野生和栽培燕麦灌浆过程的光合特性与农艺性状研究
Photosynthetic Characteristics and Agronomic Traits of Wild and Cultivated Oats during Filling Process
通讯作者:
收稿日期: 2024-10-9 修回日期: 2024-12-10 网络出版日期: 2025-04-09
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Received: 2024-10-9 Revised: 2024-12-10 Online: 2025-04-09
作者简介 About authors
朱柃羽,研究方向为燕麦种质资源筛选,E-mail:
以野生燕麦和栽培燕麦为研究对象,采用野生群体材料Atl-03、Atl-05、Atl-06、Atl-08、Atl-11和栽培群体材料ITAO-32、ITAO-36、ITAO-38、ITAO-49、ITAO-50进行试验,于抽穗期、灌浆前期、灌浆后期和成熟期分别测定净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度、蒸腾速率和叶绿素相对含量(SPAD值)等光合参数,以及株高、穗长、分蘖总数、千粒重和平均种子表面积等农艺性状。结果表明,野生燕麦和栽培燕麦的光合特性存在显著差异,野生燕麦的变异系数高于栽培燕麦,但栽培燕麦的光合性能更强且更稳定。此外,野生燕麦和栽培燕麦在农艺性状上也存在显著差异。相关性分析表明,净光合速率、旗叶面积和SPAD值均与千粒重呈显著正相关。野生群体中,Atl-11的光合特性和农艺性状最优;栽培群体中,ITAO-36的光合特性和农艺性状最优,二者均可作为优良种质资源。
关键词:
Using wild oats and cultivated oats as research subjects, an experiment was conducted using wild population materials (Atl-03, Atl-05, Atl-06, Atl-08, Atl-11) and cultivated population materials (ITAO-32, ITAO-36, ITAO-38, ITAO-49, ITAO-50). Photosynthetic parameters including net photosynthetic rate, stomatal conductance, intercellular CO2 concentration, transpiration rate, and relative chlorophyll content (SPAD value), as well as agronomic traits such as plant height, panicle length, total tiller number, 1000-grain weight, and mean surface area of seed, were measured at heading stage, early grain-filling stage, late grain-filling stage, and maturity, respectively. The results showed there were significant differences in photosynthetic characteristics between wild oats and cultivated oats. The coefficients of variation of wild oats were higher than those of cultivated oats, but cultivated oats exhibited stronger and more stable photosynthetic performance. Furthermore, significant differences were also observed in agronomic traits between wild oats and cultivated oats. Correlation analysis indicated that net photosynthetic rate, flag leaf area, and SPAD value were all significantly positively correlated with 1000-grain weight. Among the wild populations, Atl-11 exhibited the optimal photosynthetic characteristics and agronomic traits; among the cultivated populations, ITAO-36 showed the optimal photosynthetic characteristics and agronomic traits, and both can serve as excellent germplasm resources.
Keywords:
本文引用格式
朱柃羽, 杨乔惠, 刘亦迅, 袁健, 王名花, 向达兵, 邹亮, 王俊珍, 范昱.
Zhu Lingyu, Yang Qiaohui, Liu Yixun, Yuan Jian, Wang Minghua, Xiang Dabing, Zou Liang, Wang Junzhen, Fan Yu.
燕麦(Avena sativa),又名铃铛麦或香麦,是禾本科燕麦属的一年生草本植物,具有较高的营养价值,常作为粮饲兼用型作物。燕麦具备抗旱、耐寒、耐贫瘠及耐盐碱等特性,可适应极端环境[1-
光合作用是作物物质生产与产量形成的关键环节,作物干物质积累中90%~95%来源于光合作用[9]。光合参数常被用于表征作物的光合能力及其对环境的适应能力[10]。丁位华等[11]研究发现,不同品种小麦的光合能力差异会对群体干物质积累量产生显著影响;Tang等[12]对12个小麦品种的研究表明,净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Gs)等光合参数存在显著差异,且高产小麦灌浆期的Pn高于抽穗期;Wei等[13]针对3种类型水稻的研究表明,高产量水稻的叶面积指数、抽穗后叶片Pn及叶绿素相对含量(SPAD值)均高于低产量水稻;冯国郡[14]研究发现,甜高粱品种的糖锤度和生物产量与灌浆期叶片Pn显著相关。因此,分析作物的光合特征指标对于深入了解作物生长发育及产量形成具有重要意义。
野生作物与栽培作物在光合特性方面存在显著差异。闫洪涛等[15]研究发现,栽培大豆叶片的Pn和SPAD值显著高于野生大豆;李秀秀等[16]研究显示,相较于野生木薯,栽培木薯的光合色素含量更高,对强光的耐受性和利用率更优。目前,燕麦光合特性的研究[17-18]主要集中于光合日变化以及不同处理方式对其光合特性的影响,但关于野生燕麦与栽培燕麦光合特性差异的研究仍较为匮乏。野生燕麦作为栽培燕麦的近缘种,种类多样且分布广泛,遗传多样性丰富[19-20]。本研究以不同基因型的野生和栽培燕麦为试验材料,探究燕麦不同生育期内旗叶多项农艺参数与光合特性的相关性,进一步分析这些特性与产量、籽粒特性等农艺性状之间的潜在关系及群体差异,旨在为燕麦的高产优质栽培与育种提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料
供试材料为野生燕麦Atl-3、Atl-5、Atl-6、Atl-8、Atl-11和栽培燕麦ITAO-32、ITAO-36、ITAO-38、ITAO-49、ITAO-50。
1.2 试验地概况
供试材料种植于四川省成都市金堂县五凤镇(30°35′ N,104°25′ E),该地气候温和,海拔436 m,年均气温17 ℃,年均降水量980 mm,无霜期286 d。土壤肥力中等,基础理化性质为pH 7.3、有机质32.40 g/kg、全氮2.32 g/kg、全磷0.97 g/kg、全钾15.90 g/kg。
1.3 试验设计
于2020年11月种植,2021年5-6月采收。采用随机区组设计,设置保护行,条播种植,每行播种15粒,行长1.5 m,行距1.0 m。播种前施用30 kg/hm2的复合肥(N:P:K=12:12:17)作为基肥。田间管理主要包括抽穗前期的中耕除草,灌水根据当地实际降水情况适当进行。3次重复。
1.4 测定项目与方法
1.4.1 农艺性状
于燕麦成熟期,测量株高、穗长和分蘖总数,以及千粒重、平均种子表面积、平均种子周长、平均种子长和平均种子宽。
1.4.2 光合生理指标
分别于燕麦抽穗期、灌浆前期、灌浆后期和成熟期,选择天气晴朗的上午9:00-11:00,选取具有代表性的大小相同、长势相似的燕麦旗叶为测定对象,3次重复。使用LI-6400便携式光合系统分析仪(LI-COR,美国)在田间测定Pn、Tr、Gs和旗叶胞间CO2浓度(Ci);使用SPAD-502 Plus叶绿素测定仪(柯尼卡美能达,日本)测定叶绿素相对含量(SPAD值);使用WinFOLIA多用途叶面积仪(Regent,加拿大)测定旗叶面积。为保证对比分析的可靠性及测定条件的一致性,测量时控制环境条件,其中光源采用仪器配备的内置人工光源,设定光照强度为1000 μmol/(m2·s),大气CO2浓度为350 μmol/mol,温度控制在25 ℃。
1.5 数据处理
采用Excel 2010软件整理数据,对计数数据进行平方根转换;采用SPSS 20.0软件进行方差分析,运用Duncan法进行差异显著性检验(P<0.05),结果以平均值±标准误表示;使用Origin 2024软件进行Pearson相关分析。
2 结果与分析
2.1 不同燕麦材料的光合特性参数
为筛选高光效的燕麦材料,分析10份材料的光合特性参数(表1)。抽穗期SPAD值最大的是ITAO-36,为57.14,显著高于野生群体的Atl-03、Atl-05和Atl-06,但与其余燕麦材料无显著差异;抽穗期SPAD值最小的是Atl-03,仅为44.39,Atl-05次之,两者无显著差异。灌浆前期Tr最大的是Atl-11,为7.80 mmol/(m2·s),与ITAO-36和ITAO-49无显著差异,但显著高于其他燕麦材料;Atl-05、Atl-08、ITAO-32、ITAO-38和ITAO-50间均无显著性差异;灌浆前期Tr最小的是Atl-06,仅为3.84 mmol/(m2·s),ITAO-32和ITAO-50次之,Atl-06与ITAO-32和ITAO-50存在显著差异。灌浆前期Ci最大的是Atl-06,为394.99 μmol/mol,显著高于其他燕麦材料;Atl-03、Atl-08、Atl-11、ITAO-36、ITAO-38、ITAO-49和ITAO-50间均无显著差异;灌浆前期Ci最小的是ITAO-32,仅为234.48 μmol/mol,Atl-03次之,两者存在显著差异。灌浆后期旗叶面积最大的是ITAO-38,为64.50 mm2,与ITAO-32、ITAO-36和ITAO-50无显著差异,但显著高于其他燕麦材料;灌浆后期旗叶面积最小的是Atl-08,仅为28.69 mm2,Atl-06次之,两者无显著差异。灌浆后期Pn最大的是ITAO-32,为5.71 μmol CO2/(m2·s),与ITAO-36无显著差异,但显著高于其他燕麦材料;灌浆后期Pn最小的是Atl-08,仅为1.05 μmol CO2/(m2·s),Atl-03次之,两者无显著差异。成熟期Gs最大的是Atl-03,为82.43 mmol/(m2·s),与ITAO-32和ITAO- 36无显著性差异,但显著高于其他燕麦材料;成熟期Gs最小的是Atl-08,仅为25.53 mmol/(m2·s),Atl-06次之,两者无显著差异,但与其他燕麦材料存在显著差异。综上所述,不同材料燕麦的光合特性存在较大差异。
表1 不同燕麦材料光合特性参数差异分析
Table 1
| 时期 Stage | 材料 Material | SPAD值 SPAD value | 旗叶面积 Flag leaf area (mm2) | Tr [mmol/(m2·s)] | Gs [mmol/(m2·s)] | Pn [μmol CO2/(m2·s)] | Ci (μmol/mol) | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 抽穗期 Heading | Atl-03 | 44.39±2.03c | 21.59±0.99e | 6.50±0.30de | 123.18±5.63e | 6.41±0.29e | 284.09±12.99d | |||||||
| Atl-05 | 47.51±1.23bc | 27.82±0.72cd | 5.95±0.15de | 101.82±2.64e | 4.56±0.12f | 348.02±9.04abc | ||||||||
| Atl-06 | 47.93±1.22bc | 25.93±0.66cde | 5.37±0.14e | 126.62±3.21e | 4.96±0.13ef | 397.21±10.09a | ||||||||
| Atl-08 | 55.09±0.99ab | 29.06±0.52c | 11.30±0.20ab | 535.23±9.63a | 9.63±0.10d | 386.78±6.96a | ||||||||
| Atl-11 | 53.19±2.06ab | 23.39±0.91de | 9.05±0.35c | 179.59±6.95d | 10.52±0.41cd | 303.15±11.74cd | ||||||||
| ITAO-32 | 55.71±1.58a | 43.65±1.24a | 10.38±0.30b | 454.26±12.91b | 16.24±0.46a | 358.81±10.19ab | ||||||||
| ITAO-36 | 57.14±1.93a | 43.31±1.46a | 10.15±0.34bc | 450.12±15.19b | 14.17±0.48b | 383.97±12.96a | ||||||||
| ITAO-38 | 54.52±0.94ab | 44.44±0.77a | 6.93±0.12de | 254.19±4.39c | 12.04±0.21c | 354.52±6.12ab | ||||||||
| ITAO-49 | 54.99±1.85ab | 41.25±1.39a | 12.43±0.42ab | 541.20±18.19a | 15.13±0.51ab | 367.60±12.36a | ||||||||
| ITAO-50 | 53.73±0.98ab | 36.32±0.66b | 5.35±0.10e | 150.46±2.75de | 10.25±0.19d | 312.47±5.72bcd | ||||||||
| 灌浆前期 Early grain-filling | Atl-03 | 49.07±2.24c | 36.81±1.68cd | 6.19±0.28b | 108.29±4.95cd | 5.48±0.25c | 279.32±12.77c | |||||||
| Atl-05 | 55.13±1.43abc | 33.61±0.87d | 4.93±0.13c | 84.61±2.20e | 3.53±0.09d | 330.21±8.58b | ||||||||
| Atl-06 | 50.10±1.27bc | 26.74±0.68e | 3.84±0.10d | 123.52±3.14c | 3.00±0.08d | 394.99±10.03a | ||||||||
| Atl-08 | 63.04±1.13a | 27.25±0.49e | 5.06±0.09c | 106.92±1.92cd | 4.89±0.14c | 280.37±5.05c | ||||||||
| Atl-11 | 58.04±2.25ab | 42.76±1.66bc | 7.80±0.30a | 161.44±6.25b | 3.62±0.19d | 284.02±11.00c | ||||||||
| ITAO-32 | 59.88±1.70a | 47.16±1.34ab | 4.90±0.14c | 101.99±2.90de | 9.74±0.28a | 234.48±6.66d | ||||||||
| ITAO-36 | 63.68±2.15a | 48.28±1.63ab | 7.50±0.25a | 186.20±6.28a | 9.54±0.32a | 319.92±10.80bc | ||||||||
| ITAO-38 | 60.47±1.04a | 50.00±0.86a | 4.99±0.09c | 106.08±1.83cd | 7.68±0.13b | 281.38±4.86c | ||||||||
| ITAO-49 | 61.31±2.06a | 43.10±1.45bc | 7.58±0.25a | 186.18±6.26a | 10.03±0.34a | 302.14±10.16bc | ||||||||
| ITAO-50 | 61.58±1.13a | 47.66±0.87ab | 4.90±0.09c | 95.42±1.75de | 5.66±0.10c | 299.36±5.48bc | ||||||||
| 灌浆后期 Late grain-filling | Atl-03 | 46.49±2.13b | 40.02±0.21c | 3.95±0.18bc | 86.37±3.95bc | 1.39±0.19de | 322.28±14.74cd | |||||||
| Atl-05 | 52.36±1.36ab | 42.31±1.56c | 3.20±0.08def | 79.81±2.07cd | 1.75±0.02cd | 431.56±11.21a | ||||||||
| Atl-06 | 46.08±1.17b | 33.30±0.85d | 3.38±0.09cdef | 68.90±1.75de | 2.38±0.06bc | 319.58±8.11cd | ||||||||
| Atl-08 | 60.03±1.08a | 28.69±0.52d | 2.94±0.05ef | 70.77±1.27de | 1.05±0.02e | 381.85±6.87ab | ||||||||
| Atl-11 | 53.59±2.08ab | 39.99±0.49c | 3.42±0.13cde | 92.64±3.59b | 1.89±0.24cd | 358.32±13.88bc | ||||||||
| ITAO-32 | 55.48±1.58a | 58.87±1.67a | 4.18±0.12b | 79.87±2.27cd | 5.71±0.16a | 285.91±8.12d | ||||||||
| ITAO-36 | 57.97±1.96a | 58.82±1.99a | 6.57±0.22a | 113.80±3.84a | 5.31±0.18a | 339.31±11.45bc | ||||||||
| ITAO-38 | 56.23±0.97a | 64.50±1.11a | 2.80±0.05f | 64.58±1.11ef | 2.33±0.04bc | 376.19±6.49b | ||||||||
| ITAO-49 | 57.77±1.94a | 51.55±1.73b | 3.13±0.11def | 54.08±1.82f | 2.27±0.08bc | 342.36±11.51bc | ||||||||
| ITAO-50 | 53.68±0.98ab | 64.07±1.17a | 3.66±0.07bcd | 89.69±1.64bc | 2.89±0.05b | 390.96±7.15ab | ||||||||
| 成熟期 Maturity | Atl-03 | 27.78±1.27f | 45.09±0.78cd | 3.87±0.18a | 82.43±3.77a | 1.30±0.16de | 350.30±16.02bcd | |||||||
| Atl-05 | 33.78±0.88de | 46.10±1.74cd | 1.86±0.05ef | 43.76±1.14de | 1.62±0.05cde | 430.29±11.18a | ||||||||
| Atl-06 | 21.96±0.56g | 35.73±0.92de | 1.42±0.04fg | 28.16±0.72fg | 2.17±0.06bc | 337.32±8.56cd | ||||||||
| Atl-08 | 39.78±0.72bc | 30.77±0.33e | 1.32±0.02g | 25.53±0.46g | 0.96±0.03e | 392.50±7.07ab | ||||||||
| Atl-11 | 42.93±1.66ab | 42.91±0.39d | 2.29±0.09de | 61.01±2.36c | 1.77±0.22cd | 314.15±12.17cd | ||||||||
| ITAO-32 | 47.02±1.34a | 65.82±3.25ab | 3.23±0.09b | 77.82±2.21ab | 5.22±0.14a | 314.13±8.92cd | ||||||||
| ITAO-36 | 36.41±1.23cd | 63.19±3.15ab | 3.45±0.12ab | 72.78±2.46ab | 5.07±0.26a | 364.36±12.30bc | ||||||||
| ITAO-38 | 30.63±0.53ef | 69.03±1.80a | 2.04±0.04e | 37.11±0.64ef | 2.22±0.09bc | 312.01±5.39d | ||||||||
| ITAO-49 | 48.18±1.62a | 55.11±3.80bc | 3.05±0.10bc | 70.47±2.37bc | 2.12±0.08bc | 348.60±11.72bcd | ||||||||
| ITAO-50 | 25.66±0.47fg | 68.64±3.60a | 2.65±0.05cd | 49.23±0.90d | 2.76±0.08b | 313.07±5.73cd | ||||||||
不同小写字母表示在P < 0.05水平差异显著,下同。
Different lowercase letters indicate significant differences at P < 0.05 level, the same below.
2.2 不同燕麦群体在不同时期的光合特性
野生群体与栽培群体的光合特性差异(表2)表明,两者在不同时期的光合特性差异明显。两者的SPAD值在抽穗期、灌浆前期、灌浆后期和成熟期呈先上升后下降的趋势,灌浆前期达到最大,成熟期最小。旗叶面积在4个生育期内不断上升,抽穗期最小,成熟期最大。Tr、Gs和Pn在4个生育期内持续下降,抽穗期最大,成熟期最小。在野生群体中,Ci先下降后上升,成熟期最大,灌浆前期最小;栽培群体中,Ci在抽穗期最大,灌浆前期最小。综上,野生燕麦和栽培燕麦在抽穗期的光合性能最佳,随着生长进程推进,其光合性能逐渐减弱。
表2 野生群体与栽培群体的光合特性差异分析
Table 2
| 时期 Stage | 群体 Population | 指标 Index | SPAD值 SPAD value | 旗叶面积 Flag leaf area (mm2) | Tr [mmol/(m2·s)] | Gs [mmol/(m2·s)] | Pn [μmol CO2/(m2·s)] | Ci (μmol/mol) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 抽穗期 Heading | 野生 | 平均值 | 49.6±1.2b | 25.6±0.8b | 7.6±0.6a | 213.3±43.6b | 7.2±0.7b | 343.9±12.5a |
| 范围 | 41.2~56.7 | 20.0~29.7 | 5.1~11.6 | 99.2~547.5 | 4.4~11.2 | 263.6~414.2 | ||
| 变异系数CV (%) | 9.4 | 12.0 | 30.5 | 79.2 | 35.2 | 14.1 | ||
| 栽培 | 平均值 | 55.2±0.7a | 41.8±0.9a | 9.1±0.7a | 370.1±38.9a | 13.6±0.6a | 355.5±7.4a | |
| 范围 | 51.7~61.0 | 35.5~46.2 | 5.2~13.1 | 147.0~571.2 | 10.0~16.9 | 305.3~409.8 | ||
| 变异系数CV (%) | 4.6 | 8.3 | 29.6 | 40.7 | 17.0 | 8.0 | ||
| 灌浆前期 Early grain-filling | 野生 | 平均值 | 55.1±1.5b | 33.4±1.7b | 5.6±0.4a | 117.0±7.0a | 4.1±0.3b | 313.8±12.6a |
| 范围 | 45.5~64.5 | 25.5~45.6 | 3.7~8.3 | 82.4~172.1 | 2.9~6.0 | 259.2~411.8 | ||
| 变异系数CV (%) | 10.7 | 19.4 | 25.5 | 23.1 | 24.1 | 15.5 | ||
| 栽培 | 平均值 | 61.4±0.7a | 47.2±0.8a | 6.0±0.4a | 135.2±11.3a | 8.5±0.5a | 287.5±8.4a | |
| 范围 | 56.6~68.0 | 40.5~51.5 | 4.6~8.0 | 93.2~196.5 | 5.5~10.6 | 221.5~341.5 | ||
| 变异系数CV (%) | 4.6 | 6.4 | 22.6 | 32.3 | 20.5 | 11.3 | ||
| 灌浆后期 Late grain-filling | 野生 | 平均值 | 51.7±1.5b | 36.9±1.4b | 3.4±0.1a | 79.7±2.6a | 1.7±0.1b | 362.7±11.9a |
| 范围 | 43.1~61.4 | 27.7~43.9 | 2.8~4.3 | 65.8~98.8 | 1.0~2.5 | 299.1~454.0 | ||
| 变异系数CV (%) | 11.3 | 14.7 | 11.3 | 12.8 | 30.2 | 12.7 | ||
| 栽培 | 平均值 | 56.2±0.7a | 59.6±1.4a | 4.1±0.4a | 80.4±5.6a | 3.7±0.4a | 347.0±10.3a | |
| 范围 | 52.4~61.9 | 48.4~64.9 | 2.7~7.0 | 50.8~121.5 | 2.1~5.9 | 270.1~405.1 | ||
| 变异系数CV (%) | 5.0 | 9.0 | 34.3 | 27.0 | 42.1 | 11.5 | ||
| 成熟期 Maturity | 野生 | 平均值 | 33.3±2.1a | 40.1±1.6b | 2.2±0.3b | 48.2±5.8a | 1.6±0.1b | 364.9±11.9a |
| 范围 | 21.0~45.8 | 30.2~49.1 | 1.3~4.2 | 24.6~89.4 | 0.9~2.2 | 292.8~452.6 | ||
| 变异系数CV (%) | 24.4 | 15.7 | 44.9 | 46.2 | 29.7 | 12.6 | ||
| 栽培 | 平均值 | 37.6±2.4a | 64.4±1.8a | 2.9±0.1a | 61.5±4.2a | 3.5±0.4a | 330.4±6.8b | |
| 范围 | 25.1~50.9 | 48.9~75.7 | 2.0~3.7 | 35.9~80.9 | 2.0~5.5 | 296.8~388.9 | ||
| 变异系数CV (%) | 24.8 | 11.0 | 18.3 | 26.7 | 41.5 | 8.0 |
野生群体与栽培群体的光合特性也存在较大差异。野生群体的SPAD值在抽穗期、灌浆前期和灌浆后期均显著低于栽培群体,而在成熟期无显著性差异;总体而言,野生群体的变异系数大于栽培群体。类似地,野生群体的旗叶面积在抽穗期、灌浆前期、灌浆后期和成熟期均显著低于栽培群体,总体而言,野生群体的变异系数同样大于栽培群体。野生群体的Tr在抽穗期、灌浆前期和灌浆后期均与栽培群体无显著差异,仅在成熟期显著低于栽培群体;野生群体在3个生育期(抽穗期、灌浆前期和成熟期)的变异系数大于栽培群体。野生群体的Gs在抽穗期显著低于栽培群体,而在灌浆前期、灌浆后期和成熟期均与栽培群体无显著性差异。野生群体的Pn在抽穗期、灌浆前期、灌浆后期和成熟期均显著低于栽培群体。野生群体和栽培群体的Ci在抽穗期、灌浆前期和灌浆后期与栽培群体无显著差异,仅在成熟期显著高于栽培群体;总体而言,野生群体的变异系数较大。综上,野生群体的SPAD值、旗叶面积、Tr和Ci离散程度更高,基因型遗传多样性更加丰富;而栽培燕麦的光合性能高于野生燕麦,表明其可能具有更强的光合能力,且光合特性更加稳定。
2.3 不同燕麦材料的农艺性状
为筛选优异的种质资源,比较10份燕麦材料的农艺性状(表3)。株高最高的是Atl-08,达197.2 cm,与其他燕麦材料存在显著性差异,Atl- 03、Atl-11、ITAO-32、ITAO-36和ITAO-50间均无显著性差异;株高最低的是ITAO-38,仅97.0 cm,其次是ITAO-49,两者之间无显著差异。穗长最长的是ITAO-32,达46.0 cm,穗长最短的是ITAO-50,仅28.0 cm,与其他燕麦材料无显著差异。分蘖总数最多的是Atl-08和Atl-05,达27.0,与Atl-03、Atl-06和Atl-11无显著性差异,但与其他燕麦材料存在显著差异;分蘖总数最少的是ITAO-38,仅为9.0,其次是ITAO-50,两者之间无显著差异,并且与ITAO-32、ITAO-36和ITAO-49均无显著差异。千粒重最大的是ITAO-36,达23.1 g,与其他燕麦材料存在显著差异,Atl-05、Atl-06、ITAO-38和ITAO-50之间均无显著差异;千粒重最小的是Atl-03,仅为10.9 g,其次是Atl-08,两者之间无显著差异,但与其他燕麦材料存在显著差异。平均种子表面积最大的是ITAO-36,达17.2 mm2,与ITAO-49和ITAO-50之间无显著差异,但其他燕麦材料存在显著差异;平均种子表面积最小的是Atl-03,仅为13.7 mm2,其次是Atl-08,Atl-03与Atl-06、Atl-08和ITAO-38之间均无显著差异,但与其他燕麦材料存在显著差异。平均种子周长最大的是Atl-03,达22.8 mm,其次是Atl-08,两者之间无显著差异,但与其他燕麦材料存在显著差异;平均种子周长最小的是ITAO-38,仅为18.0 mm,其次是Atl-06,ITAO-38与Atl-06和Atl-11之间无显著差异,但与其他燕麦材料存在显著差异。平均种子长最大的是Atl-03,达9.9 mm,其次是Atl-08,两者之间无显著差异,但与其他燕麦材料存在显著差异;平均种子长最小的是ITAO- 38,仅为7.8 mm,与Atl-06和Atl-11之间无显著差异,但与其他燕麦材料存在显著差异。平均种子宽最大的是ITAO-50,达2.4 mm,其次是ITAO-36,ITAO-50与Atl-11、ITAO-32、ITAO-36、ITAO-38和ITAO-49无显著差异,但与其他燕麦材料存在显著性差异;平均种子宽最小的是Atl-08,仅为2.1 mm,其次是Atl-05,Atl-08与Atl-03、Atl-05、Atl-06和ITAO-38无显著差异,但与其他燕麦材料存在显著差异。综上所述,不同燕麦材料在各性状上存在较大差异,为筛选优异种质资源提供了重要参考。
表3 不同燕麦材料的农艺性状
Table 3
| 材料 Material | 株高 Plant height (cm) | 穗长 Panicle length (cm) | 分蘖总数 Total tiller number | 千粒重 1000-grain weight (g) | 平均种子表面积 Mean surface area of seed (mm2) | 平均种子周长 Mean seed circumference (mm) | 平均种子长 Mean seed length (mm) | 平均种子宽 Mean seed width (mm) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Atl-03 | 133.6±5.1cd | 43.9±3.9a | 24.7±2.0ab | 10.9±0.0e | 13.7±0.0c | 22.8±0.0a | 9.9±0.0a | 2.1±0.0cd |
| Atl-05 | 169.9±3.9b | 42.5±3.4a | 27.0±1.2a | 15.2±0.2cd | 15.3±0.2b | 20.5±0.2bc | 9.0±0.1bc | 2.1±0.0bcd |
| Atl-06 | 164.8±0.6b | 35.5±1.0a | 22.3±5.2abc | 14.2±0.2d | 14.0±0.2c | 18.8±0.2ef | 8.2±0.1de | 2.2±0.0bcd |
| Atl-08 | 197.2±2.1a | 41.1±10.5a | 27.0±1.5a | 11.8±0.1e | 13.9±0.3c | 21.7±0.1ab | 9.5±0.1ab | 2.1±0.0d |
| Atl-11 | 141.1±7.9c | 36.7±3.5a | 26.3±1.2ab | 15.5±0.3c | 15.3±0.3b | 19.0±0.3def | 8.2±0.1de | 2.3±0.0abc |
| ITAO-32 | 139.7±0.8c | 46.0±0.4a | 16.7±0.3bcd | 17.0±0.1b | 15.9±0.1b | 20.0±0.1cde | 8.6±0.0cd | 2.3±0.0ab |
| ITAO-36 | 135.9±2.4c | 37.0±1.3a | 14.0±2.0cd | 23.1±0.1a | 17.2±0.1a | 20.3±0.1cd | 8.7±0.1cd | 2.4±0.0ab |
| ITAO-38 | 97.0±0.8e | 39.2±4.0a | 9.0±0.6d | 15.2±0.4cd | 14.1±0.3c | 18.0±0.4f | 7.8±0.2e | 2.2±0.1abcd |
| ITAO-49 | 113.4±5.5de | 39.8±4.2a | 16.3±0.7bcd | 16.7±0.3b | 16.2±0.3ab | 19.8±0.3cde | 8.6±0.2cd | 2.3±0.0abc |
| ITAO-50 | 120.7±6.8cd | 28.0±3.0a | 11.3±0.9d | 14.6±0.2cd | 16.2±0.3ab | 20.5±0.3bc | 8.9±0.2c | 2.4±0.0a |
2.4 燕麦光合特性与农艺性状的相关性
燕麦光合特性与农艺性状的相关性分析(图1)表明,株高与旗叶面积呈显著负相关,且在灌浆期相关性最大,抽穗期相关性最小。株高与成熟期Tr和Gs呈显著负相关,与成熟期Ci呈显著正相关。分蘖总数与旗叶面积呈显著负相关,在灌浆后期相关性最大,灌浆前期相关性最小。分蘖总数与Pn呈显著负相关,在灌浆前期相关性最大,灌浆后期相关性最小。除成熟期外,千粒重与SPAD值和旗叶面积呈显著正相关,在抽穗期相关性最大,灌浆后期相关性最小。千粒重与灌浆期Tr和Gs呈显著正相关。千粒重与Pn呈显著正相关,在成熟期相关性最大,抽穗期和灌浆前期相关性最小。平均种子表面积与SPAD值呈显著正相关,在抽穗期和灌浆前期相关性最大;在成熟期时相关性最小。平均种子表面积与旗叶面积呈显著正相关,在灌浆前期相关性最大,抽穗期相关性最小。平均种子表面积与Pn呈显著正相关,在灌浆后期和成熟期相关性最大,灌浆前期相关性最小。除抽穗期外,平均种子表面积与其他3个生育期的Tr和Gs呈显著正相关。平均种子周长和平均种子长与成熟期Ci呈显著正相关。平均种子宽与抽穗期和灌浆前期SPAD值呈显著正相关。平均种子宽与旗叶面积呈显著正相关,在灌浆前期相关性最大,抽穗期相关性最小。平均种子宽与Pn呈显著正相关,在灌浆后期和成熟期相关性最大,灌浆前期相关性最小。
图1
图1
燕麦光合特性与农艺性状的相关性分析
HS:抽穗期;EGFS:灌浆前期;LGFS:灌浆后期;MS:成熟期;PH:株高;PL:穗长;TTN:分蘖总数;TKW:千粒重;MSAS:平均种子表面积;MSC:平均种子周长;MSL:平均种子长;MSW:平均种子宽。“*”表示在P < 0.05水平显著相关。
Fig.1
Correlation analysis between photosynthetic characteristics and agronomic traits of oat
HS: heading stage; EGFS: early grain-filling stage; LGFS: late grain-filling stage; MS: maturity stage; PH: plant height; PL: panicle length; TTN: total tiller number; TKW: 1000-grain weight; MSAS: mean surface area of seed; MSC: mean seed circumference; MSL: mean seed length; MSW: mean seed width.“*”indicates significant correlations at P < 0.05 level.
3 讨论
光合作用为植物生长发育提供主要的能量和营养物质,不同植物或同种植物的不同品种在光合性能上可能存在显著差异,这些差异一方面由作物的遗传特性决定,另一方面则受到环境因素和栽培管理措施的多重影响[21]。杨学乐等[22]测定32个绿豆品种在花荚期的光合指标,发现不同品种在Pn、Gs、Tr、Ci和水分利用效率等光合参数上均存在显著差异,且各参数之间的变异程度不同。罗海玲等[23]研究了野生和栽培苦瓜的光合特性,发现野生苦瓜的Pn高于栽培品种,二者的光合特性存在差异。本试验对野生燕麦和栽培燕麦的光合参数进行测定与分析,结果显示栽培燕麦的光合性能优于野生燕麦。这种差异可能是由于在不同生育期内,栽培燕麦的旗叶面积始终大于野生燕麦。旗叶作为穗下第一片叶,是进行光合作用并为籽粒提供干物质的主要器官。随着燕麦旗叶面积的增加,光合有效表面积扩大,叶绿素含量增加,进而提高了旗叶对CO2的同化能力,使燕麦的Pn上升。这一发现与黄琴等[24]的研究结果一致,即增大旗叶面积可提高小麦的Pn。因此,实际生产中优先选择旗叶面积较大的燕麦品种,有助于提高光能利用率,进而增加产量。变异系数反映离散程度,数值越大则离散程度越高[25-26]。野生燕麦的光合参数变异系数普遍高于栽培燕麦,表明其基因型多样性较高,遗传信息更加丰富,为优良种质筛选提供了有利条件。相比之下,栽培燕麦的光合特性在品种间差异较小,表现出相对稳定性。
Pn能够反映植物在单位时间内积累的干物质量。抽穗期作为植物生长发育的重要阶段,是产量形成的关键时期,也是植物由营养生长转向生殖生长的标志[27]。本试验结果显示,野生燕麦和栽培燕麦的Pn在抽穗期、灌浆前期、灌浆后期及成熟期逐渐递减,在抽穗期达到最高值,表明抽穗期光合作用可能为籽粒灌浆提供了充足的光合产物。但杨迎月[28]研究发现燕麦在灌浆期的Pn最高,与本研究结果存在差异,可能是由于燕麦品种或环境因素的差异所致。由于Tr和Gs在4个生育期内与Pn的变化趋势一致,因此它们可能是影响Pn的主要因素。蒸腾作用不仅促进根系吸收的营养物质运输到植物各部位,也是光合作用的水分来源。Gs反映了作物叶片表面气孔的开放程度,是植物与环境进行气体交换和水分吸收的主要通道。项超等[29]发现在43个小麦品种中,旗叶Pn与Tr在3个生育期内均呈正相关。赵姝丽等[30]研究发现,籼粳稻杂交后代的剑叶Gs与Pn之间呈显著正相关,表明在4个生育期内,抽穗期Pn最高可能是由于燕麦较高的Tr和Gs。
植物的农艺性状与光合特性密切相关。千粒重是影响燕麦产量形成的关键因素之一[31]。本试验结果显示,千粒重在抽穗期、灌浆期和成熟期均与Pn、旗叶面积、SPAD值呈显著正相关,其中与成熟期Pn的相关性最强。表明Pn、旗叶面积和SPAD值均显著影响燕麦的千粒重,且成熟期Pn对千粒重的影响最为显著。因此,在实际生产中,提高成熟期的Pn对提升燕麦的粒重和产量具有重要意义。这一结果与汤军[32]在水稻中的研究结果不一致,可能是由于品种、试验条件和栽培措施等差异所致。株高与旗叶面积呈显著负相关,且在灌浆期的相关性最强,表明株高显著影响旗叶面积,株高越矮,旗叶面积越大。这一发现与刘筱颖等[33]和严俊等[34]的研究结果一致。
4 结论
野生燕麦和栽培燕麦在光合特性和农艺性状上存在显著差异,野生燕麦的变异系数高于栽培燕麦,表明其基因型具有更高的多样性,相比之下,栽培燕麦的光合性能更强且更稳定。Pn、SPAD值和旗叶面积与千粒重、平均种子表面积呈显著正相关。野生群体中,Atl-11的光合特性和农艺性状最优;栽培群体中,ITAO-36的光合特性和农艺性状最优,二者均可作为优良种质资源。
参考文献
燕麦种质资源耐盐碱性鉴定评价及耐盐碱种质筛选
DOI:10.3724/SP.J.1006.2023.21032
[本文引用: 1]
受气候变化及人类生产活动影响, 世界盐碱地范围不断扩大, 土壤盐碱化现已成为限制农业生产发展的重要因素。燕麦是一种耐盐碱性较强的作物, 为了评价燕麦种质资源耐盐碱性及筛选耐盐碱的燕麦种质, 本研究利用125 mmol L<sup>-1</sup> NaCl、Na<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>和NaHCO<sub>3</sub> (物质的量比为1∶1∶1)的混合盐碱溶液对485份燕麦核心种质材料进行发芽胁迫处理, 测定了发芽期发芽势、发芽率、根长、芽长、根鲜重、芽鲜重、根干重和芽干重8项指标, 利用相关性分析、主成分分析、隶属函数分析及聚类分析等方法对参试燕麦种质进行了耐盐碱综合评价及筛选。结果表明: 盐碱胁迫对测定的8项指标均表现出抑制作用; 盐碱胁迫下各指标的隶属函数值之间, 及各指标隶属函数值与综合评价值之间均呈现出极显著的正相关性; 通过主成分分析将8项测定指标转换成了2个主成分, 累计方差贡献率为76.926%; 结合隶属函数分析与聚类分析共筛选出2份高耐盐碱型的燕麦材料: 燕1606和海阔夫斯基596号, 将485份燕麦种质的耐盐碱性划分成了5个等级, 其中高耐盐碱材料2份、耐盐碱材料49份、中等耐盐碱材料147份、盐碱敏感材料129份、盐碱极敏感材料158份; 综合相关性分析、主成分分析和逐步回归方程结果, 确定芽长作为发芽期燕麦耐盐碱筛选的首选指标, 其次根鲜重、芽鲜重、发芽势和发芽率也是进行发芽期燕麦耐盐碱综合评价及筛选的重要指标。
饲用燕麦栽培技术研究进展
Health benefits of oat: current evidence and molecular mechanisms
黄淮麦区不同小麦品种生育前期光合生理特性及物质积累变化研究
DOI:10.7668/hbnxb.2016.02.020
[本文引用: 1]
为了解黄淮麦区不同小麦主推品种在生育前期的光合生理特性及其干物质积累变化特点,且为筛选高光合育种亲本提供依据,以温麦6号、周麦18、矮抗58、百农418和百农419为试材,研究了其生育前期光合速率、叶绿素含量(SPAD)、叶绿素荧光参数、叶面积指数(LAI)及干物质积累变化规律。结果表明,在生育前期,百农419表现出较强的光合生理特点,其SPAD值在1月10日、1月25日、2月10日、3月1日分别比温麦6号高出2.75%,3.55%,1.43%,20.50%,比周麦18高出8.76%,10.82%,15.80%,16.44%,比矮抗58高出14.19%,16.16%,2.05%,13.74%,比百农418高出14.67%,10.63%,6.01%,13.55%;最大光化学效率(Fv/Fm)和电子传递速率(ETR)在4个测定时期均最高,显著高于温麦6号,在1月10日、1月25日、2月10日3个时期显著高于周麦18;光合速率比温麦6号高出20.75%,14.08%,2.91%和13.40%,比周麦18高出44.49%,31.67%,14.96%和20.10%,比矮抗58高出76.11%,28.30%,9.43%和17.51%,比百农418高出49.95%,82.29%,31.40%和20.35%;LAI明显高于其他品种,最终表现为生育前期百农419干物质积累较多。不同小麦品种在生育前期的光合生理特性结果表明,百农419具有作为高光效育种亲本的潜力。
Physiological characteristics, crop growth and grain yield of twelve wheat varieties cultivated in the North China Plain
DOI:10.3390/agronomy13123041
URL
[本文引用: 1]
Climate change and water resource shortages have become important problems limiting winter wheat production in the North China Plain (NCP). Understanding the physiological characteristics of different wheat varieties and their relationship with crop growth and yield is of great importance for addressing climate change through a scientific approach, adopting reliable wheat varieties, and ensuring food production. This study was conducted throughout three winter wheat seasons from 2018 to 2021. The crop growth, physiological indicators, crop yields, and water productivity (WP) of 12 wheat varieties widely cultivated in the NCP were measured to investigate the relationships between physiological characteristics and crop yield. The results showed that among the three wheat seasons, the maximum plant height of each wheat variety was relatively stable, while the changes in maximum plant density (PDm), maximum leaf area index (LAIm), and maximum dry matter (DMm) were highly variable. The gas exchange parameters and fluorescence parameters of wheat flag leaves varied with growth stage, and certain varieties were sensitive to water stress. The wheat grain yield, seasonal crop evapotranspiration (ETa), and WP of the 12 varieties were similar in the 2019–2020 and 2020–2011 seasons and were approximately 25%, 7%, and 19% higher than those in the 2018–2019 season, respectively, in which there were consecutive cool events in the winter and spring. Generally, the grain yields were positively correlated with PDm, LAIm, DMm, ETa, the harvest index, and WP, at a significance level of 0.01. The high-yield wheat varieties had higher photosynthetic rates in the middle and late grain-filling stages. Based on these relationships, high-yield wheat varieties may be selected to address climate change in the NCP as well as other regions in the world. Considering the variations in yield and WP in the three different climatic conditions, we recommend Yingbo700, Lunxuan103, Shimai26, Shinong086, Han6172, and Hanong1412 as high-yield and drought-resistant wheat varieties to be used in the NCP.
Agronomic and physicochemical properties facilitating the synchronization of grain yield and the overall palatability of Japonica rice in East China
DOI:10.3390/agriculture12070969
URL
[本文引用: 1]
Understanding the agronomic and physicochemical characteristics related to grain yield and grain quality is an ongoing hotspot. In 2018 and 2019, high-yielding rice with good palatability (HYGP), high-yielding rice with poor palatability (HYPP), and low-yielding rice with good palatability (LYGP) were grown in paddy fields to explore the main traits underlying the better grain yield and overall palatability of HYGP. HYGP and HYPP demonstrated a 18.1–20.7% higher grain yield (p < 0.05) than LYGP; HYGP and LYGP gave an overall palatability from 75.2 to 77.0, higher (p < 0.05) than HYPP. The higher grain yield of HYGP compared to that of LYGP resulted from a larger sink size because of the spikelets per panicle and the higher total shoot biomass weight (p < 0.05). HYGP exhibited more (p < 0.05) panicles per m2 but lower spikelets per panicle and 1000-grain weight than HYPP and maintained a similar grain yield to HYPP. Compared with HYPP and LYGP, HYGP exhibited more (p < 0.05) biomass accumulation from heading to maturity, supported by the higher leaf area index, post-heading leaf photosynthetic rate, and SPAD values. HYGP had higher (p < 0.05) adenosine diphosphate glucose pyrophosphorylase and starch branching enzyme activities at the middle and late grain-filling stages than HYPP and LYGP. HYGP and LYGP had a lower (p < 0.05) chalky area, chalky degree, amylose content, setback, grain protein content, and prolamin content than HYPP, while it had a higher (p < 0.05) gel consistency, breakdown, and ratio of glutelin content to prolamin content. Our results suggested that optimized yield components, more biomass accumulation through improved leaf photosynthetic capacities, a lower amylose content with coordinated enzyme activities involved in starch synthesis, and a lower grain protein content with a better composition were the main traits facilitating the better grain yield and overall palatability of rice in east China.
栽培型木薯Ku50的高光效生理特性分析
DOI:10.3969/j.issn.1000-2561.2023.07.012
[本文引用: 1]
为探究栽培型木薯Ku50的高光效生理特性,选用野生型木薯W14,近缘野生型A4047以及栽培型木薯Ku50为材料,通过对其功能叶片光合色素含量,净光合速率(包括光合日变化及光强-光响应曲线)及不同光强条件下的叶绿素荧光参数[包括光系统Ⅱ的实际光能转换效率Y(Ⅱ)及非光化学淬灭系数NPQ]进行测定分析,研究不同品种木薯的光合生理特性。结果表明:栽培型木薯Ku50各项光合色素含量显著高于野生型木薯W14,与近缘野生型A4047无明显差异,推测Ku50及A4047具备更高的光合碳固定能力;光合日变化测定结果显示,净光合速率Ku50略大于A4047,均远大于W14,且Ku50及A4047不存在午间光抑制现象,而W14存在较明显午间光抑制现象,推测Ku50及A4047对强光的光能转化效率较高,耐强光性更强。进一步测定光强-光响应曲线结果显示,截至最大光强2500 μmol/(m<sup>2</sup>·s),3种木薯品种均未达到光饱和点,且随着诱导光强的升高,其净光合速率同样呈现Ku50>A4047>W14的趋势,其中Ku50可达到约40 μmol/(m<sup>2</sup>·s),A4047可达到约34 μmol/(m<sup>2</sup>·s),而W14仅可达到约15 μmol/(m<sup>2</sup>·s),表明Ku50的耐强光性更强,光能转化效率更高。此外,通过测定叶绿素荧光参数深入分析不同品种木薯对光能的吸收及分配利用,结果表明,在强光作用条件下,Ku50光系统Ⅱ的实际光能转化效率[-Y(Ⅱ)]显著高于W14,略高于A4047,但无明显差异(P>0.05);而Ku50的非光化学淬灭系数(-NPQ)则显著低于W14及A4047,表明Ku50耗散为热量的光能较低,反向证明Ku50其光能转化效率较高,与光合色素含量及净光合速率测定结果相统一。因此,研究结果表明,栽培型木薯Ku50高光效特性由强光诱导产生,且对强光的耐受性更强,利用率更高。
减氮配施有机肥对‘青海甜燕麦’光合特性和产量的影响
DOI:10.11733/j.issn.1007-0435.2022.02.027
[本文引用: 1]
为探究减氮配施有机肥对燕麦光合特性和产量的影响,本研究以‘青海甜燕麦’(Avena sativa‘Qinghai’)为试验材料,设不施氮(CK)、常规施肥施氮(T1)、75%氮肥+有机肥(T2)、50%氮肥+有机肥(T3)、75%氮肥(基肥∶拔节肥=3∶7)+有机肥(T4)和50%氮肥(基肥∶拔节肥=3∶7)+有机肥(T5)6个处理并测定了燕麦的的生长发育、光合生理和营养品质指标。结果表明:75%氮肥配施有机肥分期施用能获得较高的秸秆产量和种子产量,比常规施氮水平分别提高10.16%和5.54%;在抽穗、开花和乳熟期75%氮肥配施有机肥分期施用对‘青海甜燕麦’的生长发育、光合生理指标、营养品质起到改善作用;相关性表明种子产量与千粒重、单株小穗数、单株穗粒数和穗长呈显著正相关关系(P<0.001),相关性系数分别达0.69,0.75,0.85和0.93。综上,给燕麦按比例分期施用75%氮肥配施有机肥在青海省湟中地区效果最佳。
川西北高原50份燕麦种质农艺性状遗传多样性分析及综合评价
DOI:10.11686/cyxb2020062
[本文引用: 1]
为客观评价燕麦种质资源农艺性状的遗传多样性,本试验对50份国外引进燕麦种质资源的27个农艺性状进行了形态多样性指数分析,并对其中的16个数量性状进行相关性分析、聚类分析和主成分分析,结果表明:遗传多样性指数最高的是穗长 (H'=2.04),变异系数最大的是营养枝数(63.36%);鲜草产量与干草产量、株高、分蘖数等呈极显著正相关(P<0.01);聚类分析将50份燕麦种质资源分为4大类群,第Ⅰ类群为早熟种质,具有植株高大、单株鲜草产量高、茎节数和小穗多、茎秆粗壮等特点,可作为选育多目标性状的优良种质或材料;第Ⅱ类群为中晚熟种质,但有益性状不明显;第Ⅲ类群属于中熟种质,植株分蘖能力强,种子千粒重高,可作为选育高产分蘖能力强的优良亲本;第Ⅳ类群属于晚熟种质,植株茎秆粗壮,可作为选育抗倒品种的优良亲本。主成分分析将16个数量性状指标集中在累计贡献率达77.00%的5个主成分中:第一主成分与燕麦牧草产量密切相关;第二主成分载荷最高的是单株营养枝数;第三主成分载荷最高的是生殖枝数;第四和五主成分主要反映茎节数和株高。综上所述,川西北地区引进的50份国内外燕麦种质资源的遗传多样性丰富,综合评价表明,种质Golden Yellow、Lightning、Golden Rain Ⅱ、Bambull Ⅱ可以作为亲本以改良当地燕麦品种。
Gene regulatory network and abundant genetic variation play critical roles in heading stage of polyploidy wheat
DOI:10.1186/s12870-018-1591-z [本文引用: 1]
籼粳交RILs剑叶气孔与光合特性的初步研究
DOI:10.7668/hbnxb.2010.06.038
[本文引用: 1]
以典型籼稻七山占和典型粳稻秋光构建的重组自交系(RILs)F10的202个株系为试材,研究剑叶气孔性状与光合特性及其相互关系的结果表明:七山占气孔密度显著高于秋光,RILs呈接近正态的连续分布,峰值接近中亲值,向正负双向表现明显的超亲遗传;按程氏指数分类,气孔密度表现为偏粳型>偏籼型>籼型>粳型,且粳型与籼型、偏籼型、偏粳型的差异分别达到了极显著水平,而籼型与偏籼型、偏粳型的差异不明显;气孔密度和气孔大小与光合特性的相关性均未达到显著水平,总体上气孔导度与光合速率和蒸腾速率呈极显著正相关,但是不同类型气孔导度与光合速率的关系以及气孔导度的主要影响因素还有待进一步深入研究。
山西小麦育成品种农艺性状演变趋势及关联分析
DOI:10.13304/j.nykjdb.2019.0385
[本文引用: 1]
为了解山西省小麦种质资源的产量和农艺性状特征,以山西省建国以来审定品种为材料,在系统获得抽穗期、小穗数、千粒重、穗粒数、株高、穗长、穗颈长、穗下节间、沟数、分蘖、旗叶面积、旗叶长、旗叶宽等17个农艺性状表型数据基础上,进行农艺性状演变趋势及关联分析。结果表明,在育种过程中不同性状的变异程度不同,其中穗颈长的变异系数最高,小穗数的变异系数最低;随着品种选育时间变化,农艺性状也随之发生变化。株型方面,平均株高由110~120 cm降低到75~90 cm,整体株型得到明显改进,由高秆披叶变为矮杆直叶,受光状态显著改善;产量性状方面,分蘖数趋于稳定,千粒重、穗粒数和小穗数不断提高;小穗数和穗粒数与千粒重相关性未达到显著水平,穗粒数与小穗数呈显著正相关,说明在山西省小麦发展历程中小穗数和穗粒数有协同提高趋势。关联分析发现33个SSR标记与农艺性状显著关联,单个标记对表型变异的解释率为5.6%~25.3%,这些标记可为分子标记辅助育种提供理论参考。
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