基于变异系数和主成分分析花生主要品质性状的遗传多样性评价

为了解花生籽仁品质多样性,对19个河南省夏直播花生品种的籽仁脂肪含量、蛋白质含量、油酸含量及亚油酸含量等主要品质性状,进行变异分析、相关分析、聚类分析、主成分分析以及综合评价。结果表明,花生籽仁主要品质指标差异较大,油酸含量和亚油酸含量变异系数均超过平均变异系数,脂肪含量变异系数最小。主成分分析结果表明,前2个主成分的累积贡献率达到了95.06%,第1主成分主要决定因子是高油酸、低亚油酸因子,第2主成分主要决定因子是高脂肪、低蛋白因子。19个花生品种可聚为两类,类群Ⅰ包含开农71和农花11,类群Ⅱ包含豫花47号、豫花9327、郑花013等17个品种。综合评价得知,排名前5位的品种是农花11、开农71、郑花013、豫花9327和豫花47号,其中农花11、开农71属于高油高油酸双高花生品种,花生亲本组合选配时,可以考虑选择这2个品种作为目标亲本加以利用。

高油高油酸花生新品种开农71及其栽培技术

开农71是2003年以开农30为母本、开选016为父本进行杂交,2004-2011年通过系谱法选育而成的集高油、高油酸、多抗等优点为一体的花生新品种。该品种于2012-2013年参加河南省夏直播花生品种区域试验、2014年参加河南省夏直播花生品种生产试验,平均荚果产量4 896 kg/hm~2,其中2014年生产试验中开农71荚果产量5 274.60 kg/hm~2,较对照豫花9327增产6.02%。2015年和2018年通过河南省农作物品种审定委员会审定和农业农村部非主要农作物品种登记。本文作者系统阐述了开农71的选育过程、特征特性、产量表现及栽培技术,该品种是油食兼用型高油高油酸多抗花生新品种,近3年年种植面积在100万亩以上,具有较好的推广前景和应用价值。

基于全基因组选择的高产花生选育方法

本研究旨在批量开展花生杂交组配,为高效培育高产花生新品种提供理论指导。利用多年多点百果重和单株生产力的表型数据和深度为10×的重测序数据对220份花生种质进行全基因组选择分析。结果表明,表型数据符合正态分布,基因组数据质控后获得527469个高质量SNP(single nucleotide polymorphism)位点;基于表型数据,利用GBLUP(genomic best linear unbiased prediction)模型计算单株生产力和百果重的估计育种值;对估计育种值进行标准化,分别赋予70%和30%的权重,获得花生种质个体的综合育种值;综合育种值排名前20的材料共有190个组合,计算两两间的组合综合育种值;基于基因组数据,利用G矩阵计算两两材料间的亲缘关系系数;将组合综合育种值和亲缘关系系数进行标准化,分别赋予80%和20%的权重,计算组配综合得分;根据组配综合得分的排名直接选择亲本配制组合。综上所述,由开农30×开选016组合产生的种质材料适合作高产亲本,利用全基因组选择可高效、准确计算组合间排名,批量选择亲本组合,快速提高育种效率。

基于BLUP和GGE双标图的花生产量基因型与环境互作效应分析

本研究采用最佳线性无偏预测值(BLUP)和基因型主效加基因型-环境互作效应(GGE)双标图的评价方法,对黄淮海中南片多点联合试验的小粒花生品种的丰产稳产适应性及试验点的区分力和代表性进行分析,探究基因型和环境对花生生长的影响,明确各品种的丰产稳产性及适应性。对BLUP值和原始数据进行方差分析和热图对比,结果表明,两组数据之间有较多差异,对于产量变异的解释,BLUP值比原始数据更加可靠。BLUP-GGE双标图联合分析结果表明,开农308的丰产稳产适宜性排在首位,其次为汾花8号、远杂9102;泰安、开封、濮阳的区分力和代表性较强。

高油酸花生开农1768在区域试验中主要性状的变异分析

为了解高油酸花生开农1768在国家北方片花生区域试验中的表现,对其产量及主要性状进行变异分析、相关回归分析和通径分析,探讨开农1768主要性状对产量的影响。变异分析结果表明,主要性状的变异系数大小为单株饱果数>结果枝数>主茎高>侧枝长>总分枝数>百果重>百仁重;相关分析表明,侧枝长和结果枝数与产量呈显著相关,百果重、百仁重、出仁率与产量均呈极显著正相关,且百果重、百仁重和出仁率两两之间均呈现极显著正相关;主茎高(X_(1))、侧枝长(X_(2))、总分枝数(X_(3))、结果枝数(X_(4))、百果重(X_(5))、百仁重(X_(6))、单株饱果数(X_(7))、出仁率(X_(8))、生育期(X_(9))与小区产量(Y)的多元回归方程为Y=-7535.67+52.14X_(6)+96.47X_(8)+61.32X_(7)+23.01X_(2);通径分析结果显示,侧枝长、结果枝数、百果重、百仁重、单株饱果数和出仁率对产量都有直接的正效应。因此,在开农1768推广种植过程中,应当侧重提高品种的结果枝数、单株饱果数、百仁重和出仁率,一定量的地上部结果枝数和地下部单株饱果数是确保高产的决定性因素。

不同花生品种果腐病发病情况比较研究

通过在自然病圃条件下,研究不同品种果腐病的发病情况,为当地花生生产选择耐果腐病花生品种提供参考。研究表明,不同品种花生果腐病发病率和病情指数存在显著差异,其中,开农308的果腐病发病率和病情指数最低,分别为17.86%和10.31%;其次为开农1715,分别为26.42%和12.02%;中花12号果腐病最严重,果腐病发病率和病情指数分别为31.06%和14.65%。不同品种各级果腐病占比情况表现显著差异;在以总荚果数为参照下,以开农308的各级占比最低,果腐病危害最轻,其次为开农1715,中花12号危害最重;以感病荚果数为参照下,中花12号3级占比最少,而5级和7级占比显著高于开农308和开农1715,开农308和开农1715各级果腐病感病差异不显著。在本试验条件下,高油酸花生开农308的果腐病发病较轻,其次是高油酸花生开农1715,中花12号花生品种果腐病发病最重。

高温与干旱互作对两种筋力小麦品种籽粒淀粉及其组分含量的影响

为了给小麦抗逆栽培提供参考依据,采用盆栽的试验方法,研究了花后高温、干旱及其互作对两种筋力小麦品种豫麦34(强筋)和豫麦50(弱筋)籽粒淀粉及其组分含量的影响。结果表明,高温胁迫均导致两品种籽粒直链淀粉、支链淀粉及总淀粉含量下降,但不同时期高温胁迫对两品种不同组分淀粉的影响表现不同:高温胁迫对豫麦34支链淀粉含量影响相对较大,且以灌浆前期降幅最大;豫麦50则以直链淀粉含量受灌浆前期高温胁迫的影响相对较大。干旱胁迫下两品种直链淀粉的含量均显著下降,但支链淀粉在不同时期干旱胁迫下表现出品种间的差异:灌浆前期干旱对两品种影响均不显著,中、后期显著降低豫麦50支链淀粉含量,而豫麦34的支链淀粉含量在灌浆后期干旱胁迫下有所升高。研究结果还表明,花后高温与干旱对小麦籽粒淀粉及组分的影响存在显著的互作效应,说明高温与干旱对淀粉品质的影响具有叠加效应和复杂性。

高温、干旱及其互作对两个筋力小麦品种淀粉糊化特性的影响

以强筋和弱筋的两个代表性小麦品种为材料,采用盆栽与人工气候箱模拟的方法,研究了花后不同时期高温、干旱及其互作对籽粒淀粉糊化特性的影响。结果表明,高温和干旱均显著影响淀粉糊化特性,但两品种表现有所不同:高温胁迫使强筋小麦品种豫麦34的峰值黏度、最终黏度(除花后5 d外)、稀懈值(除花后15 d外)和反弹值显著增大;而弱筋小麦品种豫麦50低谷黏度和最终黏度显著下降,其峰值黏度、反弹值变化不明显,从不同时期看,花后15 d影响较大。干旱胁迫使豫麦34多数黏度参数增大;而使豫麦50峰值黏度、反弹值和稀懈值下降,其低谷黏度和最终黏度在灌浆前期和中期干旱胁迫下增大,后期干旱胁迫则明显下降。研究结果还表明,花后高温与干旱胁迫对小麦黏度参数的影响存在显著的互作效应。从F值大小看,互作对弱筋小麦品种豫麦50多数黏度参数影响较大,而对强筋小麦品种豫麦34淀粉黏度参数影响较小,反映了高温、干旱及其互作对小麦淀粉特性的影响存在着显著的基因型差异。

灌浆期高温和干旱对小麦灌浆特性的影响

在盆栽和人工气候箱模拟条件下,研究了高温与干旱胁迫对两个不同筋力小麦品种豫麦34号(强筋)和豫麦50号(弱筋)灌浆特性的影响.结果表明,高温胁迫抑制了子粒灌浆速率,使最大灌浆速率出现时间提前,灌浆持续期缩短,导致子粒干物质积累量下降.不同时段高温胁迫对粒重的影响有差异,豫麦34号和豫麦50号分别以前期和中期受高温胁迫影响最大,后期相对小.豫麦34号以中期干旱胁迫粒重降幅最大,而豫麦50号在前期受干旱胁迫影响最大,后期干旱使两品种的粒重略有增加.高温和干旱对小麦子粒灌浆特性及粒重的影响存在明显的水、温互作效应.研究还表明,渐增期平均灌浆速率的降低及快增期、缓增期持续时间的缩短是最终导致粒重降低的主要原因.

花后干旱胁迫对两种筋力型小麦品种旗叶光合特性的影响

在盆栽防雨条件下，分别以强筋小麦品种豫麦34和弱筋小麦品种豫麦50为材料，研究了花后不同阶段（整个灌浆期、花后0～10d、花后10～20d和花后20～30d）土壤干旱胁迫（土壤相对含水量为35％～40％）对植株旗叶光合特性的影响。结果表明，花后不同阶段土壤干旱胁迫均导致两品种旗叶净光合速率（Pn），PSⅡ活性（Fv/Fo）、PSⅡ最大光能转换效率（Fv/Fm）、实际光化学效率（ΦPSd）和光化学猝灭系数（qP）显著下降，非光化学猝灭系数（qN）显著上升；以整个灌浆期干旱胁迫下旗叶光合参数下降幅度最大。不同阶段相比，以花后10～20d干旱胁迫下旗叶光合参数的降幅最大，处理间差异达到极显著水平，而花后0～10d和20～30d干旱胁迫对旗叶光合参数的影响相对较小。因此，保证花后10～20d的麦田水分供应对维持小麦较高的光合性能、促进籽粒灌浆具有重要作用。两品种相比，以强筋小麦品种豫麦34旗叶光合性能及产量受干旱胁迫的影响相对较大。

高产花生新品种开农97及栽培技术

培育高产花生品种仍然是我国花生重要的育种目标之一。开农97是以开农69为母本、0317-65为父本,进行有性杂交和系谱法选育而成的花生新品种,该品种属高产品种,结实性好、结果集中、抗病性好,抗倒性强,适应性广。从选地与整地、种子处理、播种、田间管理、适时收获及晾晒储藏等方面给出优质高产栽培管理技术措施,为开农97适宜种植区的种植户提供参考。

拌种及叶部喷药防治花生病虫害的综合示范效果

根据开封花生产区花生主要病虫害发生情况,采用不同药剂拌种及中后期叶部喷药的方式,探讨其综合防治的示范效果。结果表明,卫福加高巧药剂拌种使花生出苗率提高10.17%,保苗率为77.78%,迈舒平拌种使花生出苗率提高11.67%,保苗率为68.89%;从荚果被害程度来看,卫福加高巧拌种,花生保果率最高,为71.70%;拌种及叶部喷施阿米妙收对花生叶斑病防治效果以卫福加高巧和迈舒平拌种处理的防效最好,为21.12%。综上所述,拌种及叶部喷药综合防治花生病虫害的示范效果以卫福加高巧药剂拌种最好。

我国高油酸花生品种现状及可视化热图分析

对我国2021年之前育成的高油酸花生品种的登记情况、育种单位及分布、育种途径、亲本来源及高频亲本、主要农艺性状相关性等进行了梳理和热图可视化分析。结果表明,截至2021年底,我国育成高油酸花生品种207个,其中完成登记程序的品种204个;品种类型以普通型为主,占比52.45%;院校育成品种108个,占主导地位,企业育成品种66个;河南、山东、河北是培育高油酸花生品种的大省,分别占比34.8%、34.8%、19.12%;育种方式有杂交、系选和回交3种,其中杂交育种占比93.72%;选出开选016、开农176和CTWE等10个高频使用亲本,207个高油酸品种和开选016有血缘关系的达129个;主要农艺性状的变异系数及相关性分析结果表明,亚油酸含量变异系数最大,为52.61%,百果重、百仁重、生育期、主茎高、侧枝长和总分枝数等性状与荚果产量呈显著正相关。

基于主要农艺性状和产量分析的夏播花生最佳密度研究

为明确高油花生品种开农88、开农99夏播种植的最佳密度,设置6个不同的密度水平进行研究。试验结果显示,随着密度的增加,花生的荚果产量呈现先增加后减少的趋势,种植密度16.5万穴/hm2水平下,不但荚果产量最高,饱果率、百仁重、出米率、单株产量等性状也最优,能实现个体和群体的协调生长。在不同密度处理下农艺性状的变异分析中,开农88农艺性状整体较为稳定,百仁重变异系数最大(9.94%);开农99的分枝数、荚果产量、百仁重等性状的变异系数较大,分别为11.36%、11.30%、10.95%。在不同密度处理下农艺性状的相关性分析中,开农88和开农99的单株果数、百果重、百仁重、出仁率、饱果率、单株产量等性状均是影响荚果产量的主要因素。为最大程度发挥开农88和开农99产量潜力,建议在河南及周边地区夏播种植密度为16.5万穴/hm2。

4种拌种剂对花生田蛴螬的防治效果

为调查开封花生产区蛴螬对花生荚果的危害程度及不同拌种剂的防治效果,本试验采用先正达迈舒平(22.2%噻虫·咯·霜灵)、先正达酷拉斯(27%苯醚·咯·噻虫)、先正达福亮(40%溴酰·噻虫嗪)、威远(28%噻虫胺·咯菌腈·嘧菌酯)4种拌种剂对种子进行处理,在花生田进行蛴螬防治试验。结果表明,4种药剂拌种均对蛴螬有较好的防治效果,其中以威远(28%噻虫胺·咯菌腈·嘧菌酯)的防虫效果和保果效果最好,分别为33.33%和58.03%,且增产效果最明显,其荚果亩产最高为361.78 kg,比对照增产8.8%。

高油花生品种“两增一减”绿色优质栽培技术

围绕高产高油花生品种开展一系列的栽培试验,集成“品种+技术”的“两增一减”绿色优质栽培模式。试验结果显示,选择高产高油抗病花生品种是该技术的首要因素,延长生育期、机械规范起垄种植、提高地温、增施有机肥、钙、硼、钼等微肥、病虫害绿色防控、适期化控等是提高花生荚果产量和增加脂肪含量的有效技术手段,该技术措施的应用,花生脂肪含量可提高1个百分点左右。

26个大果花生产量构成因素分析及适应性评价

通过对大果花生产量构成因素的多元统计分析,为筛选培育高产花生品种和探索花生高产栽培技术提供理论参考和技术支持。对在开封地区同一地块种植的26个大果花生品种的9个主要农艺性状(主茎高、侧枝长、总分枝数、结果枝数、百果质量、百仁质量、出米率、单株生产力和荚果产量)进行遗传变异、相关性、主成分和通径分析,探明不同农艺性状与荚果产量的相互关系,确定提高荚果产量的关键因素;通过对26个品种的主成分综合评价,筛选出适应当地种植的大果花生品种。遗传变异分析显示,总分枝数变异系数最大,为20.167%,其次为单株生产力、单株结果数,分别为15.119%和15.021%,说明品种间类型变异比较丰富,具有多样性,而出米率变异系数最小,为7.445%,说明出米率反映品种固有特性,遗传相对稳定;相关性分析结果显示,荚果产量与单株生产力呈极显著正相关关系(P<0.01),与百仁质量呈显著正相关关系(P<0.05),单株生产力与单株结果数呈显著正相关关系,百仁质量与百果质量呈极显著正相关关系,主茎高与侧枝长呈极显著正相关关系。主成分分析结果显示,9个农艺性状可以凝聚为3个主成分,分别为株型因子、产量因子和荚果因子,贡献率分别为34.72%、20.33%、16.36%,累计贡献率达71.41%。通径分析结果表明,主茎高对荚果产量的直接通径系数最大,为1.17,其次为百仁质量和单株生产力,分别为0.994和0.618,侧枝长对荚果产量的负效应最大,为-1.215,通过其他性状产生的间接效应,各农艺性状对产量综合效应表现为单株生产力>百仁质量>百果质量>单株结果数>出米率>总分枝数>主茎高>侧枝长。其中,单株生产力、百仁质量、百果质量和单株结果数对荚果产量的综合正效应比较明显,是提高荚果产量的关键因素。通过对26个品种主成分综合评价可知,开农118、邢201019、漯花30和豫花188号具有较好的株型因子和产量因子,适合开封及周边地区种植推广。

基于BLUP和GGE双标图的大果型花生丰产稳产适应性分析

为筛选高产、稳产、广适花生品种,本研究利用国家北方片大果花生区域试验数据,运用最佳线性无偏预测(BLUP)+基因型主效加基因型-环境互作效应(GGE)双标图评价品种的丰产性、稳产性、适应性和各试验点的区分力和代表性。结果显示,参试品种的原始数据和BLUP值之间存在多个差异,用BLUP值代表育种值更加准确,比原始数据结果更加可靠;漯河、青岛、济宁、石家庄、郑州、开封、潍坊等7个试验点的区分性和代表性较强;P09-2、开农172、青花1号等3个品种的丰产性、稳产性、适应性等排名均居试验前列。基于BLUP-GGE双标图对大果花生品种及其试验点进行评价,不但为大果高产花生品种的选择和应用提供参考依据,也为基因型和环境互作评价提供方法借鉴。

大果花生种质产量性状的可视化评价

为综合评价大果花生种质资源的产量性状,提高种质资源的利用效率,以86份大果花生种质为材料,开展9个产量性状的田间多年鉴定,并进行可视化的表型遗传多样性分析、遗传力分析、主成分分析和聚类分析。结果表明,9个性状表型变异均符合正态分布,其中出米率的变异系数最小,为5.24%,受环境影响最小,半斤仁数的变异系数最大,为10.69%,其他性状变异系数介于5.35%~10.21%之间。相关性分析显示,百果质量、百仁质量、荚果宽和籽仁长两两之间呈极显著正相关,它们与市斤果数和半斤仁数呈极显著负相关,出米率与籽仁宽呈极显著正相关。9个性状的平均遗传力范围为0.548 0~0.943 1,荚果长和籽仁长为高遗传力性状。主成分分析的前3个主成分累计贡献率达79.87%,以第1主成分(PC1)和第2主成分(PC2)作二维散点图,可将86份花生种质分为大果-高出米率、中果-低出米率、大果-低出米率、中果-高出米率4种类型。聚类分析得到4个类群,其中第Ⅰ类群的2份资源属超大果花生种质,可以作为超高产花生育种研究的亲本材料。研究结果为花生高遗传力性状的选择和大果花生种质的利用提供了可视化的参考。

高油酸花生品种开农306及栽培技术

开农306是开封市农林科学研究院以开农30为母本、开选016为父本,采用套龙骨瓣杂交技术进行有性杂交结合,系谱法选育而成的高产高油酸花生品种。开农306在2016-2017年河南省联合体小粒花生区域试验中,平均荚果产量4633.28kg/hm^(2),比对照远杂9102增产2.39%。2年品质测定显示,开农306平均油酸含量77.45%,为高油酸花生品种。开农306结实性好,结实集中,荚果均匀,具有很高的推广价值。介绍了开农306的特征特性、产量表现和栽培技术要点,以期为开农306优质、高产种植提供参考。