山东省不同生态条件气候因素对谷子产量的影响

【目的】谷子籽粒产量是谷子生产最重要指标之一。气候因素的变化对农业生产影响巨大,研究山东地区不同生态条件下气候因素的变化对谷子产量的影响,解析不同生态条件下育成谷子品种籽粒产量的变化规律,为优质特色谷子品种选育及生产利用提供科学依据。【方法】 利用华北夏谷区选育的8个优质、特色谷子新品种,2016—2017年种植在山东省不同生态条件下的5个试点,成熟收获后测定谷子籽粒产量,进行多因素方差分析,利用Duncan方法检测籽粒产量差异显著性;利用Pearson方法对谷子产量和谷子生育期间气温、降水量、日照时数等因素进行相关性分析。【结果】 不同年份、地点×年份、地点×品种对谷子籽粒产量影响极显著（P<0.01）,品种、品种×年份、地点×品种×年份对籽粒产量影响显著（P<0.05）。地点、地点×年份、地点×品种、品种对谷子产量变异贡献率较大,分别为50.05%、19.76%、12.32%和8.67%;年份、品种×年份变异贡献率相对较小,分别为2.70%和1.69%。2017年谷子产量总体比2016年提高4.55%,但是试点之间表现不一致;济南市、临沂市、济宁市2017年产量比2016年分别提高21.64%、18.47%和3.96%,而德州市、泰安市试点2017年产量水平分别比2016年低8.66%和9.78%,同一试点不同年份之间产量差异显著的原因主要由气候因素引起,特别是降水量和降水时间的分布。2年5个试点8个谷子品种平均产量为5 657.2 kg·hm^-2,变幅为5 267.8—5 926.0 kg·hm^-2,豫谷18产量最低,济谷20产量最高。济谷20、济谷22、济绿谷1号、济糯谷2号和中谷2号产量差异不显著,但显著高于济谷19和豫谷18。相关性分析表明,谷子籽粒产量与各时段平均气温正相关（P>0.05）;与生育期总平均气温显著正相关（P<0.05）,与各时段最高温度正相关（P>0.05）;与6月中旬、6月下旬苗期降雨量负相关（P>0.05）,与7月下旬至8月中旬孕穗至开花期的降雨量负相关（P>0.05）;与9月中下旬灌浆中后期光照时间正相关（P>0.05）。【结论】 山东地区不同年份、地点、品种、地点×年份、地点×品种等因素对谷子产量影响有较大影响;不同年份、不同地点的气温和降水是影响谷子产量的重要原因,谷子全生育期平均气温升高提高了谷子籽粒产量;苗期、抽穗开花期降雨多对谷子产量有不利影响。不同年份、不同地点品种产量存在较大差异,济谷20、济谷22、济绿谷1号、济糯谷2号、中谷2号等品种在山东地区不同生态条件下有较好的丰产性和稳定性。     

不同夏谷品种中后期籽粒灌浆特点的研究

以豫谷18、济谷18、济谷15为试材,在灌浆中后期分期取样,研究不同夏谷品种的灌浆特性。结果表明,供试各品种的灌浆特点不同,其灌浆速率可分为:单峰曲线型、平缓型和下降型;籽粒干重占鲜重的百分比达60%以上。     

夏谷新品种——济谷14

济谷14是以山东省农业科学院作物所自育的优良高产谷子品系济7978为母本，抗倒伏米质优良的济7931为父本，1999年组配组合，经系谱法选育，2006年育成稳定。2011年山东省农作物品种审定委员会审定命名。适合于山东、河南、河北南部夏播种植。     

谷子盐溶蛋白A-PAGE电泳方法的探索

以10个谷子品种为材料,利用A-PAGE的方法,探索了谷子盐溶蛋白分离的适宜实验条件。通过改变H2O2用量、胶浓度、交联度、电极液pH值、进样量及有无浓缩胶等因素,获得了不同盐溶蛋白酸性电泳图谱,经综合分析,提出了分离谷子盐溶蛋白的适宜A-PAGE电泳体系。具体指标为:1 ml胶液中用1μl 3%H2O2,胶浓度13%,交联度4.0%,电极液pH值3.7,进样量控制在20~30μl之间。在有浓缩胶的条件下,盐溶蛋白分离效果好,电泳图谱清晰,分辨率高。     

不同地区小麦品种高分子量谷蛋白亚基组成分析

采用十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)技术,对山东育成的小麦骨干亲本30份,外省引进材料17份,外国引进材料(CIMMYT、美国、加拿大、澳大利亚等)28 份进行高分子量谷蛋白亚基(HMW-GS)组成分析。结果表明,山东省育成的骨干亲本中,Glu-A1位点上共有3种等位变异,其中以1亚基为主,频率为73 3%;Glu-B1位点上共发现6种等位变异,其中亚基对7+8最多,频率为50 0%, 其次是7+9(33 3%);Glu-D1 位点上共有 3 种等位变异,其中 4+12 最多,占 40 0%, 2+12 为 36 7%, 5+10 为23 3%。外省品种中 Glu-A1位点上共有2种等位变异,亚基1最多,频率为58 8%;Glu-B1位点共4种等位变异,以7+9最多,为64 7%;Glu-D1位点共有3种等位变异,其中以2+12最多,为64 7%。外国品种中Glu-A1位点有3种等位变异,其中以2*最多,占50%, 1亚基占39 3%;Glu-B1位点共有4种等位变异,7+8最多,为42 9%,7+9为35 7%,17+18为17 8%;Glu-D1位点共有3种等位变异,5+10最多,为53 6%。从总体上看,国外引进品种中优质亚基(17+18、5+10等)分布频率较高。     

施氮量和留苗密度对不同株型谷子产量及产量相关性状的影响

采用裂区设计,以披散型品种济谷14和相对紧凑型品种豫谷18为试验材料,以留苗密度为主区,以氮肥为副区,对谷子的产量和产量相关性状进行了研究。结果表明:施氮量和留苗密度对济谷14和豫谷18株高、茎粗、穗长、穗粗均无显著性影响。施氮对济谷14和豫谷18产量的影响达显著水平,随着施氮量增加,济谷14群体产量表现为先增后降;豫谷18产量随施氮量的增加而增加。留苗密度对豫谷18与济谷14的群体产量影响不显著。叶面积指数随生育期的推进呈单峰变化,并且随密度的增加济谷14和豫谷18的叶面积指数呈上升趋势。随施氮量的增加,济谷14叶面积指数出现先增加后降低的趋势,而豫谷18一直呈上升趋势。     

盐胁迫下高粱幼苗生长及其对耐盐性评价的影响

以糖度及其它农艺性状差异较大的6个高粱株系为材料,研究不同浓度盐胁迫处理7天和14天后高粱幼苗的苗高、鲜重、饱和鲜重及干重的变化以及对苗期耐盐性鉴定评价的影响。结果表明:随着盐浓度的升高以及胁迫时间的延长幼苗生长受到的抑制增大,苗高、鲜重、饱和鲜重和干重均随盐浓度的升高而降低。在0、50、100 mmol/L NaCl浓度下,处理7天和14天的苗高差异显著;当NaCl浓度大于150 mmol/L时,各浓度间苗高均没有显著差异。处理14天后,50 mmol/L和100 mmol/L,150 mmol/L和200 mmol/L两个浓度间的苗鲜重、饱和鲜重及干重无显著差异,其它各浓度间差异显著。在4个盐浓度中,苗高、鲜重、饱和鲜重和干重的相关性均达显著性水平,但是仅在100 mmol/L和150 mmol/L浓度下,耐盐级别与盐害指数呈显著正相关。     

普通高粱与甜高粱杂交组合株高、糖度的主基因多基因模型遗传效应分析

对普通高粱与甜高粱杂交组合(石红137×L-甜)的株高与糖度进行主基因多基因遗传模型分析,以期研究株高、糖度的遗传效应。获得了2个性状的最适遗传模型,株高的最适遗传模型为2对完全显性主基因+加性-显性多基因混合遗传模型,主基因遗传率为74.4%,多基因遗传率为22.1%;糖锤度的最适遗传模型为1对加性-显性主基因+加性-显性-上位性多基因混合遗传模型,主基因遗传率为65.72%,多基因遗传率为20.43%。主基因个数和基因效应的预测与分子检测的主效QTL个数和基因效应基本相符。     

利用A-PAGE研究谷子籽粒蛋白质多态性

研究谷子贮藏蛋白多态性对谷子品种选育和鉴定评价具有重要的意义。本文利用A-PAGE方法对来自不同生态区的24份谷子品种籽粒的水溶蛋白、盐溶蛋白、酸溶蛋白和醇溶蛋白的多态性进行了研究。结果发现,不同谷子品种之间籽粒水溶蛋白、酸溶蛋白谱带相似,基本没有差异;每个谷子品种的盐溶蛋白谱带有20多条,仅有4个品种出现多态性谱带,多态性也较低。说明谷子品种水溶蛋白、盐溶蛋白和酸溶蛋白A-PAGE谱带不适用于谷子鉴定研究。谷子醇溶蛋白谱带存在一定的异质性,每个品种有7~10条醇溶蛋白谱带,其中5条为公共条带,2~5条为多态性谱带,醇溶蛋白A-PAGE谱带可以作为谷子品种鉴定评价的依据。结果说明,和玉米、小麦等禾谷类作物相比,不同生态区谷子栽培品种蛋白质变异较小,遗传背景变化较小,因此需要不断丰富谷子品种的遗传基础,为谷子品种选育提供更加丰富的材料。     

不同生态区谷子创新种质主要农艺性状与产量相关性分析

来自不同春夏谷区的60份谷子创新种质在山东夏播,对12个主要农艺性状的表现进行了研究分析。结果表明:不同生态区的谷子创新种质在山东的平均表现不同,选育新品种时应根据各地区农艺性状的特点进行。参试品种的主要农艺性状之间存在着一定的相关性。与谷子单株产量相关的各农艺性状中,株高、主茎节数、主茎直径、主穗长、主穗直径、单株穗重、生物学产量、出苗—抽穗期天数、生育期等与产量性状呈正相关。其中相关分析表明,单株穗重、主穗直径与产量的相关系数分别为0.939、0.787,达到了极显著水平。农艺性状与产量的通径分析表明,单株穗重、主穗直径对产量的直接效应较大,与相关分析的结果一致。