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 | 抽穗期蔗糖含量
Sucrose content at heading stage (mg g-1) | 成熟期蔗糖含量
Sucrose content at maturity (mg g-1) | 穗部蔗糖同化效率
Spike sucrose
assimilation efficiency (%) | | 茎Stem | 叶Leaf | 穗Spike | 茎Stem | 叶Leaf | 穗Spike | | 2020 | Ba1 | 128.30 a | 129.84 a | 110.79 a | 41.98 g | 30.57 f | 13.51 g | 87.81 | | Ba9 | 123.43 b | 110.13 c | 105.89 b | 47.63 ef | 37.36 e | 16.81 ef | 84.13 | | Ba18 | 126.25 a | 113.43 b | 111.74 a | 46.13 f | 33.21 f | 15.96 f | 85.72 | | Cao1 | 109.19 c | 103.25 d | 98.82 c | 48.77 e | 37.08 e | 17.19 e | 82.61 | | Bai2 | 80.72 e | 97.41 f | 84.59 f | 59.89 b | 49.61 b | 23.60 b | 72.09 | | Bai5 | 98.07 d | 101.08 de | 94.96 d | 52.06 d | 42.17 d | 19.54 d | 79.42 | | Hua2 | 82.04 e | 96.94 f | 87.23 e | 58.95 b | 47.63 bc | 20.48 c | 76.52 | | Ding8 | 79.87 e | 93.26 g | 82.80 g | 65.54 a | 53.10 a | 25.20 a | 69.57 | | Meng1 | 96.28 d | 99.01 ef | 94.20 d | 54.52 c | 44.81 cd | 20.58 c | 78.15 | | 2021 | Ba1 | 126.00 a | 122.56 a | 106.81 a | 49.05 g | 37.64 f | 20.58 g | 80.73 | | Ba9 | 120.81 b | 103.64 bc | 96.47 b | 54.70 ef | 44.43 e | 23.88 ef | 75.25 | | Ba18 | 110.89 c | 106.57 b | 104.88 a | 53.20 f | 40.28 f | 23.03 f | 78.04 | | Cao1 | 122.38 ab | 101.54 c | 94.98 bc | 55.84 e | 44.15 e | 24.26 e | 74.46 | | Bai2 | 76.43 f | 94.73 d | 82.63 e | 66.96 b | 56.68 b | 30.67 b | 62.88 | | Bai5 | 81.31 e | 94.53 d | 88.36 d | 61.59 c | 49.24 d | 27.65 c | 68.71 | | Hua2 | 78.66 ef | 94.42 d | 83.37 e | 66.02 b | 54.70 bc | 27.55 c | 66.95 | | Ding8 | 75.03 f | 95.94 d | 82.65 e | 72.62 a | 60.17 a | 32.27 a | 60.96 | | Meng1 | 99.40 d | 94.36 d | 93.37 c | 59.14 d | 51.88 cd | 26.61 d | 71.50 |
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表5
不同基因型燕麦蔗糖含量差异
正文中引用本图/表的段落
源库关系的协调对作物产量影响显著, 源强影响光合同化物的供给, 库强如穗数、穗粒数等影响库容及产量[3]。作物生长代谢所需的碳水化合物绝大多数来自于叶源[4], 因此, 叶片的高生理活性可促进光合作用。研究表明, 叶片的抗氧化能力和激素含量对光合作用影响显著[5-6], 提高酶活性对产量有积极效应[7]。王志敏等[8]研究表明, 小麦开花期穗部干重与产量呈极显著正相关, 植株蔗糖浓度及蔗糖降解酶活性对幼穗影响显著[9], 光合产物与穗发育更是关系密切[10⇓-12]; 有研究表明, 内源激素可对穗花分化进行调控, 其不仅调节细胞的分裂和分化, 而且可以调节光合产物的转运[13-14]。对于不同品种间干物质、光合特性、蔗糖、蔗糖酶、内源激素对产量的影响未见报道。
燕麦抽穗后, 在小花成花过程中, 需要足够的营养物质, 以确保结实率, 进而提高产量。由表5可知, 两年间, 各品种抽穗期的蔗糖含量均表现为叶>茎>穗, 表明“源”器官对可溶性碳水化合物的制造能力决定了花后的转运基础; 而蔗糖作为可溶性碳水化合物运输的主要形式, 其在抽穗期和成熟期的含量反映了作物对同化物的转运能力。2020年, 坝莜1号、坝莜18号、坝莜9号抽穗期叶片的蔗糖含量较定莜8号、华北2号、白燕2号显著高39.22%~13.06%; 2021年, 坝莜1号、坝莜18号、坝莜9号和草莜1号较蒙燕1号、华北2号、白燕5号、白燕2号显著高29.89%~7.19% (表5)。
由表5可知, 两年间, 各品种抽穗期各器官蔗糖含量显著高于成熟期, 表明成熟期穗部蔗糖大多转运积累为淀粉等营养物质; 2020年, 坝莜1号、坝莜18号、坝莜9号、草莜1号穗部蔗糖同化效率高于定莜8号、白燕2号、华北2号、蒙燕1号; 2021年, 坝莜1号、坝莜18号、坝莜9号和草莜1号穗部蔗糖同化效率高于定莜8号、白燕2号、华北2号、白燕5号。
本文的其它图/表
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