甘薯苗期根系农艺性状与内源激素的动态变化研究

为了解甘薯苗期根系生长发育与内源激素之间的关系,通过水培的方法分析了根系农艺性状与内源激素的动态变化,结果表明：在栽后25天内,‘烟薯25’的根长指标一直保持最高,色素提取型甘薯品种Aya和‘济黑1’的平均根鲜重最高,但其平均单株根干重却最低。淀粉型甘薯品种（‘徐薯18’、‘济徐23’）根系在栽后10天就已块根分化完成,并开始了干物质的积累,早于鲜食型甘薯品种（‘济薯22’、‘烟薯25’）和色素提取型甘薯（Aya、‘济黑1’）的根系分化过程。对不同节位根系的内源激素分析发现,尽管6个品种的不同时期、不同节位上根系的内源激素含量变化存在品种间差异,但3个节上根系生长促进类激素(IAA、ZR、GAs)含量在栽后15天左右达到高峰,倒三节根系中的ABA含量低谷也出现在栽后15天左右。对甘薯苗期不同节位根系农艺性状与内源激素间的相关性分析发现,从栽后5天至栽后25天,倒一节根系体积的增大主要与生长类内源激素的平衡紧密相关,生长较为缓慢,而薯苗的倒二节和倒三节根系在栽后20天左右进入了生长的旺盛期,干物质积累迅速。倒一节至倒三节根系分化的时间分别为栽后20天、栽后15天和栽后10天左右,从薯苗基部向上,各节位根系分化时间有逐渐提前的趋势。总之,甘薯苗期不同节位根系的生长、分化特点以及内源激素调控存在时间和空间的差异。     

超级稻协优9308衍生群体根系与地上部重要农艺性状的相关性研究

利用超级稻协优9308重组自交系及其双回交群体,结合水面无土栽培技术和大田栽培,获得水稻地上部分蘖数、抽穗期和单株产量等10个性状和根长、总根长和根干重等7个根系性状数据,采用DPS统计软件分析XBR、RIL和ZHR群体这些性状相关性。结果表明,这些性状双亲间表现出显著或极显著的遗传差异,且在3个群体中都呈连续分布和双向超亲分离。根长分别与总根长、根表面积、根干重等5个性状极显著正相关,根直径与其他6个根系性状不显著相关。抽穗期、株高和单株产量等6个性状分别与根长、总根长和根干重等6个性状呈极显著正相关,但分蘖数、穗数、结实率、百粒重等4个性状与根系呈不显著相关,10个地上部农艺性状均与根直径不显著相关。这些结果为水稻根系遗传与育种提供了有价值的信息。本文还对利用地上部农艺性状间接选择强根系超级稻的育种策略进行了探讨。     

豫谷1号和青狗尾草RIL群体根系变异和垂直分布

根系在谷子生长发育过程中起着极为重要的作用。本试验以豫谷1号和青狗尾草杂交衍生的RIL群体196个家系为材料, 采用根管土柱栽培实测根系性状的方法, 调查谷子根系性状的变异及在土壤中垂直空间的分布情况。结果表明, 谷子单株根系长度平均为(89.42±32.67) m, 单株根系总面积平均为(2.74±0.93) dm², 单株根系总体积平均为(30.94±13.93) mL, 单株根系根直径平均数为(0.52±0.06) mm, 单株根系平均干重为(0.98±0.45) g, 除根系直径外, 各根系性状在家系间均表现很高的变异系数; 单株根量垂直分布分析表明, 谷子根深可到2.4 m, 90%的根量分布在0~200 cm范围之内, 根量在土壤中整体分布呈“8”型架构; 根系性状和地上农艺性状的相关分析表明, 单株地上生物量和单株籽粒产量与地下根量呈极显著正相关, 是根系选择的间接指标。     

药食兼用植物玛咖生长动态变化研究

为了探明玛咖植株生长动态变化规律,在玛咖育苗移栽后,每隔1个月左右进行田间随机取样测定各器官生长量。结果表明：8—11月为玛咖快速生长时期,玛咖叶鲜重和干重随生长进程呈倒“V”型变化,块根鲜重和干重呈“S”型变化;玛咖叶片数、最大叶长、叶鲜重和叶干重均在11月中旬达到最大值,玛咖块根长、块根直径、块根鲜重和块根干重均在次年1月达到最大。玛咖叶鲜重和干重占全株鲜重和干重比率随生长进程都呈减少趋势,块根鲜重和干重占全株鲜重和干重比率与之相反。玛咖鲜干比随生长进程呈降低趋势,根冠比呈增加趋势。次年1月收获玛咖可以获得块根最高产量。     

结薯数差异显著的甘薯品种生长前期根系特性及根叶糖组分比较

选用结薯数差异显著的甘薯品种商薯19和济徐23,于2013年和2014年分别在大田和盆栽条件下调查生长前期根系生长发育情况,测定根叶糖组分,分析其变化规律及其与单株有效薯块数形成的关系。结果表明,与济徐23相比较,商薯19发根缓苗迅速,整个生长前期均较为侧重吸收根系建成,且秧苗栽后15 d和30 d地上部和整个根系生物量比值(T/TR)相似;而济徐23较早完成不定根的发生(秧苗栽后15 d)和不定根向块根的分化建成(秧苗栽后30 d),封垄期（秧苗栽后45 d）具有较小的地上部和块根生物量比值(T/SR)。2个品种在生长前期根叶中蔗糖、己糖代谢和贮藏糖类多聚物的形成具有显著差异,其中商薯19整个生长前期比济徐23的根系蔗糖/己糖比率显著低,在块根分化建成过程中根叶间具有较高的蔗糖浓度梯度,且根系中存在2种低果聚糖(蔗果三糖和蔗果四糖),秧苗栽后30、45 d叶片淀粉含量显著低;而济徐23在块根分化建成过程中根系仅有蔗果四糖,且与商薯19比,封垄期根系蔗糖/可溶性总糖比率相似而根系蔗糖/淀粉比率显著低。2013年和2014年的大田试验均表明,封垄期商薯19具有显著多的单株有效薯块数和显著高的单株有效薯块鲜重(F=10.71,P=0.0170;F=13.97,P=0.0212),而收获时商薯19具有显著多的单株有效薯块数和显著高的块根产量(F=353.89,P<0.0001;F=88.94,P<0.0001),济徐23具有显著高的平均单薯鲜重(F=10.32,P=0.0124)。     

华南主栽高产籼稻根系形态特征及其与产量构成的关系

为探明不同类型高产籼稻的根系形态特征差异及其与产量的关系,以7个目前在华南地区大面积推广应用的主导品种(组合)合美占、桂农占、玉香油占、粤晶丝苗2号、五优308、天优998、天优122为材料,在2010-2011年进行两年盆栽试验,分别考查分蘖盛期、抽穗期及成熟期的单株、单茎及单条不定根形态性状,利用WinRhizo根系分析系统分析抽穗期的根系分枝特征,并计算根系形态特征与产量的相关性。结果表明: (1)杂交籼稻组合各生育时期的单株根数、单株根长、单茎根长及单条根长均显著大于常规籼稻品种;单株和单茎的根体积与干重差异不明显;常规稻单条根质量则普遍高于杂交稻。(2)抽穗期不同级别根的表面积和体积均为不定根>粗分枝根>细分枝根,杂交稻不同级别根的总长度为粗分枝根>不定根>细分枝根,常规稻则为不定根>粗分枝根>细分枝根;杂交稻的分枝根总长度及粗分枝根和细分枝根的长度、表面积、体积都显著大于常规稻;常规稻的平均根直径则显著大于杂交稻。(3)杂交稻与常规稻根系特征的主要差异是单株根数和长度的差异,分蘖数和单条根长度的差异是两者根系特征差异的重要原因。(4)单株不定根数、不定根总长、根干重等12个根系性状分别与产量显著或极显著正相关;单株不定根数和分枝根总表面积分别是影响产量的主要因素。这些结果为水稻根系遗传改良和超高产育种及栽培提供了参考。     

山西省小麦苗期根系性状及抗旱特性分析

小麦苗期根系形态是成株期根系分布的基础,与抗逆和产量密切相关,全面认识苗期根系及抗旱特性,对于抗旱优异种质的利用和早期筛选具有重要意义。采用239份山西省小麦品种(系)在土培条件下,研究了苗期根系性状及对水分胁迫的响应。结果表明,正常生长下山西小麦苗期根系性状多样性丰富,地方种变异最大;不同年代品种中,除最大根长随年代略下降外,其他性状均呈先升后降的趋势;不同根系性状对水分胁迫响应存在差异,总根长对水分最敏感,其次为根表面积、根体积和根生物量,最大根长和平均根数不敏感。苗期根系综合抗旱能力随年代呈先降后升的趋势,地方种和20世纪70年代品种多为中抗,80和90年代的品种抗旱性较低,2000年以后审定品种的抗性较高,其中旱地品种抗性最好。苗期根系抗旱特性与产量性状相关分析发现,最大根长、总根长、根体积和根生物量与雨养条件下的千粒重和产量显著正相关,最大根长和根生物量与成株期抗旱性也显著正相关。因此苗期最大根长和根生物量可作为半干旱地区旱地育种过程中抗旱性和产量的早期筛选指标。     

玉米自交系幼苗生物量积累及根系形态对两种氮素水平的反应及聚类分析

为探讨低氮胁迫对玉米自交系幼苗生物量和根系形态的影响,以35份玉米自交系为材料,测定了两个氮素水平处理后14d玉米幼苗的单株干重、地上部干重、根干重、根冠比、总根长、根表面积、根体积、根平均直径、侧根数和初生根长。结果表明,低氮胁迫下玉米幼苗根干重、根冠比、根总表面积、根体积、侧根数、根平均直径和初生根长显著增加,地上部干重和单株干重显著减小,而总根长没有明显变化。通过主成分分析和聚类分析发现,同一氮素水平下,玉米幼苗各性状的综合表现存在基因型差异,且在正常氮素和低氮条件下均可以分为6组。低氮处理后,选取的9个自交系地上部氮素积累量均显著降低,PH4CV、B73和XY4的根系氮素积累量显著增加,其余6个自交系显著降低。此外,只有XY4的氮素吸收和利用效率均较高。综合分析表明,XY4是低氮高效型玉米自交系。     

低磷胁迫对不同基因型小麦品种苗期性状的影响

为研究低磷胁迫对小麦苗期性状的影响,在对照(200 μmol/L KH2PO4)和低磷(5 μmol/L KH2PO4)条件下比较了6个不同基因型小麦品种苗期性状指标。结果表明,小麦根系和地上部对低磷胁迫的反应不同,低磷诱导小麦根系伸长,根系生物量（根鲜重和根干重）增加,供试的6个小麦品种在低磷条件下的根系鲜重和干重与对照相比差异均达到显著或极显著水平。低磷处理对地上部则表现出抑制作用,但对不同品种的影响程度差异较大。总体来看,低磷胁迫处理对小麦根系性状的影响大于地上部性状,不同苗期性状受低磷胁迫影响的程度分别为：根系鲜重>最长根长>根系干重>地上部鲜重>地上部干重>苗长。6个供试小麦品种中,‘中国春’对低磷胁迫最为敏感,而‘京411’的耐低磷性相对较强。     

黄淮海地区大豆品种苗期根系性状的遗传变异及与耐逆境胁迫的关系

从83份黄淮海地区代表性大豆地方品种和育成品种(系)中按根系类型选取32份,用以研究苗期根系性状的遗传特点、与地上部性状的相关以及与逆境胁迫的关系。大豆苗期一级侧根数、主根长、根干质量、总根长和根体积等性状,在品种间、各苗龄间均存在显著遗传变异;根系性状与整株干质量呈高度相关;根干质量、根总长和根体积的相对值与耐旱平均隶属函数值,一级侧根数、主根长、总根长、根体积、根干质量的相对值与耐铝毒平均隶属函数值呈极显著相关,且根系性状的相对值在品种间存在显著变异,可用做耐逆性选择的根系指标。     

套作条件下种植密度对紫色甘薯干物质生产的影响

为了研究川中丘陵区旱地套作条件下种植密度对紫色甘薯干物质生产的影响,在与玉米套作条件下,以鲜食型紫色甘薯品种‘南紫薯008’为材料,设置5个种植密度,测定紫色甘薯叶面积指数、群体生长率、群体光合势、干物质积累、产量等指标。结果表明：在套作条件下,随着种植密度的增加,‘南紫薯008’群体叶面积指数有升高的趋势,群体生长率、群体光合势、商品薯率、干物质率、鲜薯产量、淀粉产量均呈先升后降的趋势,而单株结薯数、单株薯鲜重则下降,群体干物质积累量和T/R则随生育期的推进不同密度间表现有所差异。公顷种植密度在3.5×10⁴~4.0×10⁴株时,群体干物质积累量、鲜薯产量、淀粉产量和商品薯率均较高。套作条件下‘南紫薯008’最高鲜薯产量为11816.9 kg/hm²,约为其净作产量的42.6%~53.1%。川中丘陵区旱地套作条件下紫色甘薯适宜的种植密度为3.5×10⁴~4.0×10⁴株/hm²。     

FACE对武香粳14根系活性影响的研究

利用我国惟一的农田开放式空气CO₂浓度增高(Free-air CO₂ enrichment-FACE)研究平台,研究大气CO₂浓度比对照（现大气CO₂浓度）高200 μmol·mol^-1的FACE处理对水稻品种武香粳14根系活性的影响。结果表明：(1)FACE处理使水稻单位干重根系的总吸收面积、活跃吸收面积的最大值比对照提早10 d左右,移栽后18 d及其以后不同生育时期的单位干重根系的总吸收面积、活跃吸收面积、α-萘胺氧化量等根系活性指标均显著或极显著低于对照,但FACE处理对每穴根系活性的影响相对较小;(2)移栽后28 d及其以后不同生育时期每穴的不定根数、不定根总长度、根系体积、根干重与单位干重根系的活性关系密切,根量越大单位干重根系的活性越低;(3)不同生育时期的植株含氮率与单位干重根系的活性多呈正相关,植株碳氮比与单位干重根系的活性多呈负相关。笔者认为,FACE处理水稻生育前期根系生长量大、植株含氮率低、碳氮比高等可能是造成其单位干重根系活性显著低于对照的重要原因。     

品种和外植体对马铃薯脱毒试管苗生长的影响

采用二因素随机区组试验设计,通过测定苗鲜重、根鲜重、苗干重、根干重、叶片数、株高、茎粗、根长、根条数、节长、节数和叶面积等生长指标,研究了品种和外植体对马铃薯脱毒试管苗生物量,地上部和地下部的影响。研究结果表明:3个不同成熟期品种、3种不同外植体部位对马铃薯单株根鲜重、苗干重、根干重、株高、茎粗、节长和根冠比影响有显著性交互作用(p<0.05),说明不同品种和外植体对马铃薯脱毒试管苗生长发育有直接影响,其余性状受品种和外植体交互作用影响不显著;3个不同成熟期品种马铃薯的苗鲜重、根鲜重、苗干重、根干重、叶片数、茎粗、节长、节数、根冠比和根条数受品种影响显著(p<0.05),其余性状受品种影响不显著;3种不同外植体处理对马铃薯的根鲜重、苗干重、根干重、株高、茎粗、节数、叶面积和根冠比有显著性影响(p<0.05),其余性状受3种外植体的影响不显著。其中,以一个节段转接最有利于马铃薯脱毒试管苗的生长。     

甘肃地区当归生长动态调查

摘 要：【研究目的】本实验目的是详细了解甘肃省岷县当归的生长发育特性,为以后培育优良品种研究提供数据支持和科学基础。【方法】选定野外试验田,固定样方,采用人工播种及育苗移栽的种植技术,同时对不同生长期当归进行观测记录。【结果】通过对当归不同生长期进行动态调查,得出当归最适宜采收期是第二年的9月,种子适宜采收期是第三年的8月下旬。当归根每平方米的鲜重产量约是882 g,而干重为252g,折干率约为3.5,每公顷当归蕴藏量是2520 kg。【结论】岷县当归适宜采用育苗移栽的栽培方法,但荒地育苗造成资源环境恶化,移栽苗的冬季贮藏易引起早期抽薹,因此,急需注重新当归育苗技术,加强优良品种选育。     

北方区试中甘薯农艺性状与产量的多元回归和通径分析

应用多元统计方法,分析了甘薯北方区试中农艺性状与产量之间的关系。结果表明：农艺性状对鲜薯、薯干和淀粉产量的影响各不相同。回归分析发现,单株茎叶重、大中薯率、小薯率和单株结薯数与鲜薯和薯干产量之间存在显著的线性关系,单株茎叶重和干率与淀粉产量之间存在显著的线性关系。相关性分析发现,鲜薯产量与干率、淀粉率和病情指数均呈极显著负相关关系,与大中薯率显著正相关,与小薯率显著负相关。薯干产量与分枝数显著负相关,与干率呈显著正相关。淀粉产量与分枝数显著负相关,与干率和淀粉率均呈显著正相关。通径分析发现,淀粉率和大中薯率对产量的直接作用较大,而单株茎叶重、蔓长、分枝数和干率对鲜薯、薯干和淀粉产量的作用大小和作用方向均存在差异。因此,在高产栽培中,应选择茎基部粗、蔓长较短、分枝数较少、薯块大小较均匀、数量适中和大中薯率较高的品种。若进行高干率和高淀粉品种选育,还需注重干率和淀粉率等指标的选择。     

不同时期干旱胁迫对甘薯内源激素的影响及其与块根产量的关系

在人工控水条件下, 以抗旱品种济薯21和不抗旱品种济紫薯1号为试验材料, 设置全生育期干旱胁迫(DS)、发根分枝期干旱胁迫(DS1)、蔓薯并长期干旱胁迫(DS2)、快速膨大期干旱胁迫(DS3) 4个处理, 全生育期正常灌水(WW)为对照, 研究其对甘薯内源激素及块根产量的影响。结果表明, 与对照相比, 2个品种不同年份的所有干旱胁迫处理的鲜薯和薯干产量均显著下降。其中, DS薯干产量减产幅度最大, 济薯21和济紫薯1号3年平均分别减产44.62%和56.21%; 其次是DS1, 减产32.03%和44.03%; 再次是DS2, 减产30.41%和39.39%; DS3的减产幅度最小, 为13.66%和17.88%。抗旱品种济薯21的减产幅度小于不抗旱品种济紫薯1号。干旱胁迫抑制了甘薯地上部生长及块根的形成和膨大, 两个品种的单株叶片数、蔓长、地上部干重、地下部干重和块根淀粉率, 与对照相比, 各时期均表现为, DS的减少幅度最大, 其次是DS1和DS2, DS3的减少幅度最小。不同时期干旱胁迫均引起叶片和块根中GA、IAA和ZR含量下降, ABA含量上升。地上部干重与叶片GA、IAA和ZR含量呈显著正相关, 与ABA含量呈显著负相关; 地下部干重与块根GA、IAA和ZR含量呈显著正相关, 与ABA含量呈显著负相关。总之, 不同时期干旱胁迫均导致甘薯产量下降, 且胁迫时间越早, 对甘薯内源激素和块根产量的影响越大, 发根分枝期是甘薯对水分最敏感的时期。