盐碱地甜高粱光合特性及农艺性状变化研究

选用甜高粱中早熟品种“新高粱3号”、中晚熟品种“新高粱9号”,研究了盐碱地种植条件下其其光合参数、农艺性状变化特征。结果表明：(1) 与对照田相比,盐碱地条件下参试品种生育期间叶片净光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）、气孔导度（Gs）、胞间CO₂浓度（Ci）、水分利用效率（WUE）、叶绿素SPAD值(SPAD)的平均值均较低,差异达极显著水平（P＜0.01）,生育后期更为显著;新高粱3号在盐碱地的Pn、Gs、WUE、SPAD均值皆高于新高粱9号,Tr与Ci则低于新高粱9号。(2) 盐碱地新高粱3号生育期提前9 d,新高粱9号一直未抽穗。两品种盐碱地的生物产量分别低于对照田的57.8%和76.5%,含糖锤度分别低于对照田38.5%和100.0%。(3) 对照田新高粱3号、新高粱9号的Pn与Gs、PAR、Ta达到了极显著相关,新高粱3号的Pn和Tr达到显著相关;盐碱条件下,两品种的Pn与PAR、Ta、Ca达极显著和显著相关,与其它因子间相关不显著。甜高粱受盐碱胁迫净光合速率的下降原因抽穗前主要为气孔因素,抽穗后主要为非气孔因素。新高粱3号的耐盐碱能力强于新高粱9号。利用盐碱地种植甜高粱除选择合适的耐盐碱品种外,还应注重种植效益和土地质量保护等生态效益。     

燕麦DNA导入普通小麦后代的同工酶酶谱分析

以健壮燕麦（Avera sativa L.)为供体，宁春4号小麦为受体，采用花粉管通道法进行外源DNA导入。对供体、受体及其D5代的变异株系进行酯酶同工酶和过氧化物酶同工酶分析表明：变异后代与亲本的谱带有明显差异，无论是在酯酶同工酶中还是在过氧化物酶同工酶中，均出现了供体特有的谱带；在过氧化物酶同工酶中既出现了供、受体均不具有的新的杂交酶带，有的还显现了偏父或偏母以及完全互补型的酶带；酶的活性也发生了很大变化。认为可以用同工酶分析作为鉴定外源DNA导入的生化指标之一。     

燕麦DNA导入普通小麦变异观察及RAPD分子验证

利用花粉管通道将健壮燕麦(Avera sativaL.)的总DNA导入普通小麦宁春4号中,获得12个稳定变异的品系。农艺性状变异观测结果显示多数变异品系的叶面积、穗长、主穗粒数、主穗粒重和千粒重等性状都显著地超过了受体宁春4号小麦;对受体、供体和稳定变异的品系进行RAPD分析,在68个随机引物中有8个引物检测出DNA的多态性,并且在后代基因组中找到了受体没有而供体特有的DNA片段,从DNA分子水平上证明了燕麦DNA可以通过花粉管通道进入受体,并与其基因组DNA整合,在后代中遗传和表达。     

敦煌绿洲区覆膜补灌对谷子光合特性农艺性状及产量的影响

在年降雨量不足40 mm的敦煌绿洲灌区,以谷子为材料,采用裂区试验,研究了覆膜栽培条件下拔节、抽穗和灌浆各阶段灌一次水对其光合特性、农艺性状及产量的影响。结果显示:在播前统一灌600 m~3·hm~(-2)底墒水的情况下,抽穗期灌600 m~3·hm~(-2)水处理(A3),谷子的净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)及叶绿素含量显著的高于生育期内不灌水(A1)、拔节期灌600 m~3·hm~(-2)水(A2)和灌浆期灌600 m~3·hm~(-2)水(A4)处理,胞间CO_2浓度(Ci)因品种不同各处理间也存在较大差异;抽穗期灌600 m~3·hm~(-2)水(A3)不仅抽穗明显提前,株高、主穗长、单株穗重、单株粒重、单株草重显著高于A1、A2、A4,且产量也极显著高于A1、A2、A4;相关分析表明,不同处理净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、叶绿素含量均与产量显著正相关,光合速率、蒸腾速率、气孔导度间彼此极显著相关。     

燕麦种质资源农艺性状的遗传多样性分析

分析了国内外54份燕麦种质资源的遗传多样性,归纳其遗传亲缘关系,为合理利用燕麦品种(系)资源提供理论依据。结果表明:(1)54份种质资源农艺性状间存在广泛的遗传多样性,5个质量性状(粒色、粒型、穗型、小穗型、抗病性)以抗病性的多样性指数最高,粒色的遗传多样性指数最低;8个数量性状(单株分蘖数、株高、穗长、小穗数、轮层数、单株粒数、单株粒重、千粒重)以单株粒重的遗传多样性指数最高,变异系数最大。(2)聚类分析将54份种质资源的8个数量性状分为4大类群,类群Ⅰ为高秆、大粒型育种目标亲本材料;类群Ⅱ为矮秆育种目标亲本材料,类群Ⅲ的有益性状不明显,为多目标性状育种的亲本材料,类群Ⅳ为增加轮层数、小穗数等育种目标的优良材料。     

灌溉条件下燕麦不同品种的产量差异及与农艺性状的关系

燕麦是传统旱地作物,产量低而不稳,在灌溉条件下会出现倒伏等问题。为了探讨灌溉条件下高产燕麦品种对农艺性状的特殊要求,对12个燕麦品种进行了产量差异及与主要农艺性状的相关性和通径分析。结果表明,各品种的产量及基本苗、成穗数、穗粒数、千粒重、主穗长、旗叶长等农艺性状均存在显著差异,生育期、株高差异不显著,产量在3 706.20～5 106.30 kg·hm~(-2)之间,变异系数CV=10.07%,燕麦品种MF9521-281产量最高;相关性分析显示,产量与成穗数(r=0.9557)、基本苗(r=0.6761)、千粒重(r=0.5186)、株高(r=0.2634)、生育期(r=0.0964)呈正相关,与穗粒数(r=-0.4452)、主穗长(r=-0.5977)、旗叶长(r=-0.9376)呈负相关;各性状对产量的直接通径系数大小顺序为:成穗数千粒重穗粒数生育期旗叶长基本苗株高主穗长。综合分析表明,灌溉条件下燕麦获得高产的理想模型是:较高的成穗数(508.05～552.75×10~4·hm~(-2)),适宜的基本苗(420.00～422.55×10~4·hm~(-2))、千粒重(22.27～25.25 g)、株高(113.85～118.80 cm)、生育期(85 d),较小的穗粒数(46.75～50.18粒)、主穗长(18.90～19.95 cm)、旗叶长(16.50～17.60 cm)。     

导入Z4抗条锈病基因春小麦后代主要农艺性状遗传分析

将春小麦与小麦—中间偃麦草二体异附加系Z4杂交,F0代幼胚培养、回交,得到0P1341-1等4份对条锈病免疫、高抗的株(穗)系;分析了株高等农艺性状,各性状的遗传变异系数变幅较大,在8.04%～149.59%,变异系数最大的是单株穗数,其次是千粒重,主要产量性状的遗传变异效应有利于丰产性状的选定。1343-1的综合品质性状最好,总体上籽粒粗蛋白含量呈超亲遗传效应,而湿面筋含量和沉淀值的遗传呈双亲均值和负向遗传效应。     

不同播种密度对地膜小麦重要农艺性状的影响

在天水地区大田设置6个播量水平,观测不同密度条件下地膜小麦群体重要农艺性状的变化规律,并与露地小麦相对照。结果表明：单株分蘖数、最高总茎数、基部节间长度是有规律的增加;地膜小麦的单株分蘖数、最高总茎数的变幅较小,而露地小麦的变幅较大;基部节间长度随密度的增加而增加,地膜小麦的增长较快;单位面积有效穗数、穗粒数、千粒重、单位面积上的产量均随密度的变化而变化,但地膜小麦的变幅较小,而露地小麦的交幅较大;叶面积指数、叶片功能期,地膜小麦和露地在密度交化过程中表现出相同的趋势;籽粒饱满指数随密度增加而降低,二者有相同的趋势。而粒叶比则露地小麦的变幅较大;倒伏程度以露地小麦的变幅较大。     

渭北旱塬不同覆盖方式对小麦产量及农艺性状的影响

通过在渭北旱塬的不同覆盖试验,对覆盖方式与小麦产量、农艺性状之间的关系进行了研究。结果表明:(1)地膜、秸秆-地膜、渗水地膜-秸秆覆盖地面后小麦产量显著增加,以地膜全程覆盖处理小麦产量最高,可达6 971 kg/hm2,与无覆盖处理相比,不同材料和时期覆盖后小麦最高增产92.62%,最低增产23.16%;(2)地膜或者渗水地膜-秸秆全程覆盖地面,小麦产量显著高于休闲期覆盖;(3)不同材料覆盖地面后,小麦的农艺性状可以得到大幅改善,但在全程覆盖的处理中,小麦基本苗数下降。     

大麦DNA导入小麦产生的变异后代抗白粉性测定

来自二棱大麦80S-111的外源DNA导入小麦品种花76后产生了抗小麦白粉病的变异株。本试验测定了变异的第二代在田间的抗白粉性,并在温室内分小种和分菌株测定了第三代的抗性。结果表明,田间第二代在D01等5个变异株系的抗白粉性不再分离:第三代幼苗可抗0、1、11和15号小种,小麦白粉菌株对它们的毒力频率较低(2.86-8.57％)。接种20个白粉菌株产生的侵染型对比资料证明它们的抗性基因与13个已知抗白粉基因不同。     

燕麦DNA在小麦抗条锈病育种中的利用

以健壮燕麦Avena sativa L.为供体,以普通小麦品种宁春4号为受体,利用花粉管通道将燕麦总DNA导入小麦中。对供体、受体、导入后代各变异株系进行连续4年的成株期混合菌种的抗病性鉴定和2年的分生理小种鉴定。结果显示:供体对小麦条锈菌免疫,受体对小麦条锈菌各生理小种严重感染,导入后代中有6个株系对小麦条锈菌各生理小种均表现高抗。表明燕麦DNA上可能携有抗小麦条锈菌的新基因,并已通过花粉管通道进入小麦,整合到小麦的染色体组中,稳定地表达。     

冬小麦碳同位素分辨率与产量、旗叶光合性状的关系

为了明确不同水分环境下冬小麦碳同位素分辨率(Δ13C)与产量、光合相关性状之间的关系,研究以12份不同时期育成的主栽冬小麦品种为材料,在水(WW)、旱(WS)两种条件下研究碳同位素分辨率、籽粒产量、光合性状及旗叶气孔密度之间的相互关系。结果发现:光合速率、Δ13C、气孔导度、旗叶叶绿素含量、籽粒产量5个性状在干旱胁迫下表现为下降趋势,且与正常灌溉差异极显著;在两种水分条件下,气孔导度、胞间CO2浓度、蒸腾速率和Ci/Ca间均呈现极显著的正相关,籽粒Δ13C与籽粒产量均呈正相关,且正常灌溉条件下Δ13C与籽粒产量具有更高的相关性(0.27 WS;0.51 WW);干旱胁迫条件下,Δ13C与光合速率、气孔导度、E、胞间CO2浓度和Ci/Ca均呈正相关,其中与Ci/Ca显著相关;灌溉条件下,Δ13C与光合速率呈负相关(-0.42),与其它4个光合性状无显著相关性;Δ13C与旗叶表皮气孔密度均呈负相关(-0.49,-0.21 WS;-0.56,-0.61WW),其中在灌溉条件下与旗叶下表皮气孔密度呈显著负相关,旗叶表皮气孔密度受开花、灌浆期干旱胁迫影响小,稳定性好。研究表明,灌浆初期的旗叶气孔密度可以作为Δ13C的潜在替代指标。     

小麦高代系的抗旱性状筛选与抗旱性评价

于2020—2021年度和2021—2022年度两个生长季,在杨凌抗旱棚（DS）、杨凌农作一站（YAS）和乾县试验站（QX）3个环境下分别测定了43份和20份小麦高代系的8个农艺性状及8个产量性状,通过计算抗旱指数评价各性状对小麦抗旱指标的贡献率,同时利用隶属函数法、聚类分析等方法进行综合分析,筛选抗旱性强的小麦高代系。结果表明,在干旱胁迫环境（DS）下,小麦的农艺性状和产量性状均受到不同程度的抑制。基于各性状对小麦抗旱指数的贡献度,筛选出生物量、产量、小穗数和千粒重等作为评价小麦抗旱性的重要指标。通过抗旱性综合评价值D和聚类分析将供试小麦品种（系）分为高抗旱、抗旱、中等抗旱、干旱敏感和干旱高敏感5个等级,两年度鉴定出21-1、21-34、21-39、21-18、21-2和22-17共6份高抗旱小麦品系。     

新疆耐盐小麦新品系选育及其主要性状

1997~2004年,通过大量组合有性杂交、系统筛选,初步选育出53个耐盐新品系。耐盐新品系均含有适应本地盐碱地种植的基因型材料,在含盐量为5‰~9‰时,与普通小麦一样的常规管理条件下,均正常生长发育,全生育期均未表现出盐害现象;具有植株较矮、穗较长、小穗多、穗粒数多、籽粒大等特点。     

不同时期喷施NaHS对盐碱地裸燕麦农艺和产量性状的影响

采用田间试验,分别在2020年裸燕麦不同生育期和2021年裸燕麦抽穗期喷施不同浓度H₂S供体硫氢化钠(NaHS),分析H₂S对盐碱胁迫下裸燕麦农艺和产量性状的影响。2020年试验结果表明：喷施时期对裸燕麦株高、单株粒数、单株产量、收获穗、千粒重和产量具有显著影响;NaHS浓度对株高和千粒重无显著影响,而对单株粒数、单株产量、收获穗和产量产生显著影响;二者的交互作用除对株高影响不显著外,对其余上述指标均具有显著影响。株高、单株粒数、单株产量、收获穗、千粒重和产量均以抽穗期喷施最高;单株粒数、单株产量、收获穗和产量随NaHS浓度增大整体呈先增加后下降的变化趋势,其中以喷施200 μmol·L^-1NaHS的产量最高。单株粒数和单株产量分别以抽穗期喷施100 μmol·L^-1和50 μmol·L^-1NaHS最高;收获穗数和千粒重分别以抽穗期喷施200 μmol·L^-1和50 μmol·L^-1NaHS最大;产量以抽穗期喷施200 μmol·L^-1NaHS最优。隶属函数综合分析显示：抽穗期喷施200 μmol·L^-1NaHS提高裸燕麦农艺产量性状的效果最佳。2021年试验结果表明：抽穗期喷施不同浓度NaHS对裸燕麦株高、收获穗和千粒重的影响不显著;与喷施0 μmol·L^-1 NaHS相比,喷施25~400 μmol·L^-1 NaHS可不同程度提高裸燕麦穗铃数、穗粒数和产量,其中喷施200 μmol·L^-1 NaHS的效果最显著。综上所述,抽穗期喷施200 μmol·L^-1 NaHS可有效促进裸燕麦穗铃数和穗粒数等农艺性状并提高产量。     

54个小麦品种(系)抗赤霉病评价与农艺性状调查

为获得抗赤霉病且农艺性状较好的小麦种质资源, 加快小麦抗赤霉病育种进程, 采用人工接种鉴定和田间试验的方法, 于2019年-2021年, 对54个小麦品种(系)进行了赤霉病抗性鉴定与农艺性状调查。结果表明, 供试小麦品种(系)存在赤霉病抗性差异, 筛选出‘华皖麦24’‘宛1204’和‘皖垦麦1708’等9个两年表现稳定的中抗品种(系), 占总数的16.67%; 农艺性状调查结果显示, 不同小麦品种(系)的农艺性状间存在显著性差异, 抗病组品种(系)的平均变异系数小于感病组品种(系)。其中, ‘宛1204’和‘徐麦17252’中抗赤霉病, 且综合农艺性状较好, 可以作为抗赤霉病育种的抗源。     

远缘杂交后代转育的小麦抗源材料抗病及抗旱性研究

郑麦9023和豫麦66分别与野生二粒小麦和野燕麦远缘杂交后代进行杂交和回交,经过7代筛选、鉴定,获得了20个抗病性和农艺性状稳定的高代系。在陕西杨凌设置条锈菌流行小种（CYR32和CYR33）病圃,在甘肃天水设置自然发病圃对筛选的小麦高代系进行异地抗病性鉴定,同时对其进行分小种CYR32、CYR33、CYR31和CH42苗期鉴定;分别选用Yr5、Yr9、Yr10、Yr15、Yr17、Yr18和Yr26等7个已知抗条锈病基因的分子标记进行基因检测;对高代系进行萌发干旱胁迫试验,从而对其抗旱性进行评价;并调查其农艺性状并进行评价。抗病、抗旱和农艺性状调查结果显示：参试的20个高代系中,符合抗病耐旱且农艺性状较好,可用于作为抗源亲本的高代系有8个分别是郑野-2、郑野-3、郑野-6、豫野-1、豫野-2、豫野-4、豫野-5、豫野-6。研究结果表明,在抗病、耐旱综合性状优良育种目标指导下,将郑麦9023和豫麦66作为基因累加的库容,利用系谱选择法,结合育种分子标记检测辅助选择,可不断对品种郑麦9023和豫麦66进行改良与创新;并且可依次对其抗病性、抗旱性、成熟期等农艺性状基因及来源不同的优良基因进行累加转育。