不同高粱品系籽粒淀粉的构成与糊化特性相关性分析

[目的]高粱是重要的酿造原料,籽粒中淀粉含量和组分是影响高粱淀粉理化性质的重要因素,本研究通过不同淀粉组分与理化特性关系,揭示影响淀粉理化特性的主要因素,以期对优质高粱品种选育提供理论指导。[方法]以19个高粱品系为试材,测定籽粒中不同淀粉组分含量及糊化特性的指标,分析淀粉组分与糊化特性相关关系。[结果]19个高粱品系总淀粉平均含量为59.55%,直链淀粉含量平均值为11.55%,抗性淀粉含量平均值为8.07%,品系间抗性淀粉含量差异较大,支链淀粉含量平均值和支链淀粉比例的平均值分别为48.00%和80.75%,支直比的平均值为7.79%。6个淀粉组分相关性状间有3组呈极显著的负相关,2组呈极显著的正相关关系,以及一组呈显著的正相关关系。糊化特性方面,最终粘度,最低粘度和崩解值受支链淀粉比率和支直比的影响较大,峰值粘度,最低粘度和崩解值还与直链淀粉含量之间存在较大的关系,但与支链淀粉含量相关不显著,峰值粘度和崩解值还与总淀粉含量密切相关,而回生值则与直链,支链淀粉含量,支链淀粉比率以及支直比4个指标间存在显著的相关关系。籽粒中抗性淀粉含量主要对淀粉的峰值温度产生影响。[结论]高粱籽粒淀粉理化特性与淀粉组分及其比率密切相关,生产中要根据不同加工用途选择不同淀粉含量和组分的高粱品种。

黄淮海地区酿酒高粱品种生态适应性综合评价指标体系的构建与应用

酿酒高粱是黄淮海地区的经济作物,近些年种植面积不断回升,但该区高粱生产的指导性信息较少,因此,构建适宜该区的酿酒高粱品种生态适应性评价指标体系对品种选择、种植规划等具有重要指导意义。通过文献研究、生产调研和专家问卷调查,利用层次分析法,构建评价指标体系的层次结构;利用德尔菲法和橙子办公软件设计调查问卷,借助专家微信群对各指标的相对重要性进行专家问卷调查,使用SPSSAU优序图法,计算各指标权重。根据文献研究和适应性试验,并反复征询专家意见,确定了各项指标的判分原则和标准,按综合得分将酿酒高粱品种生态适应性分为适应(≥90分)、较适应(76~89分)和不适应(≤75分)3类。

高粱F_(2)群体株型性状的主成分分析和综合评价

为选育高粱理想株型突破性新品种,对以恢复系7037和矮四为亲本构建的F_(2)分离群体的7个株型相关性状进行综合评价。结果表明:F_(2)群体中7个株型性状的变异丰富,不同性状间相关关系复杂,群体中显著或极显著的相关关系比率为52.4%。通过主成分分析均确定了4个公共因子,其中株高因子为株型的主要影响因子,依据综合评价得分,在82份材料中筛选出8个株型优异的后代品系。根据聚类分析将82份材料划分为3个类群,其中类群Ⅰ中的35份材料具有较高的育种价值。该研究为高粱的理想株型育种提供了理论依据,并为株型突破性新品种的选育提供了重要的材料基础。

不同肥料施用方式对盐碱地高粱生长特性的影响

为探究盐碱土壤上高粱最适有机肥与缓释肥协同施用量,本研究以辽糯11为试材,设置5个试验处理,测定主要农艺性状,冠层参数,光合作用参数以及产量性状。结果表明采用有机肥2 m^(3)/667m^(2)与缓释肥60 kg/667m^(2)协同施用的方式可显著提高辽糯11的叶绿素含量,氮平衡指数,穗粒数以及产量。为扩大高粱种质面积起到积极作用,并为盐碱地高粱配套栽培技术提供理论依据。

化学抑制型氮素释放延缓剂对玉米产量和品质的影响

以大、中、小3种穗型玉米品种为试材,研究脲酶抑制剂(NBPT)以及脲酶抑制剂与硝化抑制剂(DCD)组合(NBPT+DCD)对玉米单株产量和子粒营养品质的影响。结果表明,化学抑制型氮素释放延缓剂可增加玉米的成粒数,有效提高玉米子粒的蛋白质含量和淀粉含量。不同类型抑制剂对不同穗型玉米品种的影响不同。大穗型品种丹玉39的蛋白质含量对NBPT+DCD的反应敏感;中穗型品种郑单958的成粒数对两种抑制剂组合的反应敏感;而小穗型品种四单19对抑制剂的反应不敏感。因此,生产中应根据玉米品种不同选用适合的氮素释放延缓剂。

不同糯性高粱胚乳淀粉形成与积累过程的酶学调控机制及显微结构变化

【目的】高粱是酿造白酒和食醋的主要原料,其淀粉组成和结构是影响高粱酿造品质的主要指标。通过研究淀粉积累过程中相关酶活性和淀粉粒超微结构的变化动态,解析高粱淀粉合成与积累的酶学调控机制,了解不同糯性高粱胚乳淀粉的超微结构特点,以期为酿造高粱的优质育种和栽培技术研究提供理论依据。【方法】以辽粘3号、辽杂19和辽杂10号3种不同糯性的高粱品种籽粒为研究对象,利用酶学及扫描电镜技术检测淀粉积累过程中相关酶活性的变化,观测淀粉积累过程中淀粉粒的形成过程及结构特征,利用相关分析研究淀粉合成过程中相关合成酶类的调控作用。【结果】淀粉合成过程中,不同胚乳类型高粱的尿苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(UDPG)、腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(ADPG)、可溶性淀粉合成酶(SSS)、结合态淀粉合成酶(GBSS)、淀粉分支酶(SBE)、淀粉去分支酶(DBE)活性均呈单峰曲线变化趋势;糯高粱结合态淀粉合成酶(GBSS)活性呈单峰曲线变化趋势,粳高粱、半粳半糯高粱则表现双峰曲线变化趋势。UDPG、ADPG、SSS活性与直链淀粉、支链淀粉积累速率显著正相关,SBE、DBE活性与支链淀粉积累速率呈显著正相关,GBSS活性与粳高粱、半粳半糯高粱直链淀粉积累速率呈显著正相关,与糯高粱直链淀粉积累速率表现正相关的趋势,但相关不显著。不同胚乳类型高粱淀粉粒的充实过程表现相似变化趋势,在开花后的14—35 d充实较快。糯高粱的淀粉粒较小,直径在10μm以内,内部有圆孔型或楔形空洞。粳高粱淀粉粒较大,呈不规则球形,内部空洞极少。半粳半糯型高粱淀粉粒粒径分布较广,多数分布楔形或星形空洞,少部分无空洞。【结论】UDPG、ADPG、SSS是调控淀粉合成的关键酶,GBSS、SBE、DBE是调控淀粉组分比例的关键酶,SBE、DBE活性高是糯高粱支链淀粉含量高的主要原因,不同淀粉组分比例可能是影响淀粉粒结构的主要因素。

气象因子与不同高粱品种产量的相关分析

[目的]本研究通过分析气象因子与高粱产量形成关系,找出影响高粱产量的主要气象因子。[方法]选用辽杂37、辽粘3号两个高粱品种,在国家高粱产业技术体系10个试验站种植,记载生育时期、逐日气象因子,成熟后收获计产。[结果]气象因子对高粱产量的影响因品种而异。从整个生育期来看,对辽杂37产量影响最大的气象因子为日照时数,累计降雨量的效应最小。对辽粘3号单株产量影响最大的气象因子为最低温度,影响最小的是积温。辽杂37、辽粘3号单株产量和气象因子间关系均可用回归方程模型进行拟合,辽杂37的拟合方程模型为:y=64.29+0.829x1+1.308x2+1.331x3-0.458x4-1.289x5-0.010x6,其中x1为最低温度,x2为相对湿度,x3为日照时数,X4为平均温差,x5为积温,x6为累计降雨量。辽粘3号的拟合方程模型为:y=-343.749+2.03x1+1.488x2+1.155x3-1.08x4-0.826x5+0.019x6,单株产量为y,最低温度为x1,日照时数为x2,相对湿度为x3,累积降雨量为x4,最高温度为x5,积温为x6。从不同生育阶段来看,对辽杂37单株产量影响最大的为出苗到拔节阶段的最低温度,影响最小的为播种到出苗阶段的活动积温。辽粘3号的表现有所不同,表现为开花到成熟阶段的平均温度对辽粘3号单株产量的效应最大,出苗到拔节阶段的积温的效应最小。[结论]日照时数与辽杂37单株产量关系最大,最低温度对辽粘3号单株产量效应最大。

粒用高粱超高产群体的产量构成分析

对辽宁省近年低、中、高不同产量水平高粱材料的产量和产量构成因素进行了相关性分析,以期为高粱高产栽培和育种材料的选择提供理论参考。结果表明:不同产量水平下,产量构成因素间差异显著。不同产量水平下,产量因素对产量的贡献不同。低产水平下,单穗重对产量的贡献较大;高产水平下,收获穗数对产量的贡献较大;超高产水平下,仍以单穗重的贡献较大,但收获穗数的直接通径系数也处于较高的水平上。综上所述,低产到高产阶段,主要依赖于收获穗数的增加;高产到超高产阶段,在保证较高收获穗数的基础上提高单穗重是实现产量跨越的有效途径。

一般配合力相关性分析在粒用高粱亲本选育中的应用策略

以生产上常用的65个不育系和9个恢复系材料,按照不完全双列杂交方法组配585个杂交组合测定亲本的一般配合力,通过分析产量和产量构成因素一般配合力(GCA)间关系,试图找出与产量GCA密切相关的可早代测定GCA的农艺性状或表型,以提高育种效率。结果表明:产量与千粒重及穗粒数GCA间极显著正相关,与其它性状GCA间相关不显著。各农艺性状GCA间关系不同,其中穗粒重GCA和千粒重GCA间极显著正相关,株高GCA与千粒重GCA间极显著正相关,穗长GCA同穗粒重间GCA极显著正相关,其它性状间一般配合力没有显著的相关性。通径分析表明,与千粒重GCA相比,穗粒重的GCA对产量GCA的通径系数最高。本文还分析了各性状一般配合力与表型性状间的相关性,结果表明二者间并没有显著的相关关系。这表明,杂交亲本的选择还是要通过测交试验来进行,单纯依靠亲本的性状表现不能选育出高配合力的亲本。而通过选育具较高穗长GCA亲本,可以有效缩短亲本选育的年限,提高粒用高粱不育系选用的效率。

高产、多抗、糯粳杂交食用型高粱杂交种辽杂39号选育及栽培技术

辽杂39号(FA-11/R)是辽宁省农业科学院高粱所2005年以自选不育系FA-11和自选恢复系R组配而成。增产潜力大,综合抗性好,高抗丝黑穗病菌3号生理小种。2012年通过辽宁省农作物品种审定委员会审定。适宜在朝阳、锦州、铁岭、阜新、海城、葫芦岛、沈阳等地种植。

高粱不同胚乳类型籽粒淀粉积累特性研究

通过三个不同胚乳类型高粱籽粒淀粉积累过程的对比,分析高粱籽粒淀粉积累特性,试图明确不同淀粉组分的积累规律及其相互关系。结果表明：（1）不同胚乳类型高粱籽粒淀粉及其组分的积累过程均表型为S型曲线,在开花后的21~28 d积累速率较快;（2）支链淀粉在开花后3 d即开始积累,支链淀粉含量较高的糯型高粱积累速度较快;（3）直链淀粉的起始积累时间不同类型间差别较大,粳型品种积累较早,糯型品种积累较晚,并且积累速率显著低于其它两类品种。通过以上分析表明,不同胚乳类型高粱籽粒淀粉及其组分的积累规律表现不同,支链淀粉和直链淀粉的起始时间不同,二者之间的相互关系还有待进一步研究。

低温对糯高粱辽粘3号苗期光合特性的影响

利用人工气候箱模拟不同温度梯度(25℃、20℃、15℃、10℃、5℃),研究低温对辽粘3号光合特性的影响。结果表明:随温度下降,辽粘3号叶片叶绿素含量下降,温度越低,叶绿素含量下降幅度越大。光合速率、蒸腾速率也随温度下降而降低。气孔导度高温处理(25℃、20℃)和低温处理(15℃、10℃、5℃)间差异显著,高温处理之间以及低温处理之间差异不显著。胞间二氧化碳浓度随温度下降表现先减少后增加的趋势,15℃处理胞间二氧化碳浓度最低。可以用二项式模拟辽粘3号在不同温度下的光响应曲线。光饱和点、最大净光合速率和表观量子效率均表现为随温度下降而降低,不同温度处理间差异显著。光补偿点、暗呼吸速率则表现为10℃处理显著低于其它处理。

不同施氮量玉米超高产群体特征研究

在采用高产品种密植、深耕、精细播种、灌溉等高产栽培管理措施的条件下,研究不同施氮量对与高产形成有密切关系的群体特征进行了分析。结果表明,随施氮量增加,玉米单产逐渐增加,施氮量为450kg/hm2时单产高达13980.84kg/hm2;生物学产量、收获指数、叶面积指数、群体粒数、粒叶比等反映群体特征的大部分指标随施氮量增加均有不同程度的增加,少数指标如百粒重的变化则不明显。综合分析得出:与收获指数相比,生物学产量对子粒产量的贡献大,玉米营养体建成期间的干物质积累是超高产形成的基础,而灌浆期间的干物质积累则是超高产形成的关键;对产量与其构成因素的通径分析表明,群体粒数是产量的主要贡献因子,百粒重对产量的直接效应不大;玉米超高产群体具有较高的最大叶面积指数(LAI),且其群体叶面积变化动态比较平稳;群体源与库通过增施氮肥均增加的同时,反映源与库在量上相对关系的粒叶比也得到增加。

不同施氮方式对玉米干物质积累及产量的影响

为了从干物质积累和产量方面研究高效实用的尿素施用方法,通过不同量的缓释尿素一次基施和普通尿素一次追施对玉米进行处理,研究其干物质积累、分配以及产量情况。结果表明:施氮增加了干物质最大积累速率,普通尿素一次追施的干物质最大积累速率大于缓释尿素一次基施。缓释尿素一次基施的碳转移量大于普通尿素一次追施,但光合碳量却小于普通尿素一次追施。缓释尿素一次基施和普通尿素一次追施处理均提高了玉米产量,其中普通尿素一次追施处理的籽粒产量显著大于缓释尿素一次基施处理。由于缓释尿素肥力释放平稳,一次基施使得干物质积累速率较小。虽然后期干物质向籽粒转移的量较大,但增产幅度较小。因此,玉米生产应注意后期氮素供应能力。

2个适合机械化种植的高梁品种产量、光合特性及密植潜力比较

以适合机械化种植的2个高粱品种(辽杂37、晋杂34)为试材,研究其种植密度分别为9.0万、10.5万、12.0万、13.5万、15.0万、16.5万株/hm^2时对产量、产量构成因素、叶面积指数、叶绿素含量、光合速率、群体透光率及生育期的影响。结果表明,辽杂37、晋杂34在种植密度为13.5万株/hm^2时,穗数、穗粒数、千粒质量相互共同作用效果相对最佳,最有利于获得较高的产量;产量构成因素中,单位面积穗数的变化最为活跃,穗粒质量次之,而千粒质量受种植密度影响较小;辽杂37、晋杂34种植密度为13.5万株/hm^2时,2个品种的叶面积指数分别为3.59、3.49,光合速率较对照变化相对较小;辽杂37、晋杂34这2个品种的密植潜力存在差异,辽杂37群体的光合速率、叶绿素含量等比晋杂34更具优势,更具密植潜力。

甜高粱新选亲本系的配合力及遗传力分析

[目的]本研究旨在筛选具有优良性状的杂交甜高粱亲本,准确评价3个自育甜高粱恢复系和8个甜高粱不育系的应用前景。[方法]采用不完全双列杂交设计,以包括LTR108的3个恢复系,8个异质细胞质不育系为试验材料,对其24个F1杂交组合的7个主要农艺性状进行配合力及遗传力分析。[结果]恢复系LTR108一般配合力(GCA)和特殊配合力(SCA)均较高,其组配的甜高粱杂交组合的农艺性状、茎秆糖分参数表现突出;株高的广义遗传力最高,为96.45%,茎粗的广义遗传力最低,为88.91%;狭义遗传力则表现为茎粗最高,为53.18%,含糖锤度最低,仅为4.72%的趋势。LA1-16/LTR108、L4-A3/LTR108、654A3/LTR108遗传了LTR108的性状优良,是生物量、株高、茎粗、茎汁出汁率、含糖锤度、倾斜率和倒折率等性状综合表现优良的杂交组合。[结论]恢复系LTR108是配合力高、遗传力强的理想甜高粱育种亲本材料。

机械化高粱芽苗形态建成及生理特性对保水剂的响应

选取机械化高粱品种辽杂35号为试验材料,采用保水剂(SAP)和对照(NT)2种种子处理方式,在正常供水(100%)、75%供水、50%供水3种模式下对种子的萌发出苗情况、幼苗形态建成、保护酶(SOD、POD、MDA和CAT)活性、根系活力等生理指标进行了比较与分析。结果表明:(1)保水剂(SAP)可以显著提高萌发率、出苗率和种子活力,缩短出苗时间;出苗率在正常供水(100%供水)、75%供水和50%供水下分别比未处理(NT)高出3.50%、26.50%和80.19%;(2)土壤水分(SWC)胁迫下,SAP促使根系伸长明显;(3)水分胁迫13 d至26 d这一阶段对叶绿素、根系活力及叶片和根系相对含水量的作用效果明显,随着胁迫时间的延长SAP的作用效果逐渐减弱而SWC作用效果逐渐增强;(4)SAP处理下MDA变化最为活跃(F=182.31**),按CAT、SOD、POD顺序依次减弱,而在不同水分亏缺(SWC)条件下,CAT变化最为活跃(F=103.24**)。

保水剂对大田高粱出苗情况的影响

试验分析了大田条件下保水剂对高粱出苗的作用,结果表明:保水剂处理可以显著提高高粱种子的出苗率,同时对高粱幼苗叶片叶绿素含量有显著提高作用。保水剂可以显著提高不同深度土层的土壤含水量,主要提高高粱种子所在的3 cm耕层的土壤含水量,这可能是保水剂处理提高种子出苗率的重要因素。

高粱恢复系遗传改良策略和进展

高粱高产杂交种要有优良恢复系与不育系组配而成。优良恢复系具有恢复能力强、配合力高、雄性器官发达、花粉量大、上好的农艺性状和抗性性状。恢复系的遗传改良从地方品种筛选逐步升级为杂交选育和诱变选育。选育的类型包括恢复不同不育细胞质的恢复系以及高产型、饲用型、甜秆型、微量营养素含量高型、耐酸碱土型恢复系等。恢复系的育性恢复遗传因不育细胞质不同而有差异,有的由1个基因控制,有的由2、3或4个基因控制。恢复系在地理和分类学上表现出遗传多样性。

辽杂系列高粱杂交种及其亲本苗期抗冷性鉴定

对部分辽杂系列高粱杂交种及其亲本进行了出苗～苗期抗冷性鉴定。试验采用相对出苗率、出苗指数比、幼苗干重比等抗冷指标进行出苗和幼苗抗冷性综合评价,最终确定试材的抗冷等级。结果表明,在低温播种条件下,有8份材料的三项抗冷指标均值达到了2级或2级以上标准,接近2级标准的材料有5份。在超低温的二期试验中,结果有7个杂交种的二项抗冷指标均值达到了3级以上标准。其中辽杂5号达到1级标准,辽甜1号和辽甜3号达到1.5级标准,辽杂19号和辽粘3号达到2级标准,辽杂10号和辽杂11号达到2.5级标准。这些苗期表现出极强抗冷性能力的品种,在生产上应给予重视。