玉米茎秆性状与抗倒伏关系研究进展

倒伏是影响玉米产量与品质的重要因素。从玉米茎秆形态性状、质量性状、解剖特征以及化学成分等几个方面综述了茎秆性状与抗倒伏之间的关系,并对近几年玉米茎秆抗倒伏相关性状的QTL定位研究进展进行总结,为增强对玉米抗倒性的认识以及玉米抗倒伏优良品种的选育提供参考。     

浙优21茎秆抗倒伏性状的相关性及通径分析

籼粳杂交稻浙优21杂种优势强,产量高,剖析其抗倒伏性状的构成因素,探明相应的栽培技术对其大面积高产生产具有重要意义。对浙优21的12个抗倒伏构成性状进行相关、多元逐步回归和通径分析。株高（X1）、节间长（X5）、全秆鲜重（X6）、鲜穗重（X7）、全秆干重（X8）、干穗重（X9）、抗折力（X10）、茎直径（X11）和茎壁厚（X12）与倒伏系数相关均达极显著水平,相关系数分别达0.84、-0.61、0.91、0.89、0.88、0.85、-0.76、-0.71和-0.68,这些性状构建了浙优21茎粗秆硬,耐倒性强的品种特性。倒伏指数（Y）与上述性状的最优回归方程为Y=-44.6914+1.5210X1-1.3896X5+3.0261X6+1.4055X7+2.7725X8-2.1025X9-2.0159X10+2.0274X11+2.9196X12。通径分析表明浙优21抗倒能力主要取决于株高、节间长、茎直径和茎壁厚等性状。栽培上应控制后期的氮肥施用,降低植株高度,同时增加硅钾肥施用,提高茎秆韧性,增强抗倒能力。     

杂交水稻茎秆形态学优势性状与抗倒伏能力研究

以茎杆粗壮型海南野生稻S和安仁籼稻、R199、武育粳、R215及其配制组合F1为材料，研究杂交水稻茎秆形态学优势性状与抗倒伏能力的关系，结果表明：海南野生稻s的茎秆基部抗折断能力较强，基部节间结构较优，株高和茎杆长度合理，基部伸长节间较短、充实度高，是一个茎秆物理性状良好、抗倒伏能力强的光温敏核不育系材料；以海南野生稻S为母本与安仁籼稻、武育粳、R199和R215所配制的组合F1茎秆基部抗折断能力和充实度、基部伸长节间粗度、横切面面积和茎壁厚度等性状明显优于其父本并袁现出一定的平均优势或超亲优势，株高较父本明显增加，但基部伸长节间长度较父本短，具备抗倒伏性较强的生物学基础。     

甜高粱抗倒伏性状评价及其倒伏系数初探

通过对甜高粱抗倒伏性状(重心高度、茎部鲜重、穗鲜重、茎秆机械强度、根干重)的测定,提出甜高粱倒伏系数,并通过性状相关、通径分析.说明利用倒伏系数评价甜高粱的抗倒能力是可行的.     

超级杂交稻茎秆形态与抗倒伏相关性研究

通过开展水稻不同品种或组合茎秆物理性状,如株高、节间长度、茎秆粗度,茎秆壁厚度、及茎秆雏管束数量的研究,对抗倒伏能力进行综合分析和评价,希望通过改良茎秆物理性状,来增强茎秆物理强度,提高水稻抗倒伏性,为高产栽培提供理论依据.研究结果表明:黔优911稳重心低,倾角小,载重量大,节间粗度及茎秆厚度均大于其他两个品种,且其第二节间平均维管束数目亦大于其他品种.     

水稻茎秆性状与抗倒伏及产量因子的关系

以22个水稻品种（组合）为材料,研究水稻茎秆性状与抗倒性和产量因子的关系。结果表明：株高与倒伏指数呈显著或极显著正相关;壁厚、抗折力、节间粗和单位节间干重与倒伏指数多呈显著或极显著负相关;各节的抗折力与节间粗、壁厚和单位节间干重多呈显著或极显著正相关,与株高、秆长和节间长呈显著或极显著负相关。基部3个伸长节间的节间长度、壁厚、粗度和单位节间干重与千粒重多呈正相关,多数达到显著或极显著水平,说明秆壁粗壮厚实可以孕育大穗,并适当控制株高,对高产抗倒品种的培育有重要作用。     

水稻抗倒性与茎秆形态性状和化学成分含量间相关分析

选用抗倒性不同的4个粳稻品种分析水稻抗倒性与茎秆形态性状和化学成分含量间的关系。结果表明,抗倒能力强的品种的物理强度和抗倒伏指数大于抗倒能力弱的品种,不同抗倒类型品种间基部1、2节间长度、短轴直径、大维管束数目和物理强度比其它特性有更大的差异;灌浆过程中茎秆的物理强度和抗倒伏指数与节间长度呈极显著的负相关,与基部茎粗呈极显著的正相关,与硅、钾和可溶性糖含量呈正相关。抗倒能力强的品种茎秆硅钾糖含量较高,缩短节间长度,增加茎粗以及提高茎鞘中的钾、硅及可溶性糖总量尤其是灌浆后期茎秆的钾、硅总量等将有利于提高水稻茎秆的物理强度和抗倒伏指数,进而有利于提高水稻的抗倒伏能力。     

玉米茎秆性状与倒伏性的相关和通径分析

选取3个代表性的玉米品种研究茎秆性状与倒伏的关系。结果表明:倒伏性与种植密度、茎秆拉力、茎秆穿刺力、茎粗、株高和穗位具有极显著相关性;与气生根层数具有显著相关性;密度、穿刺力、茎粗和穗位是影响茎秆倒伏的主要直接因素,可以作为衡量玉米倒伏的指标。     

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。     

水稻抗倒伏研究进展

阐述了水稻倒伏的类型和评价方法;介绍了倒伏对水稻的影响;分析了水稻抗倒伏的影响因素,提出了水稻抗倒伏的研究方向。     

高粱茎秆性状及倒伏系数的研究

通过对高粱茎秆抗倒伏性状(株高、茎粗、地上部重、根重、重心高度、抗折力及茎秆机械强度)的测定,提出高粱倒伏系数评价方法,通过相关分析及通径分析,得出抗折力与倒伏系数呈极显著负相关,抗折力和地上部重对倒伏系数影响最大,地上部重通过抗折力对倒伏系数的间接作用最大。研究结果表明,利用倒伏系数来评价高梁的抗倒伏能力是可行的。生产中应该选用茎秆抗折力大、粗壮、根系发达的品种。     

杂交粳稻及其亲本抗倒伏性的相关分析

对11个杂交粳稻组合与其相应的12个亲本在形态、物质生产和材料力学特性方面的性状指标与倒伏指数进行相关分析。结果表明:在杂交粳稻中,与倒伏指数达到显著正相关的形态性状指标为株高和倒二节长,而倒三叶基角和其张开角则与倒伏指数呈显著负相关。材料力学指标茎基弯折与倒伏指数达到极显著负相关。在亲本品种中,与倒伏指数相关性达到显著水平的形态指标是重心高度和倒二节长,茎基弯折与倒伏指数同样为显著负相关。因此,在杂交粳稻的抗倒伏选育过程中,应适当降低株高,选择较短的倒二节长,同时也应适当的增大对倒三叶基角和张开角的选择;而在亲本品种(常规稻)中,在缩短倒二节长的前提下,适当的降低重心高度,对选育具有抗倒伏特性水稻品种具有重要意义。     

重穗型水稻植株抗倒伏能力的研究

以18个不同穗重型水稻品种为材料，研究了重穗型水稻植株的抗倒伏能力及其与茎秆的物理性状、机械组织特性的关系。结果表明：重穗型品种单穗重大、产量高与其株高的适当增加密切相关。重穗型品种由于单穗重和株高的增加，弯曲力矩加大，但抗折力也明显提高，故而其茎秆抗倒伏能力并未降低。重穗型品种茎秆抗折力强的主要原因     

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。     

种植方式对杂交籼稻植株抗倒伏特性的影响

为探讨机械化播栽方式对杂交籼稻植株抗倒伏能力的影响,以F优498为材料,在大田进行了以种植方式为主区、穴苗数为副区的裂区试验,种植方式包括机直播、机插和手插3种,穴苗数分低苗和高苗2个处理。在齐穗后30 d,调查植株茎鞘物理性状、力学和抗倒伏特性,并分析茎鞘性状与抗倒伏特性的相关性。结果表明: (1)不同种植方式之间水稻倒伏指数差异极显著,手插稻最低,机插稻最高,机直播稻介于二者之间。这种差异主要与节间折断弯矩有关,N₁–N₄节间折断弯矩与节间粗度和厚度、秆型指数、比茎重、节间干重、断面模数和弯曲应力都呈显著或极显著正相关,与节间长度呈显著或极显著负相关;基部节间的植株折断弯矩变异较小,且低位节间的弯曲力矩显著高于高位节间,这是水稻植株基部第1、第2节间易倒伏的主要原因。(2)手插稻基部节间短,茎粗壁厚,秆型指数、茎鞘充实度和弯曲应力高,最终表现为植株折断弯矩和抗倒伏能力强;机插稻群体大,个体生长受抑制,倒伏指数大。为构建合理的群体结构,以机械化播栽稻每穴3~4苗、手插稻每穴2苗,有利于相对实现高产与抗倒的协调。     

二棱大麦茎秆遗传特性的研究

以二棱大麦(Hordeum distichum L.)甘木二条等7个品种进行Griffing方法4双列杂交,对亲本、P_1和F_2茎粗、株高、各株高构成因素,采用加性-显性-上位性(ADAA)模型进行遗传分析。遗传方差分量占表现型方差比率的估算表明,除倒一节(穗颈节)和茎粗没有上位性效应,符合加性-显性(AD)模型外,其余茎杆性状均符合加性-显性-上位性(ADAA)模型。其中茎杆基部各节长度以加×加上位性效应为主,茎杆上部节间长度和茎粗以加性效应为主。除基部第一节间长度以外,其余各节间长度的狭义遗传力均大于55％,广义遗传力均大于80％。基因效应预测值表明,甘木二条、苏啤1号、6711-28、浙农大3号有使后代基部节间变短的遗传效应;紫皮大麦、6711-28、甘木二条有使后代的穗颈节增长的遗传效应;RisΦ1508、苏啤1号、浙农大3号、甘木二条有使后代的植株变矮的遗传效应;S-096、6711-28、紫皮大麦有使后代的茎杆增粗的遗传效应。相关分析表明,植株各节与株高的相关系数依大小次序为穗颈节、第三节、倒二节、第二节、第一节,第三节与株高的相关主要是加性效应间的相关。     

杂交早稻产量性状和品质性状的相关性研究

对7个恢复系及其与6个不育系配组的42个杂交组合的11个产量性状间和8个品质性状间作了相关分析，并对产量性状与品质性状间进行了典型相关分析，从相关分析可以看出；高的整精米率，大的长宽比和低的低的垩白度之间有相互促进的作用，所以三者可以同时进行改良，从典型相关分析可以看出：播始历期载荷量较小，所以在一定的生育期内，实现早稻的高产是可能的，糙米率，精米率和垩白度的载荷量较小。它们的改良可以与产量性状的改良同步进行。粒宽和长宽比载荷量的负值较高，我们在选育时要协调粒宽，长宽比与产量之间的关系。     

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。