不同生态区谷子品种在华北地区农艺性状及适应性评价

谷子对光温反应较敏感,为提高谷子跨生态区引种的成功率,以全国4个生态区的25个谷子品种为试验材料,在河南省开展主要农艺性状的调查研究,并对其中9个农艺性状进行相关性、主成分及聚类分析。结果表明,参试材料9个主要农艺性状在华北地区表现出广泛的遗传多样性,变异系数在4.71%~32.79%之间。单穗质量、单穗粒质量、出谷率、穗粗与产量呈极显著正相关。通过主成分分析提取2个主成分,即粒质量因子与株型因子,累计贡献率达71.173%。粒质量因子以单穗粒质量、单穗质量、产量为主要指标,株型因子以株高、成穗率、生育期、穗长为主要指标。聚类分析结果表明,在类间距离为10时可将参试品种分为3个类群,第1类品种株高、生育期及成穗率适中,产量、单穗质量与单穗粒质量及出谷率较高,其中单穗质量、单穗粒质量变异系数较小,产量因素较稳定。第2类品种株高较高,生育期长,成穗率高,产量适中。第3类品种产量、生育期、穗长、穗粗、单穗质量、单穗粒质量、出谷率均较低,株高表现中等,产量、单穗质量、单穗粒质量整体变异系数较大。根据不同品种的生态区来源,结合聚类分析结果,从东北春谷区向华北地区引种的成功率相对较高,从西北春谷早熟区引种的成功率相对较低,本研究结果为跨生态区谷子引种提供了依据。因此,全国4个生态区的谷子品种在华北地区各农艺性状存在较大差异,从全国范围内向华北地区引种时,应优先考虑东北春谷区品种。

抗除草剂谷子新品种‘豫谷31’选育及其高产、稳定、适应性分析

为解决谷田除草难题,选用‘豫谷18’为轮回亲本,中间材料‘冀谷19×SK492’为父本,采用改良杂交法选育出了抗性高产谷子新品种‘豫谷31’。2016—2017年参加全国谷子品种区域适应性联合鉴定试验,于2018年通过国家品种登记,登记号为GPD谷子(2018)410130。通过对连续两年的区域试验和生产试验汇总材料进行分析,结果表明:该品种在东北春谷区平均产量5830.5 kg/hm^2,较对照‘九谷11’增产10.33%,居2016—2017年参试品种第1位。在华北夏谷区平均产量5782.5 kg/hm^2,较对照‘豫谷18’减产2.25%,居2016—2017年参试品种第8位。在西北春谷区中晚熟组平均产量5041.5 kg/hm^2,较对照‘长农35’增产2.19%,居2016—2017年参试品种第4位。在西北春谷区早熟组平均产量为5533.5 kg/hm^2,较对照‘大同29号’减产4.04%,居2017年参试品种第5位。该品种表现出高产、稳产、适应性强等特性,适宜在与以上四大谷子生态区相似的地方推广种植。

谷子CDPK基因家族全基因组序列鉴定及进化分析

钙依赖蛋白激酶(CDPK)是一类主要的钙信号感受器,对钙信号的感知和解码起重要调控作用。为揭示CDPK在谷子生长发育和抗逆防御机制中的作用,该研究利用生物信息学的方法,从谷子基因组中鉴定出28个SiCPKs基因,对这些家族成员的基因结构、系统进化、染色体定位、基因复制及其所编码蛋白的理化性质进行系统生物信息学分析。结果表明,该研究鉴定出的28个SiCPKs基因所编码的氨基酸长度为51.82~68.32 kD,等电点为4.97~9.01,氨基酸序列绝大多数含有4个EF-Hand功能域且高度保守;基因结构预测结果表明,大多数SiCPK基因均含有6~8个外显子,染色体定位结果表明,28个SiCPKs基因分别定位在8条染色体上,其中9号染色体上最多(6个),4号染色体上没有;为了进一步分析谷子和其他物种的同源进化关系,构建了谷子与拟南芥、水稻、莱茵衣藻、小立碗藓的CDPK进化树,发现莱茵衣藻与小立碗藓单独聚类,谷子与水稻的亲缘关系比拟南芥近;共线性分析表明,谷子与水稻基因间存在串联重复和片段重复,它们是谷子CDPK家族成员扩张的主要动力。综上所述,谷子28个CDPK基因在进化上分为4个亚家族,基因结构的复杂程度与进化树聚类存在联系,串联复制是基因家族成员扩增的进化途径之一。

华北地区谷子产量与农艺性状的综合评价分析

对华北夏谷区谷子农艺性状与产量性状进行灰色关联度分析,探讨主要农艺性状对产量的影响,为谷子优良种质资源利用及高产品种选育提供依据。以2016年全国谷子品种区域适应性联合鉴定华北夏谷区常规组参试的17个品种(系)为材料,采用相关分析和灰色关联度分析相结合的方法,对产量相关8个农艺性状进行综合评价。结果表明,供试材料9个农艺性状均存在变异,变异幅度2.69%~11.71%;穗粒重、单穗重、出谷率与产量呈显著正相关;9个农艺性状对谷子产量影响大小依次为穗粗>单穗重>穗粒重>千粒重>株高>出谷率>穗长>生育期,穗粗、单穗重和穗粒重对产量的影响最大。说明谷子产量育种应重视大穗、大粒、穗粒重高的种质资源利用,并适当关注株高。