基因型、环境及其互作对玉米病害、产量与品质的影响

玉米病害、产量和品质的形成是品种遗传特性和环境因素共同作用的结果。以19个玉米品种为材料,分析了不同基因型玉米在不同区域的病害、产量、粗蛋白、粗淀粉、粗脂肪、赖氨酸差异。结果表明：19个玉米品质的稳定性既由基因型控制也受环境互作效应影响。基因型起内因作用;互作作用中玉米种植及生长的时间（播期与生育期等）×区域特征（资源与逆境等）是不同生态区病害、产量、品质差异的主要外因;独立作用中年度间的气候变化对玉米不同生态区病害、产量、品质影响较大,其中气象条件中温度适宜程度、降雨量、湿度与病害（弯孢叶斑病与南方锈病）的发生发展呈正相关,产量与日照呈正相关且系数较大（为0.21）,粗淀粉与日均温呈正相关,粗脂肪与日照呈正相关;不同生态区随着纬度的降低,吐丝后的降雨量增加,玉米病害加重,产量降低。     

影响甜高粱主要农艺和品质性状的环境因子剖析

为探究影响甜高粱主要农艺和品质性状的环境因子,选取不同基因型甜高粱品种(系)为材料,在天津市、新疆维吾尔自治区、内蒙古自治区和辽宁省4个省市自治区开展试验,分析主要目标性状与环境因子间的关系,并构建目标性状的预测模型。结果表明,影响株高、茎粗和茎节数以基因型效应为主;影响穗长以基因型×环境互作和基因型效应为主;影响穗重以环境效应为主;影响锤度和粗蛋白含量是基因型、环境和基因型×环境互作三者平均作用的结果。锤度与土壤pH、有机质含量和速效磷含量呈极显著正相关;粗蛋白含量与昼夜温差和有机质含量无显著关系,与降水量等8个其他因子均达极显著正相关。通径分析和逐步回归分析结果表明,日均温度、昼夜温差、土壤pH以及速效磷含量是影响穗重的主要因子,其中土壤pH效应最大且为负效应;≥10℃有效积温、土壤pH和有机质含量是影响锤度的重要因子;土壤有机质含量贡献率最高,为正效应;影响粗蛋白含量的关键因子为降水量。     

基因型与环境对小麦品质性状的影响

研究了 10 4个小麦品种 (系 )的 14个品质性状在 4种生态环境条件下的表现。结果表明 ,所有性状基因型间的差异达到极显著水平 ,13个性状的年份差异、10个性状的地点差异、6个性状的基因型×年份互作差异及 3个性状的基因型×地点互作差异均达到极显著或显著水平。除蛋白质含量和湿面筋含量的基因型变异小于环境变异外 ,其余 12个品质性状的基因型变异均大于环境变异 ,拉伸阻力受环境影响较小 ;气候因素较土壤条件对小麦品质的影响大。小麦灌浆期间相对较高的温度有利于蛋白质 (面筋 )数量的增加 ,而不利于蛋白质质量 (面筋强度 )的提高 ,反之 ,则有利于蛋白质质量的提高 ,而不利于蛋白质数量的增加     

基因型和环境及其互作对中部烟叶主要化学成分的影响

选用10个烤烟品种,在6省(市)设置7个试验点开展了小区品比试验,分析了基因型、环境及其互作对中部烟叶主要化学成分的影响。结果表明:中部烟叶7种主要化学成分的含量在基因型间、环境间及其互作间的差异均达到极显著水平;环境对中部烟叶化学成分含量的影响最大,其次为环境与基因型互作,基因型的影响最小。     

冬播小麦品种主要品质性状的基因型与环境及其互作效应分析

 选择冬播麦区9个小麦主产省份有代表性的9个品种,分别在9个省份种植,对其品质性状进行系统分析表明,品质指标在不同小麦品种以及不同地点之间存在显著差异;其中蛋白质含量、形成时间的环境作用大于基因型作用;沉降值、硬度、稳定时间、延伸性和拉伸面积的基因型作用大于环境作用。通过AMMI模型(主效可加互作可乘)对基因型和环境互作对部分品质性状的影响进行分析,品种和环境互作程度比较大的为四川试点,比较小的为陕西和河南试点;同时,不同品种的不同品质指标有不同的适宜区,对于沉降值而言,陕65在四川有好的适宜性,对于稳定时间     

基因型、环境及其互作对烤烟主要致香成分的影响

在河南(许昌)、云南(玉溪)、贵州(贵阳)3个不同的生态类型区种植NC89、K326、NC297和中烟1004个烤烟品种,探讨基因型、环境及其互作对烤烟5种主要致香物质含量的影响。结果表明,环境因素是影响美拉德反应产物、苯丙氨酸类降解产物含量的关键因素,基因型控制着西柏烷类产物的含量,基因型对类胡萝卜素降解产物和新植二烯的影响主要通过与生态因素互作起作用。互作分析显示,NC89与河南许昌环境条件互作,苯丙氨酸类化合物的含量较高;K326与云南玉溪环境条件互作,高西柏烷类产物降解产物的含量较高;NC297与云南玉溪的环境条件互作,类胡萝卜素降解产物的含量较高。中烟100与河南许昌、云南玉溪环境条件互作,美拉德反应产物、新植二烯的含量较高。     

基因型和环境对新疆冬小麦主要品质性状的影响

研究了21个新疆冬小麦品种(系)的10个主要品质性状在4种不同环境条件下的表现,结果表明:所有品质性状的基因型差异均达到了极显著水平,9个品质性状的地点间差异达极显著水平.7个品质性状年份间差异均达到显著或极显著水平.硬度,沉淀值主要受基因型影响,粉质质量指数与弱化度主要受环境影响,形成时间与稳定时间受品种与环境的共同作用影响.按基因型引起的变异所占比例,10个主要品质性状大小排列为:沉淀值>硬度>蛋白质含量>吸水率>湿面筋含量>出粉率>弱化度>粉质质量指数>稳定时间>形成时间.     

基因型×环境互作效应对籼稻蒸煮食用品质的影响

研究了胚乳、细胞质和母体植株遗传效应以及与环境互作效应对籼稻蒸煮食用品质的影响。结果表明：直链淀粉含量、糊化温度主要受遗传主效应控制,同时还受到基因型×环境互作效应的影响,胶稠度则主要受基因型×环境互作效应的影响。3个性状的遗传率均较高,早世代选择有效,但胶稠度以互作遗传率较大。对亲本的遗传效应预测及不同亲本间遗传效应的线性对比结果表明高直链淀粉含量品种对直链淀粉含量和胶稠度的改良不利。对F₂稻米杂种优势的预测表明种子直接显性作用对F₂稻米蒸煮品质的提高不利。     

基因型和环境对小麦品种淀粉性状及面条品质的影响

研究了 15个冬小麦品种的 11个面粉、淀粉和面条品质性状在 5个生态试验点的表现。结果表明 :1基因型方差在所有性状上达到极显著 ,环境方差在 8个性状上达到显著或极显著 ,基因型×环境互作方差在7个性状上达到显著或极显著。基因型变异在多数品质性状上大于环境变异 ,环境变异对一些重要品质性状的作用较大。基因型变异在所有性状上大于基因型×环境互作变异。 2多数性状的稳定性因品种而异 ,一些重要品质性状具有较好的稳定性。本研究为小麦品质育种的淀粉性状和面条品质选择提供了有关基因型和环境作用的数据     

北疆地区能源植物甜高粱及其栽培技术

甜高粱是生产燃料乙醇的优质草本能源植物品种,在新疆干旱地区适应性强,能饲兼用。本文主要从甜高粱生物学特性、栽培技术等方面重点叙述,以使甜高粱能够在新疆北疆地区得到进一步推广及规模化生产。     

不同基因型甜高粱愈伤组织与丛生芽诱导条件优化

【目的】探讨不同培养基类型和激素配比对不同基因型甜高粱的愈伤组织和丛生芽诱导的影响,为建立高效稳定的甜高粱遗传转化体系奠定基础。【方法】以不同基因型甜高粱辽甜三号和北甜三号的成熟种子为外植体,在MS培养基中添加不同浓度2,4-D及2,4-D与NAA、6-BA或KT配比组合,对愈伤组织和丛生芽进行诱导;分别在B5、N6、MS和1/2MS培养基中添加不同2,4-D、NAA、6-BA组合,对愈伤组织进行诱导。【结果】适宜北甜三号愈伤组织和胚性愈伤组织诱导的最佳培养基为MS＋2.0mg/L2,4-D＋0.1mg/LNAA,辽甜三号为MS＋2.0mg/L2,4-D＋0.2mg/LNAA,可获得质量较好的愈伤组织,愈伤组织块大且色泽鲜艳。适于两个基因型甜高粱丛生芽诱导的最佳基本培养基为MS＋1.0mg/L6-BA＋0.2mg/LNAA＋0.5mg/L2,4-D,但不同基因型的诱导率有明显差异,以辽甜三号的诱导效果较好。【结论】不同浓度2,4-D与其他激素配比对两个基因型甜高粱的愈伤组织诱导有明显影响,以对辽甜三号的诱导效果较好;在MS、B5、N6、1/2MS基本培养基中,MS可作为愈伤组织诱导的最佳基本培养基。     

能源高粱在盐碱地上的品种筛选

以本实验室新培育的4个甜高粱杂交种(S1~S4)和6个生物质高粱杂交种(B1~B6)作为参试材料,在吉林省长岭县和山东省滨州市的盐碱地进行2年大田试验,旨在筛选出适合当地及周边盐碱地区生产试验和推广种植的能源高粱杂交种,为我国发展生物质能源提供原料基础。研究结果表明:1)在2个试验点的2年试验中,各参试杂交种株高与茎粗分别为347.4~496.3cm和14.8~20.3mm,生物质高粱杂交种要优于甜高粱杂交种;2)2年中各参试杂交种地上部总干重为9.1~28.5t/hm2,其中生物质高粱杂交种B2、B4和甜高粱杂交种S2分别在各试验点的2年试验中表现突出;3)结合2年试验数据,得出适合长岭试验点推广种植的杂交种为生物质高粱杂交种B3、B4以及甜高粱杂交种S2,适宜滨州试验点推广栽培的为生物质高粱杂交种B2、B3以及甜高粱杂交种S4。     

甜高粱组培苗生根培养的优化

【目的】优化能源作物甜高粱组培苗的生根培养体系,为遗传转化奠定基础。【方法】利用不同基本培养基（MS、1/2MS）对组培苗生根的影响进行筛选试验,得到较有利于生根的基本培养基;在最佳培养基中添加不同浓度的植物激素（IBA、NAA、ABT）,综合根的质量、生根率、生根时间、生根苗的长势等筛选最佳生根培养基配方。【结果】筛选出最佳生根培养基组合：北甜三号（BT3）为1/2MS+2.0 mg/L IBA,辽甜三号（LT3）为1/2MS+3.0 mg/L IBA,且根粗、苗壮,两品种的生根率存在差异。此外,未加激素的MS和1/2MS培养基均无组培苗生根。【结论】在1/2MS上添加2.0 mg/L IBA或3.0 mg/L IBA分别为北甜三号、辽甜三号组培苗生根的最佳途径。     

能源甜高粱茎秆节间锤度变化规律研究

以辽甜1号和辽甜3号为试材,在灌浆期、乳熟期和成熟期进行锤度测定,分析了各期茎秆节间锤度的变化规律、各节间锤度与全茎秆锤度的关联性。结果表明:甜高粱茎秆锤度随着生长发育进程的延续而逐渐提高,成熟期达到高峰,高锤度的节间数也相应增多。灌浆期、乳熟期和成熟期3个时期茎秆节间的锤度均呈现低-高-低的变化趋势;节间糖分分布呈抛物线状,茎秆中上部糖分变化活跃且含量较高;辽甜1号和辽甜3号茎秆锤度均以第6节为最高;不同节间锤度与全茎秆锤度标准差变幅呈W型曲线变化趋势;辽甜1号和辽甜3号可分别以节间锤度平均值第(3+9)节间/2和第(4+10)节间/2代表全茎秆锤度。     

A3型细胞质能源用甜高粱生物产量、茎秆含糖锤度和出汁率研究

本研究以A3型细胞质甜高粱杂交种和A1型细胞质甜高粱杂交种为试材,通过套袋和不套袋2种处理,研究分析了它们在不同生态区的生物产量、茎秆含糖锤度、出汁率及预期产糖量的变化。结果表明:虽然出汁率降低,但不育化的A3型细胞质杂交种生物产量、含糖锤度和总产糖量均得到显著提高。A3型细胞质杂交种完全可以在能源用甜高粱生产中应用,并为解决A1型细胞质杂交种所存在的倒伏、分期收获、鸟害等问题开辟新的途径。     

甜高粱生产生物燃料关键因素分析

针对以甜高粱为原料生产生物燃料中存在的原料不足、产品成本高等问题,根据近10年甜高粱育种与栽培研究成果以及与企业的合作经验,对影响上述问题的主要因素如品种、种植区域、技术、政策等进行分析。结果表明：甜高粱虽有较好的品种,但不能满足所有地区以甜高粱秆为原料生产燃料产业持续发展的需要,这是造成原料基地不足的首要原因。我国的边际土地面积巨大、类型众多,不都完全适合种植甜高粱来生产燃料乙醇,选择种植区域不当是甜高粱种植不足的第2个原因。在甜高粱高产种植、加工技术方面,重视了高产栽培、发酵技术等核心技术的研究,忽略了配套技术研究,这是造成生产成本高的主要原因。国家虽然制定了相关产业政策,但不足以引导生物质能产业健康持续发展。在今后发展以甜高粱为原料生产生物燃料过程中,首先需注意甜高粱品种的多元化,要特别注意选育早熟、高产、高含糖量品种、杂交种;其次根据区域气候特点,选择适宜地区不仅适合种植甜高粱,更要适合甜高粱的储藏和加工;同时研究甜高粱机械化收储运、甜高粱秆连续发酵、糟渣利用等配套技术研究,构建完整的产业链;制定中小规模生物质能产业持续发展的政策法规和生物能源研发的国家持续投入机制,保障生物质能产业稳步发展。     

调环酸钙-青鲜素复配剂对甜高粱节间生长的调控效应

选用甜高粱品种原甜1号,在拔节后第20天叶面喷施调环酸钙-青鲜素复配剂,设2.6、5.2和10.4 mg/m2共3个处理,研究了复配剂处理对成熟期植株各节间长度的影响。结果表明,调环酸钙-青鲜素复配剂对甜高粱所有节间直径和处理时已经完成伸长的节间长度无显著影响,对处理后5 d内正在伸长的节间具有抑制伸长作用,随复配剂用量增加,抑制效果明显,复配剂10.4 mg/m2处理使收获期第11节间比对照缩短了23.6%;调环酸钙-青鲜素复配剂对处理5 d以后开始伸长的部分节间产生促进伸长趋势,但均未达到显著水平。     

甜高粱株高性状影响因素分析方法比较

为检测甜高粱株高影响因素,调查30份甜高粱种质20个农艺性状,分别应用简单相关、偏相关、通径分析和逐步回归通径分析方法检测。结果表明,简单相关检测到节数、节间长、秆重、叶长与株高呈极显著正相关,相关系数分别为:0.610、0.760、0.720、0.547;穗粒重、穗柄长、锤度与株高呈显著正相关,相关系数分别为:0.436、0.450、0.440;偏相关检测到节间长、节数与株高呈极显著偏相关,偏相关系数分别为0.981和0.951;基于决策系数通径分析检测到节间长、节数、叶长、锤度、穗粒重和生育期对株高有显著影响;其中节间长、节数和叶长对株高有促进作用,决策系数分别为0.579、0.367和0.043;锤度、穗粒重和生育期对株高有抑制作用,其决策系数分别为-0.073、-0.060和-0.052;逐步回归通径分析检测到8个影响株高的性状,按照决策系数排序为:节间长节数叶长锤度生育期叶宽籽粒宽穗长。逐步回归通径系数显著性检验表明,在α=0.05水平,节间长与节数之间及与其他性状间差异显著;不同分析方法均能检测到节间长和节数两个主要因素,而对于锤度、生育期、叶长、叶宽、籽粒宽、穗粒重等次要因素检测结果不同。基于决策系数的通径分析方法与逐步回归通径分析方法的结果最为接近。     

甜高粱生产要素特征、成本及能源效率分析

为总结我国甜高粱品种、生产技术以及不同区域生产成本和能源效率的差异,通过文献研究和田间调查,采用数值描述和因子分析的方法对我国现有甜高粱品种的特性、生产技术以及对冷凉地区（内蒙）、干旱地区（新疆）和盐碱地区（山东）的生产成本和能源效率进行分析。结果显示：多数品种生育期113～130d,锤度9.0%～16.0%,鲜秸秆产量31.2～64.7t/hm2,株高223.1～312.7cm,茎粗1.48～1.89cm,籽粒产量在2.07～3.39t/hm2之间。籽粒、秸秆产量和锤度的变异系数分别为42.1%、50.5%和41.9%。耕作、灌溉、施肥、除分蘖、施用农药和防止倒伏等农艺措施都会对甜高粱的产量产生显著影响。对生产成本的因子分析结果为：其KMO值为0.84,Bartlett球型检验值（P〈0.01）14 970;旋转后3个公共因子方差贡献率分别是48.18%、41.66%和6.78%,累积贡献率为96.61%;综合得分内蒙（-15.22）最好。利用茎秆生产无水乙醇原料耗能2.7×103～7.4×103 MJ/t,综合利用后耗能1.4×103～3.9×103 MJ/t。能量产投比分别为4.0～10.9和7.6～20.7。甜高粱作为能源作物从经济成本和能源效率上可行,各生产要素中人工投入对成本、生产资料对能源效率的影响最大。因子分析综合评价认为各要素成本在区域之间有显著差异。在不同区域平衡机械和人工投入对成本和能源效率的影响具有重要意义。