谷子氮高效基因型筛选及相关特性分析

在低氮(0.5 mmol/L)和高氮(5.0 mmol/L)2个氮素水平下,研究不同氮效率谷子基因型的光合特性、农艺性状、氮含量、吸氮量、氮利用率、氮代谢相关酶活性及其相关性,以期为氮高效谷子新品种的选育提供基础材料。结果表明,低氮和高氮水平下,不同谷子基因型光合特性、主要农艺性状、氮含量及吸收利用指标变异系数分别为16.2%～34.4%和15.2%～22.5%、15.2%～55.4%和17.9%～49.3%、13.7%～28.4%和15.8%～23.7%。2个氮素水平下,谷子产量与光合速率、穗长、单穗质量、地上部生物量、吸氮量和氮利用率均呈显著或极显著正相关,与茎秆和根氮含量均呈显著负相关。根据2个氮素水平下的谷子产量差异将其分为双高效型、高氮高效型、低氮高效型和双低效型4种类型。豫谷17、豫谷23、冀谷33等在低氮和高氮水平下产量、吸氮量、氮利用率、氮代谢相关酶活性均表现突出,受氮肥影响较小,为典型双高效型基因型,适宜贫瘠地区种植;冀谷41、七叶黄、郑11-2等在低氮和高氮水平下均表现出氮低效利用特性,受氮肥影响较大,为典型双低效型基因型。     

施氮时期对谷子产量、品质和氮素利用率的影响

为探究施氮时期对谷子产量、品质和氮素利用率的影响,2020—2021年连续两年在河南省新乡市,选用5个不同基因型的谷子品种(‘济谷 20’、‘中谷 5号’、‘冀谷 31’、‘豫谷 18’和‘豫谷 28’),设置4个施氮(尿素)时期,分别为T₀(不施氮)、T₁(播种期施氮)、T₂(拔节期施氮)、T₃(开花期施氮),测定谷子的产量和品质性状及氮素利用效率等指标。结果表明:5个不同基因型谷子品种在4个不同施氮时期处理的产量由高到低均表现为T₃>T₂>T₁>T₀;谷子的峰值黏度、热浆黏度和糊化温度由高到低均表现为T₀>T₁>T₂>T₃;脂肪、膳食纤维、氮素利用效率在拔节期施氮(T₂)下最高,显著高于T₀和T₁,但与T₃无显著差异,蛋白质、直链淀粉、灰分、碳水化合物和食味氨基酸含量在开花期施氮(T₃)下最高,显著高于T₀、T₁和T₂,其中‘豫谷28’表现最为突出。相关性分析表明,拔节期施氮(T₂)处理谷子的生物量、单穗重、千粒重与营养和食味品质的相关系数均显著高于播种期(T₁)与开花期(T₃)施氮处理。综上,谷子在拔节期施氮(T₂)和开花期施氮(T₃)处理可以兼顾高产和优质,而且拔节期施氮(T₂)是品质、产量和氮素利用效率兼顾的最佳施氮时期。     

基于玉米重组自交系籽粒脱水速率的相关性状分析

以脱水速率慢的玉米自交系郑58与脱水速率快的自交系KW1A139为亲本,构建了含有650个家系的重组自交系(recombinant inbred lines,RILs)群体,对籽粒脱水速率、穗轴含水量、籽粒含水量3个性状进行初步分析。结果表明:籽粒含水量和穗轴含水量呈极显著正相关,籽粒脱水速率与穗轴含水量和籽粒含水量呈极显著负相关;RILs群体各性状分离明显,且基本符合正态分布,表现为数量性状遗传特点,是较为理想的作图群体。     

小麦亲本间分子遗传距离与F1杂种优势的相关性分析

为了探讨利用小麦亲本间分子遗传距离预测F1杂种优势的可行性，以河南省8个不同类型的小麦品种（系）为材料，分别于2003年和2004年按不完全双列杂交组配28个组合，分析与产量相关的9个性状的F1杂种优势。分别选用均匀分布于小麦21条染色体上的287对SSR引物和33个二核苷酸重复ISSR引物，计算8个亲本间的分子遗传距离．进而分析亲本间分子遗传距离与F1杂种优势表现的相关性。结果表明，SSR和ISSR两种标记估算的遗传距离间相关极显著（相关系数为0．832），表明用两种分子标记对小麦品种进行遗传差异分析的结果是一致的。除株高外，利用两种分子标记计算的亲本间分子遗传距离与F1杂种优势在全部28个组合中相关不显著，而在12个极端组合中相关系数得到较大提高，并在株高、主茎千粒重和千粒重3个性状上相关达到显著或极显著水平，且两年的研究结果一致。这说明亲本间分子遗传距离与F1杂种优势的相关性与材料的选择有关。因此认为利用小麦亲本间的SSR和ISSR遗传距离预测F1的杂种优势还需进一步研究。