饲用高粱分蘖相关性状的遗传分析

分蘖作为饲用高粱的一项重要农艺性状,受基因和环境的共同控制,对饲用高粱的产量和品质有重要影响。为进一步探究饲用高粱分蘖的遗传机制以及分蘖对饲用高粱的形态和产量的影响,本试验以分蘖多的品种‘TS-185’和分蘖少的品种‘忻梁-52’为亲本配置杂交组合,得到F2代,对分蘖数、茎粗、茎节数以及具有形态差异的性状如主茎和分蘖的叶片数、株高、穗长、穗重、茎秆鲜重进行统计,计算不同性状在主茎和分蘖间的相对差异值,并利用主基因-多基因遗传模型进行遗传分析。研究结果表明,株高、叶片数、穗长、穗重、茎秆鲜重在主茎和分蘖之间都存在极显著正相关。分蘖数、主茎和分蘖株高相对差异、穗长相对差异、穗重相对差异4个性状为两对主基因控制加性-显性-上位性混合遗传模型,广义遗传率分别是36.43%、82.71%、63.07%和85.06%,后3个性状能够在后代中稳定遗传,可在育种早代进行选择。茎粗、茎节数、主茎和分蘖叶片数相对差异,茎秆鲜重相对差异在本试验中表现为微效多基因控制的性状,非主基因控制。本研究对饲用高粱分蘖的遗传效应和分蘖对饲用高粱形态学差异的影响具有指导意义。     

减氮对辽粳5号/秋田小町RIL群体茎秆维管束、穗部和产量性状的影响及其相互关系

以辽宁稻区典型的直立穗型品种辽粳5号与日本典型的优质米品种秋田小町杂交构建的重组自交系群体(recombination inbred lines, RIL)为试材,在高氮和低氮2种施肥模式下种植,调查RIL群体茎秆维管束、穗部和产量性状,分析减氮对三者的影响及其相互关系,探讨在减少氮肥施用量的同时维持产量稳定的可能途径。研究结果表明,不同施氮模式下,RIL群体的茎秆维管束性状、穗部及产量性状均呈现连续变异,符合多基因控制的数量性状遗传特点。氮肥减施后, RIL群体水稻的单茎穗颈和倒二节间维管束数目、单株穗颈和倒二节间维管束面积减少,一次枝梗数减少,一次和二次枝梗结实率、总体结实率和千粒重增加,单穗重增加,穗数减少,产量降低。茎秆维管束性状与穗部和产量性状关系密切,单茎维管束性状与穗颈粗、一次枝梗数、二次枝梗数、穗粒数、着粒密度、千粒重和单穗重大多呈显著至极显著的正相关,单株维管束面积与穗数和产量呈极显著正相关。氮肥减施后,RIL群体中不减产类型株系的主要特征是:低氮条件下仍能维持稳定的分蘖和茎秆维管束的分化,保证穗数和穗颈粗稳定,单茎穗颈和倒二节大、小维管束数目、单茎倒二节大维管束面积和单株倒二节大维管束面积无显著变化,一次枝梗数变化不显著。在减施氮肥的条件下,选用茎秆维管束发达,穗数和穗颈粗稳定的水稻品种,有可能实现减氮不减产的目标。     

不同耐密型玉米品种茎秆性状对密度的响应及与倒伏的关系

以两种不同耐密性的4个玉米品种为材料,探讨在不同密度压力下茎秆性状的变化,重点研究了地面上第三节茎秆形态及内部中央大维管束生理结构的变化,并分析了各性状与倒伏的关系。结果表明,不同类型间和同类型不同品种间对密度的反应存在明显差异。郑单958和辽单526对密度变化更加敏感。4个品种的田间倒伏率与种植密度、茎秆第三节的长粗比、茎秆中央大维管束单位视野个数呈显著正相关;与第三节茎粗、中央大维管束的平均面积呈负相关。     

不同种植密度对高粱生长、产量及养分吸收的影响

为了明确密度与高粱[Sorghum bicolor (L.) Moench]农艺和经济性状以及养分吸收的关系,以‘晋杂23号’高粱为试验作物,采用大田试验方法,试验设4.5万株/hm2、7.5万株/hm2、10.5万株/hm2和13.5万株/hm2 4个种植密度,研究了不同种植密度对高粱生长、产量、产量构成因素以及养分吸收的影响。结果表明,随着密度增加,高粱株高显著增高,茎粗显著变细,单株叶面积和单株干重显著下降。在4.5万株/hm2~7.5万株/hm2范围内,籽粒产量随着密度增加呈显著性增加。密度在4.5万株/hm2~10.5万株/hm2时,单位面积穗数随密度增加呈显著性增加。随着密度增加,穗粒数显著性增加,而千粒重影响不显著。除磷以外,密度对高粱氮和钾吸收总量均无显著影响。密度对籽粒氮吸收量没有显著影响;在10.5万株/hm2~13.5万株/hm2范围内,磷和钾吸收量明显下降。与氮和磷不同,钾主要分配在秸秆中,只有少量钾转运到籽粒中。相关分析表明,种植密度与株高、生物产量、籽粒产量和单位面积穗数呈显著性正相关,而与茎粗、单株叶面积、单株干重、经济系数、穗粒数和千粒重呈显著性负相关。本研究表明,种植密度与高粱主要农艺和经济性状以及养分吸收息息相关,在高粱高产高效栽培中起着非常重要的作用。     

典型相关分析在高粱遗传育种中的应用研究

利用20个高粱品种为试材，根据生物学意义将19个性状归纳为4个性状组，对性状和性状组进行基因型值相关分析和典型相关分析。同时，建立了由多个农艺性状间接改良多个品质性状的综合选择指数。结果表明：对产量影响最大的因素是单穗粒重，其次为穗粒数。而穗粒重与穗粒数之间存在着显著的负相关，因此，在高粱丰产育种中，以提高单穗粒重为选育目标；而在以提高淀粉含量为主要目标的品质育种中，应选择茎秆粗壮单穗粒数多、株高适中的材料；在相关性上起作用的性状主要有抽穗期、开花期、株高、茎粗、叶片数、穗粒重、穗粒数、蛋白质含量、容重、角质率等，为了选育丰产、优质的高粱品种，应重视对这些性状的选择。     

不同小麦品种(系)茎秆显微结构、生化组分与茎秆强度的关系

为了探究影响茎秆强度的关键因素,筛选在小麦“强秆育种”中有价值的亲本资源,以72份小麦品种(系)为材料,首先综合小麦开花期、灌浆期、乳熟期3个生育时期的茎秆强度进行所有材料的聚类分组,在此基础上进一步分析这些小麦材料茎秆横切面的显微结构和木质素、纤维素含量的遗传变异及其与茎秆强度的相关性,明确与茎秆强度相关的关键性状;利用主成分分析提取茎秆横切面显微结构的主因子、计算综合因子得分,进一步结合木质素、纤维素含量进行聚类分析,从而综合评价不同小麦品种(系)茎秆强度相关性状的表现。结果显示,开花期—灌浆期,小麦茎秆强度变弱的同时,机械组织厚度也出现了显著减少;薄壁组织厚度、机械组织厚度、大维管束面积、木质素和纤维素含量在强茎秆强度小麦中远高于弱茎秆强度小麦;相关分析同样显示,机械组织厚度、大维管束面积、木质素和纤维素含量与茎秆强度呈显著或极显著相关性。最后将茎秆显微结构的主成分综合因子得分和木质素、纤维素含量作为3个变量进行聚类分析,共筛选出18份在茎秆显微结构和生化指标方面表现突出的小麦材料,其可作为小麦“强秆育种”的重要遗传资源。     

六种种衣剂对高粱种子发芽及幼苗的影响

目前,农资市场上推广销售的种衣剂主要是针对玉米种子使用的专用种衣剂,高粱在全国来讲属小杂粮作物,但在山西是主栽的杂粮类作物之一。为了将种子包衣技术应用到高粱种植生产上,我们收集到当前生产上推广使用的六种常用种衣剂,对晋杂101高粱种子包衣处理进行发芽试验。希望通过本试验了解种衣剂对高粱种子的影响,给高粱种子行业及广大高粱种植户提供具有参考价值的数据。     

植物矮生性状的分子遗传研究进展

近年来,随着分子生物学和基因组学的飞速发展,对作物高产性状,高产机理及其相关基因的研究愈加深入,应用基因工程技术对作物进行遗传改良已成为提高作物产量的有效途径,培育理想株型已成为作物育种的重要目标。株高是高等作物的重要农艺性状之一,植株过高容易引起倒伏而减产,而矮生植株抗倒能力强,高产,因而矮化育种对培育理想株型十分重要,矮生基因的发掘研究和利用也越来越受到重视。本文综述了目前高等作物矮生性的分子遗传研究进展,特别是对水稻、小麦、玉米、黄瓜、西瓜和番茄等主要作物矮生性状的遗传特点、分子标记、矮生基因的克隆等方面的研究进展做了较为详细的总结和评价,分析了激素对高等植物矮生突变体的调控,提出了高等植物矮生资源的利用和矮化育种中存在的问题,并探讨了高等植物矮生性状分子遗传学研究和分子育种的发展趋势。     

黑龙江省超级稻茎秆性状的研究

本研究以黑龙江省的3个超级稻品种及分别的普通对照品种为材料,进行了茎秆各性状的研究。主要结论如下：超级稻品种的倒1节间长度和粗度均显著高于的对照品种,而倒2节间和倒3节间均短于对照品种;黑龙江省超级稻品种的穗颈、倒1节间和倒2节间大维管束数均分别高于其同熟期的普通对照;相关分析表明,倒1节间长度、粗度、倒2节间粗、倒3节间粗与穗颈和各节间大小维管束均呈正相关的关系。     

高粱茎秆含糖量遗传研究

高粱茎秆按汁液含量可分为:成熟时茎秆不含汁液的干涸类型和成熟时茎秆内含有大量汁液两类。茎秆内多汁液且含有一定糖分的高粱称甜高粱,属普通高粱的一个变种。因为这类高粱集糖用、饲用、能源和粮食等多种用途于一身,受到世界许多国家重视。了解它的糖分遗传是非常必要的。然而对高梁茎秆含糖量研究报道甚少,且分歧较大。本文是我们进一步研究的结果。……     

甜高粱茎秆含糖量遗传研究进展

甜高粱(Sorghum bicolor)是普通粒用高粱的一个变种。与粒用高粱相比,甜高粱育种研究进展相对缓慢,特别是茎秆含糖量高的亲本系创造比较滞后。开展甜高粱茎秆含糖量的遗传研究,对甜高粱亲本系选育及杂交种组配具有重要意义。本文从茎秆含糖量的评价指标入手,分别对茎秆含糖量的遗传与子粒产量及其他性状的关系、基因定位等方面的相关研究结果进行了系统地概括和归纳,并分析了当前茎秆含糖量研究的热点和亟待解决的问题。     

种植密度对不同株高夏玉米品种茎秆性状与抗倒伏能力的影响

倒伏是影响夏玉米在密植条件下获得高产的重要限制因素之一,本研究旨在探讨种植密度对不同株高夏玉米品种茎秆性状与抗倒伏能力的影响。以矮秆品种登海661 (DH661)和高秆品种鲁单981 (LD981)为试验材料,通过设置4.50×10⁴株 hm^-2、6.75×10⁴株 hm^-2和9.00×10⁴株 hm^-2 3个种植密度,研究茎秆节间长度、茎秆穿刺强度、茎秆显微结构以及倒伏率等方面的变化。结果表明,随种植密度增加,夏玉米的基部第3茎节间和穗位节间变细,茎秆穿刺强度显著下降,较密度4.50万株 hm^-2,DH661和LD981 6.75万株 hm^-2、9.00万株 hm^-2地上第3节间茎秆穿刺强度分别降低了8.5%、22.6%和13.3%、29.6%;茎秆皮层和维管束内部厚壁细胞厚度及维管束数目均随种植密度的增加显著下降,倒伏风险增加,但矮秆品种的下降幅度小于高秆品种,而产量的增加幅度大于高秆品种,说明矮秆品种在高密度下能够保持较好的抗倒伏性能,有助于其在高密度种植条件下获得高产、稳产。     

不同生态类型大豆农艺性状与产量关系的研究

针对山西省干旱少雨气候特点、大豆产量突破比较困难的现状,通过滚动筛选,对18份产量突出的不同生态类型大豆种质进行产量相关性状研究,以期为高产、超高产育种提供理论依据。对参试材料采用聚类分析,划分生态类型;用主成分分析法和相关性对其进行综合评价。结果表明,在欧氏距离OD=5.54处将其分为4类:第1类为多分枝结荚类型;第2类为中等分枝结荚类型;第3类为披针叶少分枝结荚类型;第4类为椭圆叶少分枝结荚类型。不同生态类型大豆种质产量与分枝数和三粒荚数呈显著正相关,与单株质量、二粒荚数、荚粒质量、粒质量和茎秆质量、总荚数、总粒数呈极显著正相关。不同分枝类型的大豆种质随密度变化,其产量达到最高值的点不尽相同,其中,多分枝类型的产量随着密度的增加呈升-降-升的变化趋势,密度为24万株/hm~2时达到最高点;中等分枝类型的产量随着密度增加呈升-降-升-降的趋势,密度为12,21万株/hm~2时呈现2个峰值,12万株/hm~2达到最高点;披针叶和椭圆叶的寡分枝类型产量随着密度的增加呈降-升-降的变化趋势,椭圆叶型密度为15万株/hm~2时达到最高点,披针叶型密度为18万株/hm~2时达到最高点。大豆高产、超高产育种应该关注多荚粒材料的应用和不同生态类型大豆材料的合理密度。     

粒用高粱与秆用高粱品种比较试验

本试验以代表性粒用高粱和秆用高粱为材料,采用大田试验和室内考种方法,探讨粒用高粱和秆用高粱在生物学性状、形态特征及产量性状等方面的差异,结果表明,在同样生态条件和栽培条件下,2种高粱生育期进程、生育期长短存在着较大差异。其主要农艺性状及产量存在的差异主要表现在:秆用高粱生物产量比粒用高粱高3~5倍,但籽粒产量较粒用高粱低;秆用高粱茎秆富含糖分,可以作为工业原料生物能源,粒用高粱茎秆几乎不含糖分,不能作为生物能源。秆用高粱雷伊品种生物产量高达16.25 t,茎秆含糖高达18.3%以上,可推荐作为秆用高粱种植的首选品种;粒用高粱561品种的籽粒产量高达1 019 kg/667 m~2,可以作为粒用高粱种植的首选品种。     

上海甜芦粟种质资源收集与初步鉴定

为探究上海甜芦粟地方种质资源的多样性,选取11份地方种质对其主要农艺性状进行鉴定与评价。结果表明:供试种质资源的种子萌芽力、抽穗期、分蘖数、分枝数、茎秆产量、籽粒产量等存在较大差异,其中种子萌芽力在不同温度下的变异系数超过40%;在产量性状中,单株产糖量介于40.31~142.84 g,变异系数最大,为29.19%;茎秆出汁率介于46.60%~56.73%,变异系数最小,为5.55%;糖锤度介于11.42%~16.77%,变异系数略高于茎秆出汁率,为10.88%。相关性分析结果表明:单株产糖量与株高、叶鞘鲜重、节间数呈显著正相关,与茎粗、叶片鲜重、茎秆鲜重呈极显著正相关;茎秆出汁率与茎粗、叶鞘鲜重呈显著正相关P<0.05;糖锤度与所测其他性状之间的相关性未达到显著性水平。在供试种质中,19G016在15℃下发芽最快,其单株产糖量和糖锤度最高,分别为142.84 g和16.77%;19G012抽穗最快,从播种到抽穗仅用82.6 d;19G017的茎秆出汁率最高和分蘖数最少,分别为56.73%和0.6个。该研究结果以及这些丰富的地方种质资源将为甜芦粟品种改良提供基础。     

不同小麦品种茎秆显微结构与抗倒强度关系研究

为了研究小麦的抗倒伏性能,探讨茎秆抗倒性的微观结构及生理特性,采用田间与实验室相结合的方法,以目前大面积推广的常规小麦品种和有推广前途的杂交小麦为试材,从小麦的外部形态、内部显微结构及生理性状等方面综合分析小麦茎秆的抗倒伏性。结果发现,株高较低、茎秆重心高度下降、基部节间短粗的小麦品种倒伏指数较小,且秆壁较厚,茎秆截面积较大。通过显微观察可知,倒伏指数较小的‘百农矮抗58’、‘杂麦4号’小麦品种,其茎秆内大维管束数量较多,分别为41.8个/茎和37.7个/茎,而小维管束数量相对较少,分别为22.7个/茎和21.0个/茎。同时发现,茎秆倒伏指数较小的‘百农矮抗58’、‘周麦18’、‘杂麦4号’小麦品种,其灌浆后期茎秆活力较强,特别是矮秆品种‘百农矮抗58’,茎秆活力值达到了49.33 mg/(g?h),且与其他品种相比均达到了极显著的差异。综合分析可知,‘百农矮抗58’、‘杂麦4号’小麦品种抗倒性较强,但茎秆活力与抗倒伏的关系有待进一步验证。     

荞麦茎秆解剖结构和木质素代谢及其与抗倒性的关系

以抗倒伏能力不同的4个荞麦品种研究表明,荞麦茎秆抗倒伏能力与茎秆解剖结构和木质素代谢密切相关。倒伏率与茎秆抗折力参数(r = –0.907, P < 0.01)、木质素含量(r = –0.844, P < 0.01)、机械组织厚度(r = –0.881, P < 0.01)、茎壁厚度(r = –0.947, P < 0.01)、维管束面积(r = –0.846, P < 0.01)、机械组织层数(r = –0.806, P < 0.05)和大维管束数目(r = –0.709, P < 0.05)呈显著负相关,而与倒伏指数(r = 0.842, P < 0.01)呈显著正相关。木质素含量与苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性(r = 0.984, P < 0.01)、4-香豆酸:CoA连接酶(4CL)活性(r = 0.927, P < 0.01)和肉桂醇脱氢酶(CAD)活性(r = 0.862, P < 0.01)呈显著正相关。茎秆木质素含量、机械组织层数、机械组织厚度、茎壁厚度、大维管束数目和维管束面积可以作为荞麦茎秆抗倒伏能力的重要评价指标。茎秆木质素含量高、机械组织层数多、机械组织和茎壁厚、大维管束数目多且维管束面积大的荞麦品种,其茎秆抗折力参数大、倒伏指数小、抗倒伏能力强。     

超级杂交稻持续增产的茎秆维管束结构基础研究

为探究不同产量潜力超级杂交稻持续增产的茎秆维管束结构基础,以具有不同产量潜力的4期超级杂交稻代表性品种两优培九、Y两优1号、Y两优2号和Y两优900为材料,在大田栽培条件下,研究了4期超级杂交稻茎秆维管束结构的差异及其与产量和产量构成因素间的关系。结果表明:随产量潜力的提高,4期超级杂交稻各节间大、小维管束数目均表现出不断增加的变化趋势,除倒5节小维管束面积和总面积表现为先升高后降低、倒2节和倒3节大维管束面积和总面积表现为先降低后升高外,其他节间大、小维管束面积和总面积均表现为不断增加的变化趋势。随着产量潜力的增加,4期超级杂交稻的实际产量、穗粒数均表现出不断增加的趋势,第4期超级杂交稻(Y两优900)较第1期超级杂交稻(两优培九)增产68. 83%,穗粒数增加87. 42%,而有效穗数呈逐渐减少的变化趋势,千粒质量和结实率则表现为先升高后降低的趋势。相关分析表明,茎秆维管束结构特征与穗粒数、结实率以及产量存在正相关,而与千粒质量存在负相关,特别是上部茎节间小维管束和基部茎节间大维管束结构特征显著影响超级杂交稻产量及产量构成要素。因此,4期超级杂交稻上部茎节间小维管束结构特征以及基部节间大维管束结构特征的改善是保证超级杂交稻产量潜力不断提高、穗大粒多和结实率正常的前提。     

作物抗倒伏的评价方法研究进展

倒伏是由内外因素引发的植株茎秆从自然直立状态到永久错位的现象,人们在倒伏对产量和品质的影响研究方面做了大量工作,并创立了许多评价方法。笔者从作物茎秆的化学成分与形态结构、力学原理和QTL定位等方面对抗倒伏的评价方法进行了总结：纤维素和木质素的含量多少与倒伏有紧密的联系;同时,作物的株高、茎节的长度、单茎的鲜重以及维管束的面积、密度、视野中的数量等许多形态显微结构与倒伏亦有关系;许多专家利用力学原理对多种作物的抗倒能力进行了实验,最后,对研究作物倒伏评价方法的研究方向进行了探讨。     

不同熟期“川油”系列甘蓝型油菜品种主要性状与产量的相关分析

探讨在成都地区气候条件下不同熟期甘蓝型油菜产量的主要影响因素,以期为油菜抗性育种提供理论基础。采用相关分析、通径分析和主成分分析等方法,分析不同熟期甘蓝型油菜主要农艺性状、茎秆抗折力和菌核病发病率等与产量的关系。相关分析结果表明,早熟品种产量与单株有效角果数、每果粒数和茎秆中上部抗折力均呈显著或极显著正相关,中熟品种产量与株高、一次分枝高度、单株有效角果数、茎秆下部和茎秆中下部抗折力均呈极显著正相关。通径分析结果表明,早熟和中熟品种主要性状中,单株有效角果数对产量的直接作用最大。主要性状中,每果粒数对早熟品种产量的间接综合效应最大,中熟品种间接综合效应最大的是茎秆下部抗折力。主成分分析结果表明,早熟品种主要性状分为抗倒性状、株型性状、产量构成性状和抗病性状等4类性状。中熟品种为产量构成性状、株型性状和抗倒性性状等3类性状。研究表明,在四川省自然气候条件下,无论是早熟品种还是中熟品种选育,应在保证产量性状的同时,加强植株株型、抗倒性和抗病性的选择。