茎秆形态性状和产量构成因子对高产型水稻品种抗倒性的影响

为阐明茎秆形态性状和产量构成因子对高产型水稻品种抗倒性的影响,试验采用单因素完全随机区组设计,以5个高产型杂交水稻为材料,调查株高等11个茎秆形态性状和有效穗等4个产量构成因子,以倒伏指数评价抗倒性,分析茎秆形态性状和产量构成因子与供试材料抗倒性的相关性。结果:倒伏指数与供试水稻材料基部第二伸长节长呈显著正相关(p<0.05,下同),与第二伸长节茎粗呈显著负相关;与产量构成因子无显著相关性。结果表明,基部第二伸长节越短、茎越粗的高产型水稻品种抗倒能力越强,为抗倒伏水稻品种培育指明方向。

播期和种植密度对玉米茎秆性状及抗倒力学特性的影响

【目的】探究不同播期和种植密度对玉米茎秆性状及抗倒力学特性的影响,为四川地区玉米高产抗倒栽培及玉米机械粒收技术的应用提供理论依据和实践指导。【方法】以‘仲玉3号’玉米为供试材料,设置6个不同的播期(3月27日、4月6日、4月16日、4月26日、5月6日、5月16日)及6.75和8.25万株/hm 22个种植密度水平。各处理玉米均在生理成熟后10 d收获,测定玉米倒伏率(根倒率、茎折率)、产量、植株农艺性状(株高、穗位高、穗位高系数)及基部第3节茎秆形态(节间长、节间粗和节间长粗比)、质量性状(节间干质量、单位长度干质量、单位体积干质量和茎秆含水率)与力学强度(穿刺强度、压碎强度、弯折强度),研究不同播期和种植密度对玉米茎秆抗倒性能的影响。【结果】播期及种植密度显著影响玉米的抗倒性能,随着播期的推迟,玉米根倒率、茎折率和倒伏率总体上先降低后增高,产量逐渐降低。随着播期的推迟,植株株高、穗位高、第3节节间长及长粗比则显著增大;节间干质量、单位长度干质量和单位体积干质量呈先降低后增高的趋势,茎秆含水率和力学强度呈先增高后下降的变化规律,以上指标均在播期4月26日或5月6日达到极值。增大种植密度使这种增高或降低效应进一步加强,玉米倒伏率显著增大。相关性分析表明,不同播期玉米生理成熟后倒伏率受降雨及刮风的影响,并与基部节间长粗比、节间干质量及力学强度显著相关,其中茎秆力学强度是引起倒伏率变化的主要原因,而节间单位长度干质量及长粗比则是影响抗倒力学的主要因素。【结论】早播及增大种植密度对玉米产量虽有一定的提升作用,但茎秆抗倒能力却较差。因此,为协调玉米高产与抗倒之间的矛盾,建议春播不宜过早,在4月中下旬播种较为适宜;夏播则不宜过晚,应尽量安排在5月上旬完成。种植密度以6.75万株/hm^(2)为宜。

小麦茎秆性状的转录组测序及全基因组关联分析

小麦的茎秆性状与倒伏紧密相关,发掘其显著关联的基因位点和候选基因,为解析小麦茎秆性状的遗传机制和分子标记辅助育种提供依据。本研究以黄淮南部地区的192份小麦品种为材料,利用小麦660KSNP芯片对7个环境成熟期和4个环境灌浆中期的14个茎秆性状进行了全基因组关联分析(GWAS),同时利用RNA-seq分析了基部前二节间强度和直径的差异表达基因。结果表明,所有性状的成熟期与灌浆中期的差异均达到极显著水平。与灌浆中期相比,成熟期的重心高度增幅较大,基部第二和第三节间长度增加,其他性状均降低。GWAS共检测出163个与茎秆性状相关的稳定SNP标记(MTA),其中45个具有基因或蛋白注释,与转录组联合分析,共筛选到3个与小麦茎秆性状相关的候选基因。推测候选基因TraesCS5A02G522100通过合成异戊二酸类化合物调节小麦的光合作用以及通过调节固醇的生成提高细胞膜的稳定性和渗透性,进而促进茎秆的发育,改善茎秆性状。候选基因TraesCS1D02G390600直接参与小麦茎秆细胞分裂和器官的形成,使茎秆变粗,充实度增加。候选基因TraesCS7A02G481800在小麦中通过参与细胞间的信号传递过程,调控茎秆的发育、应激响应等过程。这些候选基因通过qRT-PCR验证,其基因的表达趋势与转录组测序所得结果基本一致。

玉黄金化控对密植玉米茎秆及产量性状的影响

为研究化控剂对密植玉米品种植株茎秆及产量性状的影响,试验以高产玉米新品种永优1583为研究材料,拔节期喷施1.5 mL/L化控剂玉黄金30 L/hm^(2),以喷施相同量的清水作为对照(CK),分别于大喇叭口期、灌浆期调查玉米植株生理、生态和产量性状指标。结果表明,玉黄金处理能使密植玉米植株穂位降低、地上第3节和穂位节茎秆节间缩短、植株干物质产量增加,其抗倒性能增强。使用玉黄金化控可以使玉米植株的地上3节和穗位节茎秆变粗、单株叶面积减少、植株叶片的叶绿素含量增加,以上均有利于植株光合产物的吸收和营养物质的输送。在产量性状方面,使用化控剂可以显著增加玉米品种的穗长、穗粗、穗粒数和百粒质量,与对照相比,2022年和2023年玉黄金处理的玉米产量分别增加了1121.55、1028.64 kg/hm^(2),增产幅度分别达到了9.36%和8.5%,差异达极显著水平。综上,拔节期喷施化控剂玉黄金可以优化玉米植株生长指标、增强茎秆抗倒性能、提高产量性状指标等,增加密植条件下品种适应性,最终实现玉米品种的高效增产。

不同密度下玉米茎秆抗倒伏相关性状的产量构成分析

研究不同密度(52500、67500、82500、97500、112500株/hm2)下6个玉米品种茎秆抗倒伏相关性状的产量构成,明确不同茎秆性状对产量的贡献率,剖析耐密品种的茎秆结构特性,以期为玉米茎秆抗倒伏特性改良进而提高种植密度提供理论依据。结果表明,随着密度增加,不同玉米品种产量均先增加后降低,地上第3节和第4节穿刺强度、节间粗及株高均降低,穗位系数、地上第3节间和第4节间长粗比均增加,穗位高、穗下节间数、穗下节间长无一致性的变化规律。与52500株/hm2相比,67500、82500、97500、112500株/hm2下株高降低1.41%~5.65%,穗位系数增加2.07%~8.63%,地上第3、4节平均穿刺强度降低4.25%~15.88%,地上第3、4节平均节间粗减少5.87%~14.27%,地上第3、4节平均节间长粗比增加7.73%~30.51%。相关性分析结果表明,地上第3节和第4节穿刺强度、地上第3节间和第4节间长粗比、穗位高、地上第4节间长、密度与产量呈极显著相关。通过不同密度条件下的产量变化建立不同玉米品种的产量曲线模型,筛选出高产品种秋乐368,鉴定出了每个品种的最适密度,仅有秋乐368既耐密又高产。不同密度条件下,茎秆抗倒伏相关性状的产量构成分析结果表明,地上第3、4节穿刺强度和节间长粗比是影响产量的较重要性状;地上第3节茎秆对密度因素的敏感性弱于地上第4节;在高密度条件下,第4节茎秆质量好坏对产量有更重要的影响。

种植密度对夏播玉米茎秆质量和根系表型性状的影响

以京农科728等24个我国玉米生产大面积推广种植品种为研究材料,设置6.0(D1)和9.0(D2)万株/hm^(2)共两个种植密度处理,研究并明确不同种植密度条件下参试品种的茎秆力学和根系性状差异,为耐密高产品种选择和育种提供参考和指导。结果表明,(1)参试玉米品种的抗倒性存在较大差异,其中,以京2416为父本组配的京农科728等18个品种全生育期均未发生倒伏倒折,抗倒能力强;郑单958在生理成熟前未发生倒伏,而在生理成熟期D2密度下倒伏倒折率高达89.40%;先玉335在大喇叭口期发生根倒,倒伏率高达68.56%,生育后期未发生倒伏。(2)随种植密度增加,参试品种的株高、穗位高和穗位系数均呈升高趋势。以京2416为父本组配的京农科728等18个品种的株高、穗位高和穗位系数平均为272.13 cm、106.44 cm和39.11%,显著低于郑单958和先玉335。(3)随种植密度增加,参试品种的茎皮穿刺强度、茎秆抗折力、根系长度和根系干物重均呈降低趋势,平均为40.61 N/mm^(2)、205.06 N、217.35 m/plant和14.29 g/plant;产量呈升高趋势,平均为11724.48 kg/hm^(2)。与郑单958和先玉335相比,以京2416为父本组配的京农科728等18个品种的茎皮穿刺强度、茎秆抗折力、根系长度、根系干物重和产量具有明显优势,且耐密抗倒性强,产量潜力高,是耐密高产型品种。

种植密度对玉米茎秆强度和穗部性状的影响

设置67500(D1)、75000(D2)、82500(D3)、90000(D4)、97500(D5)株/hm25个种植密度,研究种植密度对百玉393茎秆强度、穗部性状及产量的影响,并分析玉米植株形态与茎秆强度间的关系,为黄淮海区域夏玉米高产栽培提供理论依据和技术指导。结果表明,随着种植密度增加,玉米穗位高和穗高比升高,茎周长变小,株高无显著变化;玉米茎秆穿刺强度、折断强度、压碎强度均降低;玉米穗长、穗行数、行粒数、轴粗、百粒质量、穗粒数均呈现下降趋势,穗粗无显著变化,秃尖长增加;玉米产量先增加后降低,以D3处理最高,D2处理次之,两者差异不显著,D5处理最低。茎秆穿刺强度、折断强度、压碎强度与穗位高、穗高比均呈极显著负相关。综上,在种植密度75000~82500株/hm2时,穗位高和茎粗适中,茎秆质量较好,穗部性状较优,产量较高。

密度与化学调控对嫩单22农艺性状及茎秆性状的影响

为构建适宜的玉米群体结构,实现玉米高产抗逆栽培,以嫩单22为试验材料,设置4个种植密度水平,分别为6.00×10^(4)株·hm^(-2)(M1)、6.75×10^(4)株·hm^(-2)(M2)、7.50×10^(4)株·hm^(-2)(M3)、8.25×104株·hm-2(M4),在8叶展叶期喷施化学调控剂玉多十(HK)和清水对照(CK)2个处理。结果表明,随种植密度的增大,株高、穗位高显著增高,茎秆节间长变长,茎粗变小,扁率增大,茎秆强度变弱。HK处理较CK,株高、穗位高显著降低,4~5节位节间长大幅度减少,茎粗增加,扁率降低,茎秆强度增强。化学调控处理后,茎秆的压折强度与穿刺强度增强,其中,茎秆4~5节位提升幅度最大。倒伏率随种植密度的升高呈上升趋势,化学调控处理可显著降低倒伏率,4个种植密度下倒伏率分别比对照降低了34.62%、43.81%、37.26%和30.82%。

化学调控对春玉米茎秆形态特征和力学性状的影响

本文以先玉335为试验材料,研究了化学调控对玉米茎秆形态特征和力学性状的影响。结果表明,化学调控显著降低了玉米植株的穗位高度,抑制了基部节间的伸长,增加了基部第3~5节的节间周长,显著提高了第3~5节茎秆的穿刺强度和压折强度,从而重塑理想株型,显著降低了植株倒伏率,优化了产量构成因素,实现了玉米产量的提升。

播期对超晚冬麦茎秆性状及群体动态的影响

【目的】研究播期对新疆北疆超晚播冬小麦茎秆性状及群体动态变化的规律,分析超晚播小麦与适期播种小麦生长差异,为超晚播小麦高产提供理论依据。【方法】采用随机区组设计,设5个超晚播期处理(T_(1)、T_(2)、T_(3)、T_(4)、T_(5)),以当地适期播种为对照(CK),比较不同播期对小麦主茎分蘖茎秆性状及群体总茎数、叶面积指数、干物质重动态变化的差异。【结果】与CK相比,超晚播小麦主茎、分蘖平均整齐度减少11.19%、25.99%,平均株高降低5.35%、6.70%,节间总长度降低9.27%、14.83%,第三节间长度减少18.05%、22.18%,第四节间减少25.73%、11.89%,超晚播小麦各处理间整齐度、株高及节间长度均以T_(3)处理最小;主茎平均节间直径几乎无差异,分蘖平均节间直径减少7.05%,T_(3)处理各直径指标较其它超晚播小麦处理均较大;总茎数峰值较CK峰值减少20.26%,叶面积指数峰值减少28.79%,成熟期干物质重减少17.01%,随超晚播小麦生长,总茎数均以T_(1)最高、T_(3)最低,叶面积指数和干物质重均为T_(1)>T_(4)>T_(2)>T_(5)>T_(3)。【结论】与适期播种冬小麦相比,新疆北疆超晚播小麦株高和整齐度降低,节间直径差异较小,总茎数、叶面积指数及群体干物质重大幅降低,群体质量差。超晚播小麦应选择在10月下旬至11月上旬田间无积雪无冻土时播种,出苗率较高,获得较合理的群体。

糯玉米茎秆穿刺强度QTL分析与基因组选择

茎秆穿刺强度是衡量玉米茎秆机械强度和抗倒伏能力的重要指标之一,本研究以衍生于糯玉米自交系衡白522和通系5的198个重组自交系为试验材料,对茎秆穿刺强度进行数量性状位点(QTL)分析和基因组选择研究。单个环境QTL分析共检测到4个控制糯玉米茎秆穿刺强度的QTL,每个QTL的表型变异贡献率均小于10.00%,且仅在单个环境中被检测到;多个环境QTL分析共检测到8个QTL与环境互作,其加性效应总共可解释24.64%的表型变异,加性效应与环境互作贡献率为17.51%;上位性QTL分析共检测到4对QTL与QTL互作,可解释8.25%的表型变异。基因组选择中,当训练群体占群体总数的80%,随机选择500个标记即可获得较高的预测准确性;但是根据单个环境QTL分析结果,选择机率常用对数值排名前200的标记,即可大幅度提高基因组选择预测准确性。

密度对燕山丘陵区春玉米茎秆性状与产量的影响

采用随机区组试验设计,以郑单958、粒收1号、中农222、中农239和先玉335为试验材料,设6.0万、7.5万和9.0万株/hm^(2)3个密度处理,分析春玉米茎秆性状、产量及产量构成因素随密度变化的趋势,明确不同玉米品种适宜的种植密度。结果表明,株高、穗位高随种植密度增加而增加,茎粗、茎秆穿刺强度和压折强度均呈减小趋势,但密度对粒收1号和中农222的茎秆穿刺强度影响不显著。先玉335在密度为7.5万株/hm^(2)时最高,密度继续增加后产量减少。郑单958、粒收1号、中农222、中农2394个品种随密度增加收获穗数和产量均增加,千粒重和穗粒数均减少,密度为9.0万株/hm^(2)时最高。中农239、中农222、粒收1号这3个玉米品种在9.0万株/hm^(2)时产量达到最高,分别为10594 kg/hm^(2)、12066 kg/hm^(2)和11449 kg/hm^(2),郑单958在7.5万和9.0万株/hm^(2)时产量变化不大,差异不显著,而倒伏率显著增加,说明高密度会增加郑单958的倒伏,综合考虑,郑单958的适宜密度为7.5万株/hm^(2)。

水稻抗倒性与茎秆形态性状和化学成分含量间相关分析

选用抗倒性不同的4个粳稻品种分析水稻抗倒性与茎秆形态性状和化学成分含量间的关系。结果表明,抗倒能力强的品种的物理强度和抗倒伏指数大于抗倒能力弱的品种,不同抗倒类型品种间基部1、2节间长度、短轴直径、大维管束数目和物理强度比其它特性有更大的差异;灌浆过程中茎秆的物理强度和抗倒伏指数与节间长度呈极显著的负相关,与基部茎粗呈极显著的正相关,与硅、钾和可溶性糖含量呈正相关。抗倒能力强的品种茎秆硅钾糖含量较高,缩短节间长度,增加茎粗以及提高茎鞘中的钾、硅及可溶性糖总量尤其是灌浆后期茎秆的钾、硅总量等将有利于提高水稻茎秆的物理强度和抗倒伏指数,进而有利于提高水稻的抗倒伏能力。

不同水稻品种(系)抗倒伏能力与茎秆形态性状的关系

分析水稻株高、基部节间形态性状等水稻茎秆的物理性状,以阐明决定水稻倒伏的主要因素。以抗倒伏品种南粳44和武运粳7号与不抗倒伏品系宁7412为试验材料,通过氮钾肥配比试验,探明株高、基部节间形态性状与抗倒性的关系。结果显示:水稻倒伏指数与基部节间长度呈显著正相关,与基部节间的粗度、壁厚和截面积呈显著负相关;水稻的抗倒伏能力存在着品种间差异;增施氮、钾肥对水稻倒伏有显著影响。表明水稻基部节间的长度、粗度、壁厚和截面积对品种抗倒伏能力影响较大,这些性状的优化组合是提高水稻品种抗倒伏能力的关键。

高寒区不同燕麦品种(系)表型性状和茎秆力学特征与抗倒伏性的关系研究

为明确不同燕麦品种(系)间抗倒伏能力差异及其原因,在青藏高原高寒地区对选育的I-D品系及父本(青海甜燕麦)、母本(青海444),以抗倒伏较强的林纳和抗倒伏较弱的青引1号燕麦为对照,在开花期和乳熟期开展了表型性状、器官鲜重和茎秆力学特征等指标与抗倒伏性间的相关关系研究,找出影响燕麦倒伏的主要性状,探明燕麦抗倒伏评价的主要指标,为今后抗倒伏型燕麦品种选育及相关研究提供理论依据。结果表明,5个燕麦品种(系)乳熟期抗倒性强弱依次为林纳>I-D品系>青海甜燕麦>青海444>青引1号。相关分析表明,倒伏指数、表观倒伏率与穗长、穗位高、株高、重心高度、各器官鲜重、节间长呈正相关,与茎粗、秆壁厚间呈显著或极显著负相关,与茎秆力学特性间呈显著或极显著负相关关系。燕麦第二茎节对抗倒伏性的影响大于第三茎节。茎粗、秆壁厚、穿刺强度、茎秆折断力、折断弯矩、弯曲力矩和弯曲性能可作为燕麦抗倒性评价指标。株高对燕麦品种倒伏性的影响大于穗部特征,秆壁厚和茎粗对燕麦的抗倒性影响最大,穿刺强度最能反映燕麦品种抗倒伏能力,提高茎秆厚度和折断性能是提高燕麦抗倒伏能力的重要途径。选育的I-D品系燕麦株高适中,茎粗、秆壁厚、节间长及茎秆力学特性等方面优于亲本,其抗倒性显著优于亲本。

杂交水稻茎秆形态学优势性状与抗倒伏能力研究

以茎杆粗壮型海南野生稻S和安仁籼稻、R 199、武育粳、R 215及其配制组合F1为材料,研究杂交水稻茎秆形态学优势性状与抗倒伏能力的关系,结果表明:海南野生稻S的茎秆基部抗折断能力较强,基部节间结构较优,株高和茎杆长度合理,基部伸长节间较短、充实度高,是一个茎秆物理性状良好、抗倒伏能力强的光温敏核不育系材料;以海南野生稻S为母本与安仁籼稻、武育粳、R 199和R 215所配制的组合F1茎秆基部抗折断能力和充实度、基部伸长节间粗度、横切面面积和茎壁厚度等性状明显优于其父本并表现出一定的平均优势或超亲优势,株高较父本明显增加,但基部伸长节间长度较父本短,具备抗倒伏性较强的生物学基础。

种植密度对玉米茎秆力学特性和农艺性状的影响

通过研究不同玉米品种在6.0万株/hm2、7.5万株/hm2、9.0万株/hm2种植密度条件下茎秆抗倒力学特性与农艺性状变异规律,分析玉米茎秆力学特性与农艺性状的关系。结果表明:茎秆抗折断力、外皮穿刺强度随种植密度增加而减弱;品种间茎秆力学特性差异明显;增加种植密度对穗位、茎粗影响显著,高密度条件下穗位升高、茎秆变细,而株高受密度影响不显著。相关分析表明:茎秆抗折断力与株高、穗位负相关,与茎粗显著正相关;第5、6节间茎秆表皮穿刺强度与茎秆抗折断力有极显著相关性;第4、5、6节间表皮穿刺强度与茎粗有极显著相关性。

甘蓝型油菜茎秆强度相关性状及其与农艺性状的相关分析

甘蓝型油菜是我国主要的油料作物之一,而茎秆强度是制约油菜产量和品质的重要因素之一。本研究探究了甘蓝型油菜茎秆强度相关性状并与农艺性状进行了相关分析。结果发现,茎秆强度与植株高度、穗位高度、主茎长度、分枝数等农艺性状存在显著相关性,说明茎秆强度与植株生长和分枝发育密切相关。此外,茎秆直径也与茎秆强度存在较高的相关性。本研究的结果对油菜的优化种植和品种选育具有参考价值。

不同光强对4种鸭跖草科植物茎秆性状和力学特征的影响

为探究不同光强下鸭跖草科植物茎秆性状和力学特征的变化规律,以紫鸭跖草、花叶水竹草、吊竹梅和绿叶水竹草的茎段扦插苗为试验材料,通过遮光网设置5种光强梯度(分别为自然光强的100%、75%、50%、25%、5%)进行试验,研究不同光强对4种植物茎秆形态性状、解剖结构和力学特征的影响。结果表明:随光强的降低,4种植物节间长显著增加(P<0.05),比茎重显著降低(P<0.05),除紫鸭跖草的茎生物量无显著变化外,其他3种植物的茎生物量均呈先增加后降低趋势;不同的光强对4种植物的表皮厚度、皮层厚度、维管束直径、髓直径以及茎粗产生了不同的影响,但各组织结构与茎粗的比值保持相对稳定,同时光强降低使4种植物的髓细胞长和皮层细胞长显著增加(P<0.05),髓细胞宽和皮层细胞宽显著降低(P<0.05);4种植物的弯折性能和抗压强度以及紫鸭跖草、吊竹梅和绿叶水竹草的组织结构强度随光强的降低而显著降低(P<0.05)。Pearson相关性分析结果表明,比茎重、表皮厚度、皮层厚度、维管束直径、髓直径、茎粗、皮层细胞宽、髓细胞宽与弯折性能呈极显著正相关(P<0.01),髓细胞宽与组织结构强度呈极显著正相关(P<0.01),比茎重、表皮厚度、髓直径、髓细胞宽与抗压强度呈极显著正相关(P<0.01)。综合上述结果,4种植物可以通过增加茎生物量的分配、节间长的方式在弱光环境中获取有限的光资源,但茎生物量的增加存在明显的阈值,且与节间长的增加呈失衡状态,导致比茎重的降低以及茎秆各解剖结构发生改变,造成4种植物的弯折性能、组织结构强度和抗压强度降低,隶属函数分析表明不同光强下花叶水竹草和吊竹梅的茎秆特性较优,其次为绿叶水竹草,最差的为紫鸭跖草。

玉米茎秆力学性状的边际效应研究

以3个抗倒性不同的玉米品种为试材,分别设置施钾处理,以不施钾为对照,测定南起第1、3、5、7行玉米基部第三节间的抗弯折力、弯折功、截面惯性矩等力学性状,以及纤维素等3种化学组分,并测定植株的产量性状。结果表明:茎秆截面惯性矩、抗弯折力和弯折功的行序间差异达到统计显著水平,行序的总贡献率分别达到19. 5%、27. 5%和18. 7%;钾肥对截面惯性矩的作用达到统计显著水平,总贡献率为4. 1%;品种对抗弯折力和弯折功的作用达到统计显著水平,总贡献率分别为5. 5%和10. 5%;行序对钾含量作用总贡献率最大为9. 9%并达到统计显著水平;行序×钾肥互作对纤维素含量的作用总贡献率最大为12. 6%并达到统计显著水平;品种对木质素含量作用总贡献率为10. 8%并达到统计显著水平;产量性状上,品种的作用占绝对优势,并达到统计显著水平。综之,随行序的增大,玉米茎秆的力学性能下降,从第3行开始各性状基本稳定,所以,为保证茎秆力学数据的准确性和对群体的代表性,玉米田间小区试验至少应从第3行进行取样。