots of new sd1non-allelic recessive dwarfing genes was discoveredas the …     

一个大麦矮秆突变体m1062的表型鉴定和遗传分析

为发掘应用新的大麦矮秆突变体,以大麦品种秀麦3号辐照诱变的矮秆突变体m1062为材料,分析该矮秆突变体的株高、穗长、穗粒数、单株穗数、抽穗期、百粒质量和单株产量等重要农艺性状,以明确其矮化效应及应用价值。结果表明,该突变体株高降低26.77~28.11 cm,各茎节长和穗长都有不同程度降低;穗粒数和单株穗数增加,抽穗期推迟,百粒质量降低,但对单株产量没有负面影响。色素含量测定结果表明,突变体m1062叶绿素和类胡萝卜素含量都明显增加。遗传分析表明,该突变体受隐性单基因控制。本结果可为矮秆突变体m1062的育种应用、基因克隆和功能研究奠定基础。     

水稻半矮秆基因sd1对农艺性状的影响

比较了从7份半矮秆品种／高秆品种的B₇F₂中分离的高矮秆近等基因系,sd1基因抑制了节间伸长,从基部到倒第1节及穗长分别为高秆的38. 2%, 26. 0%, 48. 0%, 71. 1%和 92. 6%,缩短程度逐步减轻。sd1基因还可促进有效穗数、结实率和收获指数的提高而使矮秆类型的产量潜力高于高秆类型,但sd1基因并不影响抽穗天数、每穗粒数和千粒重。对sd1基因的多效性以及秆高和穗数的关系进行了讨论。     

不同株高和抗倒性小麦品种茎秆中几种内含物的差异

为探讨不同株高冬小麦的抗倒性与茎秆内含物的关系,以矮秆抗倒品种(矮抗58、周麦17)、高秆抗倒品种(周麦30、许科1号)、矮秆不抗倒品种(中麦895、新麦18)和高秆不抗倒品种(许科196、烟农999)为试验材料,比较了四种类型小麦茎秆糖、氮、钾等内含物的差异。结果表明,不同抗倒性小麦品种茎秆总糖含量、钾含量和全氮含量随生育时期的变化趋势一致。抗倒品种茎秆具有较高的总糖含量,其积累高峰阶段是拔节至开花期,不抗倒品种茎秆的总糖积累高峰阶段是开花至灌浆期;高秆品种的灌浆期总糖积累量显著高于矮秆品种。抗倒品种灌浆期至成熟期的茎秆钾外运量较低;矮秆品种茎秆钾含量高于高秆品种,但差异不显著。在茎秆生长阶段,不抗倒品种茎秆具有较高氮积累量和外运量,矮秆品种与高秆品种间两个指标均无显著差异。经通径分析,矮秆品种对抗倒性起主要作用的是茎秆全氮含量,高秆品种为茎秆总糖和全钾含量。从几种元素相互比值看,抗倒品种有着较高的碳氮比和碳钾比,氮钾比相对较低;同一抗倒性品种株高间不同元素比值无显著差异。茎秆中各种内含物之间相互影响,直接或间接地作用于茎秆抗倒伏能力,抗倒品种茎秆在生育前期有较高的可溶性总糖积累量、合适的碳氮比和碳钾比,灌浆期以后具有较低的钾外运量,这可能是抗倒伏的原因所在,而株高不是影响倒伏的主要因素,不同株高与品种对茎秆强度的影响因素不尽相同。生产中可以通过调节拔节期追肥改变茎秆中几种内含物比例来改善茎秆抗倒性能。     

籼稻矮秆等基因系分析

 以11个籼稻矮秆品种（系）高秆籼稻棉花条和南京6号为轮回亲本，连续回交5代，育成两套籼稻矮秆等基因系。比较分析了有关株高、叶片配置和产量等22种性状的变异。结果表明：株高、地上部节间长、穗长、上部3叶片的长宽、剑叶和倒二叶的夹角等14个性状明显受矮秆基因多效性的影响。sd-1和非等位基因间存在差别。等基因系与原品种（系）之间，株高和地上部节间长多数性状有显著差别。讨论了非基因多效性引起的变异的遗传原因。     

不同生态类型大麦品种(系)杂交后代主要农艺性状的分析

为了解不同生态类型大麦品种(系)杂交后代主要农艺性状的分离规律,以美国引进的优质啤酒春大麦品系ABI 18-152为母本、江苏主推冬啤酒大麦品种扬农啤7号为父本配制的杂种F1、F2群体及亲本为材料,测定株高、穗长、穗下节间长、单株穗数、主穗粒数、千粒质量、单株产量、粒长、粒宽、粒长宽比10个农艺性状,对各性状的杂种优势及分离规律进行分析。结果表明:除主穗粒数和粒宽在亲本间差异不具统计学意义,其余8个性状在亲本间均具有统计学意义(P<0.05)或高度统计学意义(P<0.01)。杂种F1的10个性状大多存在正向中亲优势和负向高亲优势,优势大小在性状间存在较大差异。株高类性状和单株产量性状在杂种F2群体内变异程度高,变异系数均在10%以上,单株产量的变异系数最大(58.65%);籽粒粒型性状在杂种F2群体内的变异程度较低,其变异系数在5%左右,粒长的变异系数最小(4.52%)。降低单株株高,对影响单株产量的性状加强选择,可实现矮秆高产品种的选育。     

Physiological and Agronomic Consequences of Rht Genes in Wheat

Summary

Yield of wheat has risen dramatically and world-wide in the last two decades, in part because of the widespread introduction of Rht genes that reduce the length of tillers of wheat. We review the physiological consequences of incorporating reduced height genes into wheat. The Rht₁ or Rht₂ genes modulate the morphology and physiology of wheat in a manner that involves compensation among several physiological processes. For instance, Rht genes decrease leaf area, but photosynthesis per unit area increases, so biomass accumulation is rarely altered. Although Rht genes increase leaf permeability to water vapor, plant water status changes in compensation to minimize differences in water use efficiency. Perhaps due to less competition for carbohydrate during stem elongation, semidwarf wheat has greater harvest index than tall wheat at maturity. Although tall wheat has a greater weight per kernel at maturity, this does not completely compensate for greater grain number per spike in semidwarf wheat. The compensation that leads to greater yield in semidwarf wheat appears to fail in Rht₁Rht₂ or Rht₃ dwarf wheat. Either specific photosynthesis does not completely compensate for decreased area per leaf, or the reduction in plant height retards canopy closure and efficient interception of solar radiation, resulting in lower biomass and yield of dwarf wheat. Drought stress reduces yield and harvest index of dwarf wheat more than tall wheat. Rht genes have insignificant effects on rate of development or winter hardiness. The effects of Rht genes on physiology appear to be similar in winter, spring and durum wheat.     

国家科技支撑计划项目（2012BAD14B12）

为掌握不同小麦品种秸秆还田对农田磷素平衡的影响,优化麦田养分资源管理,以当前江苏省农业生产上主导品种和有苗头的小麦新品种(系)为供试材料,研究不同小麦品种成熟期植株磷素含量与分布,分析其秸秆还田与不还田条件下土壤磷素盈亏的差异.结果表明,磷高效吸收型小麦品种的籽粒磷含量较高,其磷素携出量和回田量较高;在常规磷肥施用量49 kg P·hm-2条件下,若秸秆不还田,磷高效吸收型品种种植土壤中磷呈现少量亏损状态;而磷低效吸收型品种的籽粒磷含量较低,其磷素携出量和回田量较低,无论秸秆还田与否,土壤磷均有盈余.与秸秆不还田相比,秸秆直接还田显著增加了小麦磷素回田量,减少了小麦磷素携出量.秸秆不还田时,麦田土壤磷盈亏量为-4.7～25.2 kg· hm-2;秸秆直接还田时,所有小麦品种种植土壤中磷素均呈盈余状态,土壤磷盈亏量为4.0～30.3 kg·hm-2.在供试的32个小麦品种中,秸秆不还田方式下农田磷素大量盈余的品种有9个,秸秆还田方式下农田磷素大量盈余的品种有28个.在当前秸秆还田的大趋势下,要维持农田磷素平衡,对大部分小麦品种均应适当减少磷肥施用量.