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《青海大学》 2017年
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I-D品系燕麦生态适应性及其遗传学特性研究

梁国玲  
【摘要】:燕麦(Avena sativa L.)是青藏高原重要粮饲兼用型作物,高产、稳产是其育种主要目标,杂交育种是实现燕麦高效育种重要途径。本研究以杂交选育的I-D品系燕麦及其亲本(父本青海甜燕麦,母本青海444)为材料,在青藏高原低(民和)、中(湟中)和高(海北)海拔区开展了I-D品系燕麦的生态适应性特征(包括农艺学特征、生产性能、光合特性,品质评价和抗逆性)及其遗传学基础研究,为燕麦杂交育种及I-D品系燕麦新品种的申报和推广应用提供理论依据。主要结果如下:I-D品系燕麦饲草产量优于母本和对照青引1号,在低、中、高3个海拔区,燕麦干草产量分别为9367.9 kg/hm2、10795.5 kg/hm2和14636.3 kg/hm2,较母本高8.3%、9.1%和30.0%,较对照青引1号高36.3%、21.3%和47.5%。I-D品系燕麦的株高、分蘖数、叶片数、叶面积、第三茎节长、茎粗等均优于父本,其叶片光合性能和叶绿素含量优于母本和对照青引1号;3个海拔区I-D品系燕麦的青干草和秸秆蛋白含量比父本高10%以上,其相对饲用价值优于亲本。I-D品系燕麦种子产量优于父本和对照青引1号,在中海拔区种子产量达3997.6 kg/hm2。I-D品系燕麦的茎粗、小穗数、单序籽粒数、单序籽粒重、千粒重等优于母本;其种子中淀粉含量高于亲本,β-葡聚糖含量高于父本。3个海拔区I-D品系燕麦、亲本和对照青引1号的饲草产量、饲草品质、叶绿素a、叶绿素总量、类胡萝卜素、叶绿素a/b和气孔导度均为高海拔区中海拔区低海拔区;叶绿素b、光合速率、蒸腾速率和胞间CO2浓度为低海拔区中海拔区高海拔区;种子产量为中海拔区低海拔区;种子淀粉、油酸和亚油酸含量中海拔区较高;粗蛋白含量低海拔区较高。从孕穗期到乳熟期,燕麦饲草产量、旗叶叶片的Chl a、Chl b、Chl和Car呈持续增加趋势,Pn、Gs和Tr呈先升后降趋势,在抽穗期最大;Ci呈先降后升变化,抽穗期最低;Chl a/b则呈持续下降的变化趋势。I-D品系燕麦的抗倒性优于亲本,株高、重心高度、茎粗、杆壁厚、茎节长与抗倒伏性之间均存在显著或极显著相关关系;第二茎节是影响茎倒伏关键部位,穿刺强度是衡量抗倒伏性的关键因素。I-D品系燕麦遗传了亲本的部分外部形态性状,其籽粒纺锤形和穗轴基部的扭曲性状遗传于父本;种子黑褐色,圆锥花序周散遗传于母本。I-D品系燕麦的核型属3B型,核型公式为2n=6x=42=12m+30sm(4SAT),核不对称系数为66.62%;随体上染色体类型为sm,与亲本一致,但其随体位置发生了变化。I-D品系燕麦与母本的相似系数(0.66)高于父本(0.32),与母本亲缘关系更近。在燕麦抗倒型品种选育上,应以株高,重心高度、第二茎节茎粗、秆壁厚、节间长、穿刺强度为指标;在燕麦产草型品种选育时,应关注株高、分蘖数、叶片数、叶面积、第三茎节长,并注重叶绿素含量高和光合速率强的材料;在燕麦产籽型品种选育时,要注重小穗数、单序籽粒数、单序籽粒重、千粒重等指标。I-D品系燕麦是较其亲本生产性能较优良,高产草兼高产籽的优良品系,适宜在海拔2500m-3200m的高寒地区种植。
【关键词】:I-D品系燕麦 生态适应性 遗传学特性
【学位授予单位】:青海大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:S512.6
【目录】:
  • 摘要4-6
  • Abstract6-13
  • 第1章 综述13-27
  • 1.1 我国燕麦种类、分布及生产13-14
  • 1.2 燕麦生态适应性及抗逆性14-19
  • 1.2.1 生态适应性14
  • 1.2.2 抗逆性14-17
  • 1.2.3 燕麦光合特性的生态适应性17-19
  • 1.3 燕麦种质资源遗传学基础19-24
  • 1.3.1 形态学鉴定19-20
  • 1.3.2 细胞学标记20-21
  • 1.3.3 生化标记21-22
  • 1.3.4 分子标记22-24
  • 1.3.5 遗传图谱24
  • 1.4 燕麦杂交育种24-26
  • 1.5 本研究目的和意义26-27
  • 第2章 材料与方法27-40
  • 2.1 研究区概况27-29
  • 2.2 试验材料29-30
  • 2.3 试验设计30-31
  • 2.4 测定指标和方法31-39
  • 2.4.1 燕麦生长生产特征31-32
  • 2.4.2 光合特性32-33
  • 2.4.3 抗逆性评价33-36
  • 2.4.4 燕麦饲草和种子品质36
  • 2.4.5 燕麦细胞遗传及ISSR遗传特征36-39
  • 2.5 数据分析39-40
  • 第3章 I-D品系燕麦生产性能40-62
  • 3.1 干草产量40-43
  • 3.2 种子产量43
  • 3.3 秸秆产量43
  • 3.4 产量构成因子43-54
  • 3.4.1 株高和分蘖数43-46
  • 3.4.2 叶部特征46-48
  • 3.4.3 茎部特征48-53
  • 3.4.4 穗部特征53-54
  • 3.5 各因素间的相关性分析54-61
  • 3.5.1 产量构成因子之间相关性54-56
  • 3.5.2 饲草产量与产量构成因子间相关分析和通径分析56-59
  • 3.5.3 种子产量与产量构成因子间的相关分析和通径分析59-61
  • 3.6 小结61-62
  • 第4章 I-D品系燕麦光合特性62-73
  • 4.1 光合特性62-66
  • 4.1.1 净光合速率( Pn)62-63
  • 4.1.2 气孔导度( Gs)63-64
  • 4.1.3 胞间CO2浓度(Ci)64-65
  • 4.1.4 蒸腾速率( Tr)65-66
  • 4.2 叶绿素66-71
  • 4.2.1 叶绿素a( Chl a)66-67
  • 4.2.2 叶绿素b( Chl b)67-68
  • 4.2.3 叶绿素总量( Chl a+b)68-69
  • 4.2.4 叶绿素a/b( Chl a/b)69-70
  • 4.2.5 类胡萝卜素70-71
  • 4.3 光合特性与产量的相关性分析71
  • 4.4 叶绿素含量与产量间的相关性分析71-72
  • 4.5 小结72-73
  • 第5章 I-D品系燕麦的抗逆性特征73-87
  • 5.1 抗倒伏性73-85
  • 5.1.1 株高、穗位高和穗位系数73-75
  • 5.1.2 茎秆形态75-78
  • 5.1.3 器官鲜重78
  • 5.1.4 茎秆强度78-81
  • 5.1.5 相关分析81-85
  • 5.2 抗病虫性85-86
  • 5.3 小结86-87
  • 第6章 I-D品系燕麦的品质87-96
  • 6.1 饲草品质87-93
  • 6.1.1 粗蛋白87-88
  • 6.1.2 粗脂肪88-89
  • 6.1.3 中性洗涤纤维89-90
  • 6.1.4 酸性洗涤纤维90
  • 6.1.5 相对饲用价值90-93
  • 6.2 种子品质93-95
  • 6.2.1 粗蛋白和粗脂肪93
  • 6.2.2 淀粉和 β-葡聚糖93-94
  • 6.2.3 油酸和亚油酸94-95
  • 6.3 小结95-96
  • 第7章 I-D品系燕麦的遗传学特性96-107
  • 7.1 形态学特征96-99
  • 7.1.1 外部形态96-97
  • 7.1.2 产量性状97-99
  • 7.2 细胞遗传学特征99-103
  • 7.2.1 染色体数目99-100
  • 7.2.2 I-D品系、青海444和青海甜燕麦核型分析100-103
  • 7.3 ISSR分子标记103-106
  • 7.3.1 ISSR引物筛选及扩增结果103-105
  • 7.3.2 聚类分析105-106
  • 7.4 小结106-107
  • 第8章 讨论与结论107-118
  • 8.1 讨论107-115
  • 8.1.1 I-D品系燕麦生产性能107-109
  • 8.1.2 燕麦I-D品系的光合特性与饲草产量的关系109-110
  • 8.1.3 燕麦I-D品系的抗逆性110-111
  • 8.1.4 燕麦I-D品系的品质评价111-113
  • 8.1.5 核型分析113-115
  • 8.1.6 ISSR分子标记分析115
  • 8.2 结论115-118
  • 8.2.1 I-D品系燕麦的生产性能115-116
  • 8.2.2 I-D品系燕麦的光合性能116
  • 8.2.3 I-D品系燕麦抗逆性116-117
  • 8.2.4 I-D品系燕麦品质117
  • 8.2.5 I-D品系燕麦的遗传学基础117-118
  • 参考文献118-133
  • 致谢133-134
  • 作者简历134-135

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