96份糜子种质的遗传多样性分析

以96份糜子种质资源为试材,对其9个农艺性状的遗传多样性进行了分析。结果表明：糜子种质资源遗传变异丰富,其中,主茎粗变异系数最大（35.54％） ,其次是单株粒重（26.36％）和单株穗重（25.15％）;除主茎节数外,其他农艺性状的遗传多样性指数均＞0.8。基于农艺性状的聚类分析和主成分分析结果显示,96份糜子种质分为4大组群;主要农艺性状可归纳为株高、主穗长、单株粒重、单株穗重、千粒重5个主成分,累计贡献率为89.417％。该结果可为糜子育种时选配亲本提供参考依据。     

糜子骨干种质遗传多样性和遗传结构分析

【目的】糜子生育期短、耐干旱、耐瘠薄、水分利用效率高,了解糜子资源的遗传多样性和遗传结构,为今后糜子杂交育种、种质创新、挖掘抗旱基因及资源的高效利用提供理论依据。【方法】采用表型鉴定和SSR分子标记对糜子资源进行遗传多样性检测。利用模糊隶属函数法分析糜子种质的株高、主穗长、叶片长、叶片宽、主茎节数、主茎粗、单株穗重、单株粒重和千粒重9个表型性状的分布情况。利用DPS7.05软件进行表型性状的遗传多样性分析、相关性分析和主成分分析,综合评价糜子种质资源的优劣。利用CTAB法提取糜子嫩叶基因组DNA,并利用SSR分子标记技术对不同地区的96份糜子种质资源的基因组DNA进行PCR扩增,后经8%聚丙烯酰胺凝胶电泳分离,银染后显色。利用PowerMaker 3.25软件计算每对引物的等位基因数（A）、主要等位基因频率（M）、基因多样性指数（He）和多态性信息含量指数（PIC）,并进行N-J遗传距离的统计分析;利用Structure 2.3.1分析群体遗传结构。【结果】糜子表型遗传多样性分析表明：9个表型性状分布集中,且绝大部分呈极显著相关;单株粒重和单株穗重遗传变异最丰富,不同省份的资源在表型性状上表现出不同的遗传多样性,山西资源表型遗传多样性最丰富。采用主成分分析法和综合评价法表明,内糜1号的综合性状表现最差,宁糜15号的综合性状表现最好。采用19对SSR引物对96份糜子种质资源进行遗传多样性分析,共检测出112个等位变异;每个位点的等位变异数为3-9个,平均5.9个;平均主要等位基因频率为0.7045;平均基因多样性指数为0.4097;平均多态性信息含量位点百分数为39.2%。不同地理来源糜子种质资源的遗传多样性分析表明,各省份间糜子资源的亲缘关系均较近;山西省资源的基因多样性指数及多态性信息含量百分数最高,分别为0.357和33.01%。基于模型的遗传结构分析和基于遗传距离的聚类分析将试验材料划分为3个类群,两种分类结果有一定相似性,皆与生态环境密切相关。【结论】糜子遗传变异较为丰富,遗传多样性高,尤其是山西糜子资源的遗传多样性最丰富;不同地理来源的糜子种质资源亲缘关系均较近,且其遗传多样性与生态环境密切相关。     

光周期变化对糜子形态建成及幼穗发育进程的影响

【目的】糜子是典型的短日照作物,对光周期反应极其敏感,造成了糜子育成品种生长适应区域狭窄、不能跨区域应用的问题。研究探讨不同光照长度对糜子植株形态建成及幼穗发育的影响,为明确糜子对光周期的反应机理,培育广适应性糜子新品种提供研究依据。【方法】以河北省糜子地方品种二紫杆为材料,采用盆栽试验,出苗后每天补充光照至18 h;设光照0（对照）、10、15、20和25 d共5个处理,每个处理重复3次,18 h光照结束后转移到每天12 h光照人工气候室;田间调查抽穗期,成熟后室内调查株高、茎粗、穗长、穗干重和穗粒干重等农艺性状;利用体视显微镜室内观察糜子幼穗的发育进程并照相记录,统计分析不同光照条件的变化对糜子农艺性状和经济产量的影响及对糜子幼穗分化进程的影响。【结果】每天18 h长日照条件下生长25 d的处理植株平均株高115.6 cm,单穗粒重0.647 g,分别比对照提高了109.0%和472.6%;茎、叶和穗的干物质积累分别比对照提高了416.7%、142.9%和412.0%,差异均达到极显著水平。延长光照20 d处理与25 d处理相比较,各器官干物质重差异不显著。在18 h长日照条件下,糜子茎尖生长点一直处于未伸长期,持续营养生长,生殖生长滞后;在12 h短日光照条件下5 d后糜子开始从营养生长转入生殖生长,幼穗开始分化,分化过程可分为生长点未伸长期、生长点伸长期、穗枝梗原基分化期、小穗原基分化期、小花原基分化期、雌雄蕊原基分化期和花粉粒形成期等共7个时期。所有5个增加每天光照时间和长日照天数的不同处理,幼穗分化持续时间均为15 d左右,没有受到前期延长光照时间的影响。【结论】短日照条件下,出苗后增加每天光照时间和增加长日照天数能延长糜子的营养生长期,有利于干物质的积累,可以极显著的提高糜子的生物和经济产量;短日照条件能够诱导和促进糜子从营养生长到生殖生长的转变,而长日照条件则抑制糜子生殖生长的开始;糜子的幼穗分化可以划分为7个不同的时期,生殖生长开始后不受前期延长光照时间的影响,持续时间在15 d左右。     

谷子杂交种与亲本性状的遗传相关性

【目的】探讨谷子杂交种与亲本性状间的遗传相关性,为筛选亲本材料、组配优异杂交种提供理论依据。【方法】用6个谷子高度雄性不育系和10个抗拿捕净除草剂恢复系组配60个组合,2017年种植60个杂交组合及其亲本,通过农艺性状和产量的初步鉴定和统计分析,从中筛选出用4个母本（谷3A、晋29A、51A和910A）、7个父本（K34、M22、K650、K154、K410、K391和K47）组配的7个优势组合。2018年种植7个优势组合及其亲本,测定其10个农艺和产量性状（分蘖数、株高、穗茎长、穗长、穗粗、穗重、粒重、千粒重、出苗至抽穗的天数和小区产量）,对杂交种与亲本在相同性状上进行遗传相关分析,并对父母本各性状与杂交种产量性状（穗重、穗粒重）进行遗传相关分析。【结果】杂交种在穗茎长、抽穗期上有超亲优势,在穗长上超亲优势明显;杂交种与亲本的相关分析表明,杂交种与母本在株高、抽穗期、穗长等性状上存在显著的正相关关系,据2018年分析遗传相关系数分别为0.8841、0.9117和0.8263,前两项达极显著水平;杂交种与父本在分蘖数、株高、穗茎长、穗粗、千粒重等性状上存在显著的正相关关系,据2018年分析遗传相关系数分别为0.8267、0.9618、0.8234、0.7770和0.8404,其中在株高上达极显著水平;母本的分蘖数、株高、抽穗期与杂交种的单株穗重、穗粒重存在显著的正相关关系,其中与单株穗重的相关系数分别为0.3327、0.5439和0.4436,与单株穗粒重的相关系数分别为0.4238、0.4642和0.3487,母本的穗长与杂交种的单株穗粒重存在显著的相关关系,相关系数为0.3698;父本的分蘖数、株高、抽穗期和穗粗与杂交种的单株穗重、穗粒重存在显著的正相关关系,其中与单株穗重的相关系数分别为0.4986、0.4598、0.3367和0.5348,与单株穗粒重的相关系数分别为0.5568、0.4253、0.3659和0.4236,父本分蘖数与杂交种单株穗重、穗粒重的相关性达极显著水平。【结论】父母本与杂交种在分蘖数、株高、穗茎长、穗粗、千粒重等性状上均存在一定的正相关关系,可以通过对亲本这些性状的选择来间接选择杂交组合的优良农艺性状和产量性状,从而选育出优异高产杂交种。     

不同光温条件谷子资源主要农艺性状的综合评价

【目的】通过在海南省、吉林省2个不同光温环境调查100份春谷材料和60份夏谷材料抽穗期、株高、叶片数、穗长、穗粗、穗码数、码粒数、穗重、穗粒重、千粒重10个主要性状,揭示春谷、夏谷光温反应特性,筛选出适合用于谷子光温敏感性评价的性状指标。【方法】在连续两年两个地点对100份春谷材料和60份夏谷材料10个主要农艺性状调查的基础上,利用方差分析,建立光温敏感性综合评价指标D值进行回归分析、通径分析,光温相对敏感度比较分析3种方法评价春谷、夏谷10个性状对光温反应的敏感性。【结果】方差分析表明春谷、夏谷10个性状在不同光温条件均存在显著差异（P＜0.01）,说明光温条件对春谷和夏谷的影响是全方位的,无论春谷还是夏谷,抽穗期、株高、叶片数、穗长、穗粗、穗码数、码粒数、穗重、穗粒重9个性状在吉林光温条件下的调查值高于海南光温条件下的调查值,相反,千粒重在吉林光温条件下的调查值要低于在海南光温条件下的调查值;通过主成分分析建立光温敏感性综合评价指标D值,10个性状对D值进行回归分析、通径分析,春谷2个调查年份穗重、穗粒重、穗长、码粒数对D值直接效应较大,均表现较强的光温敏感性,夏谷2个调查年份结果差异较大,只有穗重、穗长2个性状对D值的效应较明显,均表现较强的光温敏感性;通过比较10个性状的光温相对敏感度,发现春谷2个调查年份穗重、穗粒重、抽穗期、穗长、穗码数光温相对敏感度较其他性状高,表现出更强的光温敏感性,夏谷2个年份穗重、穗长、抽穗期、穗码数光温相对敏感度较其他性状高,表现出更强的光温敏感性。综合D值回归分析、光温相对敏感度比较分析2个年份的结果及水稻研究成果,本研究认为春谷穗重、穗粒重、穗长、穗码数、抽穗期光温敏感性较强,其次为叶片数与株高,穗粗与千粒重光温敏感性较弱,码粒数光温敏感性不能确定;夏谷穗重、穗长、抽穗期、叶片数、穗码数光温敏感性较强,穗粗、码粒数、千粒重3个性状的光温敏感性较弱,穗粒重与株高的光温敏感性不确定。春谷和夏谷的穗重、穗长、抽穗期3个性状均稳定表现对光温较强敏感性。【结论】春谷、夏谷均受光温条件的显著影响,穗重、穗长、抽穗期3个性状在春谷和夏谷中均稳定表现对光温强敏感性,适合作为谷子光温敏感性评价的指标性状,叶片数适合作为夏谷光温敏感性评价指标,株高不适合用来评价谷子光温敏感性。     

Associated Loci Detection and Elite Allelic Variations Analysis of Main Agronomic Traits in Foxtail Millet (Setaria italica L.) Based on SSR Markers

【Objective】Through the investigation of 10 major traits in foxtail millet at Ledong, Hainan province, Luoyang, Henan province, Jilin and Gongzhuling, Jilin province, totally four different geographical environments, association analysis between SSR markers and the ten traits was performed to obtain loci expressed in single environment or multiple environments, excavate elite allelic variations, explore the probable mechanism forming ecological adaptation and provide foundation for launching molecular-assistant selection breeding in foxtail millet.【Method】Based on the survey of ten traits (plant height, panicle length, number of leaves, panicle diameter, heading stage, spikelet number, grain number per branch, spike weight, grain weight per panicle and 1000-grain weight) from 102 foxtail millet varieties at Jilin and Gongzhuling, Jilin province, Luoyang, Henan province and Ledong, Hainan province for two consecutive years, correlation analysis of ten traits at each geographical environment was first performed by SPSS 19.0 software, then the 102 foxtail millet varieties were genotyped by 70 polymorphic SSR markers, and further genetic diversity and population genetic structure of these varieties were analyzed. Finally, linkage disequilibrium analysis among markers and association analysis between molecular markers and phenotypic traits were carried out by GLM and MLM models of TASSEL 5.0 software. 【Result】There existed significant or very significant positive correlations among most of the nine agronomic traits except 1000-grain weight across four geographical environments. Only significant or very significant positive correlations were found between 1000-grain weight and grain weight per panicle, plant height, panicle length, spike weight at Jilin, Gongzhuling and Luoyang, no significant correlations were found between 1000-grain weight and other nine traits at Ledong environment. Totally 397 alleles were detected in 70 pairs of SSR primers, giving average observed allele number, effective allele number, expected heterozygosity, Shannon index of 6, 2.24, 0.4637 and 0.7738 per marker respectively. Both genetic diversity analysis and population structure analysis divided 102 foxtail millet materials into 4 groups, and the varieties from Henan province scattered in each of the four groups, showing more abundant genetic diversity. Linkage disequilibrium analysis showed that no obvious LD structures were found among 70 SSR markers. Totally 10 associated markers were detected by GLM and MLM models, combined with allele effect analysis results, it could be determined that b115, MPGC13, b227, b194 and p56 were associated with spike weight, panicle length, number of leaves and heading stage at Jilin, Gongzhuling, sigms9034 and b125 were associated with panicle length and spikelet number at Luoyang, P18 and p59 were associated with spike weight at Ledong, p6 was associated with number of leaves and spikelet number at Jilin, Gongzhuling and Luoyang respectively. The average contribution rates of single marker to phenotypic variation ranged from 7.76% to 34.05%. Three alleles, sigms9034-168, P18-166 and p56-244, could increase panicle length and spike weight, shorten heading stage significantly, which would be used to improve panicle traits and shorten growth period by marker-assisted selection breeding.【Conclusion】Five marker loci (b115, MPGC13, b227, b194 and p56) were steadily detected at Jilin and Gongzhuling, two marker loci (sigms9034, b125), two marker loci (P18, p59) were steadily detected at Luoyang and Ledong respectively for two consecutive years. One marker locus (p6) was steadily detected at Jilin, Gongzhuling and Luoyang, three geographical environments for two consecutive years. Three elite alleles (sigms9034-168bp, P18-166bp, p56-244bp) that could be used to carry out marker-assisted selection for panicle traits and growth period were obtained.     

甘肃省糜子地方资源农艺性状遗传多样性分析

以甘肃省600份糜子地方资源为试材,对其株高、千粒重和生育期等11个农艺性状进行主成分分析。结果表明：主要农艺性状可归纳为生育期、株高、米色、主穗长、单株粒重、花序色和抗落粒性7个主成分,累计贡献率为84．97％。该结果可为糜子育种合理选配亲本提供参考依据。     

不同生态区谷子种质资源表型比较分析

为明确不同生态区谷子种质资源的表型,从春播特早熟区、春播中熟区、春播晚熟区引进435个谷子品种,在赤峰地区进行表型鉴定及比较分析。结果表明,3个生态区谷子品种的生育期、农艺性状、产量性状差异显著。春播特早熟区谷子品种生育期平均值为（98.35±13.00）d,分蘖多、植株矮、主茎粗、旗叶短、主穗小、穗粒重、出谷率高、产量中等,表型性状遗传多样性整体较低;春播中熟区谷子品种生育期平均值为（11307±8.63）d,分蘖少、植株高、穗下节长、主茎细、旗叶短、主穗大、穗粒重、出谷率高、产量较低,产量性状遗传多样性整体较高;春播晚熟区谷子品种生育期平均值为（125.80±6.76） d;穗下节短、主茎粗、旗叶长、主穗大、穗粒轻、出谷率低、产量较高,农艺性状遗传多样性整体较高。利用标准化处理后的16个表型进行聚类分析,可将参试品种划分为4大类群,类群Ⅰ品种中熟、生物量大、出谷率和产量较高,类群Ⅱ品种晚熟、生物量小、出谷率和产量较低,类群Ⅲ品种早熟、生物量小、产量较高,类群Ⅳ品种中晚熟、生物量大、产量较高。     

不同生态区谷子种质资源表型比较分析

为明确不同生态区谷子种质资源的表型,从春播特早熟区、春播中熟区、春播晚熟区引进435个谷子品种,在赤峰地区进行表型鉴定及比较分析。结果表明,3个生态区谷子品种的生育期、农艺性状、产量性状差异显著。春播特早熟区谷子品种生育期平均值为（98.35±13.00）d,分蘖多、植株矮、主茎粗、旗叶短、主穗小、穗粒重、出谷率高、产量中等,表型性状遗传多样性整体较低;春播中熟区谷子品种生育期平均值为（11307±8.63）d,分蘖少、植株高、穗下节长、主茎细、旗叶短、主穗大、穗粒重、出谷率高、产量较低,产量性状遗传多样性整体较高;春播晚熟区谷子品种生育期平均值为（125.80±6.76） d;穗下节短、主茎粗、旗叶长、主穗大、穗粒轻、出谷率低、产量较高,农艺性状遗传多样性整体较高。利用标准化处理后的16个表型进行聚类分析,可将参试品种划分为4大类群,类群Ⅰ品种中熟、生物量大、出谷率和产量较高,类群Ⅱ品种晚熟、生物量小、出谷率和产量较低,类群Ⅲ品种早熟、生物量小、产量较高,类群Ⅳ品种中晚熟、生物量大、产量较高。     

耐低氮糜子品种的筛选及农艺性状的综合评价

【目的】探明耐低氮糜子品种的评价方法,筛选耐低氮糜子基因型材料及鉴定指标,为耐低氮品种的选育和耐低氮生理机制的研究提供理论依据。【方法】采用大田试验,以来自国内外100份糜子品种为材料,在低氮胁迫（0纯氮）和正常施氮（150 kg·hm^-2纯氮）处理下,连续2年进行株高、茎粗、主茎节数、穗长、草重、单株穗重、单株粒重、千粒重、叶面积9个主要农艺性状和氮含量、氮素吸收共11个指标的测定,采用隶属函数法计算各指标耐低氮胁迫指数,通过主成分分析、回归分析与聚类分析评价各糜子品种的综合耐低氮能力。【结果】供试品种在不同氮水平条件下的株高、茎粗、主茎节数、穗长、草重、单株穗重、单株粒重、千粒重、叶面积、氮含量、氮素吸收均存在显著差异;低氮胁迫下,糜子的生长、生物量积累和氮素吸收受到抑制,各性状指标明显下降,变化范围幅度降低,各农艺指标降低幅度排序依次为叶面积>草重>单株粒重>单株穗重>茎粗>主茎节数>穗长>千粒重>株高,不同糜子品种籽粒的氮含量和氮素吸收均降低,降低幅度为氮素吸收>氮含量;低氮胁迫下,不同糜子品种的株高、茎粗、主茎节数、穗长、草重、单株穗重、单株粒重的变异系数大于正常施氮水平各指标的变异系数;不同氮水平下,不同糜子籽粒氮素吸收的变异系数高于氮含量的变异系数,且低氮胁迫的氮素吸收的变异系数高于正常施氮处理。对11个指标的耐低氮胁迫指数进行主成分分析,选择了5个主成分,累积方差贡献率达75.83%;株高、穗长、草重、单株穗重、单株粒重、单株叶面积、氮吸收量的耐低氮胁迫指数与耐低氮综合评价值（D）的相关性均达极显著水平,其中,单株穗重、单株粒重、氮吸收量的相关性较高,其相关系数分别为0.858、0.812和0.812;根据耐低氮综合评价D值,通过聚类分析将100份糜子品种划分为耐低氮型、中间型和不耐低氮型3种类型。【结论】单株穗重、草重、氮吸收量等指标作为糜子耐低氮能力评价的首选指标;榆糜3号、2058、榆黍1号、雁黍7号4个品种耐低氮能力最强。     

玉米自交系产量与光合相关性及灰色关联分析

为研究玉米产量构成因子、光合性状与产量的相关性及密切程度,应用灰色关联分析方法,对180份生产上常用玉米自交系光合性状("棒三叶"叶面积、全株叶数)与产量性状的相关性及灰色关联度进行分析。结果表明:光合性状与百粒重、株高和穗位等性状的相关性较强,而与穗粗、行数和行粒数等性状的相关性较弱。灰色关联分析结果表明全生育期、百粒重、株高和全株叶数对单株粒重的影响较大,对穗长、穗位和棒三叶叶面积的影响次之,对穗粗、行粒数、行数的影响很小。     

糜子不同性状光周期敏感性的综合评价

【目的】 筛选适用于糜子光周期敏感性评价的性状指标,为开展糜子资源光周期敏感性鉴定及相关基因定位和克隆奠定基础。【方法】通过盆栽遮光处理和2个不同光周期生态区大田种植,调查100份糜子试验材料抽穗期、株高、主穗长、地上鲜重、叶片数、节数、旗叶叶面积和千粒重8个主要性状的光周期反应特性,以8个性状数据值建立糜子各个性状的光周期相对敏感度和光周期敏感性综合评价指标D值,并利用2种方法综合评价糜子光周期敏感性。【结果】不同光周期处理糜子8个性状存在显著差异,盆栽各个性状在长日照处理下的表现值显著高于短日照,大田定襄地区各个性状的表现值显著高于三亚地区。盆栽和大田种植模式下,地上鲜重的光周期相对敏感度均最高,千粒重的光周期相对敏感度最低。相关性分析发现,盆栽株高、主穗长、地上鲜重、旗叶叶面积、节数和叶片数与D值都达到极显著正相关,千粒重达到显著正相关,抽穗期达不显著负相关;大田除千粒重与D值达不显著正相关外,其余性状都与D值达到极显著正相关。大田各个农艺性状与光周期敏感综合指标D的简单相关系数排名前三依次是株高（0.867）、地上鲜重（0.811）和主穗长（0.784）;盆栽依次是株高（0.787）、主穗长（0.687）和地上鲜重（0.677）。盆栽各个农艺性状对光周期敏感综合指标D的回归方程：Y=0.048+0.012X₁+0.063X₂+0.0446X₃+0.053X₄+0.036X₅+0.016X₆+0.024X₇-0.011X₈;大田各个农艺性状对光周期敏感综合指标D的回归方程：Y=0.019+0.034X₁+0.094X₂+0.066X₃+0.080X₄+0.057X₅+0.028X₆+0.011X₇+0.139X₈;其中,X₁、X₂、X₃、X₄、X₅、X₆、X₇、X₈分别代表抽穗期、株高、主穗长、叶片数、节数、旗叶叶面积、地上鲜重和千粒重。回归和通径分析发现,盆栽和大田地上鲜重和株高对光周期敏感综合指标D的直接作用最大,分别为0.383、0.300和0.251、0.250,其次是旗叶叶面积和主穗长,分别为0.295、0.276和0.238、0.249。综合光周期相对敏感度和光周期敏感性综合评价指标D值比较分析,地上鲜重和株高光周期敏感性强,其次是主穗长和旗叶叶面积,千粒重和抽穗期光周期敏感性较弱。【结论】地上鲜重和株高可以作为糜子光周期敏感性主要评价指标性状,旗叶叶面积和主穗长可以作为参考评价指标,千粒重和抽穗期不适合作为糜子光周期敏感性评价指标性状。     

华北夏谷区2001—2015年谷子育种变化

【目的】对华北夏谷区近15年谷子区域试验数据进行分析,探讨谷子育种变化趋势,为谷子品种改良提供参考。【方法】利用2001—2015年华北夏谷区参试品种的主要农艺性状数据,研究其变化规律;以通过鉴定的51个育成品种为材料进行分析,并与15年间华北地区谷子生长季6—9月份气候因素进行相关分析,梳理通过鉴定的51个品种的类型。【结果】2001—2015年华北夏谷区区域试验参试品种各农艺性状在年度间变异较大,随着年份的推移,产量、生育期、株高、穗长、单穗重和穗粒重持续增加,千粒重基本不变,公顷穗数略有下降。51个通过鉴定品种的整体变化趋势与所有参试品种的变化趋势基本一致。51个通过鉴定品种间产量、生育期、株高、穗长、千粒重和公顷穗数差异极显著,单穗重、穗粒重和出谷率差异不显著。华北夏谷区谷子生育期气候趋向于暖湿的变化趋势。通过鉴定的品种产量和生育期、单穗重、穗粒重呈极显著正相关,与最低温、降水量呈极显著负相关。最低温、最高温、降水量、生育期、穗粒重、出谷率决定谷子产量85.17%的变异。对产量贡献较大且为负效应的是最低温,为正效应的是最高温。近几年谷子育种水平有所提高,品种类型较丰富多样,抗除草剂品种和优质米类型逐渐增多,反映了轻简栽培和优质是目前的主要育种方向。但是以冀谷19、豫谷1、冀谷25等3个主干品种为亲本来源的品种数为26个,占杂交选育品种的57.8%,育成品种亲本范围相对较窄的问题越来越严重。【结论】2001—2015年华北夏谷区区域试验育成品种产量有所提高,品种类型较丰富多样,育种水平取得一定的进步。然而,造成产量显著差异的原因主要取决于气候因素,而且品种培育的亲本选择狭窄可能是育种突破的关键瓶颈。在今后的育种过程中,要从亲本创制和选择着手,丰富亲本类型;提高品种穗粒重和出谷率,以适应气候变化,提高夏谷产量。     

留桩节位与母叶对再生稻生长发育的影响

本文探讨了头季稻收获时保留的母茎节数与母叶数对再生稻生长发育与产量形成的影响．结果表明：在同样保留例二节上休眠芽的情况下，保留母茎到叶或倒二叶和倒一节可以增加母茎的干物重和营养物质贮藏量，因而可以减少头季稻收获后再生芽的死亡率，促进再生芽的萌发，增加发南数。相应地也使再生稻育效德数有所增加．但发苗期延长．迟发苗和弱苗增多，加之母叶与倒一节的严重荫蔽作用，使再生稻株生长发育较差，结实率、稳实粒数和千粒重均降低．产量不高。在去除倒二节后的第三节再生芽较保留了第二节的发苗多、生长好、有效稳增加、结实率、德实粒数和千粒重提高，在去除了第三节后的第四节再生芽也表现同样趋势，表明再生芽的萌发生长也具有顶端优势现象。再生稻产量以去掉第一节保留第二节的最高。     

山西谷子地方品种农艺性状和品质性状的综合评价

【目的】通过对山西谷子地方品种种质资源农艺性状和品质性状进行综合评价,分析山西谷子种质资源的多样性特点和分布规律,为种质资源的评价和新品种选育提供参考。【方法】利用变异系数、Shannon-Weaver多样性指数对212份山西谷子种质资源的15个性状进行多样性分析和性状差异分析,采用聚类分析、主成分分析、相关性分析以及逐步回归分析对山西谷子种质资源进行综合评价和鉴定指标筛选。【结果】212份山西谷子种质资源多样性指数范围为0.92—2.15,除粒色外,均大于1.00;变异系数范围为3.35%—38.66%,株高、穗长、茎长、茎粗、穗粗、节数、码数、码粒数、单穗重、穗粒重、千粒重、直/支比和粒色变异比较丰富,淀粉和蛋白质变化较小。聚类分析把山西谷子种质资源分为3个类群：第一类群北部品种,来源地包括大同和朔州;第二类群中部品种,来源地包括阳泉、太原、晋中和榆次;第三类群南部品种,来源地包括临汾和运城,与山西地理分布吻合;北部品种中单穗重、穗粒重和千粒重等性状的平均值更高,南部品种中码粒数、单穗重、千粒重、蛋白质、淀粉和直/支比表现出更高的变异性。主成分分析把15个性状归为9个主成分,累计贡献率为89.26%,表明9个主成分包含了谷子表型性状的大部分信息。山西谷子种质资源表型性状的综合得分F值均值为0.521,临汾的黄疙瘩最高（0.709）,大同的牛毛黄最低（0.315）。15个性状和综合得分F值的相关性分析表明,10个农艺性状（株高、穗长、茎长、茎粗、穗粗、节数、码数、码粒数、单穗重和穗粒重）与F值呈极显著正相关,直/支比与F值也呈极显著正相关。采用逐步回归分析法筛选出9个性状,分别为株高、穗长、茎长、码数、码粒数、单穗重、蛋白质、直/支比和粒色。【结论】山西谷子地方品种表型多样性丰富,山西谷子资源划分为南部品种、中部品种和北部品种,划分结果与地理来源吻合。直/支比可作为评价指标引入到谷子种质资源的综合评价中。筛选出9个性状可以作为谷子种质资源性状评价指标。山西谷子南部资源多样性更丰富,可作为谷子品质和特色育种的资源库。     

生物有机肥喷施对水稻的生长效应

为了研究生物有机肥对水稻的生长效应,设置生物有机肥不同浓度,在水稻上进行喷施试验。结果表明：综合考虑水稻单株有效分蘖数、穗实粒数、千粒重、单株谷粒重及产量,以生物有机肥500倍液喷施处理效果最佳。     

水稻产量源库关系的研究

采用库限制型、源限制型和源库互作型水稻各2个,通过水培和田间小区试验7年,其结果为:增大库源比(颖花(粒)/叶(cm~2)),剑叶的光合速率及其输向穗粒的光合产物(~(14)C)增加;库的活性(籽粒呼吸强度)与叶片的比叶重、叶绿素含量及光合速率呈显著正相关;抽穗期单株顶3叶叶面积与每穗粒数呈显著正相关;单穗重与抽穗后单茎叶重呈显著正相关,而单穗重与抽穗后叶片比叶重和光合速率的关系因品种类型不同而异;植物激素IAA和6-BA处理穗子和叶片后,籽粒的呼吸强度、叶片的光合速度及其光合产物~(14)C分配到籽粒的比例提高,但提高的程度因激素的种类和处理部位的不同而有较大的差异。文章还就水稻产量源库作用机理、源库指标以及增产途径等进行了讨论。     

西北春谷早熟区谷子品种十五年变化趋势及主要性状分析

【目的】通过对过去15年西北春谷早熟区区试谷子品种的产量及农艺性状进行综合分析,明晰了该区15年来谷子育种进展,并提出今后的发展方向,为该区新品种选育及产业发展提供理论指导。【方法】基于2001—2015年国家区域试验西北春谷早熟区的数据,对参试品种及通过鉴定品种的主要农艺性状、产量性状进行比较与分析,同时对通过鉴定的18个品种进行了抗逆性分析。【结果】2001—2015年西北春播早熟区共有85个新品系参加国家区试,12个常规品种和6个杂交种达到新品种鉴定标准通过鉴定,新育成品种比对照增产10%以上的品种有3个,其中,常规品种1个为大同32,杂交种2个分别为张杂谷1号和张杂谷15号。参试品种和通过鉴定品种的产量平均数在年度间表现了较大差异,但总体趋势表现为产量潜力水平的提高。参试品种穗长和千粒重年度间差异不显著,穗长基本稳定在23—27 cm,千粒重稳定在3—3.4 g,但参试品种的株高、单穗重、穗粒重年度间差异大,株高、单穗重、单穗粒重随年份有增加的趋势。通过鉴定的18个品种有13个生育期长于对照,5个短于对照,同时伴随着株高的增加,单穗重和穗粒重的提升,说明新育成品种生育期的延长和单株产量性状的提升。多元回归分析表明,生育期、株高、单穗重、穗粒重和出谷率决定了产量81.43%的变异,产量与穗粒重和单穗重呈显著正相关,穗粒重与株高、单穗重呈显著正相关。对通过鉴定品种的抗逆性分析表明,这15年该区主要病害有红叶病和白发病,不同年份间不同品种都有一定发生,通过鉴定品种的抗倒性、抗旱性呈现下降趋势。【结论】2001—2015年春谷早熟区选育的品种产量有增加的趋势。影响产量的主要因素为单穗重和穗粒重,其次为株高、生育期,育种中应注意提高品种的综合性和各性状之间的协调性。生育期延长、株高增加、抗倒性降低等因素直接影响到早熟区品种产量的突破,同时也不利于谷子机械化生产的发展。早熟区品种选育应以中矮秆、抗倒性强、结实率高、品质优、适合机械化收获为发展方向。     

糜子育成品种农艺、产量及品质性状综合鉴定与评价

【目的】对近年育成糜子品种农艺性状、产量性状及品质性状进行综合评价,比较粳性和糯性糜子间的差异,分析糜子品种改良工作存在问题并提出解决方案,为中国糜子育种及产业发展提供参考。【方法】以近年育成的22个粳性糜子品种和18个糯性糜子品种为材料。田间考种获取农艺性状(生育期、株高、节数、粒色、花序色和穗形)和产量性状(千粒重、穗粒重和主穗)。室内通过正丁醇提取法测定黄色素含量、索氏抽提法测定粗脂肪含量、双波长法测定直链淀粉和支链淀粉含量、凯氏定氮法测定蛋白质含量。【结果】粳性糜子品种平均产量为3 465.5 kg·hm~(-2),变幅为2 976.0—3 915.0 kg·hm~(-2);糯性糜子品种平均产量为3 163.4 kg·hm~(-2),变幅为2 575.5—4 002.0 kg·hm~(-2)。农艺性状相关性分析表明,糜子产量与生育期、千粒重、主穗长、穗粒重之间的相关系数均达到显著水平。数据分析表明,育成品种在生育期、株高、节数、千粒重、穗粒重、主穗长、产量等方面变幅较小。粳性糜子品种黄色素含量平均为2.7 mg·kg~(-1),变幅为1.7—3.3 mg·kg~(-1);糯性糜子品种黄色素含量平均为2.4 mg·kg~(-1),变幅为2.1—2.9 mg·kg~(-1)。粳性糜子品种粗脂肪含量平均为3.6%,变幅为1.7%—5.6%;糯性糜子品种粗脂肪含量平均为4.1%,变幅为2.7%—5.5%。粳糯糜子之间黄色素含量和粗脂肪含量差异性不显著。粳性糜子品种直链淀粉含量平均为32.22%,变幅为11.31%—38.67%;支链淀粉含量平均为35.01%,变幅为21.43%—64.02%;总淀粉含量平均为67.23%,变幅为58.59%—77.87%;直链淀粉、支链淀粉含量比值平均为1.00,变幅为0.18—1.73。糯性糜子品种直链淀粉含量平均为3.69%,变幅为2.24%—5.55%;支链淀粉含量平均为57.37%,变幅为49.40%—68.01%;总淀粉含量平均为61.06%,变幅为54.18%—72.11%;直链淀粉、支链淀粉含量比值平均为0.07,变幅为0.05—0.11。其中,陇糜5号和陇糜8号直链淀粉含量较高,宁糜17号和榆糜2号直链淀粉含量适中,晋黍9号和雁黍7号直链淀粉含量较低。粳性糜子籽粒蛋白质含量平均为11.13%,变幅为9.64%—13.26%;糯性糜子籽粒蛋白质含量平均为13.72%,变幅为12.10%—15.72%,糯性糜子籽粒蛋白质含量显著高于粳性糜子。【结论】近年育成的糜子品种在多种农艺及产量性状中变幅较小,品种类型相对单一,不能满足生产和市场对糜子品种多元化需求。针对产业发展和市场需求,挖掘、利用和创新优异糜子资源,将常规育种与分子育种新技术结合,开展多元化、多目标育种,培育性状优良、抗性强、适应性广、产量高、品质优良的糜子新品种是糜子品种改良的方向。     

水稻矮化剑叶卷曲突变体dcfl1的鉴定与基因精细定位

【目的】对一个水稻矮化剑叶卷曲突变体进行鉴定与基因定位,为水稻等禾谷类作物剑叶形态发育及分子改良奠定基础。【方法】在籼型水稻恢复系缙恢10号的甲基磺酸乙酯(EMS)突变库中筛选到一个隐性矮化剑叶卷曲突变体,命名为dcfl1(dwarf and curled flag leaf 1)。田间小区种植,全生育期内观察dcfl1和野生型的株型变化。苗期利用扫描电镜观察叶鞘内表皮细胞大小;孕穗期和抽穗期利用石蜡切片观察剑叶基部形态;开花期测定剑叶、倒2叶和倒3叶的叶绿素含量;成熟期考查株高、有效穗数、穗实粒数、结实率和千粒重等主要农艺性状。配制西农1A/dcfl1杂交组合,利用F1和F2群体进行遗传分析,并利用F2隐性群体进行基因定位。【结果】生育期内,突变体dcfl1都表现出矮化性状。dcfl1叶鞘内表皮细胞长度明显比野生型要短,达到了极显著水平。与野生型相比,穗长、倒1节间和倒2节间均显著变短,倒3节间和倒4节间无显著变化。抽穗期dcfl1剑叶的叶片和叶鞘连接处硬化,剑叶基部展开受阻,半边叶片向内卷曲,剑叶上部和中部正常,其他叶片也正常。农艺性状调查发现,dcfl1的有效穗数为14.24,极显著高于野生型的11.62,穗粒数、实粒数、结实率和千粒重等则无显著变化。此外,dcfl1的叶色略深,剑叶、倒2叶和倒3叶的叶绿素a含量均极显著高于野生型,类胡萝卜素含量也略有升高,但仅剑叶达到极显著差异水平,叶绿素b的含量则无显著变化。西农1A/dcfl1的F1群体中,株高和剑叶表型与野生型一致。F2群体中分离出正常和突变两种表型,突变表型与dcfl1类似,植株株高变矮,剑叶基部特异卷曲,说明矮化和剑叶基部特异卷曲是一对共分离性状。且两种表型分离比符合3﹕1,表明dcfl1突变型受1对隐性核基因控制。利用620株F2隐性单株,最终将DCFL1精细定位在第3染色体短臂In Del标记Ind03-11和Ind03-6之间78 kb的物理范围内,包含15个注释基因,为DCFL1的克隆和水稻剑叶形态发育机理研究奠定了基础。【结论】dcfl1是一个水稻矮化剑叶基部特异卷曲突变体,基因精细定位在第3染色体78 kb的物理范围内。