水稻种质资源茎杆抗倒伏性状的评价与分析

[目的]抗倒伏是当前水稻育种的重要关注性状,评价种质资源抗倒伏特性对培育抗倒品种具有重要意义。[方法]以国内200份种质资源为材料,系统调查9个与水稻抗倒伏相关性状,采用形态学聚类及通径分析,评价上述种质资源抗倒伏性状的育种价值。[结果]以倒伏指数为标准,将供试材料分为高抗倒型、抗倒型和倒伏型3种类型,其中81.5%的种质资源具有较好的抗倒能力。不同抗倒类型种质资源的茎秆物理性状与倒伏指数相关系数存在明显差异。如恢复系等材料的株高、弯曲力矩和基部第2节长与倒伏指数呈极显著正相关,其中弯曲力矩与倒伏指数的相关系数最高,达0.789;而基部抗折力、鞘叶厚度与倒伏指数呈负相关,相关系数分别为-0.754^(**)和-0.659^(**)。不育系的株高和基部第2节长与倒伏指数呈极显著正相关,其中株高与倒伏指数的相关系数达0.681^(**);基部抗折力与倒伏指数相关系数为-0.841^(**)。通径分析表明,恢复系等材料的弯曲力矩对倒伏指数为直接正向效应(Py=0.519),不育系的株高对倒伏指数呈直接正向效应(Py=0.737),双亲基部抗折力对倒伏指数均呈直接负向效应,直接通径系数分别为-0.331和-0.702。[结论]水稻抗倒伏性状是一个复合性状,不同种质资源具有不同抗倒特性,科学利用育种资源是水稻抗倒伏育种的关键。

水稻籼粳交后代抗倒伏性状的遗传及配合力分析

【目的】通过分析亲本及其杂种的遗传效应,为选育抗倒伏品种提供依据。【方法】系统评估了20个亲本的抗倒伏特性,采用不完全双列杂交(NC-Ⅱ,6×14)方法配制了84个杂交组合,考察了亲本及杂交组合在茎秆物理和解剖结构等16个抗倒伏性状上的表现,并估算了配合力和遗传参数。【结果】籼粳中间型亲本在茎秆的物理和解剖性状上均优于籼稻亲本。除基部第二节长外,其他14个性状与倒伏指数均表现出极显著的相关性。株高、基部抗折力、秆型指数、大维管束数和小维管束数对倒伏指数的直接通径系数分别为0.517、-0.566、0.189、-0.775和0.447。16个性状的广义遗传率为85.51%~99.12%,狭义遗传率为9.24%~79.04%。籼粳中间型恢复系对杂交后代的抗倒伏性状具有显著影响,而籼粳中间型不育系则能够降低后代的重心高度,提高抗折力。恢复系R105、R106、R108和不育系CS61、CS66、CS48在倒伏指数上的一般配合力为负值,而在基部抗折力、茎直径和茎壁厚上的一般配合力为正值,这使得在育种时容易选育出茎秆粗壮、基部抗折力较强的杂交后代。此外,R106、CS61和CS48在茎秆解剖性状上的一般配合力和组合特殊配合力均为正值,可有效增加后代组合的大、小维管束面积或数量。【结论】在水稻育种中,应根据亲本和组合的抗倒伏特性进行科学选配,实现优势互补,以培育出具有抗倒伏优势的籼粳杂交组合。

水稻抗倒力及相关抗倒伏性状的QTL分析

以典型的籼粳交(窄叶青8号/京系17)的F1花培加倍单倍体为材料,考查了抗倒力、株围、株高、有效穗数、重心高和地上部生物量等抗倒伏相关性状。利用该群体的分子连锁图谱进行QTL区间作图分析,除地上部生物量外,其他5个性状均检测到了相关的QTL,其中与抗倒力、株围、有效穗数相关的QTL各1个,分别位于第8、8和12染色体上,贡献率分别为18.4%、12.6%和10.6%。与株高相关的QTL2个,位于第4和第8染色体上,贡献率分别为12.7%和12.5%。与重心高相关的QTL3个,位于第4、8和10染色体上,贡献率分别为12.5%、14.6%和10.0%。相关分析表明,抗倒力与株围、株高、重心高和地上部生物量均呈极显著正相关。

夏玉米产量及茎秆抗倒伏性状对不同肥料滴灌配施的响应

为探索密植玉米群体茎秆质量改善,抗倒伏能力提高的技术途径和措施,大田滴灌条件下研究了不同肥料配施对夏玉米生长发育及与茎秆质量、抗倒伏相关的农学性状和力学性状的影响。试验设置5个肥料配施处理:仅施氮肥(N)、氮配施磷肥(N+P)、氮配施钾肥(N+K)、氮配施4种微肥(N+4M)、氮配施磷钾和4种微肥(N+P+K+4M),并以传统施肥方式(全部肥料一次性底施)为对照(CK)。结果表明,与传统施肥相比,滴灌配施钾肥显著增加了玉米干物质积累量和籽粒产量,各器官干物质积累分配模式也得以优化,同时控制株高和重心高度、缩短基部节间、增加基部节间的直径、干质量从而使单位长度干质量显著增加。玉米茎秆的抗弯曲力、穿刺强度、机械强度以及抗倒伏指数与株高、重心高度和基部节间长呈负相关或(极)显著负相关,而与植株干鲜质量以及基部节间直径、干质量和单位长度干质量呈正相关或(极)显著正相关。滴灌条件下不同肥料配施玉米茎秆的抗弯曲力、穿刺强度、机械强度显著以及抗倒伏指数都高于或者显著高于传统施肥方式,尤其是配施钾肥处理效果最为明显,这可为该地区玉米密植抗倒高产提供理论依据。

玉米抗倒伏性状的遗传分析

按Griffing设计2对10个抗倒特性不同的自交系组配的杂交组合进行试验,研究9个与倒伏有关的茎秆性状。结果表明,茎秆抗倒性可用3个主成分作为综合选择指标,利用第一主成分进行选择可改良茎秆穿刺强度和横折强度,但应考虑第三主成分的负效应;株高等可用第二主成分加以选择;利用这3个指标进行选择可能对增加茎粗效果不明显。遗传分析指出,株高和茎秆横折强度的基因加性效应更重要。茎粗主要受基因非加性效应控制。气生根数和茎秆穿刺强度的两种基因效应的作用相当,且非加性效应略高。利用不同自交系的性状一般配合力效应值对有利用价值的自交系进行了分析评价。

水稻根基粗适宜取样量及其与抗倒伏性状的相关分析

利用典型的籼粳交（窄叶青8号/京系17）的F1代花培加倍单倍体（DH）分离群体为材料,通过水培法在齐穗期考查了与抗倒伏相关根基粗等性状。根基粗在DH群体中呈明显的连续性变异分布。根基粗总平均数与10、20、30、40、50、60、70、80、90、100个最粗根基粗平均数均存在极显著正相关,且根基粗总平均数（Y）与10-100个最粗根基粗平均数（X）两者关系符合直线回归方程Y=a＋b X。根基粗总平均数与30、40个最粗根基粗平均数的相关系数最大。根基粗与水稻抗倒伏相关的地下部根系性状以及地上部性状的相关分析表明,根基粗与总根数、最大根长、根干物质量、根冠比等根系性状之间存在着极显著正相关;除分蘖数外,根基粗与地上部株高、株周长、单蘖直径、地上部干物质量之间也存在着极显著正相关。根基粗与地上部性状的多元回归分析表明,根基粗只与单蘖直径、地上部干物质量成显著线性关系,这说明单蘖直径和地上部干物质量对根基粗的影响较大。本研究旨在寻求水稻根基粗的最适调查方法,为水稻根系育种提供理论参考。

叶面喷施烯效唑对谷子抗倒伏性状及光合色素含量的影响

选用2个谷子品种,通过盆栽试验,随机区组设计,于谷子拔节前叶面喷施不同浓度的烯效唑,以清水为对照,研究不同浓度烯效唑对谷子抗倒伏性状及光合色素的影响。结果表明,叶面喷施烯效唑对谷子株高有明显的抑制作用,2个品种均在75 mg/L处理时矮化效果最佳;同时,烯效唑处理能够显著缩短和增粗节间,在75 mg/L处理时各节间长度均达到最短,各节间粗度均达到最大;喷施烯效唑后谷子倒二叶叶片光合色素含量比CK均显著提高,各处理在75 mg/L时均达到最大,光合色素含量随着生育期的推进呈现先增加后降低的趋势。当叶面喷施烯效唑质量浓度为75 mg/L时,谷子倒二叶光合色素含量最高,抗倒伏效果最为突出。

喷施胺鲜酯对不同种植密度夏玉米抗倒伏性状及产量的影响

以夏玉米品种青农11和郑单958为材料,探索了不同密度(5.5万株/公顷、6.7万株/公顷和7.5万株/公顷)下喷施胺鲜酯对玉米抗倒伏性状及产量的影响。结果表明,与对照相比,喷施胺鲜酯的玉米弹性模量、抗弯折强度、穿刺强度和抗压强度增强,最大增强幅度分别为18.0%、22.4%、16.5%和22.6%。玉米株高降低,气生根数增多,茎秆基部第三节节间长缩短,茎秆增粗,最大调节幅度分别为9.2%、24.6%、14.2%和12.4%。纤维素、半纤维素和木质素含量提高,最大提高幅度分别为9.2%、14.0%和12.9%。上述性状随着密度的增大,喷施胺鲜酯的效果越显著。与低密度相比,高密度条件下喷施胺鲜酯对弹性模量、抗弯折强度、穿刺强度和抗压强度的增幅分别提高3.8%~5.2%、15.9%~17.2%、4.8%~5.0%、4.3%~5.1%。在7.5万株/公顷密度下,喷施胺鲜酯的青农11和郑单958产量分别比对照提高15.1%和11.4%。

取样后处理措施对小麦抗倒伏性状测定结果的影响

[目的]本文旨在优化与改进小麦取样后的后处理措施,为提高抗倒伏性状测定结果的准确性提供依据。[方法]采用完全随机设计,设置2个试验:取样后3种放置方式(取样后去除根系、取样后保留根系和取样后保留根系并将根系浸泡在水中)与取样后7个放置时间(0、2、4、6、8、10和12h)为试验条件;以基部第2节间剥除叶鞘后的7个放置时间(0、0.5、1、1.5、2、2.5和3h)为试验条件,分析其对抗倒伏相关形态指标和茎秆化学成分的影响。[结果]随着放置时间的推移,取样后保留根系并将根系浸泡在水中的放置方式下小麦单茎鲜质量、重心高度、机械强度和抗倒伏指数在放置12h内与对照无显著差异,可溶性糖、蔗糖和淀粉含量在放置10h内与对照无显著差异。取样后保留根系放置方式下小麦单茎鲜质量、重心高度、机械强度、可溶性糖含量、蔗糖含量和淀粉含量在放置2h内与对照均无显著差异。取样后去除根系放置方式下,单茎鲜质量、机械强度和淀粉含量在放置2h时与对照差异显著。随着基部第2节间剥除叶鞘后放置时间的延长,机械强度、抗倒伏指数、可溶性糖含量、蔗糖含量和淀粉含量均呈现先降后升趋势,0.5h内机械强度和抗倒伏指数变化较小,但可溶性糖、蔗糖和淀粉含量在0.5h时分别比对照显著降低7.21%、5.63%和19.91%。放置方式和放置时间对纤维素、半纤维素和木质素含量均无显著影响。[结论]田间取样后保留根系并将根系浸泡在水中的放置方式下小麦植株抗倒伏性状测定结果稳定性较好,10h内测定结果与对照无显著差异,取样后保留根系放置方式抗倒伏性状需在2h内测完;同时基部节间剥除叶鞘后应立即进行相关性状的测定。

玉米抗倒伏性状的遗传分析

玉米倒伏是影响玉米高产的重要限制因素，育种和栽培工作者一直把提高茎秆的机械强度、降低株高、增强根系强度作为应对玉米倒伏的主要手段。按Griffing设计2对10个抗倒特性不同的自交系组配的杂交组合进行试验，研究9个与倒伏有关的茎秆性状。结果表明，茎秆抗倒性可用3个主成分作为综合选择指标，利用第一主成分进行选择可改良茎秆穿刺强度和横折强度，但应考虑第三主成分的负效应；株高等可用第二主成分加以选择。利用这3个指标进行选择可能对增加茎粗效果不明显。

二氢卟吩铁和乙烯利复配喷施对冬小麦产量形成及抗倒伏能力的影响

研究二氢卟吩铁、乙烯利不同用量复配并于始穗期喷施对冬小麦产量和抗倒伏能力的影响。设置2个二氢卟吩铁处理A1、A2,用量分别为22.5、45.0 g/hm^(2);4个乙烯利处理B1、B2、B3、B4,用量分别为1.8、1.5、1.2、 0.9 L/hm^(2),兑水量300 L/hm^(2),两两组成8个处理,并以喷清水处理为对照。结果表明,相较于CK,该复配剂于始穗期喷施有利于冬小麦实现稳产甚至增产,其中二氢卟吩铁用量45.0 g/hm^(2)与乙烯利复配可实现平均增产5.82%,增产的原因在于穗粒数增加,同时花后叶片光合生产能力增强,叶绿素降解趋缓。该复配剂能够降低小麦株高和倒1节间、倒2节间的长度,而不影响穗长,也能够增加倒1节至倒5节的节宽,以及基部3个节的壁厚和抗折力,以乙烯利用量1.8、1.5 L/hm^(2)与二氢卟吩铁复配,其综合抗倒伏效果更好。结合产量因素,认为二氢卟吩铁用量45.0 g/hm^(2)与乙烯利用量1.8、1.5 L/hm^(2)复配处理,能兼顾小麦产量和抗倒伏能力,可作为进一步开发抗倒增产调理剂产品的基础配方。

化控技术对玉米植株抗倒伏性状、农艺性状及产量的影响

以不同抗倒伏性的2个品种为材料,研究了化控技术对玉米植株抗倒伏性状、农艺性状及产量的影响。结果表明,化学调节剂能降低植株高度、穗位下部节间长度、穗高系数,节间直径、茎粗系数、干重、干物质百分比、单位茎长干物重、粗纤维含量、气生根和总根数显著增加。茎秆抗倒伏性状与农艺性状密切相关,化控处理降低了空秆率和秃尖长,提高了行粒数和穗粒重,最终提高了产量。化控处理对非抗倒伏品种郑单958的产量增加尤为明显。

水稻水培抗倒伏相关性状的QTL分析

为研究水稻抗倒伏相关性状的遗传机制,以典型的籼粳交(窄叶青8号/京系17)的F1花培加倍单倍体分离群体为材料,通过水培法在齐穗期考查了与水稻抗倒伏相关的根基粗、总根数、最大根长、根干物重和根冠比等地下部根系性状及分蘖数、株高、株周长、单蘖直茎和地上部干物重等地上部性状。利用该群体的分子连锁图谱进行QTL区间作图分析,除分蘖数、地上部干物重外,其它8个性状共检测到13个相关的QTL。其中与根基粗、根冠比、株周长、单蘖直茎相关的QTL各1个,分别位于第8、第1、第7和第8染色体上。与总根数、最大根长、根干物重相关的QTL各2个,分别位于第1和第2、第1和第6、第1和第12染色体上。与株高相关的QTL共3个,分别位于第1、第4和第8染色体上。相关分析表明,各根系性状相互之间存在着极显著正相关;除根冠比外,其它根系性状与地上部分蘖数、株高、株周长、单蘖直径和地上部干物重之间也存在显著或极显著正相关。多元回归分析表明,除分蘖数外,地下部根系性状与其它地上部性状存在着显著线性效应。本研究为深入理解水稻抗倒伏因子的遗传基础及制定抗倒伏性育种策略等提供了理论依据。

玉米抗倒伏性状的研究——一般配合力效应(GCA)及其在育种上的应用

选取10个具有抗倒差异的玉米自交系,按完全双列式组配的45个组合为供试材料,利用Griffing方法4,估算一般配合力等遗传参数。结果表明:所有抗倒伏性状基因型间存在显著差异;抗倒伏性状基因型变异中,其一般配合力比特殊配合力重要;同一抗倒伏性状不同自交系,同一自交系不同抗倒伏性状一般配合力表现明显差异。分析认为:以利用加性遗传效应为主的育种方案对玉米抗倒伏性状的改良是有效的。

苗期调亏灌溉对夏玉米植株抗倒伏性状的影响

针对黄淮海平原夏玉米生产中干旱和倒伏问题,选用浚单20和伟科702两个高产品种为材料,采取盆栽调亏灌溉的方法,在苗期设置4个干旱胁迫水平,并在拔节期复水至正常水平,研究苗期不同程度的水分亏缺对玉米植株抗倒伏性状及产量的影响。结果表明,轻度干旱胁迫能降低玉米乳熟期穗位系数及长粗比,增加茎粗系数、地上第3节茎秆的穿刺强度及茎秆拉力。此外,轻度干旱胁迫的气生根及总根条数、根干重和根冠比较对照也有明显提高。灌浆期单株总叶面积及产量随干旱胁迫呈先增高后降低的趋势,其中,千粒重的变化是造成产量差异的关键。苗期轻度干旱胁迫结合拔节期复水,可以改善玉米农艺性状,增强茎秆抗倒伏能力,提高玉米子粒产量。

不同肥料处理对‘Ⅱ优725’茎秆物理性状的影响

旨在比较研究不同浓度钾肥或硅肥对其植株抗倒伏性的影响,以‘Ⅱ优725’为试验材料,采用完全随机设计。本研究中钾肥施用浓度为75 kg/hm2时效果最好,N2、N3、N4节间抗折力较对照分别增加4.95%、24.15%、35.46%,但倒伏指数反而较对照分别降低0.86%、14.22%、32.06%;硅肥的最佳施用浓度为240 kg/hm2,在抗折力分别增加5.57%、20.29%、17.73%的情况下,其倒伏指数反而分别降低0.06%、18.21%、29.20%。适宜浓度的钾肥或硅肥能在一定程度上提高植株的抗倒伏能力,它们主要是提高基部高节位节间(N3、N4)的抗折力,从而降低倒伏指数。因此,施用钾肥或硅肥能显著增加穗重和植株的抗倒伏性。

化控剂玉黄金对玉米品种东农253穗部和抗倒性影响

选取东农253为试验材料,研究化控剂玉黄金(主要成分为胺鲜酯和乙烯利)对不同种植密度(设置5、6、7和8万株·hm-24个种植密度)下玉米穗部性状及抗倒伏性能影响。结果表明,化控条件下,7万株·hm-2密度种植下玉米获得最高产量达13 290.95 kg·hm-2。穗长、百粒重、行粒数易受环境影响,变异系数较大,穗长对产量影响最大,其次为粒重;玉黄金能缩短节间长度、降低株高和穗位,提高抗倒伏性能;玉黄金处理后明显改善茎部性状,增强玉米抗倒性能,茎秆性状优化有利于营养物质和水分向地上部运输,提高茎秆对穗部性状和籽粒产量贡献率。

吉林省不同年代主栽玉米品种生理成熟后的抗倒伏特性

以吉林省过去50年来大面积种植的8个春玉米品种为试验材料(1980s、1990s、2000s和2010s各2个代表性品种),采用整体研究思路和随机区组试验设计,分析不同年代主栽玉米品种生理成熟后茎秆质量变化规律与农艺性状相关性。结果表明,不同年代更替品种的植株农艺性状更加优化,适应密植群体;节间长度分布更加优化,上部节间长度增加,下部节间长度相对降低。以基部第3节间的穿刺强度、第4节间的断裂强度和第5节间的弯折强度综合衡量茎秆质量,2010s年代品种完熟期至收获期茎秆基部节间质量明显优于1980s、1990s和2000s年代品种,降低生理成熟后植株倒伏的风险。1980s、1990s、2000s和2010s年代品种完熟期后21 d第3节间的穿刺强度降幅分别为42.8%、47.5%、36.2%和31.3%;第4节间的断裂强度降幅分别为57.1%、52.6%、45.8%和51.8%。2010s年代品种收获期子粒产量最高,分别较1980s、1990s和2000s年代品种显著增加57.2%、23.1%和18.8%。

江苏培育出供机械收割油菜新品种

江苏省农科院经济作物研究所研发出了机械收割油菜新品种，该研究所付三雄博士介绍，“宁杂1818”具有优秀的抗病抗倒伏性状，并且分枝点较高、收获层适中，因而比一般品种更适合机械化收割。而且花期集中，成熟期和株高一致，在机械收割时损失率比较小。