玉米亲本及杂交种光合速率的关系

对１０个亲本的自交系及其双列组配的杂交种进行光合速率测定，结果表明：杂交种的光合速率高低与其亲本有密切的关系。一般表现为亲本光合速率高，其杂交后代也高；杂交后代的光合速率与母本的相关关系比父本更加密切；一般杂交种表现出光合速率正优势，这种优势在不同组合之间差别较大，高光合的亲本与中、低光合速率的亲本杂交时，多为明显优势；自交系间和杂交种间在籽粒建成期的光合速率变动不同。     

玉米育种的选育方法及程序

玉米属于异花授粉作物,易于进行杂交,生产上应用的玉米良种多为杂交种。玉米杂交种是由2个或2个以上相异类型的亲本杂交育成的。按其亲本类型、数量不同,可分为品种间杂交种、品种与自交系间杂交种、自交系间杂交种以及综合杂交种4种。     

玉米根系活力杂种优势及其与光合特性的关系

对大田不同水分处理条件下玉米杂交种及其亲本在经济产量形成期的根系活力及其衰退的杂种优势进行了研究,并分析了根系活力与叶片光合特性之间的关系。结果表明,水分亏缺显著降低了玉米的根系活力;充分供水和水分亏缺条件下,玉米杂交种根系活力都具有显著的杂种优势;杂交玉米种根系活力衰退速率具有显著的负优势,抽雄后灌水能够显著降低玉米根系活力衰退速率。杂交玉米种在抽雄期各水分处理下的光合速率显著大于亲本;玉米根系活力与光合速率之间具有显著的正相关关系,随着根系活力的增高,玉米光合速率、气孔导度和蒸腾速率均增高。因此,杂交种较高的抗旱性是根冠共同作用的结果。在玉米育种和栽培中,要充分地考虑到根系对地上部生理活性的影响。     

小麦不同杂交组合杂种优势及后代变异比较分析

以3个春小麦杂交组合的亲本及4个世代(F1、F2、F3、F4)为试验材料,对亲本、F1代及各分离世代个体的10个农艺性状的表现进行了分析.结果表明,F1在多数性状上其均值介于高亲值与低亲值之间.组合P1×P2中表现为正向超亲优势的性状较多,其超亲优势较大,而株高又表现出负向的中亲优势;组合P3×P4中表现为正向超亲优势的性状最多;组合P2×P5的优势较弱.不同组合间后代性状改进幅度差异较大.总的趋势是各性状在后代的变异大小及改进幅度大小与亲本表现及双亲差异的大小关系更为密切.     

甜玉米维生素E含量变异及杂种优势分析

【目的】分析不同甜玉米杂交种的杂种优势,筛选高维生素E（VE）组合及优异亲本,为高效创制高VE甜玉米品种提供材料基础和理论依据。【方法】采用正相高效液相色谱法（NP-HPLC）,对11份不同来源且表型差异明显的甜玉米自交系及其11个杂交种进行VE组分含量测定,并分析其杂种优势,筛选高VE甜玉米材料。【结果】甜玉米自交系及杂交种中的VE组分间含量差异均达极显著水平（P<0.01,下同）。自交系26F白、金皇和杂交种粤甜41号、粤甜29号、粤甜35号的总生育酚（TTF）、总生育三烯酚（TT3）和总VE（TVE）含量较高。杂交种VE组分含量与双亲均值和高值亲本相关,其中α-生育酚（αT）和α-生育三烯酚（αT3）含量与高值亲本和双亲均值呈显著（P<0.05）或极显著正相关。11个杂交种VE组分含量的杂种优势主要表现为负向中亲优势,TVE含量的中亲优势变幅为-39.07%~56.97%,超亲优势变幅为-52.44~49.28%。11个杂交种中有4个表现出超亲优势,其中TY6和农宝2021白组配的杂交种粤甜41号、粤甜38号和粤甜35号具有较强的超亲优势,且TVE含量较高。【结论】不同基因型甜玉米间VE组分含量存在明显差异,VE含量的杂种优势主要表现为负向中亲优势;高VE亲本间杂交并不一定能够获得具有强杂种优势的杂交种。要提高甜玉米杂交种VE含量,选择高VE含量尤其是高αT和αT3含量的材料进行组配或许可加速品种培育进程。     

14个常用玉米自交系遗传差异性分析

对１４个常用玉米自交系及其９１个杂交后代的多个性状进行了研究,分析了自交系的遗传差异与杂交种产量、特殊配合力、杂种优势以及自交系自身产量之间的关系。结果表明,在自交系遗传差异分析结果与其亲缘关系相接近的情况下,自产系遗传差异与杂交种产量、特殊配合力、杂种优势之间均表现为正相关;自交系高产性状的筛选不影响其孀交后代杂种优势的筛选。     

玉米光合优势与其杂交种产量优势的关系

本试验在二年内测定了二十五个玉米杂交组合及其亲本自交系的光合速率、叶面积、叶绿素含量及其生物学产量和籽粒产量,结果表明:1、在这些杂交组合中光合速率、叶面积、叶绿素含量等光合性状上均表现有明显的杂种优势,但依不同杂交组合而异。2、对光合速率、叶面积、叶绿素含量的杂种优势与产量杂种优势的相关分析结果表明,光合速率、叶面积、叶绿素含量的杂种优势与生物学产量杂种均有显著正相关。说明生物学产量的杂种优势大部分是由于光合性状上杂种优势表现的结果。3、光合速率杂种优势与籽粒产量杂种优势相关较为密切,尤其是在苗期和灌浆末期呈极显著正相关,似乎说明在苗期有可能对杂交组合产量杂种优势的强弱进行初步预测。     

油松×云南松杂种与亲本种和高山松的光合特性比较

为从光合生理角度探究高山松是油松及云南松高世代杂交后代的证据,以油松、云南松、油松×云南松杂种子一代为材料,以天然高山松为对照,利用Li-6400光合仪对亲本、杂交后代和对照的光合速率、气孔导度、蒸腾速率等光合性能指标进行测定,并对它们的光饱和点和光补偿点进行估算。结果表明:1)高山松以及油松×云南松杂种对光强的利用范围比油松、云南松更广;2)与亲本的最大净光合速率相比,油松×云南松表现出杂种优势;3)与亲本相比,高山松和油松×云南松的气孔导度均偏低,且下降相对缓慢;4)油松×云南松的蒸腾速率受父本遗传影响明显,且与高山松表现相似。5)油松×云南松不同杂交组合的生长指标有一定幅度变异,但平均生长水平与云南松和高山松接近。      

玉米杂交组合光合特性的研究

通过对不同组合玉米光合速率的研究表明:①开花后,随生育时期推延,玉米单叶光合速率逐渐下降,但不同组合间的变异增大;②玉米类型间光合速率高低次序为普通杂交组合＞甜质玉米＞姊妹交＞自交系,但甜质玉米光合功能衰退得更快;③玉米光合速率存在明显的杂种优势,优势率为30.47;～52.57;.④平均光合速率( )n(抽雄吐丝期、灌浆期和成熟期平均)与单株籽粒产量呈极显著正相关关系,r=0.868.     

玉米穗位叶光合速率的初步研究

对１５个常用玉米自交系及其１０５个杂交组合穗位叶光合速率的研究表明：自交系间及其杂交组合间的光合速率各异;玉米穗位叶光合速率的大小与单株产量无关;自交系光合速率的ＧＣＡ与其表型值无关,杂交组合光合速率的高低主要决定于组合光合速率的ＳＣＡ效应值;玉米穗位叶光合速率的遗传力较低,光合速率的大小主要决定于基因的非加性效应,且易受环境影响。     

普通小麦光合速率、光合色素的遗传分析

普通小麦不同品种间旗叶光合速率、光合色素含量存在显著差异,它们属于数量性状遗传,受加性效应和非加性效应控制。F_1代杂种优势出现低于低亲、超过双亲均值、超高亲等多种类型。参试亲本的一般配合力和组合的特殊配合力效应都有明显差别。筛选高光效种质资源是可能的。根据亲本的表现及其配合力选配组合,有可能育出综合性状好的高光效新品种。     

杂交小麦苗期光合特性分析及其对强优势组合的早期预测

【目的】通过分析不同杂交小麦组合及其亲本苗期叶片的光合特性与籽粒产量的相关性,为杂交小麦强优势组合早期筛选和预测提供理论依据。【方法】以2个恢复系和4个不育系及其配制的6个杂交小麦组合为材料,在大田种植条件下测定小麦苗期叶片的光合特性,包括净光合速率（P_n）、气孔导度（G_s）、胞间CO₂浓度（C_i）、蒸腾速率（T_r）、水分利用效率（WUE）、叶绿素含量、Rubisco活性及其大小亚基编码基因rbcL、rbcS相对表达量;调查成熟期的产量性状,包括株高、主穗穗长、单株地上生物量、有效穗数、穗粒数、单株籽粒产量、主穗小穗数、千粒重、收获指数,并分析杂种优势以及光合性状与产量性状的相关性。【结果】杂交小麦苗期的净光合速率、气孔导度、蒸腾速率均表现出显著的超高亲优势,其中净光合速率的平均超高亲优势为15.4%,气孔导度为21.3%,蒸腾速率则为11.46%,净光合速率值高的恢复系所配制的杂交组合具有更高的净光合速率和杂种优势,而胞间二氧化碳浓度、水分利用效率则少数有负向优势。成熟期有效穗数、单株籽粒产量及单株生物量具有较高的超高亲优势,其中穗数的超高亲优势值达到最高,平均优势值为34.21%。相关性分析表明,净光合速率与气孔导度、蒸腾速率、单株生物量和单株籽粒产量呈显著或极显著正相关,说明气孔导度、蒸腾速率可辅助筛选高光合小麦,同时苗期净光合速率与产量关系密切。叶绿素含量、Rubisco活性、大小亚基编码基因rbcL、rbcS相对表达量的杂种优势差异较大,其中杂交小麦Rubisco活性均高于双亲,且具有显著的超高亲优势,平均超高亲优势为5.38%。编码基因中,与rbcL相比rbcS具有更高的超高亲优势和中亲优势,而叶绿素含量主要表现为负向优势,少数表现出中亲优势,极少数表现出超高亲优势,且各项指标与净光合速率均无显著相关性。【结论】杂交小麦在苗期已表现出显著的杂种优势,尤其是净光合速率、气孔导度和蒸腾速率,而净光合速率与单株产量、单株生物量显著正相关,因此结合小麦杂交组合的田间表现,苗期净光合速率高低可以作为早期预测杂交组合的产量潜力的参考依据。     

芸薹属两个亚种间杂种光合作用优势及其机理

 【目的】探讨芸薹属作物杂种是否具有光合作用优势及其机理。【方法】利用气体交换和叶绿素荧光技术系统地研究了‘矮脚黄’白菜和‘白蔓菁’芜菁及其正反交杂种的叶片光合作用的特性，并对卡尔文循环中的关键酶核酮糖1，5-二磷酸羧化/加氧酶（RuBisCO）进行了相对定量研究。【结果】在整个试验期间，杂种F1的净光合速率（Pn）显著高于双亲，具有较强的杂种优势。杂种气孔导度（Gs）也高于亲本，但其胞间CO2浓度（Ci）和气孔限制值（l）与亲本间没有明显的差异。杂种总叶绿素含量介于双亲之间，仅表现出微弱的中亲优势。杂种PSII光合电子传递量子效率（ΦPSII）及光合电子传递速率（ETR）显著高于亲本，其变化趋势和PSII反应中心开放程度（qP）一致。RuBisCO最大羧化速率（Vcmax）、最大电子传递速率（Jmax）和RuBisCO蛋白含量在杂种中均有所增加。【结论】气孔导度、叶绿素含量和光呼吸均不是杂种光合优势产生的主要原因。光合优势的产生很可能是由于碳固定效率的增加反馈上调了光合电子传递速率引起的。     

龙眼与荔枝属间杂种植株生长与茎解剖结构特征及其相关性分析

以‘早熟’龙眼、‘紫娘喜’荔枝及其属间杂种(1、2、4、9、10、18号)单株为试验材料,采用徒手切片法和组织离析法观察其枝干木质部解剖结构,测定其形态特征、有机营养成分及光合速率等指标,并进行相关性分析。结果表明:杂种的树皮率、射线宽度和导管密度均小于亲本,杂种的导管分子长度大于亲本;除9号单株外,杂种的导管分子内径、一端具尾频率、株高、茎直径、叶面积、节间距均显著大于亲本,表现出明显的杂种优势;生长势强的杂种单株叶片的可溶性糖和淀粉含量、游离氨基酸含量和净光合速率均高于生长势弱的单株;株高、叶面积、节间距与树皮率呈极显著负相关,茎粗与树皮率呈显著负相关;光合速率和导管总面积与木质部面积的比值、导管分子内径和一端具尾频率呈显著正相关,与导管分子两端具尾频率呈显著负相关;叶片可溶性糖和淀粉含量均和导管总面积与木质部面积的比值呈显著正相关,氨基酸含量与导管分子内径、导管分子长度呈显著正相关,分别与导管密度、射线宽度呈极显著、显著负相关。     

甘蓝型油菜利用自交不亲和性的杂种优势

以一个自交不亲和系1010为共同母本与6个品种杂交,产生6个F_1代.用平均优势率、超亲优势率和对照优势率测定了F_1代的优势表现。结果表明,小区产量、主花序长、叶丛期叶长叶宽及主花序角果数的优势较强.讨论了三个优势指数的关系、杂种优势形成的原因及亲子间的相关性。     

中国不同年代玉米单交种及其亲本主要性状演变 对密度的响应

【目的】探讨中国不同年代玉米主要性状的演变规律及其对密度的响应,为玉米品种的遗传改良提供理论依据。【方法】选择中国1960s、1980s、2000s 3个年代在生产中大面积推广应用的玉米单交种及其亲本为试验材料,比较分析了遗传改良过程中玉米单交种及其亲本主要性状的演变特征。【结果】随着年代的更替,不同时期玉米单交种及其亲本的籽粒产量均显著提高,其中2000s单交种相比1980s和1960s平均提高25.7%和35.8%,而其亲本提高了16.3%和29.7%,百粒重明显增加,但杂种优势指数差异不显著。不同年代玉米随年代更替株高、穗位高以及穗位高/株高变化不明显,而植株茎粗增大,叶向值显著升高,植株形态耐密抗倒明显增强。当代品种及其亲本的干物质积累量、花后物质/总干重、收获指数均明显高于1980s和1960s品系,高密度条件下当代品系的光合生产能力（平均叶面积指数、叶绿素含量和平均净光合速率）具有明显优势。高密度条件下当代品种具有较高的粒叶比,且单位叶面积指数可以获得较高的籽粒产量。相关性分析表明,籽粒产量与百粒重、穗粒重、茎粗、叶向值等形态性状显著正相关,与株高、穗位高和穗位高/株高相关性不显著,而与生物量、花后物质比例以及平均净光合速率呈显著正相关;单交种的粒叶比和单位叶面积获得的籽粒产量与其产量呈极显著正相关,而其亲本中二者与籽粒产量相关性不显著。表明高产玉米群体的生理耐密性得到明显改善。【结论】中国玉米品种的遗传改良过程中,籽粒产量的提高是其植株形态改良和生理耐密性协同提高的结果。     

不同叶形三系海陆杂交棉产量品质及光合特性的比较

以鸡脚叶和正常叶棉花不育系及恢复系为材料,按NⅡ设计,配制2类不同叶形的海陆杂种,对不同叶形海陆杂种的产量、品质和光合特性进行了研究。结果表明:不同叶形细胞质雄性不育陆地棉与海岛棉种间杂种在纤维长度、产量和净光合速率上有显著的优势。与亲本恢复系相比,鸡脚叶和正常叶海陆杂种的籽棉产量分别增加70.96%和57.81%,皮棉产量分别增加123.60%和104.45%,纤维长度分别增加2.97%和1.02%,净光合速率分别增加23.30%和20.60%。研究认为不同叶形海陆杂种净光合速率较高,对于产量和品质优势的表达具有重要促进作用。     

转Bar基因小麦及其杂交后代旗叶光合特性的研究

Nong4是Bar基因插入在受体小麦D染色体组上的转Bar基因小麦,由于其具有抗除草剂功能,转Bar基因小麦将成为选育高产优质抗除草剂小麦品种的重要材料。笔者以转Bar基因小麦及其与当地常规品种皖麦48的杂交F1代为材料,结合光合和叶绿素荧光参数等指标,系统地研究了转Bar基因小麦及其F1代的产量性状、旗叶的光合特性,探讨了转Bar基因小麦及其F1代产量性状产生的影响,并从光合特性的角度揭示其原因所在,为转Bar基因小麦的高光效杂交后代的选育提供了科学依据。研究结果表明在农艺性状、光合特性的表现上,以Nong4为亲本的正交F1Nong4×Wanmai48比反交F1Wanmai48×Nong4有更好的优势表现,呈较强的中亲优势或一定的超亲优势,如其穗长、千粒重超亲优势率分别达到5.17%和4.41%。笔者研究分析Nong4及其正交F1Nong4×Wanmai48产量优势产生的原因可能是其光能转化效率高、电子传递能力强、光合产物积累多等的综合表现。所以,在选育抗除草剂小麦杂交后代时,可以以Bar基因插入在D染色体组上的Nong4为父本,以当地优质高产品种为母本,从而获得高光效的杂交后代。     

超级杂交稻结实期根系活力与籽粒灌浆特性研究

本文以两系超级杂交稻粤杂122、粤杂889和粤杂922及其亲本为试验材料，研究了超级杂交稻及其亲本在结实期的根系活力与籽粒灌浆特性关系。结果表明，（1）各供试材料根系伤流强度最大值出现的时期各不相同。其中，粤杂889、粤杂922和恢复系R122最大值出现在始穗期；粤杂122和W922的最大值是在抽穗后5天，而W889与GD-1S则是在抽穗后10天。此后，除母本GD-1S外，其它均迅速下降，到抽穗后15天伤流强度下降到拐点。（2）超級杂交稻的受精颖花根活量与其父母本的受精颖花根活量之间呈显著或极显著正相关，说明利用根系活力强的亲本组配可望获得根系活力强的超级杂交稻组合；（3）超级杂交稻及其父本恢复系都存在不同程度的两段灌浆现象，强势粒灌浆速率高峰出现在抽穗后15天左右，而弱势粒的灌浆速率高峰则出现在抽穗后30-35天；（4）强势粒的灌浆速率与伤流量、颖花根活量和受精颖花根活量在抽穗15天左右均呈极显著相关；弱势粒的灌浆速率与受精颖花根活量在抽穗后10天、15天和20天均相关达到极显著水平，而与伤流强度和颖花根活量在抽穗后15天和20天呈显著或极显著相关。因此，选育出根系活力强的超级杂交稻组合，以及从栽培上维持和提高超级杂交稻中后期根系活力，是解决超级杂交稻的两段灌浆明显和充实度差等问题的根本途径。     

产量15 000 kgha-1以上夏玉米灌浆期间的光合特性

 【目的】探讨产量15 000 kgha-1以上夏玉米籽粒灌浆期的光合特性及其与产量形成的关系。【方法】在多年高产试验基础上，选用3个具有高产潜力的玉米杂交种，采用78 000株/ha的密度大田种植。以地上生物量及其分配、果穗叶的光合特征参数来评价产量15 000 kgha-1以上的夏玉米光合生理活性；以Richards模型拟合籽粒灌浆过程。【结果】3个玉米杂交种均可实现15 000 kgha-1以上的高产，以先玉335（XY335）产量最高。对籽粒产量形成的Richards解析表明，籽粒灌浆启动快且高灌浆速率持续时间和生长活跃期（50 d以上）长的杂交种更容易实现高产。产量15 000 kgha-1以上3个杂交种表现出灌浆前期净光合速率、PEPCase活性和RuBPCase活性较高，后期净光合速率、叶面积指数和可溶性蛋白含量下降缓慢的特点，整个灌浆期间叶绿素a/b比值始终较高。3个杂交种中XY 335叶片光合生理活性最高，净光合速率和叶面积的高值持续期分别达50 d和60 d以上。【结论】在玉米高产高密度栽培条件下，重视叶片的光合生理活性的改善可提高光能利用效率，维持较高灌浆速率和较长活跃生长期，实现15 000 kgha-1以上的高产目标。