176份糯高粱品系主要农艺性状综合评价

为探究糯高粱种质资源的农艺性状间相互关系,综合评价糯高粱种质资源,为今后糯高粱种质的创新利用及新品种选育提供理论参考和技术支撑。以176份糯高粱品系为研究材料,对其株高、穗粗、穗长和叶倾角等16个主要农艺性状进行调查,并通过变异分析、相关性分析、主成分分析、同异分析和聚类分析对176份糯高粱品系进行综合评价。结果表明,16个主要农艺性状的变异系数为6.67%~47.71%,穗形的最大,为47.71%,生育期的变异系数最小,为6.67%;其多样性指数值变化幅度为0.5303~2.0150,其中千粒重的多样性指数最高,为2.0150。相关性分析结果表明,株高、茎粗和生育期均与高粱产量构成因素呈正相关,表明这几个性状是反映糯高粱籽粒产量的重要农艺性状指标。主成分分析将16个主要农艺性状转换为5个综合性因子,累计贡献率为67.676%,包含了大部分的遗传信息;同异分析法联系度变化幅度为0.1940~0.6803,并根据联系度的高低来筛选出优劣顺序排名前10位的综合性状趋于理想的品系;聚类分析结果显示,176份糯高粱品系在欧氏距离5.92~6.33处可分为5类,分别包含166、2、4、3、1份品系。结合同异分析法与主成分综合得分,筛选出5份综合性状优良且趋于理想的品系。通过对176份糯高粱种质资源进行综合分析与评价,初步筛选出5份综合性状优良的高粱品系,可在日后高粱良种选育中提供优异的遗传资源。

高粱种质资源成熟期氮效率评价及筛选

氮素作为影响作物生长发育的重要元素,是限制作物高产的重要限制因素之一。硝酸还原酶(Nitrate Reductase,简称NR)作为高等植物氮素吸收利用的限速酶,直接调节氮代谢。因此,叶片硝酸还原酶活性作为影响高粱产量的重要生理指标被用于评价氮素吸收、利用效率。本研究选取了97份不同来源的高粱材料,通过对97份高粱材料进行成熟期倒二叶和倒三叶的硝酸还原酶活性测定,为筛选高粱氮高效材料奠定基础。

高产、优质、多抗酿造用糯高粱杂交种辽糯22选育及栽培技术

糯高粱杂交种辽糯22(LA34×LNR8)是辽宁省农业科学院高粱研究所于2018年以自选不育系LA34为母本,自选恢复系LNR8为父本,于2018年春季在海南组配而成LA34×LNR8杂交组合。2018~2019年连续2年在所内进行了产量和抗性鉴定,表现优异,2020~2021年参加全国高粱品种区域试验,平均产量587.8 kg/667m^(2)。2023年12月通过农业农村部非主要农作物品种登记。该品种熟期适中、农艺性状好、糯性遗传稳定,是一个高产、优质、多抗的酿造用糯高粱杂交种。

种植模式与密度互作对高粱冠层结构及生产潜能的影响

以辽宁省农业科学院高粱研究所选育品种辽糯22为材料,设置等行距种植与宽窄行种植两种种植模式,97 500株/hm2、10 500株/hm2、11 250株/hm2、12 000株/hm2等4个种植密度,测定分析农艺性状、冠层结构特征、干物质积累、产量及产量构成因素等指标。结果表明,提高种植密度增加了籽粒产量,降低了单穗粒重和千粒重,增加了高粱株高,降低了茎粗、穗长、茎叶夹角和叶片垂直率,与等行距种植相比,宽窄行种植模式叶片空间分布更合理,干物质积累和产量具有明显优势。

酒用糯高粱萌发期抗旱性鉴定及评价

为鉴定糯高粱种质资源的抗旱性,建立抗旱评价体系、筛选抗旱指标,首先以4份糯高粱种质为材料,利用6个浓度的聚乙二醇(PEG-6000)溶液模拟干旱胁迫,测定其发芽率和出苗率,确定糯高粱萌发期模拟干旱胁迫的最适浓度。然后在150 g/L PEG-6000溶液干旱胁迫条件下,以根长、芽长、芽鲜重、芽干重、根干重、发芽指标、发芽势、发芽率、萌发指数、出苗率等9个指标为鉴定指标,通过主成分分析、频数分析、关联分析、聚类分析和多元逐步回归分析等方法,对64份糯高粱材料进行综合评价和抗旱等级划分,并对其抗旱指标进行筛选。研究结果表明,干旱胁迫对糯高粱萌发期各指标有极显著影响,对出苗率、芽鲜重和根长的影响较大,而发芽势、发芽率和萌发指数受干旱胁迫的影响较小。通过各指标的综合评价,以D值为主要评价方法,筛选得到高抗旱型材料2份、抗旱型17份、中间型材料21份、敏感型材料16份、极敏感型8份。其中,抗旱性较强的材料分别为R16和R20,可作为糯高粱抗旱育种的基础材料。芽干重、发芽率、萌发指数、出苗率可作为糯高粱萌发期简单、有效的抗旱性评价指标。

氮处理对高粱氮代谢相关基因NR、GS、GOGAT表达的影响

为了探究不同氮处理对高粱氮代谢相关酶基因表达的影响,提高高粱氮素利用率,选择最佳施氮模式,选用2个高粱品种辽粘3号、晋杂34,设置4个氮处理水平(N0:0 kg/hm^(2),N1:60 kg/hm^(2),N2:120 kg/hm^(2),N3:180 kg/hm^(2)),用荧光定量PCR方法分别测定苗期、拔节期、抽穗期、成熟期高粱叶片、籽粒的NR、GS、GOGAT基因相对表达量,分析不同氮处理水平对氮代谢相关酶基因表达的影响。结果表明:除成熟期叶片外,各生育期辽粘3号、晋杂34叶片、籽粒在施氮条件下的NR、GS、GOGAT基因相对表达量均高于未施氮处理。随施氮量增加,高粱叶片和籽粒NR、GS、GOGAT基因相对表达量呈上调或先上调后下调的变化趋势。辽粘3号和晋杂34在N2、N3处理的NR、GS、GOGAT基因相对表达量处于较高水平。综合多方面因素考虑,可以将N2处理确定为最适施氮量。

交替隔沟灌溉下施肥方式对高粱产量及氮素利用率影响

为探索高粱在交替隔沟灌溉条件下不同施肥方式对产量及氮素利用率的影响,采用随机区组设计进行了研究。结果表明,交替隔沟灌溉条件下,氮素可以一次性底施,但高粱产量和氮素利用率有所降低;将氮素总量的30%底施,70%拔节期追施,则可明显提高高粱产量和氮素利用率,与传统种植法相比,产量提高10.8%,氮素利用率提高22.7%。

内蒙古自治区高粱登记品种农艺性状及品质综合评价

为探究内蒙古自治区高粱品种的特点,客观评价高粱品系,对内蒙古登记的92个高粱品种的13个主要农艺性状进行变异分析、主成分分析、隶属函数法、聚类分析和同异分析。结果表明,92个品种的13个性状变异系数在4.01%~56.66%之间。通过主成分分析,将92个品种的农艺和品质性状综合成为9个相互独立的综合指标(主成分值),这9个主成分值的累计贡献率达88.119%,再将各主成分得分值和贡献率进行计算,求出其综合评价D值,基于D值采用欧氏距离及类平均法将92个品种分为四大类:第Ⅰ类具有长生育期、株高较高、穗粒质量和千粒质量较大的特点;第Ⅱ类具有株高适中、支链淀粉含量适中、穗粒质量较大的特点;第Ⅲ类具有生育期相对较长、总淀粉含量相对较高、粗脂肪含量较低的特点;第Ⅳ类具有株高较低、生育期相对较短、穗粒质量较小、总淀粉含量和单宁含量适中、抗病性一般的特点。将同异分析法求出的联系度μ(W)与综合评价D值相结合,从92个品种中选出7个综合性状优良的品种,通过对这些品种的筛选,以期为今后内蒙古地区高粱育种目标的科学确立及品种推广提供参考。

不同基肥和行距对盐碱地高粱农艺性状的影响及指标间相关性分析

为了进一步利用沿海滩涂盐碱地,推进种养循环模式的应用,选择沿海地区的3种主要畜禽粪肥作为基肥种植高粱,对其农艺性状等指标进行测定和分析。结果表明:高粱主要生育性状指标变异系数依次是茎秆长>叶宽>节数>茎粗>株高>叶长,其中茎秆长的变异系数最大,为25.78%;各处理间整株鲜质量以羊粪组3种行距处理的平均值最低。鸡粪组内,B组最高,与其他2组比较差异显著(P<0.05);8个指标与整株鲜质量均为正相关,依次为茎质量>茎粗>节数>叶宽>茎秆长>穗质量>叶长>株高。通径分析发现,茎质量、叶宽、茎秆长、叶长为正值,存在正向效应,茎质量对高粱整株鲜质量的正向直接效应最大;回归分析提示上述性状对滩涂种植高粱的整株鲜质量的影响达88.3%。

高粱理想株型研究高粱理想株型的人工模拟

利用两个不同基因型高粱分别进行人工改型 ,以求最佳株型结构。结果表明 ,改型后对产量有显著的影响 ,两品种产量最高的株型结构分别比对照增产 31 .85%和58.79%。其高产株型结构特征是上部 1～ 4片叶紧凑上冲 ,或上部 1～ 6片叶直立上冲 ,而下部叶片披散。其高产株型在千粒质量、粒梗比、穗粒质量。

高粱抗倒机理的研究

高粱抗倒性可分为两种类型，一种是韧性抗倒，一种是刚性抗倒。韧性抗倒与很多形态性状有关，降低株高、增加茎粗和穗柄粗、缩短节间长度和穗柄长、提高茎干物质及糖度有利于抗倒性的提高。刚性抗倒不能完全用形态性状来衡量。增加茎容重、缩短茎基部节间的长度、提高茎基部叶鞘层数、增加茎壁厚度、提高灌浆期干物质向茎部的分配率、茎壁及髓部单位面积维管束的数量多且大、茎部可溶性糖及总糖含量高等有利于刚性抗倒。

高粱浅绿叶突变体sbpgl1的苗期表型鉴定

铁元素对于保持叶片颜色以及植物生长发育有着重要作用。本研究利用EMS诱变得到的浅绿叶突变体探究在养分缺乏条件下sbpgl1与BTx623之间的发育差异,发现sbpgl1在地上部分和根部的发育均变缓,同时叶片呈浅绿色。不同浓度铁元素对sbpgl1的恢复实验表明在高铁条件下可以部分恢复sbpgl1叶色。透射电镜实验证明sbpgl1叶绿体发育受到影响。本研究为探究高粱叶色基因调控提供了一定基础。

PEG-6000模拟干旱胁迫对糯高粱幼苗生理特性的影响

为了明确干旱胁迫下糯高粱幼苗的抗旱性及其对干旱的生理响应机制,并筛选出抗旱性较强的品种,以22个糯高粱品种为材料,利用聚乙二醇(PEG-6000)模拟干旱胁迫,对干旱胁迫下不同品种糯高粱幼苗的生长情况、抗旱性进行比较,并分析相关生理指标的变化。结果表明:与对照相比,干旱胁迫下糯高粱幼苗的株高、根长、苗鲜质量、叶片相对含水量和叶绿素含量均不同程度降低。根据抗旱性综合度量值(D值)对糯高粱苗期抗旱性进行评价,将22个糯高粱品种分为3类,其中抗旱型品种8个,中间型品种11个,干旱敏感型品种3个。干旱胁迫下糯高粱幼苗的脯氨酸含量、丙二醛含量以及超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性均较对照有所提高,抗旱能力较强的糯高粱品种脯氨酸积累量较高、丙二醛的增加量较低,而SOD和POD均保持较高的水平。综合分析,M13抗旱性最好。

高粱矮化基因Dw3/dw3对株高及其它农艺性状的影响

植株矮化是高粱机械化育种中最重要的农艺性状之一。Dw3是高粱矮化高产育种中广泛利用的矮化基因,该基因降低株高的能力以及降低株高的过程中是否对其它农艺性状产生影响,一直未能明确。该研究检测242份微核心种质资源及165份杂交种Dw3基因类型,利用沈阳和海南两地表型数据,探讨Dw3基因对株高及其它农艺表型的影响。结果显示,在微核心种质资源中,Dw3基因、种植环境和基因—环境互作对高粱株高影响均为极显著(<0.001),而高粱的抽穗期和穗长受Dw3基因和基因—环境互作影响不显著,但种植环境对二者影响极显著;在F1代中,穗颈轴长度受Dw3影响极显著,而单穗重、千粒重和单穗粒数受Dw3影响较少。研究结果表明Dw3能显著降低高粱株高,但对高粱其它重要农艺表型影响极小,这为高粱Dw3基因在高粱矮化育种中充分合理利用提供了理论依据。

内生菌BM18-2浸染对盐胁迫下饲草高粱生长与Na^(+)、K^(+)吸收和运输及饲用品质的影响

以巨大芽孢杆菌BM18-2、饲草高粱苏牧5号为材料,在土壤NaCl胁迫浓度为0、4、6、8 g/kg下,采用盆栽试验,研究了有或无BM18-2处理的苏牧5号幼苗在移栽后生长35 d,植株生长和根、茎、叶中Na^(+)、K^(+)吸收与运输及饲用品质的变化。结果表明,与无菌处理(对照)相比,内生菌BM18-2浸染可促进苏牧5号生长,显著提高有或无NaCl胁迫下根、茎、叶的干重以及盐胁迫下根中Na^(+)含量,降低茎和叶中的Na^(+)含量,显著或极显著提高根中的K^(+)含量,提高茎和叶中的K^(+)含量且土壤NaCl胁迫浓度为6、8 g/kg条件下茎、叶的K^(+)含量均显著提高。与对照BM(0)相比,内生菌BM18-2浸染处理根中的K^(+)/Na^(+)仅NaCl胁迫浓度为6 g/kg时显著提高,极显著提高了NaCl浓度≤8 g/kg胁迫下饲草高粱茎中的K^(+)/Na^(+),提高了盐胁迫下苏牧5号叶中的K^(+)/Na^(+)且NaCl胁迫浓度为4 g/kg时显著提高。NaCl胁迫下,有菌处理的选择性运输系数S_(K^(+)/Na^(+)(stem/root))是无菌处理的1.15~1.39倍,且差异极显著;无盐胁迫条件下,内生菌BM18-2浸染处理的选择性运输系数S_(K^(+)/Na^(+)(leaf/stem))比无菌处理极显著提高20.57%;土壤NaCl浓度为6、8 g/kg胁迫下S_(K^(+)/Na^(+)(leaf/stem))显著降低10.48%、12.50%。在土壤NaCl胁迫浓度≤8 g/kg条件下,BM18-2可显著提高苏牧5号的粗蛋白含量、可溶性糖含量和粗饲料分级指数。本研究结果可以为耐盐牧草-巨大芽孢杆菌联合改良海涂和种养结合提供支撑,为牧草专用微生物菌提供实践依据。

高粱“赤杂16号”高产栽培技术的研究

通过栽培因子对高粱“赤杂16号”产量影响的研究表明,影响“赤杂16号”高粱产量的因素依次为密度、磷酸二铵、播种期、尿素,各因素之间存在着互作。

中国高粱胞质雄性不育系吉农105的研究 Ⅱ.主要农艺性状的配合力分析

按不完全双列杂交法对中国高粱细胞质和Ａ１型细胞质进行了生育期等７个主要农艺性状的配合力分析。结果表明：一般配合力主要受核基因控制，但胞质基因对核基因的表达也有一定的影响。中国高粱细胞质虽未造成大多数被研究性状配合力的显著差异，但它在生产上利用，对增加胞质多样化、降低遗传脆弱性具有重要意义。

高粱抗病相关基因SbRPM1的克隆及表达分析

为探究RPM1在高粱抗病过程中的作用,以高粱抗黑穗病品种SX44B为材料,采用同源克隆法获得一个高粱SbRPM1基因。生物信息学分析结果显示:该基因的cDNA全长2 802 bp,预测共编码933个氨基酸。该基因编码蛋白的理论分子质量为106.1 ku,等电点为7.11,为亲水性蛋白质;该蛋白无跨膜结构,亚细胞定位在细胞质中。保守结构域分析显示,SbRPM1蛋白含有RX-CC-like、NB-ARC和LRR结构域,属于NLRs受体蛋白家族中的CNL类蛋白。系统发育关系分析表明,SbRPM1蛋白与南荻RPM1蛋白亲缘关系最近。通过实时荧光定量PCR技术检测SbRPM1基因的表达模式,结果表明,该基因在叶和花序中表达量较高,其次是根,在茎中表达量最低。在接种丝黑穗病原菌后24~72 h抗病品种中SbRPM1基因的表达显著上调,表明该基因受病原菌诱导表达,在高粱抗病反应中扮演着重要角色。首次在高粱中克隆得到SbRPM1基因CDS序列,解析了该基因的结构、性质与表达的特征。

施氮量对冀东地区高粱籽粒灌浆特性和产量的影响

为了确定冀东地区不同施氮水平对高粱籽粒灌浆及产量的影响,2023年以辽杂37号和辽粘3号高粱品种为材料,在0,120,180,240,300 kg/hm^(2)等5个施氮水平下,进行了大田种植试验,于花后每隔5 d采集籽粒分析其灌浆特性及产量形成过程。结果表明,当施氮量为180~240 kg/hm^(2)时,辽杂37号的产量达到最大值,显著高于其它各施氮水平处理;施氮量为300 kg/hm^(2)时,辽粘3号的产量达到最大值,显著高于其它各施氮水平处理。随着施氮量的增加,到达灌浆速率最大时的时间缩短,灌浆活跃期持续时间增加,有利于高粱籽粒干物质的积累和粒质量的增加。说明,在保证籽粒安全成熟的前提下,合理施氮可以提高高粱品种的灌浆速率,缩短灌浆时间,延长灌浆活跃期,对产量形成有积极作用。冀东地区高粱品种辽杂37号的施氮量应为180~240 kg/hm^(2),辽粘3号的施氮量应为300 kg/hm^(2)。