不同基因型燕麦产量差异与叶片生理特性的关系
柳妍娣, 赵宝平, 张宇, 米俊珍, 武俊英, 刘景辉
作物学报
2022, 48 ( 11):
2953-2964.
DOI: 10.3724/SP.J.1006.2022.11107
为了解燕麦穗花形成过程中叶片生理特性对产量的影响, 本试验于2020年和2021年, 以9个不同来源、熟期、穗型、株型、小穗数的品种为试验材料, 采用方差分析、主成分分析、聚类分析等方法, 对不同基因型燕麦产量差异与叶片生理特性的关系进行分析。结果表明: 不同品种间, 抽穗期各生理指标存在显著差异, 通过聚类分析, 将供试的9个品种分为高产和低产品种两类, 其中高产品种较低产品种的籽粒产量显著高73.61%~4.78%; 高产品种的GA3、ZR、IAA含量、SPS、SS活性、净光合速率、叶片蔗糖含量、干物质积累量、穗部蔗糖同化效率的整体水平均优于低产品种; 其中, GA3含量、SPS活性和净光合速率较低产品种显著高49.17%~13.70%、33.29%~4.43%、87.88%~5.72%。结果表明, 结实小穗数、穗粒数、叶片赤霉素含量、蔗糖磷酸合成酶活性和净光合速率对高产品种的产量形成影响最为显著。说明可将增加结实小穗数、穗粒数作为提高产量的突破口, 适当开“源”、延缓叶片衰老以保证酶和激素的活性, 对燕麦获得高产有积极影响。
年份
Year | 基因型Genotype | 单位面积穗数
Number of ears per unit area | 结实小穗数
Number of fruiting spikelets | 花梢小穗数
Number of fancy spikelets | 穗粒数
Number of grains per spike | 籽粒产量
Grain yield
(kg hm-2) | | 2020 | Ba1 | 408.33 a | 41.40 a | 0.67 e | 107.15 a | 3483.41 a | | Ba9 | 383.00 c | 34.31 b | 2.13 d | 72.58 d | 3075.64 c | | Ba18 | 396.00 b | 40.53 a | 3.99 c | 91.13 b | 3365.22 b | | Cao1 | 258.33 g | 34.53 b | 4.13 c | 82.09 c | 2623.98 d | | Bai2 | 214.33 i | 29.93 c | 4.02 c | 69.27 f | 2030.68 g | | Bai5 | 313.00 f | 30.18 c | 2.02 d | 70.78 e | 2457.26 e | | Hua2 | 240.00 h | 24.94 d | 5.26 b | 61.40 g | 2037.75 g | | Ding8 | 334.00 e | 18.20 e | 8.38 a | 48.87 i | 2007.80 h | | Meng1 | 371.00 d | 23.93 d | 5.13 b | 55.08 h | 2185.09 f | | 2021 | Ba1 | 483.13 a | 36.43 a | 1.55 f | 102.22 a | 3581.79 a | | Ba9 | 464.23 b | 33.08 b | 3.22 d | 95.42 b | 3247.87 b | | Ba18 | 418.37 d | 29.24 c | 4.22 b | 81.44 c | 2963.98 c | | Cao1 | 395.00 f | 32.52 b | 3.77 c | 82.37 c | 2813.91 d | | Bai2 | 357.77 i | 23.85 f | 4.94 a | 60.37 g | 2320.78 h | | Bai5 | 380.00 g | 25.23 de | 2.40 e | 76.78 d | 2767.88 e | | Hua2 | 369.67 h | 24.25 ef | 4.04 bc | 63.05 f | 2436.22 g | | Ding8 | 409.97 e | 21.92 g | 5.23 a | 52.63 h | 2063.16 i | | Meng1 | 452.57 c | 26.23 d | 4.88 a | 66.63 e | 2625.24 f | | 年份Year (Y) | *** | *** | * | *** | *** | | 品种Variety (V) | *** | *** | *** | *** | *** | | Y×V | *** | *** | *** | *** | *** |
View table in article
表3
不同基因型燕麦产量差异
正文中引用本图/表的段落
由表3可知, 年份、基因型以及二者的交互作用显著影响籽粒产量。两年整体来看, 坝莜1号、坝莜9号、坝莜18号、草莜1号的产量均显著高于定莜8号、华北2号、白燕2号、蒙燕1号, 前者可划分为高产品种; 后者为低产品种。2020年, 高产品种的籽粒产量较低产品种显著高73.49%~20.09%; 2021年, 高产品种的籽粒产量较低产品种显著高73.61%~7.19%。2020年, 高产品种的结实小穗数、穗粒数较低产品种分别显著高127.47%~14.63%、119.26%~4.77%; 2021年, 高产品种的结实小穗数、穗粒数较低产品种分别显著高66.20%~22.60%、94.22%~22.23%; 2020年, 高产品种的花梢小穗数较低产品种显著低92.41%~59.51%, 2021年, 高产品种的花梢小穗数较低产品种显著低70.36%~34.82% (表3); 结实小穗数、穗粒数与籽粒产量趋势大体一致, 花梢小穗数与籽粒产量趋势大体相反。
从各指标主成分分析载荷系数(图4)可以看出, GA3、ZR、Pn、结实小穗数、穗粒数和籽粒产量距离较近, 表明这些指标对其有正效应, 其中结实小穗数、穗粒数、GA3含量对籽粒产量的影响较大; IAA、ABA含量与籽粒产量距离较远, 表明这些指标对二者有负效应。
将9个燕麦品种的生理指标进行聚类热图分析(图5), 热图的颜色变化可直观反映数据的大小及差异, 聚类可将各品种进行更加系统的分析。13个生理指标聚类分析结果表现为, 籽粒产量、结实小穗数、穗粒数、GA3含量、SPS活性、Pn聚成A组; ZR、叶片蔗糖含量、IAA含量、单位面积穗数、SS活性分别单独聚成B~F组; 花梢小穗数和ABA含量聚成G组; 将A组可分为3个亚组, 分别为A-1、A-2、A-3, 其结果与主成分分析基本一致, 籽粒产量单独一组, 结实小穗数、穗粒数、GA3聚成一组, SPS活性、Pn聚成一组, 表明光合作用与酶活性、激素含量共同调节燕麦的结实小穗数和穗粒数, 进而影响籽粒产量。
本文的其它图/表
|
