山西杂交高粱育种的研究历程及展望

山西省是我国高粱主产区之一,也是全国重要的杂交高粱育种中心。山西杂交高粱育种的研究始于20世纪60年代,经过几代育种家的不懈努力,取得了显著成绩。文章回顾了山西杂交高粱育种的研究历程,从历年山西粒用高粱选育情况、杂交高粱恢复系和不育系的改良与创制、酿造专用高粱新品种选育、高粱品种机械化栽培改良等方面总结了山西杂交高粱育种的亮点和成就;分析了山西杂交高粱育种面临的主要问题和挑战:突破性品种少,育种技术进入瓶颈期,中国高粱饲料、食用产业低迷,高粱育种绿色革命滞后;并展望了山西杂交高粱育种的方向和目标:加强高粱在盐碱地、山旱地、瘠薄地等低产田和边际农田的利用,加强高粱在饲食用方面的开发利用,加强种质资源鉴定与种质创新,加快高粱品种绿色革命进程,推动山西杂交高粱育种再上新台阶。

中国粒用杂交高粱研究状况

中国粒用杂交高粱生产中应用的细胞质主要有A1和A2两种类型,两系法应用较少。不育系的细胞核有南非高粱核体系、中国高粱核体系、倾向南非高粱核体系和印度高粱核体系。恢复系的种质主要是中国高粱和倾中国高粱类型。杂种优势利用模式由南非高粱×中国高粱、中国高粱×中国高粱,发展为倾南非高粱×倾中国高粱和印度高粱×倾中国高粱。植株高度由高秆改良成中秆,使产量大幅度提高。温度是影响不育性的主要因子,A1型不育系遇到低温寡照环境败育较重;A2型不育系雌蕊败育轻,雄蕊遇高温可散出花粉,使不育系产生少量自交结实。目前生产中应用的杂交高粱植株偏高,株型不理想,抗性有待改良。

高粱叶片光合作用特性的研究

用 Ｆ Ｑ 型 Ｃ Ｏ２ 分析仪测定了高粱叶片的光合作用特性，并对核质杂种与双亲叶片的光合作用和叶绿素含量进行了 比较测定。主 要结果是：①长 成的高粱 功能叶片净 光合速率（ Ｃ Ｏ２） 的 变化范围 在２１２ ～３８５ μｍｏｌ／（ ｍ ２·ｓ） 之间。品种或遗传类型间具有显著性（ Ｐ＜ ００１） 差异。②高粱叶片光合作用的低温补偿点为４ ℃～６ ℃。此后，光合作用随着温度的增加呈线性增加，在３５ ℃～３６ ℃达到最大值后开始下降，光合作用的高温补偿点为４５ ℃～４８ ℃。呼吸作用也随着温度的增加而增加，在４５ ℃时达到最高值。此后，再增加温度呼吸作用下降。③高粱叶片光合作用的光补偿点为４０ ～８０ μ Ｅ／（ ｍ ２·ｓ） ，光饱和点为１ ０００ ～１ ３００ μ Ｅ／（ ｍ ２·ｓ） 。光补偿点在所测温度范围内均表现为随着温度的增加而增加。光饱和点也随着温度的增加而增加，在３５ ℃～３６ ℃以上时，光饱和点开始下降。在２０ ℃～３５ ℃的温度范围内均可测得较高的表现量子产额和光合与呼吸的比值。④核质杂种叶片的光合作用和叶绿素含量与双亲叶片基本一致，但表现高产特性的１０ 个核质杂种叶片却表现为较高的光合作用和叶绿素含量。⑤核质杂种叶片的光合作?

中国杂交高粱的种质基础及优势利用模式研究

中国高粱生产中应用的细胞质有A1和A2两种类型。不育系的细胞核有南非高粱核体系、中国高粱核体系、倾向南非高粱核体系和印度高粱核体系。恢复系的种质主要是中国高粱和倾中国高粱类型。杂种优势利用模式主要是南非高粱×中国高粱,中国高粱×中国高粱,倾南非高粱×倾中国高粱,印度高粱×倾中国高粱。植株高度由高秆改良成中秆,使产量大幅度提高。不育系改良应以印度高粱与南非高粱或印度高粱杂交为主,恢复系改良应以中国高粱与亨加利高粱或中国高粱杂交为主,这样可保持两亲间的遗传差异,以便配制出高产杂交种。

粳(非糯)糯高粱间杂种一代的优势表现

本文用14个组合得出的试验结果表明:粳糯高粱间杂种一代的单穗粒重、单穗粒数、株高等性状均显著超过大值亲本(P<0.001),穗长、千粒重分别高于大值亲本达到5％、0.5％显著水准;千粒重、抽穗日数、穗长等性状的优势的变异系数较小;一级分枝数、单穗粒重、千粒重、抽穗日数等性状的优势(HM)均与双亲均值呈极显著的负相关,千粒重优势与穗长优势、单穗粒重优势与单穗粒数优势分别呈显著、极显著的正相关。通径分析表明,单穗粒数、千粒重的优势对单穗粒重优势的影响较大。提出了在高产育种中,应特别注重提高穗粒数、千粒重的优势。

科尔沁沙地两种建群植物抗旱性机理的比较研究

在土壤水分充足（含水量１３．１％ ）和干旱（４．７％ ）条件下，对处于沙漠化不同演替阶段的两种沙生植物冷蒿和差巴嘎蒿的多项抗旱性生理指标进行了测定，结果表明：１．在两种土壤水分状况下，冷蒿的相对水分亏缺、束缚水含量、束／自值、综合抗旱性指数和脯氨酸含量均明显高于差巴嘎蒿，水势均低于差巴嘎蒿。２．土壤水分由充足变为干旱时，冷蒿上述指标增加或降低的幅度远远大于差巴嘎蒿，如水分相对亏缺冷蒿增加 ７．３７％ ，差巴嘎蒿增加０．２９％ ；束缚水含量冷蒿增加 １１．５７％ ，差巴嘎蒿增加４．８１％ ，冷蒿的束／自值和脯氨酸含量的增加约为差巴嘎蒿的 １０ 倍。３．冷蒿的叶绿素含量（叶绿素ａ、叶绿素ｂ、总叶绿素）在土壤干旱且持续时间较长时均高于差巴嘎蒿，土壤水分充足时则低于差巴嘎蒿。４．土壤干旱时，冷蒿在一日内各时刻的蒸腾速率、气孔导度和水势值皆低于差巴嘎蒿，且日间波动平缓。

中晚熟粒用高粱不同组合杂交种的筛选

为选育优质中晚熟粒用高粱新材料,本试验采用单因素随机区组设计,以4份不同杂交组合高粱亲本为试验材料,分析不同组合杂交种的生育期、农艺性状及产量性状的差异,筛选最佳的中晚熟粒用高粱组合。高粱组合杂交种的生育期存在差异,但相差不大,生育期最长的高粱组合23A×014-52,生育期为134天,生育期最短的高粱组合147A×014-34,生育期为123天;高粱组合23A×014-52的农艺性状较好;与对照相比,增产的高粱组合为23A×014-52、27A×017-95,其中高粱组合23A×014-52增产明显,较对照高出30.06%。结合分析农艺性状、产量性状等,高粱组合23A×014-52杂种优势较突出,可以作为培育中晚熟粒用高粱的亲本材料。

杂交高粱不同部位营养成分比较分析

为研究不同杂交高粱在新疆地区的适应性及品质特性,以辽杂37号、辽杂36号、辽杂19号、辽粘3号4个品种的杂交高粱为试材,比较不同杂交高粱在新疆奇台县的农艺性状、秸秆及籽粒的营养成分.结果表明,引进的4个高粱品种在奇台县都能成熟,生育期为139 d.辽杂37号的籽粒产量最高,为6 240.90 kg/hm^2,与辽杂36号差异无统计学意义,但与辽杂19号和辽粘3号的产量差异有统计学意义.不同品种秸秆的总糖、还原糖和粗纤维素质量分数有差异,而粗蛋白质质量分数差异无统计学意义.总糖质量分数范围在1.61%~6.92%,其中辽杂37号秸秆的总糖质量分数最高,辽杂36号秸秆总糖质量分数最低.辽杂19号秸秆粗纤维素质量分数最低,辽杂36号秸秆粗纤维素最高.不同杂交高粱籽粒的粗蛋白质和淀粉质量分数有差异,而籽粒的粗灰分质量分数差异无统计学意义.其中辽杂36号的籽粒粗蛋白质质量分数最高,为14.30%.辽粘3号和辽杂36号籽粒的淀粉质量分数较高,分别为77.77%,76.80%,它们之间差异无统计学意义.和辽杂36号、辽杂19号、辽粘3号相比,辽杂37号具有较高的籽粒产量、可溶性糖、粗蛋白质和高籽粒淀粉,综合性状比较好,在新疆奇台县具有一定的推广种植价值.

杂交高粱主要穗部性状与籽粒品质性状的关系

为明确杂交高粱(Sorghum bicolor)主要穗部性状与籽粒品质的关系,以58个杂交组合为材料,应用相关分析和灰色关联度分析方法对杂交高粱群体的穗长、穗轴长、一级枝梗数、二级枝梗数、穗粒数、千粒重、穗粒重等主要穗部性状和粗蛋白质、粗脂肪、粗淀粉、支链淀粉、单宁含量等籽粒品质性状进行了分析。结果表明,相关分析和灰色关联度分析的主要穗部性状之间的关系结果一致,穗部性状与穗粒重相关联的顺序是千粒重>穗粒数>二级枝梗数>一级枝梗数>穗长>穗轴长。两种分析方法在分析穗部性状与品质性状之间的关系存在一定差异。关联度分析表明,各穗部性状对单宁含量关联度较小,穗长、穗轴长、穗粒数这3个性状对各品质性状的关联度较大。而相关分析表明,粗脂肪含量与穗长和穗轴长呈极显著负相关(P<0.01);粗淀粉含量与穗粒数呈显著负相关(P<0.05),与千粒重呈显著正相关(P<0.05);支链淀粉含量与穗长和穗粒数呈显著负相关(P<0.05);单宁含量与一级枝梗数和二级枝梗数呈极显著负相关(P<0.01),与千粒重呈显著负相关(P<0.05)。相关分析结果比灰色关联度分析结果准确,其结果可为选育高产、优质杂交高粱新品种提供理论依据。

提高粒用高粱杂交种子纯度的关键措施

高粱是北方地区主要农作物之一,该文针对近年来北方粒用高粱杂交种子纯度的状况,分析了影响种子纯度的原因及问题,提出提高粒用高粱杂交种子纯度的措施。

高粱杂交种籽粒中功能元素含量差异及相关性分析

利用ICP-MS测定了12个高粱杂交种籽粒中的Fe、Zn、Se、Mn等元素含量,进行了品种差异显著性比较和相关性分析,为创制优质的高粱种质资源和组配杂交种提供理论依据。结果表明,在12个杂交种中,晋杂15号4种功能元素的含量普遍较高,其中,Zn、Se、Mn的含量最高,623A×014-33晚和晋杂20号的Fe含量较高,6A×33的Fe、Zn、Se含量较低;不同品种间Zn元素含量差异显著,而Fe、Se、Mn含量的差异未达显著水平;Fe、Zn、Mn和Cu元素间存在极显著正相关,有协同吸收或运输作用,Fe与Se、Cd和As元素间存在负相关,As与Zn和Se间存在极显著正相关。

不同收获期对杂交甜高粱籽粒含水量及效益的影响

为了解决杂交甜高粱新品种LZ-1A×140263-3收获期参差不齐、产量低而不稳的问题,进行了不同收获期对其籽粒含水量及效益影响的研究。结果表明:不同收获期与籽粒含水量之间呈显著的负相关关系;与穗粒重、千粒重和产量之间呈显著的正相关关系。9月29日收获与9月26日比较,籽粒含水量、经济性状、产值、利润和投资效率差异不显著;但与9月23日比较,差异达显著和极显著水平。该杂交甜高粱在甘肃省酒泉市肃州区上坝镇适宜收获期为9月26日至9月29日。