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1、目录 摘摘 要 要 1 ABSTRACT ABSTRACT 2 第一章第一章综综 述述 3 1 1 研究背景与意义研究背景与意义 3 2 2 产量相关因子研究进展产量相关因子研究进展 4 2 1 穗部性状对产量的决定作用 4 2 2 冠层结构 4 2 3 株型构成因素与产量性状关系 5 3 3 穗颈和穗下节与产量关系研究进展穗颈和穗下节与产量关系研究进展 6 3 1 研究进展 6 3 2 研究方法 9 4 4 本研究的目的 意义本研究的目的 意义 9 5 5 本试验相关记录标准本试验相关记录标准 9 第二章第二章 中穗型小麦下节长度与产量性状关系研究材料与方法中穗型小麦下节长度与产量性状关系研
2、究材料与方法 10 1 1 材料与方法材料与方法 11 1 1 试验材料与试验地安排 11 1 2 调查内容与方法 11 1 2 11 2 1 调查内容调查内容 11 1 2 21 2 2 调查方法与室内考种调查方法与室内考种 11 1 3 统计方法 11 2 2 结果与分析结果与分析 11 2 1 各材料农艺性状比较 11 2 2 单株穗颈长 穗下节长与株高 单穗重相关分析 12 2 3 穗颈长 穗下节长与小区产量相关分析 13 3 3 讨论讨论 14 参考文献参考文献 16 附附录录 18 致致谢 谢 24 中穗型小麦穗下节长度与产量性状关系研究 1 中穗型小麦穗下节长度与产量性状关系研究
3、 摘 要 关键词 Study on the Correlation between Spike Neck Length Peduncle Length and Yield Trait of Medium Ear Wheat 中穗型小麦穗下节长度与产量性状关系研究 2 第一章综 述 小麦是我国第二大粮食作物 1996 2000 年 全国小麦种植面积平均为 4 35 亿亩 占粮食总面积的 25 83 小麦总产 1 12 亿左右 占粮食总产的 21 6 同时 作为我 国重要的商品粮品种和人民的主要口粮 小麦在全国粮食生产中占有重要地位 在国 民经济中有重要的意义 1 而提高产量潜力一直是国内外小麦育
4、种的重要目标 在发 展中国家更是如此 据国际食物生产研究所 IFPRI 预测 2020 年世界人口对食物 的需求量将比 2001 年提高 40 其中对小麦的需求量将由 2001 年 6 亿吨增加到 2020 年的 10 亿吨 2 我国主要冬麦区黄淮冬麦区当前小麦育种的主目标是高产 多抗 优 质 不同副区以及旱地和灌溉地有一定的区别 3 金善宝也提出产量的提高仍是小麦 育种的一个主攻方向 4 本章将在回忆总结产量性状相关因子对产量影响作用的基础 上 着重分析并进一步研究小麦下节长度与产量性状的具体关系 以期为育种提供理 论依据 推动小麦育种进一步发展 1 研究背景与意义 世界小麦的总产量 194
5、9 年为 1 6 亿吨 1978 年增加到 4 5 亿吨 1985 年达到 5 2 亿吨 增长幅度很大 其增长在 60 年代中期以前是由于面积的扩大和单产的提高 60 年代中期以后主要是单产提高的结果 5 下表摘录 1949 年到 2000 年间部分年份种植 面积 总产量和单产 6 表 1 1949 年到 2000 年间部分年份种植面积 总产量和单产 年份种植面积 万 hm2 总产量 万 t 单产 kg hm2 19492151 531381 0645 19652470 902522 01020 19792935 676273 02137 19862961 609004 03045 19952
6、886 0010221 53541 20002665 339963 63738 1949 2000 年 我国先后育成并用于生产的优良小麦品种 2000 个以上 主要冬麦 区经历了 4 7 次品种更换 3 通过品种增加产量的途径包括两个方面 一是在有利的 条件下充分发挥其增产潜力 二是在不利的条件下 尽可能提高其对逆境的适应与抵 抗能力 4 由于扩大种植面积的潜力有限 总产的提高在很大程度上将依赖于单产水 平的增加 而且我国人多地少的基本国情决定了小麦生产的发展必须走提高单产的途 径 而品种产量潜力的改良是提高小麦单产的重要途径 7 提高单产要从生物学产量 和经济系数入手 一般要主茎和大分蘖健壮
7、 长势好 株型理想 冠层有良好的通风 中穗型小麦穗下节长度与产量性状关系研究 3 透光环境 生长后期叶片功能期要长 衰老慢 保证有较好的绿色面积持续期 以提 高灌浆期的光能利用率 使子粒充分灌浆 提高粒重 1 庄巧生 3 指出 高产的体现 首先是株型合理 光能利用率高 生物学产量高 经济系数大 育种家们在此方面做 了许多工作 研究产量构成相关因子对产量的影响作用 从穗部性状到株型性状 都有一 定的成绩和进展 小麦产量构成性状及其它主要农艺性状为微效基因控制 属数量性 状范筹 因而作为产量育种必须研究和明了各数量性状的遗传变异规律 并以此作为制 定育种方案的指导 近年也由于数量遗传学的研究和发展
8、 对小麦数量性状的研究和 报道逐年增多 8 只要揭示出这些相关因子对产量的具体影响作用 从而结合育种实践 作出针对性的选育 同时协调各因子之间的关系 就能不断推进小麦育种的进展 2 产量相关因子研究进展 2 1 穗部性状对产量的决定作用 小麦产量三个构成因素为亩穗数 穗粒数 千粒重 国内研究表明 粒重的增加对 我国小麦产量起到重要作用 中国农业科学院作物品种资源研究所对我国先后育成的 2146 个品种和品系进行分析 五十年代初期品种的平均千粒重为 31 4 克 而七十年 代品种为 40 5 克 增加了 9 1 克 4 俞世蓉等 9 研究表明 淮南地区八十年代中 期育成品种与七十年代前期育成品种
9、相比 千粒重的增加是产量提高的主要原因 龚 德平等研究住处穗粒数 株穗数 千粒重对单株产量的正向直接效应较大 以穗粒数的 直接作用最大 株穗数次之 每穗粒数与单株产量遗传相关达极显著水平 在产量因素 中 增加每穗粒数是提高产量的最重要而可靠的指标 10 许为钢等 11 研究表明 千 粒重和穗粒数的增加对陕西关中地区小麦品种产量的提高有较大贡献 千粒重的作用 更为突出 孙道杰等 12 对多穗 中穗和大穗三种类型小麦群体高产的单株性状选择研 究指出 单株成穗多 穗子比较均匀 主茎穗重和平均单穗重差别不大 且籽粒较大 千粒重高 是获得多穗型小麦群体高产的重要因素 中穗型小麦是目前生产上推广 面积最大
10、的品种类型 在中等肥力以上的农田比较受欢迎 具有群体穗数中等 穗子 比多穗型大 产量潜力高等特点 对它来说千粒重也是群体产量形成的一个决定性因 素 诚然 穗部性状对产量起决定作用 但穗部性状又是与冠层结构 株型性状等密 切相关的 冠层结构 株型性状也都是影响产量的重要相关因素 2 2 冠层结构 随着小麦在国民经济中的地位的提高 小麦 高 稳 低 的育种目标越来越重要 增加粒重也就相当于提高产量 于是光合产物的积累 即相关光合器官对产量的作用 受到更多重视 小麦冠层结构涉及群体光能利用 光合产物分配和库源关系等过程 与产量形成息息相关 截至 80 年代末 育种家对冠层上部 特别是旗叶以上的绿色器
11、 官与产量性状的关系作了不少研究 较多的报道认为穗大小 旗叶鞘和旗叶片性状 包括长 宽 面积 干重等与穗粒重有较密切的正相关 5 小麦冠层各器官中 叶片 中穗型小麦穗下节长度与产量性状关系研究 4 是光合作用最重要的器官 徐恒立研究认为 冠层器官中 叶片光合贡献率在 48 2 64 7 之间 是小麦冠层群体光合的最主要贡献者 并且旗叶 倒二叶 倒三叶光合能 力最强 对子粒产量的贡献最大 13 14 高产品种一般具有叶片稍短 稍宽 旗叶开张 角较小 旗叶面积持续期比较长的特点 叶鞘和茎节对产量的影响也都是正值 增大 叶鞘和茎节直径有利于改善产量构成因素 同时要协调茎秆粗细与单位面积穗数多少 的关
12、系 5 杨兆生等 15 也指出旗叶功能期长 芒生长正常有利于子粒产量的增加 在 选育品种时应十分注意旗叶干尖 干芒这些不良性状的影响 在小麦生育后期 除旗 叶 穗 芒以外 倒二叶 倒三叶对粒重也有较大作用 其功能期的长短对最终产量 也很重要 应该努力改善冠层结构协调生理过程 合理利用光热水资源 以适当改进 生物学产量和收获指数 并重视茎秆的强度和韧性 以增加其抗倒伏能力 从中长期 来看 要使产量有大的突破 必须在提高净光合速率和改善营养物质利用状况上对一 些生理性状进行改良 以期较大幅度地提高生物学产量和协调源流库关系 4 这些研 究都不同程度地说明了小麦冠层结构中各器官各因子对产量的作用 当
13、然 小麦的光 合器官不是孤立的 而是相互作用相互协调的 15 因此育种中总是要协调各光合器官 的关系 使其发挥最佳作用 以使其对产量起到最大的作用 2 3 株型构成因素与产量性状关系 关于作物株型的研究 事实上在出现 株型 Plant type 这一概念之前就已经 开始了 早在 6 世纪 30 年代 我国北魏时期的贾思勰就在 齐民要术 一书中提出 早熟者苗短而多收 晚熟者苗长而少收 这形象地说明了作物的早晚 高矮与产量 的关系 1968 年 Donald 提出了谷类作物理想株型的概念及模型 认为小麦理想株型应 具有强壮较矮的独秆和窄小挺直的叶片等特点 16 对于株型的概念 一般指植株地上 部分
14、的形态特征 特别是叶和茎的空间存在状态 也就是植株的受光姿势 林健一 1977 但现在的株型概念已经扩大到与产量形成有关的植株一系列形态和生理性状的 综合 株型是一个复杂的概念 是植株结构 功能和视觉形象的综合描述 是特定基 因型的植株在一定生态条件下的空间存在形式 它既包括地上部分 如穗型 穗的垂 度和小穗着生情况 叶片形状 大小和角度 分蘖开度 株高和节间配置等 又包括 地下部分即根系 且受基因型 环境及基因与环境互作的共同作用 17 小麦株型育种 的目的就在于减小个体间的竟争 协调个体与群体间的关系以增大群体优势 通过提高 群体光合作用和物质运输效率等生理特性来改善产量构成因素 从而达到
15、提高产量的 目的 18 因此株型相关构成因子对产量的研究就起着极为重要的作用 国外已有研究表明 不同国家小麦产量潜力遗传进展变幅为 0 2 1 4 每平方 米粒数增加和收获指数提高是产量提高的主要原因 株型改良在小麦产量遗传改良中发 挥了重要作用 19 株高是与产量有关的重要性状 20 株高与茎直径的比例是衡量抗倒 伏程度的重要标志之一 21 在育种中 株高作为遗传力较高的农艺性状之一 早代可 严格进行淘汰 中穗型小麦穗下节长度与产量性状关系研究 5 吴同彦 22 等对研究株高构成因素与产量关系进行了研究 株高与倒二叶长呈极显 著正相关 与基部三节长 倒二叶面积呈显著正相关 基部一节长与倒三叶
16、长呈显著 正相关 与倒三叶面积 公顷穗数呈不显著正向相关 基部二节长与基部三节长 倒 三叶长 倒三叶面积呈极显著正相关 与倒二叶长呈显著正相关 基部三节长与倒二 叶长呈极显著正相关 基部四节长与倒二叶宽 倒二叶面积 倒三叶宽 旗叶宽 旗 叶面积呈极显著正相关 与单穗重呈显著正相关 由此看来 在小麦子粒形成过程中 基部四节长 倒二叶宽 倒二叶面积 倒三叶宽 旗叶宽 旗叶面积对粒重的贡献是 不容忽视的 他还指出穗茎节长与穗粒数呈显著正相关 穗长与千粒重 倒三叶面积 呈不显著负相关 与其他性状均无相关或相关系数很小 由此表明 基部二节发育好 的品种 其顶部节间发育也较好 存在相关联系 因此 根据基部二节 三节 四节 长和穗茎节的长度及发育状况 结合穗长 穗粒重 千粒重进行综合鉴评 选出大穗 高粒重材料的成功率是较大的 蒲定福 23 庞启华 18 研究均指出小麦株型和穗部性状遗传力均较高 并且除小 穗数和叶宽外 其余各性状遗传变异系数均较大 表明 调整株叶型 提高穗粒数 是可行的 进行遗传改良的潜力大 余泽高等 24 对小麦品种 系 茎叶性状与穗部性 状进行相关性研究 结果表明 小麦茎叶性状与
