甘蓝型油菜光合性状的杂种优势研究

【目的】研究不同生育时期甘蓝型油菜光合性状杂种优势的真实表现,为油菜的高光效育种提供理论依据。【方法】以4套在生产中大面积应用的甘蓝型油菜细胞质雄性不育杂种F1(杂油59、秦优7号、秦杂油3号、秦杂油1号)及其亲本为材料,在不同生育时期比较了其光合面积、主要气体交换参数、群体生长量、群体生长速率、叶绿素含量等光合性状的杂种优势及其亲子相关性。【结果】①在整个生育期内,甘蓝型油菜杂种F1在光合面积、群体生长量方面都有明显的正向杂种优势,主要气体交换参数在一定时期内有明显正向优势,叶绿素含量无明显的杂种优势,群体生长速率则在大多时期表现为明显的负向杂种优势。②甘蓝型油菜各个光合性状之间的杂种优势表现为:光合面积(平均中亲优势(MP)57.02%,平均超亲优势(HP)39.46%)>群体生长量(MP 41.77%,HP32.39%)>主要气体交换参数(MP 2.70%,HP-3.72%)>叶绿素含量(MP 1.75%,HP-0.52%)>群体生长速率(MP-4.14%,HP-17.47%)。③不同生育时期间的杂种优势表现:光合面积为蕾臺期>角果期>花期>苗期;主要气体交换参数中的净光合速率(Pn)、胞间CO2浓度(Ci)、蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Gs)为:蕾薹期>花前-花中>苗期>角果期>花后期,气孔限制值(Ls)和水分利用效率(WUE)为:角果期>花后期>花前-花中>蕾臺期>苗期;群体生长量为角果期>花期>蕾臺期>苗期;群体生长速率为:花期>角果期>苗期>臺期>越冬期;叶绿素含量为:臺期>花期>苗期>角果期>终花期。④双亲尤其是母本、双亲中值和高亲的光合性状与F1的光合性状极显著相关。【结论】通过选育高光效亲本,结合杂种优势利用进行油菜的高光效育种具有一定的意义和可行性。     

干旱胁迫下3个油菜品种地上、地下部生长特征与抗旱性的关系

为了探索干旱胁迫下不同抗旱性油菜品种的地上、地下部生长特征与抗旱性的关系,通过土柱栽培试验,对油菜品种DR1、DR2和DR3在不同水分处理条件下不同土层根量、地上部生物量、冠层覆盖面积及抗旱性之间的关系进行研究。结果表明：3个品种在水分胁迫和正常供水条件下产量和根系生物量在品种间均达到显著性差异,3个品种的抗旱能力大小依次为：DR1>DR3>DR2;不同水分处理下油菜的根系主要分布于0~30 cm土层,占根系总量的70%以上;在干旱胁迫下,3个品种DR1、DR2和DR3的总根量分别减少了22.53%、24.17%和24.53%,但仍表现出抗旱性强的品种DR1的根系总量最大,达到12.07 g,其次为品种DR3和DR2;在大于30cm的土层中,DR1的根系量占到总根量的31.5%,这表明根系垂直分布量的多少对抗旱性的影响较大,同时植株冠层面积、总生物量、根系干重与抗旱性的直接通径系数分别为0.5861、0.4514、0.5715,说明除了根系外,大的冠层面积可减少地表蒸发有利于作物抗旱。     

甘蓝型油菜两类同核异质雄性不育系光合特性的比较

【目的】探究甘蓝型油菜化学诱导型雄性不育系(CIMS)和细胞质雄性不育系(CMS)光合特性的差异,为利用CIMS和CMS途径进行高光效育种提供理论依据。【方法】以甘蓝型油菜CIMS、同核异质油菜CMS及其同源正常油菜(CMS保持系)为材料,研究不同时期其光合特性的变化和差异。【结果】CIMS和同源正常油菜、同核异质CMS叶片叶绿素含量、光合群体物质净合成量和群体光合速率的变化规律相同;CIMS和同源正常油菜光合面积的变化表现为"2峰曲线",而CMS则为"3峰曲线"。CIMS与CMS短柄叶叶片叶绿素含量、绿叶面积的差别变化基本表现为"降低-接近-降低-接近"趋势;在整个叶片生育期内,CIMS叶片叶绿素含量和绿叶面积分别较CMS低18.46%,12.76%,二者的绿色角果皮表面积差均呈现"前高后低"趋势,在04-17-05-17CIMS较CMS高247.83%,而在05-22-05-26CIMS较CMS低36.92%。从04-08开始,CIMS的光合群体物质净合成量高于CMS,表现为"2峰曲线",在整个生育期内CIMS较CMS高6.57%;二者群体光合速率的差异表现为"3峰3谷曲线",在整个生育期内,CIMS平均较CMS低12.25%。【结论】油菜CIMS和CMS之间的光合特性存在差异,综合二者的优势培育"CIMS+CMS"复合型授粉控制系统进行高光效育种具有可行性。     

甘蓝型油菜两类同核异质杂交种遗传效应的比较分析

探究甘蓝型油菜化学诱导型雄性不育(CIMS)和细胞质雄性不育(CMS)杂交种间遗传效应的差异,为利用CIMS和CMS途径进行油菜超高产育种提供依据。以3个甘蓝型油菜CMS和同核CIMS与4个恢复系按照ACII不完全双列杂交(3×4)配制2套同核异质杂交种及其亲本为试验材料,进行了连续2年的田间试验,将29个性状指标划分为农艺、产量、品质3类性状,利用QGA Station Microsoft分析软件中的加-显性(AD)模型进行了统计分析,结果表明:与同核CIMS杂种比较,CMS杂种农艺、产量和品质性状的加性方差分别高21.85%,72.11%,13.48%,显性方差分别高3.58%,94.44%,56.90%,加性方差比率分别高39.29%,8.94%,-7.05%;显性方差比率分别高15.83%,4.30%,89.97%。CIMS杂种与同核CMS杂种间在F1的差异大小为农艺性状产量性状品质性状,在F2为产量性状农艺性状品质性状;在F1、F2,与同核CIMS杂种比较,CMS杂种的群体平均优势农艺性状分别低31.61%,32.74%,产量性状高72.82%,76.95%,品质性状指标则低58.81%,22.63%;在F1、F2,CMS杂种的群体超亲优势为农艺性状分别低75.35%,76.33%,产量性状低47.53%,32.90%,品质性状高14.09%,20.53%。CMS杂种的农艺性状、产量性状的狭义遗传率则分别比CIMS杂种高47.77%,54.31%。CMS不育细胞质对油菜杂种的性状产生了影响,且不同性状受到的影响程度不同;即CMS杂种的性状受亲本基因型的控制程度高于CIMS杂种;对CMS杂种的亲本应在早期世代加强选择,主要利用亲本的一般配合力(加性效应)进行选择,而CIMS杂种的亲本则应在高世代加强选择;亲本的性状和亲本的特殊配合力(显性效应)对2类杂交种的表现都有较大影响,因而亲本的选配对杂种的表现有很大的决定性。     

甘蓝型油菜在不同生态区的净光合速率随外界条件变化的比较

为研究冬油菜区和春油菜区2地甘蓝型油菜的光合作用差异,以甘蓝型油菜杂交种‘秦杂油3号’为材料,比较了不同光强、CO₂浓度和温度条件下2个生态区净光合速率的差别。结果显示：不同生态区甘蓝型油菜净光合速率随光强、CO₂浓度和温度变化规律基本相同;春油菜区叶片的光饱和点和光量子效率高于冬油菜区,而光补偿点、光呼吸速率和饱和光强下净光合速率比冬油菜区低;春油菜区叶片的羧化效率比冬油菜区高,而CO₂饱和点和饱和CO₂浓度下净光合速率则比冬油菜区低,两者的CO₂补偿点无显著差异;春油菜区进行光合反应的适合温度范围比冬油菜区宽,在最佳温度下春油菜区的净光合速率低于冬油菜区。结果表明春油菜区叶片的光合能力要强于冬油菜区,对环境的适应性较强。     

‘稷紫黑麦9号’的选育与性状分析

为了选育优质高产的黑小麦新品系,首先用‘西农2208’和‘珍选1号’杂交,获得高产黑色小麦,将F₁代作为父本再和优质普通小麦‘96(38)18-2’进行杂交,育成黑小麦新品系‘稷紫黑麦9号’。‘稷紫黑麦9号’聚合了3个不同小麦亲本的优良性状,产量为7306.09 kg/hm²左右,达到生产推广的水平;加工品质达到国家优质面包小麦的标准,沉降值53.4 mL,湿面筋含量35.3%,稳定时间13.6 min;营养品质良好,蛋白质含量为15.4%,各种氨基酸成分高于普通小麦。微量元素中,钙、铁、锌高于普通小麦;抗病性良好,‘稷紫黑麦9号’高抗条锈病和白粉病。‘稷紫黑麦9号’具有较高的营养价值和保健作用,所以其应用和推广具有广阔的前景。     

甘蓝型油菜化学诱导型雄性不育系（CIMS）的光合特性

以同系正常油菜为对照,用LI-6400光合仪、LI-3000A叶面积仪、SPAD502叶绿素测定仪等研究3个在生产上大面积应用的甘蓝型油菜化学诱导型雄性不育系(CIMS)光合特性的变化规律。结果表明,3个CIMS的叶片叶绿素含量、光合面积在2010-03-24-04-22期间分别比对照低4.74%、3.88%,在2010-04-27-05-16则比对照高53.64%、4.53%;CIMS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）于2010-03-26-04-09分别比对照低6.58%、7.96%、4.75%、7.17%;CIMS的光合物质净合成量、群体光合速率在2010-03-27-05-07分别比对照低1.17%、1.91%。在整个生长期内,3个CIMS的叶片叶绿素含量、光合面积、气体交换参数、群体光合物质净合成量、群体光合速率变化规律与其对照基本相似。化学杂交剂对油菜CIMS的光合特性有暂时的影响,但没有改变其基本变化规律。     

油菜高光效育种的思路、方法与选育效果

高光效+杂种优势是提高油菜产量水平的有效途径,也是新时期油菜高产育种的重要内容,针对油菜光合特性复杂,研究难度大,高光效育种尚处于起步阶段的研究现状,在分析油菜光合效率较低、影响产量水平提高、开展油菜高光效育种的难点等基础上,结合多年油菜光合生理研究和高光效育种工作经验,从油菜高光效育种的总体思路、油菜高光效种质的筛选及创建途径、油菜高光效杂交种的选育标准和方法等几个方面对油菜高光效育种进行探讨,以期推动油菜高光效育种研究工作的发展。