大豆高產(chǎn)的冠層特性及遠緣雜交-回交遺傳改良效應的研究.pdf

1、本文以不同產(chǎn)量潛力的品種(系)為試材，分析了不同產(chǎn)量潛力品種(系)的形態(tài)、生理和產(chǎn)量性狀。同時以遼寧省2個主栽大豆品種和美國俄亥俄州2個主栽大豆品種的雜交、回交衍生群體為試材，對雜交與回交衍生的高代品系的產(chǎn)量及相關(guān)性狀進行了比較，探討了最佳遺傳改良組配方式。研究主要結(jié)果如下： 1．大豆品種光合特性及葉片生產(chǎn)效率的比較不同大豆品種光合特性研究表明，不同品種在整個生育期間葉片光合速率動態(tài)變化不同，有的品種前期光合速率高，后期衰減較快

2、，有的品種則相反，還有的品種整個生育期光合速率都較高。不同節(jié)位葉片光合速率從壯齡葉開始往下呈下降趨勢，但不同品種下降的幅度不同。不同品種葉片背面、正面光合速率相差較大，不同生育時期背面光合速率占正面光合速率比率也不同。不同品種在不同環(huán)境下光合日變化差異很大，在相同環(huán)境下由于不同品種對外界環(huán)境適應能力不一樣，使日變化仍有較大差異。光強不同時不同品種對光強的響應曲線也有差異，大豆光合系統(tǒng)是非常復雜的。 有限和亞有限型品種主莖上部各節(jié)

3、位的葉面積、粒重及粒葉比的研究表明，兩種結(jié)莢習性大豆品種均存在頂端結(jié)莢優(yōu)勢，使倒數(shù)第2節(jié)位的粒重受到很大影響。亞有限型大豆品種植株上部9個節(jié)位的葉面積與粒重極顯著相關(guān)，而有限型品種因受頂端結(jié)莢優(yōu)勢影響較大，植株上部5個節(jié)位的葉面積與粒重不相關(guān)。不同品種間植株不同節(jié)位的葉面積大小不能直接反應其對應節(jié)位的粒重大小。換算成各節(jié)位單位葉面積的籽粒生產(chǎn)能力時發(fā)現(xiàn)，存在較大的品種間差異，高產(chǎn)品種的葉片具有較高的籽粒生產(chǎn)效率。 2．超高產(chǎn)大豆

4、遼豆14號的冠層特性研究超高產(chǎn)大豆遼豆14號與普通大豆遼豆11號多年對比試驗結(jié)果表明，從苗期到盛莢期，遼豆14號的葉綠素含量和光合速率要低于遼豆11號，但在盛莢期以后，則高于遼豆11號；從不同節(jié)位葉片光合速率看，超高產(chǎn)大豆品種上下冠層葉片的光合速率差異小，下部葉片衰老慢。遼豆14號不同節(jié)位葉柄長度和葉形指數(shù)的變化更加合理，在葉面積指數(shù)較高的情況下，能夠使更多光能透射到冠層中下部，使群體下部無截獲散射更大，平均葉傾角也更大。遼豆14號的葉

5、面積指數(shù)與光合勢達最大時期比遼豆11號略晚，但遼豆14號高葉面積指數(shù)維持的時間長，后期下降緩慢。遼豆14號生物產(chǎn)量的積累在結(jié)莢期前與遼豆11號差異不顯著，但在結(jié)莢期以后要顯著大于遼豆11號。在結(jié)莢期以后遼豆14號光合產(chǎn)物向莢的累積速度要顯著大于遼豆11號，使遼豆14號最終粒莖比較大。超高產(chǎn)大豆遼豆14號盛莢期到鼓粒末期的葉層結(jié)構(gòu)有利于冠層保持良好的受光態(tài)勢，維持較高的LAI和光合勢，全冠層有較高的光合生產(chǎn)能力及光合產(chǎn)物轉(zhuǎn)化能力，這是超高

6、產(chǎn)大豆高產(chǎn)的重要原因。 3．大豆遠緣雜交與回交遺傳改良效應的研究 3.1遠緣雜交與回交對后代性狀改良的效應生育期的研究表明，兩親本雜交方式變異范圍較大，有很多偏早熟和晚熟品系。用生育期長的品種做回交時，多數(shù)品系生育期較長，利用本地品種做回交時有穩(wěn)定生育期的作用，其組合多數(shù)品系生育期天數(shù)更適應本地環(huán)境。 株高、結(jié)莢高度、主莖節(jié)數(shù)、節(jié)間長度的遠緣雜交、回交效應表明，雜交的后代變異范圍大些，但回交更有利于株高、結(jié)莢高度

7、、主莖節(jié)數(shù)、節(jié)間長度定向選擇。用粒莖比大的本地品種做回交時，其后代中粒莖比大的品系較多。粒莖比無差異的兩個品種，用本地品種做回交時其后代粒莖比高的品系多。以上各性狀都表明，以用本地品種做回交的方式優(yōu)于雜交方式優(yōu)于以外地品種做回交方式。分枝數(shù)、百粒重研究表明，雜交方式的分枝數(shù)、百粒重的變異范圍大，但用分枝多、百粒重大的品種做回交其后代分枝多、百粒重大的品系也多。 大豆脂肪、蛋白質(zhì)改良效應表明，通過雜交和以高油、高蛋白品種做回交的方

8、式均可得到高油、高蛋白的品系，但用高油、高蛋白品種做回交其后代獲得高油、高蛋白的品系更多。從選擇高油、高蛋白質(zhì)含量出發(fā)，用高油、高蛋白親本回交有助于提高后代中選擇高油、高蛋白個體比率。 產(chǎn)量的研究表明，用本地品種做回交選出的高產(chǎn)品系數(shù)>兩品種雜交組合>用外地品種做回交組合。說明在地理遠緣品種配組時，使用本地品種做回交方式，更容易選擇出適合本地高產(chǎn)的品種。 3.2遠緣雜交/回交衍生群體產(chǎn)量的形成規(guī)律不同產(chǎn)量潛力的品系光合相

9、關(guān)指標研究表明，始莢期與鼓粒期的葉綠素總量，葉綠素a、b含量與產(chǎn)量顯著正相關(guān)，并且鼓粒期相關(guān)系數(shù)>始莢期。盛花期、盛莢期光合速率、氣孔導度、胞間CO<,2>濃度、蒸騰速率與產(chǎn)量均呈顯著或極顯著正相關(guān)，并且盛莢期的各項指標相關(guān)系數(shù)>盛花期。從不同產(chǎn)量潛力品系光合指標分布的散點圖來看，有一些品系產(chǎn)量較低，但其光合指標并不太低。說明，高產(chǎn)品種應該具有較高的光合指標，而具有高光合指標的品種，不一定是高產(chǎn)品種。從葉面積指數(shù)、光合勢看，始花期到鼓粒

10、期葉面積指數(shù)、光合勢與產(chǎn)量均達到顯著或極顯著水平，并且隨著生育進程推進，相關(guān)性系數(shù)逐漸變大。不同產(chǎn)量潛力品系的葉面積指數(shù)、光合勢的散點圖的分布表明，在開花期到盛莢期，葉面積指數(shù)和光合勢最大的品系往往是中產(chǎn)品系，這些品系的葉面積指數(shù)和光合勢到鼓粒期下降較快。 R<,2>到R<,6>期生物產(chǎn)量與產(chǎn)量均呈顯著或極顯著相關(guān)關(guān)系，R<,4>-R<,6>期生物產(chǎn)量與產(chǎn)量相關(guān)系數(shù)較大。對不同產(chǎn)量潛力品系生物產(chǎn)量積累進行Logistic方程動態(tài)

11、模擬表明，高產(chǎn)組最大積累速度、平均積累速度>中產(chǎn)組>低產(chǎn)組。粒莖比與產(chǎn)量相關(guān)系數(shù)達0.62<'**>，其散點圖也表明高產(chǎn)品系都具有較高粒莖比。 鼓粒期的傷流量及傷流中氨基酸含量與產(chǎn)量均呈極顯著正相關(guān)。硝態(tài)氮含量與產(chǎn)量負相關(guān)，但相關(guān)系數(shù)未達顯著水平。 農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的關(guān)系分析表明，株高、結(jié)莢高度、節(jié)間長度與產(chǎn)量顯著負相關(guān)，莖重與產(chǎn)量極顯著負相關(guān)。分枝數(shù)、百粒重與產(chǎn)量相關(guān)未達顯著水平，單株粒重與產(chǎn)量極顯著正相關(guān)。通徑分析進一