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播期和种植密度对油菜产量和茎秆抗倒性的影响

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中国农业科学 2021年第8期54卷 1613-1626页

作者：袁圆汪波周广生刘芳黄俊生蒯婕华中农业大学植物科学技术学院全国农业技术推广服务中心建始县畜牧技术推广站

【目的】茎秆倒伏是制约我国油菜生产效益提高的重要因素,研究不同播期及密度下油菜茎秆抗倒性变化规律及其生理机制,为油菜高产抗倒栽培提供理论及技术支撑。【方法】本研究以华油杂62和沣油520为材料,设置2个播期(9月25日、10月25日)... 详细信息

【目的】茎秆倒伏是制约我国油菜生产效益提高的重要因素,研究不同播期及密度下油菜茎秆抗倒性变化规律及其生理机制,为油菜高产抗倒栽培提供理论及技术支撑。【方法】本研究以华油杂62和沣油520为材料,设置2个播期(9月25日、10月25日)和4个密度(15×10~4、30×10~4、45×10~4和60×10~4株/hm~2)裂区试验,测定产量及其构成,茎秆抗折力、倒伏指数、显微结构、主要成分及木质素合成关键酶活性等指标。【结果】(1)9月25日播种(T1),密度从15×10~4 hm-2增至60×10~4 hm-2,油菜单株产量、单株角果数及每角粒数均下降,小区产量在45×10~4 hm-2处理达峰值,此时倒伏指数最小,抗倒能力最强,产量及抗倒性协同提高;播期推迟至10月25日(T2),在任何密度下,小区产量、单株产量、单株角果数及每角粒数均显著降低,但地上部鲜重下降更明显,导致迟播油菜的倒伏指数下降、抗倒性增强。(2)适期播种时,密度增大,株高和茎秆干重均显著降低,倒伏指数呈先降后增的趋势,易倒伏部位从主茎中上部转移至主茎中下部,茎秆维管束长度/髓腔外组织宽度和维管束面积/茎横截面积等指标参数逐渐增加,茎秆木质素和纤维素含量呈先增后降趋势。油菜播期从T1推迟至T2,株高和茎秆干重均显著降低,茎秆木质素、纤维素含量显著下降,但植株地上部鲜重降幅较大,倒伏指数下降,抗倒性增强。逐步回归分析表明木质素是改善输导组织结构、协调倒伏指数及小区产量的关键指标,茎秆木质素含量及群体木质素总量高,可同时获得较强的茎秆抗倒性及较高的小区产量。(3)适期播种,密度从15×10~4 hm-2增至60×10~4 hm-2时,与木质素合成相关的过氧化物酶(POD)、肉桂醇脱氢酶(CAD)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)及4-香豆酰-CoA连接酶(4CL)酶活性增强,油菜播期从T1推迟至T2,木质素合成酶POD、CAD、PAL、4CL的活性均显著降低。【结论】不同播期条件下,优化种植密度,可显著提高油菜的群体产量;且播期推迟,可通过进一步增大种植密度弥补单株产量的不足,晚播密植条件下茎秆木质素合成能力增强,木质素含量增加,协调了高产和抗倒的矛盾。

关键词：油菜播期密度抗倒性产量

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不同小麦品种茎秆特性及其与抗倒性的关系

应用生态学报 2016年第5期27卷 1496-1502页

作者：王丹丁位华冯素伟胡铁柱李淦李笑慧杨艳艳茹振钢河南科技学院小麦中心/河南省现代生物育种协同创新中心/河南省高等学校作物分子育种重点开放实验室河南新乡453003

以黄淮麦区优良品种矮抗58、周麦18、豫麦49、百农418为研究对象,采用田间试验与实验室分析相结合的方法,对不同小麦品种在不同生育时期的抗倒伏性状进行研究.结果表明:茎秆机械强度在开花期至花后20 d处于较高水平,在花后30 d明显下降... 详细信息

以黄淮麦区优良品种矮抗58、周麦18、豫麦49、百农418为研究对象,采用田间试验与实验室分析相结合的方法,对不同小麦品种在不同生育时期的抗倒伏性状进行研究.结果表明:茎秆机械强度在开花期至花后20 d处于较高水平,在花后30 d明显下降;倒伏指数在开花期最小,花后30 d最大,其余两个时期处于中间水平.相关分析表明,开花期机械强度与重心高度呈显著负相关,与纤维素、木质素含量呈显著正相关,倒伏指数与节长、株高、重心高度呈显著正相关,与纤维素、木质素含量呈显著负相关;花后10 d和花后20 d机械强度与节长、株高、重心高度呈显著负相关,与茎粗、纤维素、半纤维素、木质素含量呈显著正相关,倒伏指数这段时期正好与之相反;花后30 d机械强度与株高、重心高度呈显著负相关,倒伏指数与株高、重心高度呈显著正相关,与木质素含量呈显著负相关.因此,明确各个生育时期与抗倒性相关的茎秆特性,可为黄淮麦区高产抗倒性品种的选育提供依据.

关键词：小麦抗倒性倒伏指数纤维素木质素

增温对玉米茎秆生长发育、抗倒性和产量的影响

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中国农业科学 2021年第17期54卷 3609-3622页

作者：刘东尧闫振华陈艺博杨琴贾绪存李鸿萍董朋飞王群河南农业大学农学院/省部共建小麦玉米作物学国家重点实验室

【目的】随着全球气候变化,温度升高对玉米生产系统的影响越来越复杂,而玉米抗倒性在现在和未来玉米全程机械化生产系统中的重要性尤为突出。研究全生育期温度增加对玉米茎秆生长发育及抗倒的力学特性的影响,为应对未来气候变化下玉米... 详细信息

【目的】随着全球气候变化,温度升高对玉米生产系统的影响越来越复杂,而玉米抗倒性在现在和未来玉米全程机械化生产系统中的重要性尤为突出。研究全生育期温度增加对玉米茎秆生长发育及抗倒的力学特性的影响,为应对未来气候变化下玉米适应性栽培途径提供理论和实践基础。【方法】以郑单958(ZD958)和先玉335(XY335)为材料,通过智能温室控制方法,设置3个温度梯度,分别为CK、CK+2℃、CK+4℃,研究了全生育期增温对玉米茎秆生长、结构发育、抗倒力学特性和产量的影响。【结果】随着温度增加,玉米株高、穗位高、第三节间长度、穗上节间长和穗下节间长均显著高于对照,CK+2℃处理的株高、穗位高、第三节间长度、穗上节间长度和穗下节间长度比CK平均增加10.80%、37.29%、16.87%、17.11%和17.78%,CK+4℃处理则比CK分别增加20.82%、54.17%、37.11%、28.48%和35.84%。温度增加显著增加了玉米穗位系数和茎粗系数,CK+4℃处理比CK+2℃处理和CK的茎粗系数平均增加15.92%和58.99%。增温使玉米茎秆维管束数目和面积显著减少,CK+4℃、CK+2℃处理的第三节间的茎秆中央维管束数目比CK平均减少42.39%、22.59%,维管束总面积比CK分别降低40.33%、28.68%,增温对中央维管束数目和面积的影响大于边缘维管束。随温度增加,玉米茎秆抗推力、穿刺强度和破碎强度显著降低,CK+4℃和CK+2℃处理比CK平均降低50.75%和43.75%(茎秆抗推力)、25.41%和29.59%(穿刺强度)、22.41%和23.58%(破碎强度)。茎秆抗推力与株高、穗位高和地上部第三节间长呈极显著负相关,与茎粗、截面惯性矩、边缘维管束数目、面积、中心维管束数目、面积呈极显著正相关。2个品种对全生育期增温响应不同。随温度增加,热敏感型品种XY335的株高、穗位高、第三节间长度、穗位系数和茎粗系数增幅显著大于ZD958;ZD958的边缘和中心单个维管束面积减少,而XY335维管束面积呈增加趋势,且ZD958维管束数目和边缘维管束总面积的降幅小于XY335;XY335茎秆抗推力降幅显著大于ZD958,且XY335穿刺强度和破碎强度最大值出现在吐丝后25 d,之后下降,而ZD958在成熟期。ZD958穿刺强度和破碎强度与株高、穗位高、地上部第三节间长均呈显著负相关,与茎粗显著正相关,XY335穿刺强度与株高呈显著负相关,破碎强度则与其他指标相关但不显著。【结论】温度增加促进了玉米茎秆生长发育,改变了茎秆内部结构,使茎秆抗推力下降,倒伏风险显著增大,且温度越高倒伏风险越大;不同品种茎秆生长特性和倒伏能力对增温响应存在明显差异。

关键词：增温玉米节间长度茎秆维管束茎秆力学特性抗倒性

定向敲除SD1基因提高水稻的抗倒性和稻瘟病抗性

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中国水稻科学 2023年第4期37卷 359-367页

作者：李刚高清松李伟张雯霞王健程保山王迪高浩徐卫军陈红旗纪剑辉江苏徐淮地区淮阴农业科学研究所/淮安市农业生物技术重点实验室江苏淮安223301 淮阴师范学院/江苏省环洪泽湖生态农业与生物技术重点实验室江苏淮安223300 中国水稻研究所水稻生物育种全国重点实验室杭州311401

【目的】为改良高产粳稻品种淮119株高偏高及易感稻瘟病等不利性状,利用CRISPR/Cas9基因编辑技术对淮119中SD1基因进行定向敲除,为淮119后代品种改良奠定基础。【方法】利用CRISPR/Cas9系统,以SD1基因为靶基因,构建基因敲除载体,以农杆... 详细信息

【目的】为改良高产粳稻品种淮119株高偏高及易感稻瘟病等不利性状,利用CRISPR/Cas9基因编辑技术对淮119中SD1基因进行定向敲除,为淮119后代品种改良奠定基础。【方法】利用CRISPR/Cas9系统,以SD1基因为靶基因,构建基因敲除载体,以农杆菌介导转化淮119,获得无转基因插入的纯合突变株,进一步对纯合突变株株高、农艺性状、稻瘟病抗性及氮素吸收利用能力等进行综合分析。【结果】利用农杆菌转化淮119,鉴定获得1株无转基因载体序列插入的纯合突变株。大田种植发现,野生型淮119出现60%面积以上的倒伏,而sd1纯合突变株群体由于株高变矮,从而有效避免了生育后期的倒伏。此外,用不同浓度的GA(0.01~1.00μmol/L)处理,野生型苗高均显著高于突变株,表明sd1突变导致对外源GA敏感性降低。稻瘟病抗性鉴定结果表明,sd1基因突变不仅有效降低株高,同时增强了对稻瘟病的抗性水平。不利因素是,SD1基因的敲除降低了淮119的氮素吸收利用效率。【结论】淮119中SD1基因定向敲除获得的无转基因插入纯合突变株,不仅株高显著下降,且稻瘟病抗性得到增强。

关键词： CRISPR/Cas9 基因编辑 SD1 稻瘟病抗倒性水稻

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追氮时期对饲用燕麦茎秆理化特性和抗倒性的影响

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草地学报 2020年第6期28卷 1775-1783页

作者：康勇建赵宝平武俊英邹俊杰刘景辉内蒙古农业大学农学院内蒙古呼和浩特010019 内蒙古赤峰市林西县农牧局内蒙古赤峰025250

为了明确不同追氮时期对燕麦茎秆形态学特征、理化物质构成的影响及其与倒伏性的关系,本研究以2个饲用燕麦(Avena sativa L.)品种为材料,在大田条件下设置不同追氮时期处理,测定燕麦植株形态学、茎秆理化特性、抗倒性和产量指标。结果表... 详细信息

为了明确不同追氮时期对燕麦茎秆形态学特征、理化物质构成的影响及其与倒伏性的关系,本研究以2个饲用燕麦(Avena sativa L.)品种为材料,在大田条件下设置不同追氮时期处理,测定燕麦植株形态学、茎秆理化特性、抗倒性和产量指标。结果表明:随追氮时期后移,2个品种株高、基部节间和穗下节间长度、重心高度和倒伏率呈降低趋势,植株茎粗、茎秆鲜重、机械强度、茎秆中钾、硅、木质素含量在孕穗期追氮达到最高,可溶性糖含量在抽穗期追氮达到最高。与不施氮处理比较,孕穗期追氮处理‘蒙燕1号’和‘蒙特’品种的植株茎秆机械强度提高62.29%和42.72%,茎秆抗倒指数分别提高59.18%和45.58%,干草产量分别提高40.85%和19.22%(P性糖含量与燕麦抗倒伏性密切相关,在孕穗期追施氮肥有利于提高燕麦抗倒性能并获得较高饲草和种子产量。

关键词：氮肥追氮时期燕麦茎秆机械强度抗倒性饲草产量

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超级稻Y两优2号在两生态区的抗倒性分析

作物学报 2013年第4期39卷 682-692页

作者：张俊李刚华宋云攀张巫军杨从党王绍华丁艳锋南京农业大学国家信息农业工程技术中心/农业部南方作物生理生态重点开放实验室江苏南京210095 云南省农业科学院粮食作物研究所云南昆明650205

2011—2012年在水稻特高产生态区(云南涛源)和太湖稻区(江苏丹阳),以超级稻品种Y两优2号为材料,通过比较倒伏指标、形态、生理特征指标,分析不同生态区抗倒性差异及氮素对水稻抗倒性影响。结果表明,特高产生态区水稻倒伏指数显著低于太... 详细信息

2011—2012年在水稻特高产生态区(云南涛源)和太湖稻区(江苏丹阳),以超级稻品种Y两优2号为材料,通过比较倒伏指标、形态、生理特征指标,分析不同生态区抗倒性差异及氮素对水稻抗倒性影响。结果表明,特高产生态区水稻倒伏指数显著低于太湖稻区。主要原因是其株高及重心高度较低,植株的弯曲力矩较小,基部茎秆弯曲应力、叶鞘单位长度干重弥补了其粗度及壁厚在抗折能力上的劣势。两生态区倒伏指数与弯曲应力、抗折力呈显著负相关。特高产生态区受氮素影响显著,随氮素用量增加,株高、穗颈高、重心高度、上三叶长度及干重显著增加,基部茎秆强度、充实度显著降低,抗折能力下降;太湖稻区增加氮素用量时,株高、上三叶干重显著增加,抗折力显著降低。氮素后移使茎秆机械强度降低,但有利于增加茎秆粗度及壁厚。

关键词：特高产生态区水稻氮素抗倒性

甘蓝型油菜不同抗倒性材料中木质素代谢途径关键基因表达特点

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作物学报 2013年第8期39卷 1339-1344页

作者：黄杰恒李威曲存民刘列钊徐新福王瑞李加纳西南大学农学与生物科技学院/南方山地农业教育部工程研究中心重庆400716

植物体内木质素的含量不仅与植物的抗病性有关,也与植物的抗倒伏性状密切联系。本试验以15个抗倒性等级不同的甘蓝型油菜品种为材料,分别在初花期和青荚期测定茎秆中部木质素含量,同时用qRT-PCR的方法分析了木质素代谢途径中6个关键基因... 详细信息

植物体内木质素的含量不仅与植物的抗病性有关,也与植物的抗倒伏性状密切联系。本试验以15个抗倒性等级不同的甘蓝型油菜品种为材料,分别在初花期和青荚期测定茎秆中部木质素含量,同时用qRT-PCR的方法分析了木质素代谢途径中6个关键基因PAL、4CL、C4H、CCR1、CCR2和CAD的表达量差异。结果表明,油菜茎秆木质素从初花期到青荚期平均增加了28%,抗倒性强的材料木质素增加最明显,达到33.5%;不同时期,不同抗倒伏性的油菜茎秆中部木质素含量差异均极显著;各基因表达量在两个时期间差异均显著或极显著,但在不同抗倒性材料间,只有基因PAL、4CL和CCR1表达量间差异显著;基因PAL的表达量与木质素含量相关性最强,4CL基因的表达量与其他关键酶基因表达量相关性最强。综上所述,木质素的合成积累由代谢途径中各个环节关键基因所共同决定,但基因PAL和4CL对木质素的代谢影响更明显。

关键词：木质素荧光定量PCR 代谢途径抗倒性

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施硅对超级杂交稻抗倒性的影响

杂交水稻 2009年第1期24卷 56-61页

作者：邓文青先国王思哲蒲熙龚浩如湖南农业大学湖南长沙410128 湖南省农业科学院湖南长沙410125 国家杂交水稻工程技术研究中心湖南长沙410125 湖南省水稻研究所湖南长沙410125

研究了超级杂交稻准两优527、两优0293在3种不同的施硅水平下生育后期的抗倒伏能力、抗倒形态及生理性状指标变化情况,结果表明:施硅对提高超级杂交稻的抗倒伏能力作用明显,其中以施用中量硅肥的处理(施五水偏硅酸钠300kg/hm2)效果较好... 详细信息

研究了超级杂交稻准两优527、两优0293在3种不同的施硅水平下生育后期的抗倒伏能力、抗倒形态及生理性状指标变化情况,结果表明:施硅对提高超级杂交稻的抗倒伏能力作用明显,其中以施用中量硅肥的处理(施五水偏硅酸钠300kg/hm2)效果较好;两优0293的抗倒伏能力在各时期均明显强于准两优527;超级杂交稻生育后期随生育进程的后移,单株抗折力明显下降,倒伏指数明显上升,降低株高、单株生物量和茎鞘物质输出率,增加茎鞘干重有利于提高超级杂交稻生育后期的抗倒伏能力,降低倒伏风险。

关键词：超级杂交稻抗倒性硅肥

甘肃中部甜荞种质资源抗倒性评价及鉴定指标筛选

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植物遗传资源学报 2024年

作者：贾瑞玲赵小琴刘军秀刘彦明马宁陈富南铭张娟宁陈丽萍向达兵甘肃省定西市农业科学研究院甘肃省农业科学院作物研究所安定区凤翔镇政府成都大学食品与生物工程学院

倒伏是影响甘肃中部甜荞高产优质的重要因素。本研究以76份国内外甜荞种质资源为试验材料，通过计算23个与抗倒伏密切相关性状的遗传多样性，应用相关性分析、主成分分析、回归分析、聚类分析及逐步判别分析等方法，对甜荞种质资源抗倒... 详细信息

倒伏是影响甘肃中部甜荞高产优质的重要因素。本研究以76份国内外甜荞种质资源为试验材料，通过计算23个与抗倒伏密切相关性状的遗传多样性，应用相关性分析、主成分分析、回归分析、聚类分析及逐步判别分析等方法，对甜荞种质资源抗倒性进行综合评价。76份甜荞种质材料的遗传多样性较高，不同性状的多样性指数分布范围为2.349—4.331，其中，主茎第二节间长最大，主茎分枝数最小。相关性分析表明，23个性状之间存在着不同程度的相关性。主成分分析结果表明，前5个主成分能够代表76份甜荞种质23个性状81.421%的信息量。利用隶属函数法计算获得甜荞种质资源抗倒性综合得分值（D值）平均为0.469，云甜荞1号D值最低（0.200），TQ10-07D值最高（0.819）。通过构建逐步回归分析，筛选出株高、茎秆重心高度、主茎第一节间长及壁厚、主茎第二节间长、主茎分枝数、弯曲度和茎秆抗折力等8个性状，可作为甜荞种质资源抗倒性的综合评价指标。聚类分析将76份供试材料分为4个类群。逐步判别分析结果表明，76份材料中有5份被误判，误判率仅为6.58%，说明聚类分析结果是准确、可靠的。类群Ⅰ的3份材料D 值最高，抗倒伏能力最强，可作为种质创新及抗倒育种的亲本材料。本研究表明采用多元化统计分析方法对甜荞种质资源抗倒性进行综合评价是可行的，从而为甘肃中部地区甜荞种质创新和抗倒伏育种提供依据和借鉴。

关键词：甜荞旱作区茎秆抗倒性综合评价