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。     

谷穗下压感受力与谷子主要性状的相关性

采用SMS质构仪测定24个谷子新品(系)种的谷穗下压感受力,分析其与主要性状的相关性。结果表明,谷子产量与其下压感受力呈极显著正相关,所以,高产稳产的新品种有利于机械化收获;谷穗的小码数多、支穗密度大、细而紧密的品种有利于机械化收获;茎秆与谷穗的增粗有利于谷子产量的提高;植株的高低和风干谷穗的含水量对机械化收获影响不明显。     

谷子主要农艺性状与产量的关系

干旱已成为限制我国粮食增产的主要因素之一。以6个谷子品种为试材,对不同品种的主要农艺性状进行了研究和分析,探讨了谷子不同农艺性状与单株粒质量间的关系。结果表明,不同品种不同农艺性状之间差异极显著;单株粒质量与穗质量显著正相关,与株高、茎粗、穗粗间呈正相关,但不显著,与穗长呈负相关,但不显著。     

玉米穗粒重与果穗三维几何特征关系的定量研究

【目的】从穗粒重与果穗三维几何关系的角度探索籽粒产量的制约因素,寻找进一步提高玉米产量的途径。【方法】利用图像处理技术采集了10个品种的果穗几何特征,分析了穗粒重对果穗几何特征组合的回归,以及穗粒重与穗大小特征的相关性。矩形度定义为果穗面积占其外接矩形面积的比例,分别与穗长+穗粗、穗面积、穗体积组合建立回归方程。【结果】上述3种组合方程,分别解释了品种间籽粒产量总变异的77.7%、70%和78.7%,矩形度的贡献大于或者约等于穗大小几何特征。同样结构的回归方程在矫正品种产量后,解释了环境间籽粒产量总变异的81.3%—82.0%,矩形度的贡献小于穗大小几何特征。穗大小对籽粒产量的简单决定系数为:在品种间,三种维数的大小特征都不显著;在环境间,穗长、穗粗、穗面积、穗体积分别为0.387、0.167、0.590、0.571。【结论】穗大小单一特征的重要性次序为:穗体积穗面积穗长、穗粗,穗矩形度是反映穗形态的一个重要性状,与穗大小特征相组合,能够高精度预测穗粒重。     

鲜食糯玉米主要农艺性状相关及通径分析

糯玉米（Zea mays L.var.ceratina Kulesh）单株产量性状是受多基因控制的,且各性状之间也会互相作用. 以广东省选育的15个鲜食糯玉米杂交组合为材料,随机区组设计,调查株高、穗位高、叶片数、穗上叶数、穗位叶长、穗位叶宽、茎粗、果穗长、秃尖长、果穗直径、穗行数、行粒数、轴粗、鲜苞质量和鲜穗质量共15个农艺性状,进行相关性分析及通径分析. 结果表明15个农艺性状中果穗长、轴粗、株高、叶片数和穗位叶宽与鲜穗质量呈显著正相关关系,相关系数从大到小的顺序表现为：果穗长＞轴粗＞叶片数＞穗位叶宽＞株高. 在糯玉米品种选育时,果穗长、轴粗、株高、叶片数和穗位叶宽等可作为关键选育农艺性状.     

华北夏谷区近30年来主要谷子育成品种农艺和品质性状演变分析

为给谷子品种选育提供理论依据,对华北夏谷区近30年来育成的20个代表性谷子品种的农艺和品质性状演变情况进行分析。结果表明:该时段内这些谷子品种的产量呈上升趋势,平均每年提高29kg/hm2,穗长、穗重、穗粒重、茎粗呈上升趋势,穗粗、株高呈下降趋势,株高降低、茎粗增粗提高了谷子品种的抗倒伏能力。相关分析表明,各性状与产量的相关系数由大到小依次是穗长﹥穗粗﹥单穗粒重﹥单穗重﹥株高﹥茎粗﹥抽穗日数﹥千粒重,其中抽穗日数、千粒重对产量影响不大。华北地区近年来育成品种的营养品质改善较小,应当加以关注。     

不同生育期干旱胁迫对玉米籽粒产量及其果穗性状的影响

在盆栽条件下,研究不同生育期干旱对杂交玉米籽粒产量及果穗性状的影响,结果表明,抽雄-吐丝期干旱对玉米籽粒产量及果穗性状影响大于喇叭口期,而持续干旱将导致减产进一步加剧,不同品种之间,安单2号的抗旱能力显著大于安单3号。通径分析表明,穗粒数的减少是导致减产的主要因素,果穗性状受干旱影响的程度行粒数穗行数穗长穗粗。     

玉米果穗脱水速率的研究

以不完全双列杂交组配的20个杂交组合及其亲本为试材,分别研究了植株性状、穗部性状与玉米果穗脱水速率的相关性。结果表明,品种间果穗脱水速率存在着显著差异,通过人工选择鉴定可以培育出符合育种目标的新品种。果穗脱水速率的遗传力较低,所以不能在早期世代对该性状进行直接选择。田间果穗脱水速率主要受植株性状的影响,株高偏低、穗位较高、开花期绿叶数较多、茎秆含水量较高,叶含水量较低的基因型有助于果穗快速脱水;同时果穗脱水速率与穗粗、穗行数呈极显著负相关,穗粗与穗行数呈极显著正相关,即穗行数越少,穗越细的果穗更利于籽粒脱水。     

山西谷子地方品种农艺性状和品质性状的综合评价

【目的】通过对山西谷子地方品种种质资源农艺性状和品质性状进行综合评价,分析山西谷子种质资源的多样性特点和分布规律,为种质资源的评价和新品种选育提供参考。【方法】利用变异系数、Shannon-Weaver多样性指数对212份山西谷子种质资源的15个性状进行多样性分析和性状差异分析,采用聚类分析、主成分分析、相关性分析以及逐步回归分析对山西谷子种质资源进行综合评价和鉴定指标筛选。【结果】212份山西谷子种质资源多样性指数范围为0.92—2.15,除粒色外,均大于1.00;变异系数范围为3.35%—38.66%,株高、穗长、茎长、茎粗、穗粗、节数、码数、码粒数、单穗重、穗粒重、千粒重、直/支比和粒色变异比较丰富,淀粉和蛋白质变化较小。聚类分析把山西谷子种质资源分为3个类群：第一类群北部品种,来源地包括大同和朔州;第二类群中部品种,来源地包括阳泉、太原、晋中和榆次;第三类群南部品种,来源地包括临汾和运城,与山西地理分布吻合;北部品种中单穗重、穗粒重和千粒重等性状的平均值更高,南部品种中码粒数、单穗重、千粒重、蛋白质、淀粉和直/支比表现出更高的变异性。主成分分析把15个性状归为9个主成分,累计贡献率为89.26%,表明9个主成分包含了谷子表型性状的大部分信息。山西谷子种质资源表型性状的综合得分F值均值为0.521,临汾的黄疙瘩最高（0.709）,大同的牛毛黄最低（0.315）。15个性状和综合得分F值的相关性分析表明,10个农艺性状（株高、穗长、茎长、茎粗、穗粗、节数、码数、码粒数、单穗重和穗粒重）与F值呈极显著正相关,直/支比与F值也呈极显著正相关。采用逐步回归分析法筛选出9个性状,分别为株高、穗长、茎长、码数、码粒数、单穗重、蛋白质、直/支比和粒色。【结论】山西谷子地方品种表型多样性丰富,山西谷子资源划分为南部品种、中部品种和北部品种,划分结果与地理来源吻合。直/支比可作为评价指标引入到谷子种质资源的综合评价中。筛选出9个性状可以作为谷子种质资源性状评价指标。山西谷子南部资源多样性更丰富,可作为谷子品质和特色育种的资源库。