小麦茎秆木质素代谢及其与抗倒性的关系

以抗倒性不同的6个小麦品种为材料,观测了茎秆基部第二节间的木质素含量及苯丙氨酸转氨酶(PAL)、酪氨酸解氨酶(TAL)、肉桂醇脱氢酶(CAD)和4-香豆酸: CoA连接酶(4CL)活性以及不同时期茎秆抗折力和倒伏指数的变化,探讨木质素含量与抗倒伏能力的关系。不同小麦品种的茎秆木质素含量存在明显差异。茎秆抗折力大、倒伏指数小的品种(济麦20和济麦22),其茎秆木质素含量高,PAL、TAL、CAD和4CL活性强。相关分析表明,茎秆木质素含量与实际倒伏率呈显著负相关(r = -0.83, P<0.05);与抗折力呈显著正相关(r = 0.86, P<0.05);PAL、TAL和CAD活性与木质素含量呈显著正相关(r =0.78, 0.77, 0.85, P<0.05),4CL活性与木质素含量呈不显著正相关(r =0.39, P>0.05)。研究表明,较高的PAL和CAD活性是木质素含量高的酶学基础,茎秆木质素含量可作为小麦品种抗倒伏性评价的一个重要指标。     

小麦抗倒伏茎秆形态指标及QTL分析

为明确小麦茎秆基部第2节形态及结构特征与抗倒伏关系,发掘抗倒伏关键茎秆形态指标及数量性状基因座位点(QTL)。以120份RILs家系为研究材料,分别测定2020,2021年茎秆强度及基部第2节间长度、茎粗、壁厚、纤维素含量和木质素含量等指标,开展多元回归分析,并结合55K SNP芯片进行QTL定位分析。结果表明,茎秆强度与基部第2节间茎粗和壁厚呈显著或极显著(P<0.01)正相关(P<0.05),与基部第2节间纤维素含量和木质素含量呈极显著正相关(P<0.01)。多元回归分析表明,基部第2节间纤维素含量是影响小麦茎秆强度的关键指标。基于55K芯片关联分析结果,在1A、1D、2B、2D、4D、5A、5B、5D和7B等染色体上共检测到19个与茎秆性状相关的QTLs,解释了7.67%～65.33%的表型变异。在1D染色体上,与标记AX-110771095和AX-109431570连锁的QTL位点同时控制基部第2节间长、壁厚及纤维素含量3个性状,解释了7.96%～10.76%的表型贡献率。     

实心小麦86-741茎秆的解剖分析及壁厚特性的SSR标记

以实心小麦86-741、新疆稻麦及其杂种F₁为材料, 利用石蜡切片和SSR标记方法对86-741的实心特性进行了分析。结果表明, 实心小麦86-741茎内仅有极小髓腔, 髓腔中有髓, 机械组织中有维管束的分布; 杂种F1偏向实心亲本86-741, 有髓腔, 但髓腔的直径小于新疆稻麦, 机械组织所占的比例小于亲本86-741; 86-741维管束数最多, F₁代其次, 新疆稻麦最少。遗传分析与SSR标记结果表明, 86-741髓的有无是由双隐性基因控制的; 而其壁厚性状由位于3BL染色体上的单显性基因控制, 与SSR标记Xgwm-547的遗传距离为5.3 cM。暂将该壁厚基因定名为Cwt-1。Xgwm-547可用于辅助转育壁厚特性, 提高小麦品种的抗倒伏能力。     

灌溉模式对不同群体小麦茎秆特征和倒伏指数的影响

为明确灌溉模式对不同群体小麦茎秆倒伏的调控机制,在大田条件下设置了不灌水(W0)、灌1水(W1j,拔节期灌水;W1b,孕穗期灌水)、灌2水(W2,拔节和孕穗期灌水)、灌3水(W3,拔节、孕穗和灌浆期灌水)5种灌溉模式和基本苗180株/m2(D1)、300株/m2 (D2)和450株/m2(D3)3种密度,研究了灌溉对不...     

套作大豆苗期茎秆木质素合成与抗倒性的关系

为从茎秆强度的角度探索套作大豆苗期耐阴抗倒机制,对套作大豆苗期茎秆木质素合成与抗倒性的关系进行了研究。采用耐阴性不同的3个大豆品种(系),在大豆-玉米套作和大豆单作两种种植模式下,测定茎秆的木质素含量及其合成过程中的苯丙氨酸转氨酶(PAL)、4-香豆酸:Co A连接酶(4CL)、肉桂醇脱氢酶(CAD)、过氧化物酶(POD)等关键酶活性以及茎秆抗折力和抗倒伏指数。结果表明,套作大豆苗期倒伏严重,茎秆抗折力、抗倒伏指数、木质素含量和相关酶活性均显著低于单作。不同大豆品种受套作荫蔽影响程度不同,强耐阴性大豆南豆12茎秆抗折力降低幅度最小,在套作环境下其茎秆抗折力、抗倒伏指数大,茎秆木质素含量高,PAL、4CL、CAD、POD活性强。相关分析表明,套作大豆苗期茎秆木质素含量与抗折力极显著正相关(r=0.890,P0.01),与倒伏率极显著负相关(r=–0.889,P0.01),与4CL、CAD酶活性显著正相关。套作环境下,强耐阴性大豆苗期茎秆中较高的4CL、CAD活性是其维持高木质素含量的酶学基础,而高木质素含量有利于提高茎秆强度,进而增强其抗倒伏能力。     

小麦品种周麦22茎秆生长特性及其与抗倒性的关系

为明确抗倒小麦品种周麦22的茎秆生长特性,为抗倒小麦品种选育提供理论依据,以生育期基本一致的4个小麦品种为材料研究了不同小麦品种节间生长特性、茎秆机械强度和倒伏指数的差异。结果表明:4个小麦品种的株高、穗下节间长无明显差异。但周麦22基部第二节间长相对较短,节间壁较厚,节间粗度小,同时,周麦22基部第二节间鲜物质密度和干物质密度最大,均与洛麦21、新麦18差异达显著水平。对茎秆机械强度和倒伏指数分析表明,周麦22茎秆机械强度最高,倒伏指数最低,与其他3个品种差异显著。对其茎秆生长特性与倒伏指数相关性分析表明,基部第二节间干重和干物质密度对周麦22号抗倒性影响最大,基部第二节间干重和干物质密度增大可以增强周麦22的抗倒能力。     

小麦抗倒性影响因子和产量因子的遗传与相关研究

旨在为小麦育种和生产上预防倒伏、提高稳产能力提供参考.以来源于野生二粒小麦远缘杂交组合的82个高代系为试材,在西北农林科技大学试验站测定并分析抗倒性影响因子和产量性状的相关性.结果表明,(1)株高与抗倒性呈负相关关系,成熟期茎壁厚与抗倒性呈正相关关系,各个性状的抗倒性排序为株高＞成熟期茎壁厚度＞单穗重＞单株重;(2)粒...     

小麦单茎库源比值与产量关系的初步研究

利用10个小麦品种，对单茎库、源及其比值与产量的关系进行了初步研究。结果表明，库性状、源性状与子粒产量的相关性均未达到显著水平，小麦单茎库源比值与产量均呈正相关趋势。穗粒数／旗叶面积、穗粒重／旗叶面积与产量的表型和遗传正相关均达到极显著水平，对各产量构成因素均无明显不利影响，可作为小麦高产育种的重要筛选指标。     

防止小麦倒伏措施的研究

小麦幼穗分化过程需要良好的水肥条件，特别在拔节阶段，营养体生长旺盛，也是决定小花数的关键时期。合理运用水肥，可以提高小麦结实率，增加单株产量，但运用不当会引起茎秆徒长，倒伏减产。 高产与倒伏是个很大的矛盾，据调查扬花期倒伏……     

小麦倒伏成因的相关分析与通径分析

对影响小麦倒伏的因素相关分析表明：倒伏指数与基部第1、2节间长度及株高呈正相关，与单茎根重、根重与生物产量的比值呈负相关。通径分析结果表明：基部弟1节间长度和单茎根重是影响小麦抗倒力的主要因素。     

小麦品种抗倒性评价方法的研究

以抗倒性不同的１５个高产小麦品种（系）为材料，通过进一步的力学分析，提出了“品种倒伏指数”的新概念。经实际应用于品种抗倒性的评价，证明“品种倒伏指数”综合考虑了植株的重心、重和茎秆机械强度等因素的影响，能客观、准确地评价品种的抗倒性。通径分析结果表明，茎秆机械强度与品种抗倒性关系最为密切。根据不同品种的抗倒性差异，应用系统聚类法首次将品种划分为高抗型、普抗型、中间型和易倒型四种抗倒类型。     

小麦抗倒指数遗传及其与茎秆特性的相关分析

为给小麦抗倒育种提供参考依据,利用7个茎秆抗倒指数不同的小麦品种为亲本,按Griffing双列杂交法Ⅱ配制21个杂交组合,研究小麦抗倒指数的遗传及其与茎秆特性的相关。结果表明,在7个小麦品种中,扬麦9号和宁麦8号抗倒指数的一般配合力最好,能极显著地提高杂种后代的抗倒指数。小麦抗倒指数的遗传符合加性-显性模型,同时受加性和显性效应的作用,且显性效应更重要,显性程度为完全显性到超显性。控制抗倒指数遗传的增效等位基因为隐性,增、减效等位基因频率在亲本中的分配无明显差异。扬麦9号和宁麦8号具有较多控制抗倒指数遗传的隐性基因,而望水白和苏麦3号具有控制抗倒指数遗传较多的显性基因。抗倒指数可能受3~4对主效基因的控制,狭义遗传力中等。相关分析表明,抗倒指数与基部第二节间粗、基部第一、二节间充实度呈显著或极显著遗传正相关;与基部第一、二节间长、穗下节间长、株高和重心高度呈极显著遗传负相关。     

玉米茎秆抗倒特性的解剖研究

用易倒伏的老农家品种小粒红和中抗倒伏掖单2号高产杂交种以及高抗倒伏的掖单4号高产杂交种,田间春播,于蜡熟期取地上第三节间测定,结果表明:掖单4号茎秆硬皮组织厚,机械组织发达,维管束鞘厚度大,单位面积内维管束数目多,纤维细胞机械性能好,木质化薄壁细胞多,茎秆中构成物质多等,因此抗倒能力强。     

不同水直播方式水稻植株抗倒特性研究

为研究不同水直播方式水稻植株倒伏的差异,在稻麦两熟制下,以2个常规粳稻(常农粳7号、超级稻南粳44)和2个杂交粳稻品种(甬优2638、甬优7号)为试材,设置水直播点播和条播2种方式,于齐穗后30 d,研究了不同直播方式高产水稻植株地上部分各节间抗倒伏能力的差异,并对倒伏指数、抗折力与茎秆主要物理性状进行相关分析。结果表明,条播方式水稻倒伏比例较大,水稻植株基部第2,3节间抗折力和弯曲力矩,点播方式显著高于条播方式;条播方式倒伏指数显著较高。点播方式水稻株高、重心高度高于条播方式,但相对重心高度低于条播方式。点播方式水稻基部第1,2节间长度显著小于条播方式,基部3个节间的茎秆内径长均显著高于条播方式,除基部第1节间外,基部第2,3节间外径长和茎壁厚度点播方式显著高于条播方式。点播方式基部第1,2节间单位节间干质量显著高于条播方式。上述茎秆性状在不同类型品种间有较大差异。直播水稻茎秆的抗折力和倒伏指数与水稻茎秆基部节间长、茎壁厚、节间充实度等性状密切相关。点播方式水稻具有基部节间短而粗、茎壁较厚,且充实度好的特点,是其抗倒伏能力强的直接原因。     

施氮期对小麦茎秆木质素合成的影响及其抗倒伏生理机制

为明确氮肥施用模式对小麦茎秆木质素合成与积累及抗倒伏能力的影响,2011-2012和2012-2013生长季,选用济麦22 (抗倒伏)和山农16 (不抗倒伏)品种,分析不同生育期追施氮肥处理的茎秆木质素含量和木质素合成相关酶活性,及其与抗倒伏指数和产量的关系。各处理总施氮量为240 kg hm⁻²,其中80 kg hm⁻²播前基施,其余氮肥按4种模式追施,分别是起身期和孕穗期各一半(N1)、拔节期全施(N2)、拔节期和开花期各一半(N3)和孕穗期全施(N4)。与N2和N3处理相比,N1和N4处理的茎秆木质素含量高,茎秆抗折力大,茎秆抗倒能力强。各处理对木质素合成关键酶活性有显著影响,其中N1的苯丙氨酸解氨酶(PAL)、酪氨酸解氨酶(TAL)和过氧化物酶(POD)活性较高;N2处理第2节间形成后0~7 d时PAL、TAL和POD活性显著高于其他处理,但第2节间形成后21 d时迅速下降;N3处理第2节间形成后0~21 d时PAL、TAL和POD活性低,但开花期(21 d)追氮延缓了3种酶活性的降低;N4处理显著提高了第2节间形成14 d后的酶活性。在乳熟期和蜡熟期,两品种的基部茎秆抗折力和抗倒伏指数均以N1和N4处理显著优于其他处理,并且N1和N4处理的籽粒产量也显著高于其他处理。试验结果表明,孕穗期追肥的N1和N4处理有助于提高茎秆中PAL、TAL、POD活性及木质素含量,提高小麦茎秆的机械强度及抗倒伏能力,降低小麦倒伏面积和倒伏程度。     

农作物倒伏及其评价方法

倒伏是由外界因素引发的植株茎秆从自然直立状态到永久错位的现象。倒伏是作物生产中普遍存在的问题,已成为高产稳产的重要限制因素之一。倒伏的严重性和对产量品质所造成的损失与作物生长环境和倒伏的发生时期有关。一般来说,适宜的生长环境、促进作物生长和产量提高的措施会引发倒伏或使倒伏程度加重。鉴于倒伏性对产量、品质的严重影响,国内外学者对作物的抗倒伏性进行了广泛深入的研究。笔者综述了对倒伏类型的划分,归纳为茎倒(折)、根倒和根茎复合倒伏三种类型,并对评价抗倒性的方法和指标的进展情况进行了讨论。     

小麦白粉病成株抗性和抗倒伏性及穗下节长度的QTL定位

由小麦品种花培3号和豫麦57杂交获得了DH群体168个株系, 利用305个SSR标记对白粉病成株抗性、抗倒伏性和穗下节长度进行了QTL定位研究。DH群体及两亲本于2005年和2006年种植于山东泰安, 2006年种于安徽宿州。利用基于混合线性模型的QTLNetwork 2.0软件, 共检测到12个加性效应位点和10对上位效应位点。在4D染色体上控制白粉病成株抗性的qApr4D, 贡献率为20.0%, 在各环境中稳定表达, 其抗病等位基因来源于抗病亲本豫麦57; 在7D染色体上控制小麦穗下节长度的qIlbs7D, 贡献率为12.9%, 在各环境中稳定表达。加性效应和上位效应对小麦白粉病成株抗性、抗倒伏性和穗下节长度的遗传起重要作用, 并且基因与环境常常具有互作效应。以上两个QTL可分别用于小麦白粉病成株抗性和穗下节长度的分子标记辅助选择。     

农作物抗倒性研究进展

由于品种选用不当、过量施肥、种植密度增大和外界自然环境等因素的影响,倒伏已经成为农作物生产中面临的最为严峻的问题之一。对水稻、玉米、小麦、大麦、油菜等主要农作物中已有的抗倒性评价方法进行了介绍和比较,分析了影响作物倒伏的主要内在和外在因素,并综述了当前在抗倒性相关性状遗传规律、QTL定位、基因克隆与功能分析等方面取得的研究进展,指出了抗倒性研究存在的问题,并对今后的研究方向进行了探讨。     

农作物倒伏及其影响因素分析

倒伏是由外界因素引发的植株茎秆从自然直立状态到永久错位的现象。倒伏是作物生产中普遍存在的问题,已成为高产稳产的重要限制因素之一。倒伏的严重性和对产量品质所造成的损失与作物生长环境和倒伏的发生时期有关。一般来说,适宜的生长环境、促进作物生长和产量提高的措施会引发倒伏或使倒伏程度加重。作物倒伏是一个综合的、复杂的现象,它受到外界风雨、栽培技术、植物本身特性以及支持土壤系统等的多重影响。鉴于倒伏性对产量、品质的严重影响,国内外学者对作物的抗倒伏性进行了广泛深入的研究。笔者综述了对倒伏的影响因素的分析,作物倒伏与否主要受到4个系统共同制约：气候因素、生态因素、栽培因素和植物内在遗传因素。