,*,?, 张娇,?, 沈昱辰, 谢德斌, 李宏利, 李春明, 易小平, 赵勇, 唐道彬, 吕长文, 王季春,*西南大学农学与生物科技学院/薯类生物学与遗传育种重庆市重点实验室, 重庆 400715,*,?, Jiao Zhang,?, Yuchen Shen, Debin Xie, Hongli Li, Chunming Li, Xiaoping Yi, Yong Zhao, Daobin Tang, Changwen Lü, Jichun Wang,*College of Agronomy and Biotechnology, Southwest University/Key Laboratory of Biology and Genetic Breeding for Tuber and Root Crops in Chongqing, Chongqing 400715, China通讯作者:
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责任编辑: 白羽红
收稿日期:2018-08-25接受日期:2018-12-29网络出版日期:2019-07-01
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Received:2018-08-25Accepted:2018-12-29Online:2019-07-01
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引用本文
刘勋, 张娇, 沈昱辰, 谢德斌, 李宏利, 李春明, 易小平, 赵勇, 唐道彬, 吕长文, 王季春. 基于光合系统参数建立马铃薯耐荫性综合评价体系. 植物学报, 2019, 54(3): 360-370 doi:10.11983/CBB18182
Liu Xun, Zhang Jiao, Shen Yuchen, Xie Debin, Li Hongli, Li Chunming, Yi Xiaoping, Zhao Yong, Tang Daobin, Lü Changwen, Wang Jichun.
西南地区是我国第二大马铃薯(Solanum tuberosum)主产区, 种植面积占全国39%以上。马铃薯对缓解西南山区粮食供给压力和消除地区性贫困起重要作用(徐建飞和金黎平, 2017)。马铃薯不宜连作, 与玉米(Zea mays)套作是其主要栽培模式。套作可克服连作障碍, 提高水分利用率与农田生产力。但在套作过程中, 马铃薯受快速生长的玉米的强烈遮荫, 尤其在马铃薯块茎膨大期, 遮荫严重影响马铃薯产量和淀粉含量等品质的形成, 阻碍了套作模式的推广与应用。马铃薯耐荫性强弱是影响其与玉米套作时产量品质的重要因素。因此, 筛选马铃薯块茎膨大期耐荫性鉴定指标, 评价不同材料耐荫性强弱, 对马铃薯耐弱光品种选育与套作栽培模式的推广和应用具有重要意义。前人对水稻(Oryza sativa) (杜彦修等, 2013)、小麦(Triticum aestivum) (牟会荣, 2009)、玉米(周卫霞等, 2013)、大豆(Glycine max) (李春红等, 2014; 武晓玲等, 2015; 刘婷等, 2016; 王一等, 2016; 任梦露等, 2016; Jiang et al., 2017)等粮食作物和番茄(Solanum lycopersicum) (Li et al., 2013)及黄瓜(Cucumis sativus) (李伟等, 2008)等园艺作物的耐荫性进行研究, 发现植物受到遮荫胁迫后, 在形态、生理生化、基因表达和代谢产物等众多方面均会发生变化。以往研究多以收获地上部种子或果实的作物为主, 而马铃薯是以收获地下块茎为主的作物, 与上述研究对象有所不同。我国****早在20世纪50年代就对马铃薯遮荫进行了研究, 发现遮荫导致其产量降低(萧翊华, 1958)。光合作用是产量形成的基础, 遮荫后马铃薯光合速率降低, 叶绿素含量则会升高(黄承建等, 2013; 秦玉芝等, 2014; 刘钟等, 2015)。光合作用的主要场所是绿色叶片, 遮荫后马铃薯叶片的气孔密度减小、气孔器变小、气孔器长宽比增加, 这些变化可能是导致其光合速率下降的原因。同时, 叶绿体基粒和基粒片层数相应增加, 体现了马铃薯叶片对弱光的响应机制(秦玉芝等, 2014)。遮荫后马铃薯株高和叶面积增加、茎秆变细、节间伸长且块茎干物质和淀粉含量均降低(李彩斌和郭华春, 2015, 2017)。弱光作为植物生长的一种逆境, 马铃薯遭受弱光胁迫时, 体内的抗逆相关物质也发生变化, 如过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性升高, 脯氨酸含量下降(刘钟等, 2015)。目前, 马铃薯遮荫研究的深度在逐渐增加, 研究范围也逐步扩大, 然而缺乏耐荫性种质, 严重阻碍了相关研究的进一步发展。****们开始探索评价马铃薯耐荫性的指标和方法, 筛选耐荫种质。刘钟等(2015)根据马铃薯遮荫后叶绿素和抗逆物质含量, 结合隶属函数和主成分分析评价了3个马铃薯品种的耐荫性。李彩斌和郭华春(2017)根据马铃薯遮荫后与胁迫指数的相关性, 筛选出6个以形态、产量和多个色素为指标的耐荫指数和耐荫系数, 用于评价10个马铃薯品种的耐荫性。前人对马铃薯耐荫性进行了多方面研究, 但仍存在一些问题, 如需要大量的人力物力, 需测定各种形态指标和化学物质且研究材料少, 因此其结果推广受到一定限制。
马铃薯遮荫响应涉及基因型和发育阶段等多个因素, 单一指标难以准确评判其耐荫性。本研究针对马铃薯块茎膨大期, 以35个马铃薯种质遮荫条件下光合参数作为主要评价指标, 利用主成分分析法、隶属函数法和回归分析法等多种分析方法进行耐荫性综合评价, 并结合各指标与耐荫性之间的关系建立了马铃薯耐荫性评价的数学模型。同时, 以该评价体系鉴定的结果与遮荫后马铃薯的产量和淀粉含量等品质指标变化进行比较分析, 验证该评价体系的适用性和准确性, 以期为马铃薯耐荫性种质资源的发掘、新品种选育及套作栽培提供技术支撑和科学依据。
1 材料与方法
1.1 实验材料及处理
基于前期对198份马铃薯(Solanum tuberosum L.)种质遗传背景和产量及品质等性状进行初步分析与评价(张娇, 2018)的基础上, 选择产量和干物质含量较高且遗传背景有差异的35份马铃薯品种(系)作为供试材料(表1)。Table 1
表1
表1供试的35个马铃薯品种(系)
Table 1
| No. | Accession | Origin | No. | Accession | Origin |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 378711.7 | International Potato Center | 19 | Eshu 3 | Hubei |
| 2 | Zhongshu 19 | Beijing | 20 | Eshu 5 | Hubei |
| 3 | Zhongshu 21 | Beijing | 21 | Eshu 7 | Hubei |
| 4 | 0435-4 | Chongqing | 22 | Eshu 10 | Hubei |
| 5 | 049565 | Chongqing | 23 | Qingshu 2 | Qinghai |
| 6 | 09307-830 | Chongqing | 24 | Liangshu 6 | Sichuan |
| 7 | 3903-7 | Chongqing | 25 | S03-2744 | Yunnan |
| 8 | B0562-5 | Chongqing | 26 | S04-4036 | Yunnan |
| 9 | B20-2 | Chongqing | 27 | S04-6099 | Yunnan |
| 10 | B20-7 | Chongqing | 28 | S05-1669 | Yunnan |
| 11 | K103 | Chongqing | 29 | S05-197 | Yunnan |
| 12 | OP-2-5 | Chongqing | 30 | YS03-268 | Yunnan |
| 13 | S14A53-13 | Chongqing | 31 | Deshu 3 | Yunnan |
| 14 | S14A53-18 | Chongqing | 32 | Fenshenyangyu | Yunnan |
| 15 | S21 | Chongqing | 33 | Lishu 6 | Yunnan |
| 16 | Huayu 5 | Chongqing | 34 | Xuanshu 4 | Yunnan |
| 17 | Zhengshu 5 | Henan | 35 | Yunshu 201 | Yunnan |
| 18 | 04HE19-84 | Hubei |
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实验材料种植在薯类生物学与遗传育种重庆市重点实验室(西南大学)歇马育种基地(106°21′E,29°46′N)。该地属亚热带季风性湿润气候, 平均气温18.2°C, 无霜期340-350天, 年降水量为1 000-1 450 mm, 年蒸发量为1 200-1 500 mm。本实验在人工修筑的水泥槽中进行, 土壤来源于均一的土壤类型并混匀填充水泥槽, 前期进行土壤类型及肥力均一性测试。土壤类型为紫色沙壤土, 基础肥力: 10.4 g?kg-1有机质, 0.5 g?kg-1全氮, 1.1 g?kg-1全磷, 43.9 g?kg-1全钾, 172.6 mg?kg-1速效钾, 19.2 mg?kg-1有效磷, 82.0 mg?kg-1碱解氮, pH6.6。实验设计为完全随机区组, 设置遮光处理(T)和自然光照处理(CK)。选取50 g左右的种薯单行陇上开沟种植, 每品种(系)重复种植3行, 每行5株, 株距为33 cm, 行距为60 cm, 设3次重复。采用常规施肥及灌水, 实验期间各处理田间管理措施一致。种植材料齐苗后60天, 测试品种(系)均已开始结薯, 用黑色4针遮阳网全覆盖的遮阳方式搭建遮阳棚, 遮阳棚离地高度为1.8 m, 封闭4周。检测遮荫和未遮荫的有效辐射, 计算平均遮光率为77%。遮荫15天后测定叶绿素含量、光合作用和叶绿素荧光参数等相关指标。所有测试材料叶片发黄后收获块茎测其单株产量和块茎淀粉含量。
1.2 测定方法
1.2.1 光合系统参数测定在连续晴朗无风天气下, 于上午9:00-11:30选取植株倒4叶, 设置光量子密度为1 000 μmol·m-2·s-1, 开放式气路和红蓝光源, 用LI-6400 (LI-COR Biosciences公司, 美国)测定净光合速率(photosynthetic rate, Pn)、胞间CO2浓度(intercellular CO2 concentration, Ci)、蒸腾速率(transpiration rate, Tr)及气孔导度(stomatal conductance, Gs)等光合生理指标。叶片暗处理30分钟后的暗适应下, 设定光化光为190 μmol·m-2·s-1, 利用便携式调制叶绿素荧光仪MINI- PAM II (WALZ公司, 德国)测定初始荧光(original fluorescence yield, Fo)、暗适应下最大荧光(maximal fluorescence yield, Fm)、PSII最大量子产量(maximum quantum yield of photosystem II photochemistry, Fv/Fm)、非光化学猝灭系数(non-photochemical quenching, NPQ)、光化学猝灭系数(photochemical quenching, qP)及PSII实际量子产量(actual quantum yield of photosystem II photochemistry, Y(II))等叶绿素荧光参数。每个材料重复测定5株, 每株测定2次, 共测定10次。测完后选取各材料光合测定的叶片测定叶绿素a (chlorophyll a, Chla)、叶绿素b (chlorophyll b, Chlb)含量及叶绿素a/b比值(chlorophyll a/b, Chla/b)。叶数素提取采用无水乙醇:丙酮:水=4.5:4.5:1 (v/v/v)的混合液浸提法(徐芬芬等, 2010)。1.2.2 产量测定收获当天, 每个重复取3行中的中间行5株进行单株产量(yield)测定。1.2.3 块茎淀粉含量测定每重复选取3个大小相近的成熟块茎, 采用双波长法测定淀粉含量(杨焕春等, 2015)。1.3 数据处理与统计
利用Microsoft Excel 2007软件对数据进行处理和分析。采用耐荫系数(shade tolerance coefficient, STC)对耐荫性进行评价, 即耐荫系数=处理测定值/对照测定值。参照武晓玲等(2015)的方法对所有光合系统指标进行主成分分析, 得到各主成分的权重Wk=Pk/ΣPk (k=1, 2,……,n), 然后计算各主成分的隶属函数M(Xk)=(Xk-Xmin)/(Xmax-Xmin), 最后得到耐荫性综合评价值D=Σ[U(Xk)×Wk] (k=1, 2, ……,n)。其中, Xk表示第k个综合指标; Xmin表示第k个综合指标的最小值; Xmax表示第k个综合指标的最大值。Wk表示第k个综合指标在所有综合指标中的权重; Pk表示经主成分分析所得各马铃薯材料第k个综合指标的贡献率。采用DPS V15.10软件进行方差分析、差异显著性检验(Duncan新复极差法)、主成分分析、聚类分析(欧式距离)和逐步回归分析。2 结果与讨论
2.1 遮荫处理马铃薯叶片各单项指标耐荫系数比较
根据遮荫处理(T)和对照(CK)下各指标的测定值计算各品种(系)单项指标耐荫系数(表2)。与对照相比, 处理组叶绿素a、叶绿素b、Fm和Fv/Fm绝大部分表现升高(SEC>1), 而叶绿素a/b、Pn、qP和Y(II)绝大部分表现下降(SEC<1), 其它指标表现相当比例的上升和下降, 说明遮荫处理对马铃薯叶片光合系统参数均产生不同程度的影响, 各指标在耐荫性中所起的作用可能不一致, 具有基因型依赖性。同时, 各单项指标之间的相关性分析显示(表3), 部分单项指标间存在一定程度的正或负相关, 说明这些指标之间对耐荫性信息有所重叠。因此, 仅凭单项指标来评价材料的耐荫性具有一定的片面性。为了弥补单项指标评价的不足, 需要借助其它方法整合各单项指标信息, 综合评价各品种(系)耐荫性的强弱。Table 2
表2
表2马铃薯各单项指标的耐荫系数
Table 2
| No. | Chla | Chlb | Chla/b | Pn | Tr | Ci | Gs | Fo | Fm | Fv/Fm | qP | NPQ | Y(II) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 0.90 | 0.93 | 0.95 | 0.51 | 1.19 | 1.52 | 1.00 | 1.18 | 1.23 | 1.01 | 0.79 | 1.21 | 0.75 |
| 2 | 0.98 | 1.06 | 0.92 | 0.90 | 1.33 | 1.39 | 1.59 | 0.78 | 1.24 | 1.22 | 0.43 | 0.83 | 0.65 |
| 3 | 1.33 | 1.41 | 0.94 | 0.85 | 0.64 | 1.08 | 0.81 | 1.20 | 1.32 | 1.03 | 0.44 | 1.18 | 0.44 |
| 4 | 1.37 | 1.45 | 0.94 | 1.11 | 1.17 | 1.17 | 1.50 | 1.24 | 1.30 | 1.01 | 0.67 | 1.16 | 0.64 |
| 5 | 1.35 | 1.33 | 0.93 | 0.98 | 2.26 | 1.34 | 1.25 | 0.98 | 1.54 | 1.20 | 0.49 | 1.36 | 0.63 |
| 6 | 1.23 | 1.35 | 0.91 | 0.82 | 0.78 | 1.01 | 0.85 | 0.72 | 1.57 | 1.44 | 0.35 | 1.22 | 0.62 |
| 7 | 1.49 | 1.61 | 0.93 | 0.93 | 0.70 | 0.75 | 0.77 | 1.00 | 1.25 | 1.09 | 0.72 | 0.85 | 0.90 |
| 8 | 2.19 | 2.06 | 1.06 | 0.47 | 0.41 | 0.83 | 0.25 | 1.35 | 1.30 | 0.97 | 0.34 | 1.33 | 0.33 |
| 9 | 1.03 | 1.09 | 0.93 | 0.65 | 0.41 | 0.76 | 0.33 | 1.06 | 1.15 | 1.03 | 0.62 | 1.53 | 0.59 |
| 10 | 1.37 | 1.48 | 0.91 | 0.73 | 2.38 | 2.02 | 2.83 | 1.17 | 1.31 | 1.03 | 0.44 | 1.00 | 0.43 |
| 11 | 1.31 | 1.27 | 1.03 | 1.15 | 1.10 | 1.11 | 1.07 | 1.20 | 1.33 | 1.03 | 0.46 | 1.29 | 0.46 |
| 12 | 1.16 | 1.23 | 0.94 | 0.94 | 1.85 | 1.49 | 1.78 | 0.89 | 1.31 | 1.40 | 0.60 | 0.90 | 1.13 |
| 13 | 1.24 | 1.18 | 0.93 | 0.58 | 1.55 | 1.76 | 2.27 | 0.83 | 1.49 | 1.15 | 0.29 | 1.14 | 0.41 |
| 14 | 0.74 | 0.80 | 0.94 | 0.67 | 0.52 | 0.59 | 0.60 | 0.82 | 1.44 | 1.18 | 0.41 | 1.18 | 0.52 |
| 15 | 1.30 | 1.35 | 0.97 | 0.79 | 1.03 | 1.03 | 0.90 | 1.12 | 1.25 | 1.04 | 0.50 | 0.90 | 0.56 |
| 16 | 1.32 | 1.43 | 0.92 | 0.80 | 0.72 | 0.71 | 0.69 | 1.15 | 1.23 | 1.03 | 0.77 | 1.10 | 0.77 |
| 17 | 0.69 | 0.65 | 1.01 | 0.99 | 1.18 | 1.04 | 1.32 | 0.88 | 1.01 | 1.04 | 0.39 | 0.61 | 0.50 |
| 18 | 1.09 | 1.17 | 0.93 | 0.62 | 1.58 | 1.36 | 1.86 | 0.94 | 1.56 | 1.21 | 0.36 | 0.92 | 0.56 |
| 19 | 1.36 | 1.30 | 1.04 | 1.29 | 1.64 | 1.27 | 2.18 | 1.04 | 1.16 | 1.03 | 0.81 | 1.06 | 0.81 |
| 20 | 0.96 | 1.02 | 0.94 | 0.44 | 0.98 | 1.16 | 0.50 | 1.05 | 0.97 | 0.97 | 0.92 | 0.82 | 0.89 |
| 21 | 1.09 | 1.13 | 0.98 | 0.57 | 1.14 | 1.21 | 1.10 | 0.93 | 1.22 | 1.12 | 0.52 | 1.01 | 0.68 |
| 22 | 2.36 | 2.38 | 1.01 | 0.67 | 2.91 | 2.27 | 3.67 | 1.34 | 1.32 | 1.00 | 0.92 | 1.08 | 0.86 |
| 23 | 1.42 | 1.53 | 0.93 | 1.05 | 1.34 | 1.10 | 1.23 | 0.85 | 1.70 | 1.20 | 0.42 | 1.53 | 0.57 |
| 24 | 0.73 | 0.78 | 0.93 | 0.83 | 0.75 | 2.51 | 0.92 | 0.72 | 1.32 | 1.18 | 0.40 | 1.26 | 0.52 |
| 25 | 1.10 | 1.18 | 0.91 | 0.54 | 0.74 | 1.02 | 0.42 | 0.93 | 1.24 | 1.10 | 0.55 | 0.97 | 0.65 |
| 26 | 1.12 | 1.14 | 0.98 | 0.71 | 0.62 | 0.25 | 0.68 | 1.17 | 1.76 | 1.10 | 0.33 | 1.27 | 0.37 |
| 27 | 2.29 | 2.56 | 0.88 | 1.01 | 1.25 | 1.16 | 1.30 | 0.58 | 1.29 | 1.78 | 0.31 | 0.70 | 0.94 |
| 28 | 1.21 | 1.09 | 1.01 | 0.95 | 1.19 | 1.18 | 1.03 | 0.91 | 1.16 | 1.07 | 0.85 | 0.92 | 1.00 |
| 29 | 1.16 | 1.29 | 0.91 | 0.72 | 0.74 | 1.04 | 0.63 | 1.14 | 1.28 | 1.03 | 0.48 | 0.98 | 0.50 |
| 30 | 1.35 | 1.41 | 0.94 | 0.90 | 1.18 | 1.12 | 1.04 | 1.18 | 1.29 | 1.03 | 0.75 | 1.06 | 0.79 |
| 31 | 0.83 | 0.98 | 0.93 | 0.88 | 1.38 | 1.18 | 1.07 | 1.18 | 1.47 | 1.05 | 0.42 | 1.16 | 0.43 |
| 32 | 0.94 | 1.02 | 0.92 | 0.67 | 1.20 | 1.14 | 1.59 | 1.17 | 1.10 | 0.99 | 0.72 | 1.01 | 0.73 |
| 33 | 0.66 | 0.70 | 0.94 | 0.46 | 0.25 | 0.79 | 0.23 | 1.43 | 1.30 | 0.97 | 0.27 | 0.43 | 0.31 |
| 34 | 1.18 | 1.17 | 0.93 | 0.82 | 0.70 | 0.72 | 0.67 | 1.16 | 1.22 | 1.04 | 0.69 | 0.98 | 0.75 |
| 35 | 1.09 | 1.11 | 0.97 | 1.22 | 1.21 | 4.43 | 1.50 | 0.98 | 1.34 | 1.14 | 0.59 | 1.08 | 0.75 |
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2.2 马铃薯耐荫性综合评价
2.2.1 单项指标的主成分分析我们对13个光合参数单项指标的耐荫系数进行主成分分析(表4), 共获得6个主成分, 其贡献率分别为25.25%、19.36%、15.43%、12.13%、8.54%和6.80%, 累计贡献率为87.51%。由此将13个单项指标转化为6个综合指标, 可代表13个单项指标中的绝大部分信息。
Table 3
表3
表3马铃薯块茎膨大期各单项指标耐荫系数相关系数矩阵
Table 3
| Individual index | Chla | Chlb | Chla/b | Pn | Tr | Ci | Gs | Fo | Fm | Fv/Fm | qP | NPQ | Y(II) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Chla | 1.00 | ||||||||||||
| Chlb | 0.98** | 1.00 | |||||||||||
| Chla/b | 0.20 | 0.03 | 1.00 | ||||||||||
| Pn | 0.16 | 0.17 | 0.09 | 1.00 | |||||||||
| Tr | 0.33* | 0.29 | 0.14 | 0.16 | 1.00 | ||||||||
| Ci | 0.04 | 0.02 | 0.07 | 0.22 | 0.45** | 1.00 | |||||||
| Gs | 0.35* | 0.31 | 0.17 | 0.19 | 0.90** | 0.50** | 1.00 | ||||||
| Fo | 0.15 | 0.10 | 0.34* | -0.12 | 0.01 | -0.12 | 0.02 | 1.00 | |||||
| Fm | 0.10 | 0.13 | -0.18 | 0.07 | 0.03 | -0.03 | 0.01 | -0.13 | 1.00 | ||||
| Fv/Fm | 0.20 | 0.29 | -0.43** | 0.17 | 0.03 | 0.04 | 0.00 | -0.77** | 0.36* | 1.00 | |||
| qP | 0.14 | 0.10 | 0.18 | 0.14 | 0.27 | 0.09 | 0.23 | 0.31 | -0.57** | -0.44** | 1.00 | ||
| NPQ | 0.14 | 0.11 | 0.10 | 0.09 | 0.00 | 0.03 | -0.06 | 0.03 | 0.47** | -0.09 | -0.03 | 1.00 | |
| Y(II) | 0.24 | 0.25 | -0.07 | 0.29 | 0.28 | 0.13 | 0.22 | -0.25 | -0.42** | 0.26 | 0.72** | -0.24 | 1.00 |
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其中, 主成分1代表了3.28个单项指标的信息, 分别是蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、叶绿素a (Chla)和叶绿素b (Chlb)含量, 反映了全部信息的25.25%。主成分2代表了2.52个单项指标的信息, 分别是PSII最大量子产量(Fv/Fm)、光化学猝灭系数(qP)和暗适应下初始荧光(Fo), 反映了全部信息的19.36%。主成分3代表了2.01个单项指标的信息, 分别是PSII实际量子产量(Y(II))和非光化学猝灭系数(NPQ), 反映了全部信息的15.43%。主成分4代表了1.58个单项指标的信息, 分别是胞间CO2浓度(Ci)和叶绿素b (Chlb)含量, 反映了全部信息的12.13%。主成分5和6分别代表了1.11和0.88个单项指标的信息, 分别是净光合速率(Pn)和叶绿素a/b比值(Chla/b), 分别反映了全部信息的8.54%和6.80%。
Table 4
表4
表4马铃薯13个单项指标的主成分分析
Table 4
| Principle factors | ||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| CI1 | CI2 | CI3 | CI4 | CI5 | CI6 | |||
| Eigenvalue | 3.28 | 2.52 | 2.01 | 1.58 | 1.11 | 0.88 | ||
| Contribution rate (%) | 25.25 | 19.36 | 15.43 | 12.13 | 8.54 | 6.80 | ||
| Accumulate contribution rate (%) | 25.25 | 44.61 | 60.03 | 72.16 | 80.70 | 87.51 | ||
| Eigenvector | Chla | 0.38 | 0.00 | 0.31 | -0.43 | -0.04 | -0.11 | |
| Chlb | 0.38 | -0.05 | 0.26 | -0.46 | -0.08 | -0.04 | ||
| Chla/b | 0.04 | 0.32 | 0.28 | 0.09 | 0.28 | -0.57 | ||
| Pn | 0.25 | -0.08 | -0.08 | 0.19 | 0.58 | -0.38 | ||
| Tr | 0.44 | 0.06 | 0.07 | 0.31 | -0.25 | 0.14 | ||
| Ci | 0.26 | 0.02 | -0.07 | 0.49 | -0.02 | -0.02 | ||
| Gs | 0.43 | 0.07 | 0.09 | 0.34 | -0.31 | 0.02 | ||
| Fo | -0.12 | 0.43 | 0.38 | -0.05 | -0.17 | 0.04 | ||
| Fm | 0.02 | -0.43 | 0.38 | 0.14 | 0.07 | 0.20 | ||
| Fv/Fm | 0.22 | -0.50 | -0.22 | -0.18 | 0.00 | -0.10 | ||
| qP | 0.18 | 0.48 | -0.20 | -0.10 | 0.24 | 0.39 | ||
| NPQ | 0.01 | -0.10 | 0.41 | 0.10 | 0.54 | 0.51 | ||
| Y(II) | 0.32 | 0.15 | -0.43 | -0.22 | 0.21 | 0.19 | ||
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2.2.2 隶属函数分析、权重计算及综合评价
以上述6个综合指标值为基础, 计算各品种(系)的隶属函数值(U)和各综合指标的权重(W) (表5)。6个综合指标(CI1-CI6)中最高值的品种(系)依次分别是22、10、19、35、4和5号, 说明这些材料在对应的综合指标中耐荫性最强; 最低值的品种(系)依次分别是33、14、27、6、17和25号, 说明这些材料在对应的综合指标中最弱。CI1-CI6权重分别为0.29、0.22、0.18、0.14、0.10和0.08。
Table 5
表5
表5各综合指标隶属函数值、权重、综合评价值以及综合评价和预测精准度分析
Table 5
| No. | U(x1) | U(x2) | U(x3) | U(x4) | U(x5) | U(x6) | D | VP | Evaluation accuracy (%) | Comprehensive classification |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 0.30 | 0.73 | 0.26 | 0.52 | 0.70 | 0.99 | 0.51 | 0.51 | 100.0 | III |
| 2 | 0.40 | 0.40 | 0.16 | 0.57 | 0.58 | 0.41 | 0.40 | 0.43 | 92.5 | III |
| 3 | 0.26 | 0.45 | 0.55 | 0.32 | 0.79 | 0.46 | 0.43 | 0.41 | 96.3 | III |
| 4 | 0.42 | 0.63 | 0.53 | 0.43 | 0.73 | 0.57 | 0.53 | 0.53 | 100.0 | II |
| 5 | 0.50 | 0.36 | 0.58 | 0.56 | 0.66 | 0.88 | 0.54 | 0.51 | 94.4 | II |
| 6 | 0.30 | 0.04 | 0.38 | 0.33 | 0.83 | 0.54 | 0.33 | 0.36 | 91.0 | IV |
| 7 | 0.33 | 0.55 | 0.29 | 0.17 | 0.81 | 0.42 | 0.41 | 0.42 | 97.6 | III |
| 8 | 0.27 | 0.45 | 0.99 | 0.00 | 0.77 | 0.40 | 0.46 | 0.45 | 97.8 | III |
| 9 | 0.14 | 0.50 | 0.37 | 0.26 | 1.00 | 0.83 | 0.41 | 0.44 | 92.7 | III |
| 10 | 0.66 | 0.65 | 0.67 | 0.80 | 0.16 | 0.73 | 0.64 | 0.60 | 93.7 | II |
| 11 | 0.34 | 0.49 | 0.58 | 0.44 | 0.83 | 0.44 | 0.49 | 0.46 | 90.9 | III |
| 12 | 0.54 | 0.48 | 0.13 | 0.57 | 0.56 | 0.65 | 0.47 | 0.50 | 93.6 | III |
| 13 | 0.49 | 0.32 | 0.54 | 0.69 | 0.38 | 0.69 | 0.49 | 0.53 | 93.9 | III |
| 14 | 0.12 | 0.24 | 0.23 | 0.36 | 0.88 | 0.63 | 0.31 | 0.33 | 93.5 | IV |
| 15 | 0.31 | 0.54 | 0.41 | 0.35 | 0.67 | 0.40 | 0.42 | 0.39 | 92.9 | III |
| 16 | 0.27 | 0.62 | 0.37 | 0.22 | 0.84 | 0.66 | 0.44 | 0.46 | 95.5 | III |
| 17 | 0.26 | 0.57 | 0.01 | 0.59 | 0.60 | 0.13 | 0.35 | 0.37 | 94.3 | IV |
| 18 | 0.43 | 0.34 | 0.43 | 0.60 | 0.42 | 0.64 | 0.45 | 0.47 | 95.6 | III |
| 19 | 0.55 | 0.76 | 0.38 | 0.58 | 0.65 | 0.53 | 0.58 | 0.61 | 94.8 | II |
| 20 | 0.24 | 0.83 | 0.00 | 0.34 | 0.71 | 0.77 | 0.43 | 0.43 | 100.0 | III |
| 21 | 0.32 | 0.51 | 0.27 | 0.44 | 0.63 | 0.63 | 0.42 | 0.43 | 97.6 | III |
| 22 | 1.00 | 1.00 | 1.00 | 0.67 | 0.00 | 1.00 | 0.86 | 0.80 | 93.0 | I |
| 23 | 0.43 | 0.16 | 0.68 | 0.43 | 0.84 | 0.77 | 0.48 | 0.50 | 95.8 | III |
| 24 | 0.29 | 0.27 | 0.11 | 0.71 | 0.85 | 0.58 | 0.39 | 0.42 | 92.3 | III |
| 25 | 0.21 | 0.45 | 0.22 | 0.30 | 0.76 | 0.60 | 0.36 | 0.36 | 100.0 | IV |
| 26 | 0.16 | 0.22 | 0.67 | 0.27 | 0.83 | 0.62 | 0.38 | 0.38 | 100.0 | III |
| 27 | 0.63 | 0.00 | 0.45 | 0.09 | 0.57 | 0.00 | 0.33 | 0.35 | 93.9 | IV |
| 28 | 0.37 | 0.70 | 0.10 | 0.41 | 0.80 | 0.59 | 0.46 | 0.48 | 95.6 | III |
| 29 | 0.23 | 0.49 | 0.39 | 0.32 | 0.74 | 0.48 | 0.40 | 0.37 | 92.5 | III |
| 30 | 0.38 | 0.66 | 0.40 | 0.36 | 0.74 | 0.66 | 0.50 | 0.48 | 96.0 | III |
| 31 | 0.29 | 0.44 | 0.44 | 0.56 | 0.69 | 0.67 | 0.46 | 0.43 | 93.5 | III |
| 32 | 0.35 | 0.77 | 0.25 | 0.51 | 0.58 | 0.76 | 0.50 | 0.53 | 94.0 | III |
| 33 | 0.00 | 0.54 | 0.18 | 0.33 | 0.61 | 0.13 | 0.27 | 0.20 | 92.6 | IV |
| 34 | 0.24 | 0.61 | 0.27 | 0.27 | 0.82 | 0.56 | 0.41 | 0.42 | 97.6 | IV |
| 35 | 0.58 | 0.53 | 0.13 | 1.00 | 0.76 | 0.43 | 0.55 | 0.51 | 92.7 | II |
| W | 0.29 | 0.22 | 0.18 | 0.14 | 0.10 | 0.08 |
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依据6个综合指标值和权重计算各品种(系)的耐荫综合评价值(D) (表5), D值范围为0.27-0.86, 最高值的品种(系)为22号, 最低值的品种(系)为33号。基于D值的聚类分析将35个材料的耐荫性分为4个类别(图1): 第I类D值为0.86, 含1个材料, 耐荫性最强; 第II类D值为0.53-0.60, 含5个材料, 耐荫性较强; 第III类D值为0.38-0.51, 有23个材料, 耐荫性较弱; 第IV类D值为0.27-0.37, 包括6个材料, 耐荫性最弱。2.2.3 评价模型的建立根据13个单项指标和综合评价D值, 利用逐步回归分析法, 以D值为因变量, 各单项指标为自变量, 建立最优回归方程如下: Y=0.060+0.106Gs+0.214qP+ 0.143NPQ, 其R2=0.953 2, P=0.000 1。逐步回归方程中含3个单项指标, 包括气孔导度(Gs)、光化学猝灭系数(qP)和非光化学猝灭系数(NPQ)。利用回归方程对马铃薯耐荫性进行预测, 结果表明35份品种(系)的预测精准度均在91.0%以上, 平均精准度为95.1% (表5), 说明利用该回归方程对马铃薯材料进行耐荫性评价准确性较高。
图1
新窗口打开|下载原图ZIP|生成PPT图135个马铃薯品种D值聚类分析编号1-35同
Figure 1The clustergram of D value of 35 potato genotypes No.1-35 see
2.3 综合评价类型间品种(系)的产量和淀粉含量比较
不同马铃薯品系(系)遮荫后产量和淀粉含量的变化是耐荫性强弱的直接表现。为了进一步验证上述综合评价分类结果与产量和品质变化的关系, 我们对所测试品种(系)的产量和品质进行了分析, 结果(表6)显示, 第I类品种(系)的产量减幅(21.25%)和淀粉含量减幅(18.30%)均显著低于第IV类品种(系)的平均产量减幅(49.00%)和平均淀粉含量减幅(43.88%)。第II和第III类在产量上的平均减幅类似, 减幅显著高于第I类、显著低于第IV类; 在平均淀粉含量上第I和第II类减幅相当, 显著低于第III和IV类。上述结果表明, 用该评价体系鉴定的结果在产量和/或淀粉含量减幅上表现一致, 进一步说明该评价体系具有一定的准确性, 可广泛应用于马铃薯耐荫性的快速预测和评价。Table 6
表6
表6马铃薯分类材料的产量和淀粉性状特征
Table 6
| Classification | Treatment | Average yield (kg) | Average starch content (%) | Reduction of average yield (%) | Reduction of average starch content (%) |
|---|---|---|---|---|---|
| I | CK | 1.04 | 15.19 | -21.25±1.05 a | -18.30±1.02 a |
| T | 0.82 | 12.41 | |||
| II | CK | 1.11 | 15.86 | -37.84±3.45 b | -21.04±2.14 a |
| T | 0.69 | 12.53 | |||
| III | CK | 1.13 | 15.92 | -35.97±3.26 b | -43.64±3.45 b |
| T | 0.73 | 8.97 | |||
| IV | CK | 1.09 | 15.30 | -49.00±2.32 c | -43.88±2.47 b |
| T | 0.55 | 8.59 |
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2.4 讨论
绿色植物正常的生长发育依赖光合作用。植物通过光合作用将光能固定并转化为碳水化合物, 提供其生长所需的物质和能量或转运到库器官以糖或淀粉等形式贮存。光合作用影响植物的产量和品质。植物的耐荫性是由植物遗传特性和对外部光环境变化的适应性决定, 是植物为适应弱光环境保持自身系统平衡、保证生命活动正常进行的一种能力(Falster et al., 2018)。虽然目前已对植物耐荫性进行了大量研究, 但尚未有统一的理论支撑(Valladares and Niinemets, 2008; Falster et al., 2018)。评价研究材料的耐荫性强弱是探索植物耐荫性相关机理的重要基础。光合系统参数是植物光合能力的直接体现。与玉米套作时, 马铃薯在块茎膨大期受到的荫蔽最大, 也是马铃薯对遮荫最敏感的时期(刘钟等, 2015)。本研究选择光合系统指标参数, 利用马铃薯35个品种(系)在块茎膨大期进行遮荫处理, 用主成分分析与隶属函数结合的综合评价体系进行评价, 依据D值鉴定出Eshu10和Lishu6分别为耐荫性最强和最弱的品种。遮荫条件下, 用评价体系鉴定出的耐荫性强的材料在产量和/或淀粉含量的减幅程度均低于耐荫性弱的材料, 说明本研究中基于光合系统参数建立的耐荫性综合评价体系的鉴定结果具有一定的可靠性。李彩斌和郭华春(2017)研究结果显示Lishu6 为耐荫性弱的品种, 与本研究结果一致, 进一步表明本评价体系具有可靠性。但本研究中涉及的材料并未包含他们鉴定出的耐弱光性较强的中薯20、会2和费乌瑞它等品种, 后续有待利用本评价体系对这些材料进行评价, 以进一步验证其可靠性。
主成分分析具有消除各指标之间的相关性、避免信息重复及简化数据分析的优势。以相对值为基础的隶属函数法能消除不同种质间性状固有的差异,且能对同一指标和不同指标间进行有效的比较。主成分分析结合隶属函数法的综合评价是目前应用较多的评价方法。李春红等(2014) 、武晓玲等(2015) 和孙祖东等(2017)都采用综合评价法对大豆耐荫性进行了综合评价; 龙海涛等(2015)和周亚峰等(2017)也分别利用综合评价法对花生(Arachis hypogaea)抗旱性和甜瓜(Cucumis melo)耐冷性进行了评价。对于马铃薯耐荫性的评价已有相关研究。刘钟等(2015)对3个马铃薯品种不同生育时期进行遮荫处理, 基于叶片抗逆生理生化指标, 通过主成分分析法和隶属函数法对马铃薯耐荫性进行了综合评价。李彩斌和郭华春(2017)以全生育期遮光处理后马铃薯块茎产量和块茎减产率对马铃薯耐弱光性进行了初步评价, 他们以耐弱光系数和耐弱光指数为主要鉴定指标, 结合与之显著相关的形态、生理和产量等指标对10个马铃薯材料的耐弱光性进行综合评价。该研究主要采用生理生化和植株形态等指标进行综合评价, 具有一定的应用价值。但是, 如果涉及大量材料的筛选评价时, 生理生化指标测定会消耗大量的物力和财力, 植株形态指标测定也会耗时费力且人工测量会增加误差风险。本研究利用综合评价法建立的数学模型(逐步回归方程)只采用3个光合系统参数指标, 其预测精确度高。在耐荫性评价中, 通过光合仪和叶绿素荧光仪只需测定3个指标即可快速准确地鉴定材料耐荫性强弱。本研究所建立的数学模型, 使用更方便、快速, 不需要测定相关化学物质含量, 通过仪器即可快速得到结果, 具有省时、省力和省钱等优势, 可应用于大批量材料耐荫性的快速预测。
尽管本实验只进行了一年一点, 实验结果还有待多年多点数据的进一步验证。但本实验选取在人工修筑的水泥槽中进行, 土壤来源于均一的土壤类型并混匀填充水泥槽, 前期进行了土壤类型及肥力均一性测试, 减少了田间土壤不均一导致的潜在误差。此外,测试时间也严格控制在连续晴天上午9:00-11:30, 所有测试材料均选取每个重复中3行中的中间行, 减少了测试时间和不同材料间互相影响的潜在误差。这些措施都为数据的可靠性提供了有效保障。
参考文献 原文顺序
文献年度倒序
文中引用次数倒序
被引期刊影响因子
DOI:10.3724/SP.J.1011.2013.30238URL [本文引用: 1]
光是影响植物生长发育重要的环境因子之一。随着全球气候的异常,水稻生育期内阴雨寡照天气增多,太阳辐照减少,弱光会对水稻生长发育产生不利影响。本文综述了国内外有关弱光对水稻营养生长、避阴反应、光合作用特性、产量形成和品质等方面的影响。水稻营养生长的各个方面都受弱光影响,包括株高、分蘖、根系、叶片及其气孔和叶绿素等的发育。最重要的是弱光通过影响光合作用,进而影响干物质积累与分配,从而导致水稻产量和品质降低。光不仅为植物光合作用提供能量,还是一种信号物质,植物通过光受体感受光环境包括光质、光强和光向等的变化来调控自身形态建成。遮阴同样能导致弱光。遮阴后,植物光敏色素感受到环境中红光和远红光比例的变化,从而引起株高增加、节间伸长、分枝减少和加速开花等一系列反应,这些称为避阴反应。本文探讨了在弱光对作物生长发育影响的研究中使用不同遮阴材质对光质的影响。目前水稻避阴反应研究较少,本文讨论了水稻光敏色素基因及拟南芥中鉴定的与光信号相关的转录因子可能在水稻生产中的应用。对水稻在生育期内遇弱光环境时提出了相应的防治对策,并分析了当前研究中存在的问题和不足,指出了今后进一步研究的方向。
DOI:10.3724/SP.J.1006.2013.00330URL [本文引用: 1]
以马铃薯品种中薯5号(早熟,株型直立)和米拉(中晚熟,株型扩 散)单作为对照,在大田条件下,调查马铃薯/玉米套作模式中2个品种光合指标的变化、块茎形成期至块茎增长期不同叶位气体交换参数的变化,分析光合指标对 产量的影响.结果表明,整个生育期马铃薯叶绿素含量(Chl a+Chl b)套作高于单作,叶面积指数(LAI)、比叶重(SLW)和叶绿素a/b值(Chl a/b)套作低于单作.从块茎形成期至块茎增长期,群体光合有效辐射(PAR)、水分利用效率(WUE)、气孔限制值(Ls)呈下降趋势,净光合速率 (Pn)、气孔导度(Gs)、胞间二氧化碳浓度(Ci)、蒸腾速率(Tr)呈上升趋势.PAR、Pn、Gs、Tr均随叶位的降低显著下降,套作下降幅度低 于单作.套作中、下层叶片 Pn的下降受气孔因素和非气孔因素限制.套作降低了马铃薯上层叶Pn,提高了中、下层叶Pn.套作中薯5号的Chl a+Chl b生育前期高于米拉,生育后期低于米拉, SLW则相反;LAI和Chl a/b整个生育期高于米拉.套作中薯5号上层叶PAR高于米拉,中、下层叶PAR低于米拉;套作中薯5号上层叶Pn与米拉相近,中、下层叶Pn高于米拉; 各层叶WUE、Ls高于米拉, Gs、Ci、Tr低于米拉.总之,套作改变了马铃薯的光合特性,并显著降低了马铃薯块茎产量;套作恶化了中薯5号/玉米复合群体的光环境,改善了米拉/玉 米复合群体的光环境,米拉/玉米套作体系土地当量比(1.40)大于中薯5号/玉米体系(1.24),显示了较强的套作优势,宜在生产中优先推广.
DOI:10.16213/j.cnki.scjas.2015.05.014URL [本文引用: 1]
以正常光照为对照,用2针遮阴网进行马铃薯遮阴处理,研究不同遮阴度对青薯9号植株生长、产量及品质的影响。结果表明,青薯9号遮阴处理后较对照株高显著增高、茎粗呈变细趋势、主茎数、节数无明显差异、节间长增长、叶面积增大,遮光严重影响块茎产量,当遮光70.22%时商品薯率、单株重、产量均显著下降,产量较对照减产达87.08%,遮光率高于80%后植株不结薯引起绝产。以遮阴70%作为选择压力对另外9个品种进行耐阴性评价,结果显示,所有参试品种在遮光条件下都显著减产,减产率在62.14%~90.74%,但耐阴性在不同品种间存在明显差异,以中薯20最耐阴;Woff,青薯9号,费乌瑞它较耐阴;合作88最不耐阴。从对块茎品质的影响看,遮阴使块茎干物质含量和淀粉含量减少,绝大部分品种的蛋白质含量增加。
DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2017.18.003URL [本文引用: 4]
[目的]近年来,弱光胁迫逐渐成为冬作、保护地和间套作栽培马铃薯生产的重要限制因素.通过筛选马铃薯耐弱光性鉴定指标,评价不同品种的弱光耐受性,为马铃薯耐弱光品种选育和冬作马铃薯产业发展及马铃薯间套作栽培提供科学依据.[方法]采用大田试验,以10个马铃薯品种为供试材料,齐苗后用遮阳率为70%的遮阴网进行全生育期遮阴处理,以自然光照为对照.初花期测定株高、节间长、叶面积等形态指标,叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素等色素含量指标和净光合速率、气孔导度、蒸腾速率等光合生理指标,收获后测产并计算单株块茎重.通过计算马铃薯各品种耐弱光系数、耐弱光指数和各指标胁迫指数,使各指标间具有可比性.以耐弱光系数和耐弱光指数闭区间扩展值对各马铃薯品种耐弱光性进行评价,将各指标胁迫指数分别与耐弱光系数和耐弱光指数进行相关性分析,筛选出具有显著相关的指标.[结果]与对照相比,遮阴处理后马铃薯在形态、生理和产量等方面均发生改变:株高增加,节间伸长,叶面积增大;叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量增加,叶绿素a/b值减小,类胡萝卜素含量总体呈增加趋势;净光合速率、瞬时水分利用效率、气孔导度显著下降,蒸腾速率显著增加,胞间CO2浓度呈增加趋势;单株块茎重显著减少,减产幅度达62.14%—90.74%.根据耐弱光系数和耐弱光指数评价马铃薯耐弱光性结果基本一致,但耐弱光指数不仅反映了马铃薯产量对遮阴胁迫的敏感性,同时也反映了不同基因型差异对产量的影响,较耐弱光系数评价方法严格.叶面积、单株块茎重、叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素和类胡萝卜素胁迫指数6个指标与耐弱光系数或耐弱光指数呈显著或极显著相关,可以作为马铃薯耐弱光性有效鉴定指标.[结论]中薯20高度耐弱光,woff中度耐弱光,费乌瑞它和会-2低度耐弱光,其余品种均不耐弱光.以耐弱光系数和耐弱光指数为主要鉴定指标,并结合与之显著相关的形态、生理和产量等指标对马铃薯耐弱光性进行综合评价较为客观、可靠,而且方便易行.
DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2014.15.003 [本文引用: 2]
【Objective】 The main purpose of the present study was to explore the methods of evaluating shade-tolerance, analyze the shade-tolerance of different soybean genotypes, screen suitable evaluation indicators of shade-tolerance, and establish a mathematical evaluation model of shade-tolerance. 【Method】 Thirty soybean cultivars(lines) were treated under shading and natural light conditions in a field experiment. Corn-soybean strip cropping system created the shaded conditions in the field. The corn variety Zhengdan 958 was used in the experiment. At the maize tasseling stage, shading rate was 70%. Soybean single planting was used as control. Main stem height (X1), stem diameter (X2), main stem node number (X3), branch number (X4), lowest pod height (X5), internode length (X6), plant weight balance (X7), lodging (X8), pods per plant (X9), seeds per plant (X10), seeds per pod (X11), 100-seed weight (X12), seed-stem ratio (X13) and yield per plant (X14) were investigated at the mature period. Shade-tolerance coefficient (STC) of all indexes from both treatments was used to comprehensively evaluate the shade-tolerance by principal component analysis, membership function method, hierarchical cluster analysis and stepwise regression analysis. 【Result】 Firstly, the 14 single indexes were transformed into 5 independent comprehensive components through principal component analysis, which represent 87.685% information of the raw data of the traits related to shade-tolerance. The membership function method was employed to calculate comprehensive shade-tolerance value (D) and carry on cluster analysis, and 30 soybean cultivars (lines) were divided into three shade-intolerance types. Class I was the high shade-tolerance type. Class II was the medium shade-tolerance type. Class III was the shade-intolerance type. At last, a mathematical evaluation model for soybean shade-tolerance was established by stepwise regression analysis, D=-0.5495+0.2932X3+0.0592X4+0.1628X6-0.0244X8+0.5943X9+0.1345X12+0.8210X14 (R2 =0.9908), whose accuracy was higher than 93.67%. Based on the model, seven indexes closely related to the shade- tolerance, including main stem nodes, branch number, internode length, lodging resistance, pods per plant, 100-seed weight and yield per plant were screened out. 【Conclusion】 Thirty soybean cultivars (lines) were divided into three shade-tolerance types, which were the high shade-tolerance type, the medium shade-tolerance type and the shade-intolerance type. Main stem nodes, branch number, internode length, lodging resistance, pods per plant, 100-seed weight and yield per plant can be used for identification of soybean varieties to shade-tolerance.
URL [本文引用: 1]
正【目的】探讨弱光条件下黄瓜(Cucumis sativus)幼苗不同叶位叶片光合特性的响应变化及品种间差异,为日光温室黄瓜冬季生产提供理论依据。【方法】以不耐弱光的津研2号和较耐弱光的戴多星黄瓜幼苗为试材,在人工气候室内设置对照(CK,500～600μmol·m~(-2)·s~(-1))和弱光
DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2016.08.004URL [本文引用: 1]
[目的]在玉米大豆间套作种植系统中,高位作物玉米的遮荫常常会导致大豆苗期茎秆细弱,倒伏严重,产量低下.文章在玉米大豆间套模式下,分析遮荫程度对大豆苗期光合产物积累、分配和抗倒性的影响,为建立合理群体结构提供理论依据.[方法]以不耐荫不抗倒型大豆南032-4和强耐荫强抗倒型大豆南豆12为试验材料,设置不遮荫(W0,透光率100％)、一层黑色遮阳网(W1,透光率31.90％)和二层黑色遮阳网(w2,透光率10.83％)3个处理进行室外盆栽试验,测定大豆光合速率、气孔导度、蒸腾速率、胞间二氧化碳浓度、SPAD值、叶面积及各器官生物量积累等光合指标和株高、各节间长度、各节间茎粗、茎秆抗折力、倒伏指数等抗倒伏指标,分析不同遮荫处理下大豆光合特性及抗倒伏相关性状的变化.[结果]随着遮荫程度的增加,2个品种大豆的光合速率、气孔导度、叶面积和SPAD值显著降低,各器官有机物积累量和根冠比显著下降;随遮荫程度增加,大豆倒伏严重,茎秆抗折力和抗倒伏指数显著降低.不同耐荫性大豆品种对不同遮荫程度的响应有差异,与W0相比,强耐荫性大豆南豆12和不耐荫性南032-4的光合速率在W1和W2分别降低了35.6％、99.6％和40.9％、83.6％.强耐荫性品种南豆12在W0和W1干物质积累高于南豆032-4,差异显著,但W2处理下差异不显著(P＜0.05),表明中度遮荫下大豆的光合速率仍保持较高水平,且强耐荫性品种在遮荫条件下光合产物积累量较高.南032-4的W1和W2处理倒伏率较南豆12分别高出55.9％和2.57％(2014年和201 5年2年均值),W1处理下南032-4表现中度倒伏,南豆12表现为轻度倒伏,而W2处理下南032-4和南豆12均表现为严重倒伏,表明中度遮荫下大豆品种间倒伏差异显著,不耐荫性品种倒伏程度严重.同一遮荫程度下,南豆12抗折力降低幅度(39.8％)高于南032-4(38.425％),但W1和W2处理后南豆12的抗折力比南032-4高27.3％和26.6％(2014和2015年2年均值).同一遮荫程度下强耐荫性品种南豆12茎秆抗折力和抗倒伏指数均显著高于南032-4(P＜ 0.05),而株高表现相反.[结论]随遮荫程度增加,大豆光合积累量减少,倒伏严重;强耐荫性品种在中度遮荫下能保持较高光合能力和抗倒伏能力,具有较强的耐荫性,但过度遮荫后,其耐荫性与弱耐荫材料差异不显著.因此,在大豆玉米间套作种植模式下,适当减少弱光胁迫程度,才能发挥大豆的耐荫和抗倒潜力.
DOI:10.16211/j.issn.1004-390X(n).2015.04.013URL [本文引用: 4]
本研究以‘会-2’、‘会薯9号’和‘P02-77-10’马铃薯为材料,在不同生育时期采用人工模拟遮阴方法,研究上述3个马铃薯品种叶片抗逆生理生化指标的变化。结果表明,在块茎膨大期至收获期遮阴,马铃薯叶片相对电导率、丙二醛含量、叶绿素a和b的含量、叶绿素a与b的比值(Chla/Chlb)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)的活性都明显升高,而脯氨酸的含量则下降。随着遮阴时间的延长,上述各项生理生化指标也有不同程度的升高。主成分分析法和隶属函数法对马铃薯耐荫性综合评价结果显示,3个马铃薯品种耐荫性从强到弱顺序依次为‘会-2’‘P02-77-10’‘会薯9号’。
DOI:10.11983/CBB15001URL [本文引用: 1]
利用综合隶属函数法评价不同产地8个花生品种幼苗的抗旱能力,同时分析各品种花生在模拟干旱处理2小时和12小时后叶片AhNCED1基因表达量的变化,探讨花生品种抗旱性与叶片AhNCED1基因表达的关系,建立花生(Arachis hypogaea)幼苗时期通过AhNCED1基因表达变化检测花生抗旱性等级的方法。结果显示,干旱处理2小时,各品种叶片AhNCED1基因表达量迅速增加,与处理前相比差异极显著;干旱处理12小时,各品种花生叶片AhNCED1基因表达量均降低,但仍均高于处理前水平。综合隶属函数值定量反映各品种抗旱性强弱顺序为:花育24号福花13号粤油7号中花15号中花16号航花2号福花9号北海1号。干旱处理2小时各品种花生叶片AhNCED1表达量变化大小依次为:福花13号花育24号中花16号中花15号航花2号粤油7号北海1号福花9号。其中,抗旱性强的品种为花育24号和福花13号,抗旱性弱的品种为福花9号和北海1号,其余4个品种为中等抗旱。该抗旱性评价结果与这些品种在生产上的表现一致,干旱胁迫2小时花生品种叶片AhNCED1基因的表达量变化与其抗旱性一致。因此,AhNCED1基因表达量可作为苗期花生品种抗旱性等级的量化指标之一。
DOI:10.7666/d.Y1764541URL [本文引用: 1]
在黄淮海麦区和长江中下游麦区,林麦间作系统中的弱光及太阳辐射下降造成的弱光不利于小麦籽粒产量和品质的形成,因此,明确该背景下弱光逆境对小麦籽粒产量和品质形成的影响及其生理机制对于深化小麦品质生态理论、指导弱光逆境条件下优质小麦新品种的选育与配套栽培调控途径的研究有较为重要的意义。本研究以耐弱光性不同的小麦品种扬麦158(较耐弱光)和扬麦11(较不耐弱光)
DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2014.03.013URL [本文引用: 2]
1College of Horticulture and Landscape, Hunan Agricultural University, Changsha 410128; 2Center of Analytical Service, Hunan Agricultural University, Changsha 410128; 3Institute of Vegetables and Flowers, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing 100081) Abstract: 【Objective】 The aim of this study was to investigate the effects of sustained weak light on growing conditions and photosynthetic characteristics of potato leaves at the seedling stage and to offer a theoretical basis for screening and utilization of new resistant potato resources to weak light.【Method】 The original cultivated potato Yan (S. tuberosum subsp. andigena var. yanacochense) and cultivated potato Favorita (S. tuberosum) were grown in a growth chamber at 50 μmol61m-261s-1 and 350 μmol61m-261s-1 light, respectively, using potato tuber (50 g) growing in medium. After 1 month treatment, the growth of the test materials was measured. Plant phenotype, the chlorophyll content, net photosynthetic rate, photosynthetic curve, the CO2 response curve were tested by LI-COR 6400 portable photosynthesis system. The stomatal morphological characters were measured using JEM-1200EX scanning electron micrography. The ultrastructure of chloroplast was observed by transmission electron microscope using the blade section after uranium acetate-citrate double staining.【Result】There was a difference between the treatment and the control in leaf size, morphology of plant. Favorita had weak vigour, slender seedling with smaller pale green foliage. Foliage and branch induction of Yan were very difficult and grew extremely slowly in or after treatment. Sustained light treatment significantly reduced the apparent quantum yield (AQE), light saturation point (LSP), maximum net photosynthetic rate (Pnmax), CO2 saturation concentration (CSP), and the chlorophyll content efficiency, and improved apparent carboxylation rate (EC), and CO2 compensation concentration (CCP) simultaneously. The light compensation point (LCP) of Yan was activated in the treatment. While the LCP and EC of Favorita were reverse. The EC, CSP of Yan had no difference between the treatment and the control. Growing under weak light, the stomatal density, chloroplast number declined. The numbers of grana and grana lamellae increased in Favorita. On the contrary, the number of grana lamellae decreased in Yan. 【Conclusion】 Foliage differentiation of potato was hypersensitivity to light. There was a significant genotypic difference. The development and growth of the sensitive genotypes were hindered when plants acclimated to low light (50 μmol61m-261s-1). The damage could not be resumed by restoring strong light later. The sustained weak light treatment at seedling stage depressed photosynthetic rate (Pn) and dark respiration rate (Rday). Saturation point of plant fell off along with the light intensities reduced. Following the dark respiration rate (Rday) being decreased, Favorita potato could adapt to lower light intensity by reducing the light compensation point. On the contrary, Yan could not adapt to lower light intensity. Appeared organic matter accumulated difficulties because of the improved light compensation point (LCP), the narrowing effective intensity range and the increased dark respiration rate (Rday). Under sustained weak light stress, the mesophyll cell arrangement was changed , and the stomatal density, the stomatal apparatus and numbers of chloroplasts decreased significantly, the stomatal apparatus length-width ratio had a tendency to increase, and chlorophyll composition ratio changed. Favorita potato improved the capture ability of effective light sources by increasing the number of chloroplast grana, grana lamella and chlorophyll b. Yan potato had subdued capturing ability of effective light and CO2 affinity because the formation of chloroplast grana was affected and the number of chloroplast grana, grana lamella and stomatal density decreased.
DOI:10.3724/SP.J.1006.2016.01319URL [本文引用: 1]
玉米-大豆套作种植模式是国家农业重点推广技术,研究该模式下大豆茎秆对荫蔽胁迫响应的分子机制将有助于大豆耐荫性的分子遗传改良。利用转录组测序技术分析荫蔽胁迫对南豆12和南032-4大豆茎秆转录基因表达的影响,结果表明,荫蔽条件下,南豆12和南032-4分别有287个和110个差异转录基因,皆以上调为主。基因功能注释分析显示,这些基因主要富集于次生细胞壁的生物起源、多糖的合成、钙调素结合和水解酶活性等生物过程中。荫蔽条件下,南豆12响应木质素、生长素合成的相关基因上调,南032-4响应茉莉酸、乙烯合成的相关基因上调,响应赤霉素代谢的相关基因则下调,但南豆12表现出更多的差异转录基因。大豆茎秆积极响应荫蔽信号,增加茎秆细胞壁多糖,加快次生细胞壁的生成,从而阻碍茎秆横向生长,使大豆茎秆变细,同时增加水解酶活性,加快细胞的松弛,使大豆茎秆伸长。南豆12和南032-4也通过各自特有的差异转录基因响应荫蔽,但南豆12通过更多地增加细胞壁多糖、木质素含量以及对生长素的响应等来增加茎秆强度,保持茎秆一定的形态优势,最终提高自身抗倒伏能力,表现出对荫蔽更强的适应性。
DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2017.05.002URL [本文引用: 1]
[目的]耐荫性是影响间套作大豆产量的重要因素,影响大豆间套作模式的应用与推广.建立高效、通用、稳定的耐荫性鉴定体系,以利于发掘耐荫种质,开展耐荫性育种.[方法]以60份不同耐荫性类型的大豆品种为材料,首先对15％,30％和60％3个遮光度下倒伏品种比例等进行比较,确定遮光处理条件;其次对遮光后的株高、平均节间长、叶柄长和茎叶鲜重等17个性状进行筛选,选定耐荫鉴定指标;再比较播种后第40,50和60天3个时期耐荫指标的误差变异系数和表型变异系数等,明确鉴定时期,最后建立由遮光度、耐荫鉴定指标和鉴定时期构成的耐荫性评价体系;利用该体系对中国南方十二省区45 3份材料进行耐荫性鉴定和资源筛选.[结果]30％遮光度相对其他遮光梯度较优,表现为倒伏品种有而不太多(22％)、表型变异系数较高(25％)、品种间区分度较好.株高和平均节间长构成的耐荫指标相对其他指标具有以下优点:①较准确,误差变异系数低(9.36％),遗传率高(95.4 3％);②较稳定,环境间相关系数高(0.92);③品种间区分度较好,表型变异系数(31.25％)和遗传变异系数(30.52％)较大;④与田间目测耐荫级别相关性较高(0.7 3),较能反映田间实际情况.播种后50 d时相对其他时期耐荫指标各参数均最优,如环境间相关系数最大(0.87),误差变异系数最小(7.75％).据此将30％遮光度条件下,播种后50d株高和平均节间长相对值的平均数定为耐荫指数,指数越小则越耐荫.中国南方453份大豆耐荫指数的变幅为1.11-2.61,平均1.55,材料个体间差异极显著,且遗传率较高(91.1 3％),说明表型选择具有较高的准确性.Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ和Ⅵ生态区内耐荫指数变幅分别为1.19-2.08,1.17-2.61、1.27-2.37和1.11-2.54,均存在大量的耐荫性变异,各生态区均有耐荫性材料.地方品种和育成品种耐荫指数变幅分别为1.11-2.61和1.17-2.54,都存在较丰富的耐荫性变异,在筛选出的11份耐荫资源中,有8份是育成品种,说明大豆育种过程中耐荫性已得到改良.[结论]由30％遮光度、播种后50 d的株高和平均节间长构成的耐荫指数是相对准确、稳定、灵敏、实用的耐荫性评价体系.中国南方大豆耐荫性存在较为丰富的变异,从453份南方材料中筛选到11份耐荫性强的种质资源.
DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2016.11.004URL [本文引用: 1]
【目的】研究在不同生育时期遮阴处理下,不同大豆品种植株叶片叶面积、比叶重、叶绿素含量、光合参数、叶绿素荧光参数和产量构成因素的变化规律,为中国南方丘陵和山区大面积推广的玉米大豆间套作种植技术提供理论依据。【方法】采用透光率50%的遮阳网对生育期和生育时期总天数不同的3个参试大豆品种桂夏2号、南豆12和C103进行遮阴,设置4个处理,分别为不遮阴(CK)、出苗至盛花期遮阴(VER2)、出苗至鼓粒期遮阴(VER5)和盛花期至完熟期遮阴(R2R8),测定叶面积、比叶重、叶绿素含量、光合参数、荧光参数和产量构成因素。【结果】VER2处理下大豆品种叶面积、叶绿素(a+b)含量和表观量子效率分别比对照高15.50%、12.95%和74.13%,比叶重、光补偿点和最大光合速率分别比对照低15.78%、26.16%和26.52%,R2R8处理下大豆品种叶面积、叶绿素(a+b)和表观量子效率平均分别比对照高0.3%、10.53%和28.07%,比叶重、光补偿点和最大光合速率平均分别比对照低10.15%、20.34%和12.13%;盛花期复光PSⅡ最大量子产量平均比对照低3.01%,非光化学荧光淬灭系数平均比对照高26.80%,鼓粒期复光PSⅡ最大量子产量平均比对照低8.47%,非光化学荧光淬灭系数平均比对照高40.79%;VER2、VER5和R2R8处理下,桂夏2号单株粒重分别比对照低40.84%、48.67%和59.16%,百粒重分别比对照低23.69%、39.31%和26.39%,南豆12单株粒重分别比对照低46.67%、54.16%和21.19%,百粒重分别比对照低3.91%、19.93%和26.14%,C103单株粒重分别比对照低69.8%、74.85%和73.89%,百粒重分别比对照低68.8%、69.55%和71.64%。【结论】出苗至盛花期遮阴对参试大豆品种叶片光合及叶绿素荧光特性的影响大于盛花期至完熟期遮阴,大豆植株遮阴后在盛花期复光,叶片光合能力有一定程度的恢复,在鼓粒期复光,则表现为受到强光胁迫,因此,从减小遮阴对大豆叶片光合作用不良影响的角度考虑,在中国南方丘陵和山区玉米大豆间作优于玉米大豆套作,在玉米大豆套作模式下选择品种、播期及种植技术时,应确保大豆在盛花期前恢复光照,避免遮阴超过大豆鼓粒期。前期遮阴和后期遮阴对大豆产量的影响大小因大豆品种而异,但遮阴时间越长对大豆产量构成影响越大。
DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2015.13.002URL [本文引用: 2]
【目的】探讨不同基因型大豆苗期的耐荫性,筛选出苗期耐荫性快速鉴定指标,为耐荫大豆品种的鉴定、选育提供依据和材料基础。【方法】通过设置正常光照(1 000μmol·m-2·s-2)和弱光(400μmol·m-2·s-2)两种光照环境,在植株生长到20 d时,考察19个参试大豆材料苗期的24个形态、生物量及生理指标,包括株高(plant height,PH)、茎粗(stem diameter,SD)、主茎节数(nodes of main stem,HN)、下胚轴长(hypocotyl length,HL)、叶面积(leaf area,LA)、叶片厚度(leaf thickness,LT)等形态指标,植株各部分干重及总干重,叶绿素a(chlorophyⅡa,Chla)等光合色素含量,净光合速率(net photosynthetic rate,Pn)、蒸腾速率(transpiration rate,Tr)等光合特征参数,实际荧光(the initial fluorescence(light),Fo′)、最大荧光(maximum fluorescence(light),Fm′)等叶绿素荧光参数,以各性状的耐荫系数(处理性状值/对照性状值)作为衡量参试材料耐荫性的指标,应用主成分分析法、隶属函数法、聚类分析和逐步回归分析方法,对大豆苗期的耐荫性进行综合评价。【结果】与对照相比,经弱光处理后,参试材料苗期的各性状变化趋势及幅度不同。通过对24个形态生理指标的相关性分析发现,各指标间都有不同程度的相关性,有的性状间的相关性达到了显著或极显著水平。采用主成分分析将24个单项指标转换为6个相互独立的综合指标,其贡献率分别为30.50%、21.24%、12.00%、10.71%、8.02%和5.18%,代表了全部数据87.65%的信息量。利用隶属函数法计算综合耐荫评价值(D),并对其进行聚类分析,按照耐荫性强弱将19个参试大豆材料划分为3类,即强耐荫型(第Ⅰ类)2个材料、中度耐荫型(第Ⅱ类)5个材料、不耐荫类型(第Ⅲ类)12个材料。进一步通过逐步回归建立了以叶片干重(leaf dry weight,LDW)、气孔导度(stomatal conductance,Gs)、株高和暗下最大荧光产量(maximum fluorescence(dark),Fm)为指标的大豆苗期耐荫性评价数学模型:D=-0.301+0.419LDW+0.169Gs+0.031PH+0.255Fm(R2=0.959),利用建立的最优回归方程对供试材料进行预测,结果与综合评价值(D)基本一致,表明这4个单项指标建立的回归方程用于大豆苗期耐荫性评价具有可行性。综合聚类和逐步回归结果发现,强耐荫类型材料的LDW、Gs、Fm中等,而PH较高,该类型材料的这4个单项指标的耐荫系数均高于其他类型材料。【结论】采用多元统计方法对大豆苗期耐荫性进行评价是可行的。在相同处理条件下,通过测定LDW、Gs、PH和Fm 4个鉴定指标,可进行大豆苗期耐荫性强弱的快速鉴定和预测。
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正 植物阶段发育理论的创立是现代植物生理学中一个巨大的成就,它不仅揭露了植物个体发育的规律性,同时它使我们有可能更深刻地去认识植物有机体的本性,了解植物有机体对外界环境条件的要求;从而使我们能够更好地控制植物有机体的发育。植物在光照阶段结束以後,究竟要求什麽外界环境条件呢?根据现有的资料看来还是很难回答的一个问题,因为这个问题还正在研究的过程中。但是现在已经出现了不少有关这方面的文献,例如(1934);(1940);(1948)等人的
DOI:10.11937/bfyy.201023011URL [本文引用: 1]
以小白菜为试材,研究了5种提取方法对小白菜叶片叶绿素提取效果的影响,并测定叶绿素在5种不同提取液中的稳定性。结果表明:小白菜叶绿素提取效果最好的是混合液(乙醇∶丙酮=1∶1)浸提法,其次为混合液(乙醇∶丙酮∶水=4.5∶4.5∶1)浸提法和混合液(乙醇∶丙酮=2∶1)浸提法,丙酮研磨法和乙醇浸提法效果较差。
DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2017.06.003URL [本文引用: 1]
马铃薯是世界第三大粮食作物,马铃薯产业的可持续发展对保障世界和中国的粮食安全具有重要意义。优良品种是支撑马铃薯产业发展的基础。马铃薯经常遭受病虫害的侵袭和非生物胁迫,加工业的迅速发展和人们对食物营养的重视,迫切需要选育出更抗病、更耐逆、更高产、更优质和专用的马铃薯新品种。培育一个优良马铃薯品种,种质资源是基础,重要性状的遗传学是理论指导,先进的育种技术是保障,完善的推广和栽培模式是支撑。世界范围内,保存了大约65 000份马铃薯种质资源,通过对种质资源抗病、抗逆和品质方面的系统评价,并应用多种资源利用技术,将三大类约17个野生种的种质导入到普通栽培种中,应用于育种和遗传学研究。利用纯合双单倍体材料作为测序对象,马铃薯基因组序列已经被揭示,预测出了39 031个蛋白编码基因,目前更多的种质资源正在被重测序以揭示更多的等位变异。马铃薯普通栽培品种是无性繁殖四倍体作物,具有四体遗传特性,尽管如此,许多植株发育和形态、块茎品质和抗病抗逆等重要性状的遗传特性基本明确,并定位和克隆了大量重要性状相关基因。目前,马铃薯育种技术主要涵盖传统育种技术、倍性育种技术、标记辅助选择育种技术、基因工程育种技术和新兴的基因组选择育种技术。中国马铃薯遗传育种研究队伍不断壮大,品种选育取得了重大进展。荷兰马铃薯遗传育种水平居于世界前列,合作育种模式推动了商业化育种。不断完善马铃薯综合育种技术,创新育种模式和机制,充分利用现有种质资源培育突破性、专用型品种将是未来马铃薯遗传育种发展的主要方向。
DOI:10.3969/j.issn.1672-3635.2015.06.007URL [本文引用: 1]
为研究不同测定方法对马铃薯块茎直链淀粉含量的影响,采用单一曲线法、双波长法和混合曲线法(对照)测定马铃薯品种‘克新22号’的直链淀粉含量。结果表明:单一曲线法测定结果偏高,与标准方法测定值比较差异显著;双波长法测定结果与标准方法测定值差异不显著,且变异系数小,回收率好。因此,除国家标准方法之外,双波长法也适合测定马铃薯块茎直链淀粉含量。这一研究结论将为选择合适的马铃薯块茎直链淀粉含量测定方法提供进一步支持。
URL [本文引用: 1]
马铃薯(Solanum tuberosum L.)已成为全球第四大主粮,当前我国正大力推进马铃薯主食化,因此,马铃薯的选育目标除了传统的高产以外,还要求有较高的干物质含量和营养成分。西南山区是我国第二大马铃薯主产区,马铃薯在该区的栽培方式主要是与玉米套作,套作中高位玉米对低位马铃薯有荫蔽作用,尤其在马铃薯块茎膨大期,受到的荫蔽作用最强,最敏感。因此筛选出符合主粮化要求,同时在弱光下具有良好适应性的材料对西南地区马铃薯的育种和生产实践都具有重要意义。通过SSR分子标记,分析了198个马铃薯材料的遗传背景,并于马铃薯初花期调查了这198个马铃薯材料田间农艺性状和光合能力,收获后测定其产量和主要品质性状,结合SSR分子标记和各性状评价对198个材料进行比较和筛选。在此基础上,从中筛选35个性状优良的马铃薯材料,采用完全随机区组试验设计,以自然光照为对照,以块茎膨大期到收获期进行77%遮光试验为处理,测定各材料光合性能和抗性相关物质含量,并于收获后测定其产量和相关品质性状。根据其光合性能,利用隶属函数、主成分分析、聚类分析和逐步回归分析等方法综合评价35个马铃薯材料的耐荫性。主要研究结果如下:⑴利用33对SSR引物对198份马铃薯资源材料进行多态性扩增,33对马铃薯引物共检测出159个多态性谱带,每对引物获得1—11条多态性谱带,平均每对引物检测出4.82条多态性谱带,多态性信息含量在0.1964—0.9791之间,平均为0.6696,说明了在本文33对SSR引物对198份马铃薯材料有很好的区分性。遗传相似性系数在0.49—0.96之间,平均为0.68,表明这198份马铃薯材料的遗传背景还较窄。以遗传相似性系数为0.65将198份材料聚为五大类群,根据群体结构分析对聚类结果进行修正,最终将198份材料分为4大亚群。⑵根据198份马铃薯材料的各性状评价,产量中选取第一大类加第二大类的第一亚类中的第一亚亚类的共26个材料,包括丽薯6号、粉深洋芋、华渝5号等在内。光合速率方面选取了第一大类和第二大类中的第一亚类中的第一亚亚类中包括青薯2号、中薯2号、凉薯6号等在内的26个材料。而干率和蛋白质含量都分别选择了第一大类的材料,包括S03-2744、S14A53-13和德薯3号在内的7个干率较高的材料和包括B2、K103和鄂薯10号在内的30个蛋白质含量较高的材料,其中干率中的第一大类材料干率在26%以上。按以上四个相关指标筛选的材料,去除重复的材料,最后共选出了71个在以上某一方面或某几方面表现较好的材料。⑶通过综合评价法将13个单项指标综合为6个综合指标对马铃薯耐荫性大小进行评价,并根据聚类分析对35个马铃薯材料进行了分类,从耐荫性强到耐荫性弱分为四个类别,根据评价结果,选出了35个材料中耐荫性最好的材料鄂薯10号和耐荫性最差的材料丽薯6号。通过逐步回归分析法,以综合值D值为因变量,其他各评价指标为自变量,得出逐步回归方程Y=0.060+0.106Gs+0.214qP+0.143NPQ。利用逐步回归建立的数学模型只需3个指标就可以快速便捷的预测马铃薯耐荫性的大小。综上结果,本文筛选到具有不同遗传背景的高干或高蛋白等营养价值的材料,为马铃薯主食化专用品种选育提供亲本材料。利用这些材料基于光合系统参数建立了马铃薯块茎膨大期耐荫性评价体系。利用该体系建立的数学模型,可简单高效地预测马铃薯材料的耐荫性强弱,在实际应用中具有潜在的应用价值。
DOI:10.3724/SP.J.1006.2013.02065URL [本文引用: 1]
A split plot experiment was conducted under field conditions to study the effects of low-light stress on the ear and tassel development, pollination and seed-setting rate using two maize (
DOI:10.11983/CBB16138URL [本文引用: 1]
为了构建甜瓜（Cucumis melo）种质耐冷性的评价体系并筛选耐冷种质,以19份遗传背景差异明显的甜瓜种质为实验材料,测定低温胁迫下幼苗的9个形态指标和8个生理指标,利用主成分分析、聚类分析及回归分析等多元统计方法对各指标的耐冷系数（α值）进行综合评价。结果表明,低温胁迫下甜瓜幼苗的形态和生理指标发生了明显的变化,其α值的变异系数均大于10%,生理指标的α值变化更为明显。利用主成分分析将原有的17个指标转换为7个独立的综合指标,其累计贡献率达84.64%,以此计算各种质的隶属函数值,并以主成分的贡献率进行加权,最终获得所有种质耐冷性的综合评价值（D值）。基于D值的聚类分析将所有种质按耐冷性强弱划分为3类,其中Oujin为耐冷性最强的种质,Xujin1等11份种质具有中等耐冷性,Qiuxiang等7份种质耐冷性较弱。通过逐步回归分析建立了甜瓜幼苗耐冷性评价的数学模型：D=0.048＋0.048POD–0.119SOD＋0.097PRO＋0.042CRI＋0.084RDW＋0.206OFW。模型的预测精度大于93.0%。该耐冷性评价体系可广泛用于不同甜瓜种质耐冷性的快速鉴定和预测。
DOI:10.1073/pnas.1714044115URL [本文引用: 2]
[本文引用: 1]
[本文引用: 1]
弱光对水稻生长发育影响研究进展
1
2013
... 西南地区是我国第二大马铃薯(Solanum tuberosum)主产区, 种植面积占全国39%以上.马铃薯对缓解西南山区粮食供给压力和消除地区性贫困起重要作用(
马铃薯/玉米套作对马铃薯品种光合特性及产量的影响
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2013
... 西南地区是我国第二大马铃薯(Solanum tuberosum)主产区, 种植面积占全国39%以上.马铃薯对缓解西南山区粮食供给压力和消除地区性贫困起重要作用(
遮光处理对马铃薯生长的影响
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2015
... 西南地区是我国第二大马铃薯(Solanum tuberosum)主产区, 种植面积占全国39%以上.马铃薯对缓解西南山区粮食供给压力和消除地区性贫困起重要作用(
马铃薯品种耐弱光性评价及其指标的筛选
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2017
... 西南地区是我国第二大马铃薯(Solanum tuberosum)主产区, 种植面积占全国39%以上.马铃薯对缓解西南山区粮食供给压力和消除地区性贫困起重要作用(
... ).目前, 马铃薯遮荫研究的深度在逐渐增加, 研究范围也逐步扩大, 然而缺乏耐荫性种质, 严重阻碍了相关研究的进一步发展.****们开始探索评价马铃薯耐荫性的指标和方法, 筛选耐荫种质.刘钟等(2015)根据马铃薯遮荫后叶绿素和抗逆物质含量, 结合隶属函数和主成分分析评价了3个马铃薯品种的耐荫性.
... 评价研究材料的耐荫性强弱是探索植物耐荫性相关机理的重要基础.光合系统参数是植物光合能力的直接体现.与玉米套作时, 马铃薯在块茎膨大期受到的荫蔽最大, 也是马铃薯对遮荫最敏感的时期(
... 主成分分析具有消除各指标之间的相关性、避免信息重复及简化数据分析的优势.以相对值为基础的隶属函数法能消除不同种质间性状固有的差异,且能对同一指标和不同指标间进行有效的比较.主成分分析结合隶属函数法的综合评价是目前应用较多的评价方法.
不同基因型大豆耐荫性分析及其鉴定指标的筛选
2
2014
... 西南地区是我国第二大马铃薯(Solanum tuberosum)主产区, 种植面积占全国39%以上.马铃薯对缓解西南山区粮食供给压力和消除地区性贫困起重要作用(
... 主成分分析具有消除各指标之间的相关性、避免信息重复及简化数据分析的优势.以相对值为基础的隶属函数法能消除不同种质间性状固有的差异,且能对同一指标和不同指标间进行有效的比较.主成分分析结合隶属函数法的综合评价是目前应用较多的评价方法.
黄瓜幼苗不同叶位叶片光合特性对弱光的响应
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2008
... 西南地区是我国第二大马铃薯(Solanum tuberosum)主产区, 种植面积占全国39%以上.马铃薯对缓解西南山区粮食供给压力和消除地区性贫困起重要作用(
遮荫程度对不同耐荫性大豆品种光合及抗倒程度的影响
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2016
... 西南地区是我国第二大马铃薯(Solanum tuberosum)主产区, 种植面积占全国39%以上.马铃薯对缓解西南山区粮食供给压力和消除地区性贫困起重要作用(
人工遮荫条件下3个马铃薯品种耐荫性研究
4
2015
... 西南地区是我国第二大马铃薯(Solanum tuberosum)主产区, 种植面积占全国39%以上.马铃薯对缓解西南山区粮食供给压力和消除地区性贫困起重要作用(
... ).弱光作为植物生长的一种逆境, 马铃薯遭受弱光胁迫时, 体内的抗逆相关物质也发生变化, 如过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性升高, 脯氨酸含量下降(
... 评价研究材料的耐荫性强弱是探索植物耐荫性相关机理的重要基础.光合系统参数是植物光合能力的直接体现.与玉米套作时, 马铃薯在块茎膨大期受到的荫蔽最大, 也是马铃薯对遮荫最敏感的时期(
... 主成分分析具有消除各指标之间的相关性、避免信息重复及简化数据分析的优势.以相对值为基础的隶属函数法能消除不同种质间性状固有的差异,且能对同一指标和不同指标间进行有效的比较.主成分分析结合隶属函数法的综合评价是目前应用较多的评价方法.
综合隶属函数法评价花生品种抗旱性与AhNCED1基因表达的关系
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2015
... 主成分分析具有消除各指标之间的相关性、避免信息重复及简化数据分析的优势.以相对值为基础的隶属函数法能消除不同种质间性状固有的差异,且能对同一指标和不同指标间进行有效的比较.主成分分析结合隶属函数法的综合评价是目前应用较多的评价方法.
拔节至成熟期遮光对小麦产量和品质形成的影响及其生理机制
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2009
... 西南地区是我国第二大马铃薯(Solanum tuberosum)主产区, 种植面积占全国39%以上.马铃薯对缓解西南山区粮食供给压力和消除地区性贫困起重要作用(
持续弱光胁迫对马铃薯苗期生长和光合特性的影响
2
2014
... 西南地区是我国第二大马铃薯(Solanum tuberosum)主产区, 种植面积占全国39%以上.马铃薯对缓解西南山区粮食供给压力和消除地区性贫困起重要作用(
... ).光合作用的主要场所是绿色叶片, 遮荫后马铃薯叶片的气孔密度减小、气孔器变小、气孔器长宽比增加, 这些变化可能是导致其光合速率下降的原因.同时, 叶绿体基粒和基粒片层数相应增加, 体现了马铃薯叶片对弱光的响应机制(
荫蔽胁迫下大豆茎秆形态建成的转录组分析
1
2016
... 西南地区是我国第二大马铃薯(Solanum tuberosum)主产区, 种植面积占全国39%以上.马铃薯对缓解西南山区粮食供给压力和消除地区性贫困起重要作用(
大豆耐荫性评价体系的建立与中国南方大豆资源耐荫性变异
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2017
... 主成分分析具有消除各指标之间的相关性、避免信息重复及简化数据分析的优势.以相对值为基础的隶属函数法能消除不同种质间性状固有的差异,且能对同一指标和不同指标间进行有效的比较.主成分分析结合隶属函数法的综合评价是目前应用较多的评价方法.
不同生育时期遮荫对大豆叶片光合和叶绿素荧光特性的影响
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2016
... 西南地区是我国第二大马铃薯(Solanum tuberosum)主产区, 种植面积占全国39%以上.马铃薯对缓解西南山区粮食供给压力和消除地区性贫困起重要作用(
大豆苗期耐荫性综合评价及其鉴定指标的筛选
2
2015
... 西南地区是我国第二大马铃薯(Solanum tuberosum)主产区, 种植面积占全国39%以上.马铃薯对缓解西南山区粮食供给压力和消除地区性贫困起重要作用(
... 主成分分析具有消除各指标之间的相关性、避免信息重复及简化数据分析的优势.以相对值为基础的隶属函数法能消除不同种质间性状固有的差异,且能对同一指标和不同指标间进行有效的比较.主成分分析结合隶属函数法的综合评价是目前应用较多的评价方法.
光照强度对马铃薯发育的影响
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1958
... 西南地区是我国第二大马铃薯(Solanum tuberosum)主产区, 种植面积占全国39%以上.马铃薯对缓解西南山区粮食供给压力和消除地区性贫困起重要作用(
小白菜叶绿素含量的测定方法比较
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2010
... 1.2.1 光合系统参数测定在连续晴朗无风天气下, 于上午9:00-11:30选取植株倒4叶, 设置光量子密度为1 000 μmol·m-2·s-1, 开放式气路和红蓝光源, 用LI-6400 (LI-COR Biosciences公司, 美国)测定净光合速率(photosynthetic rate, Pn)、胞间CO2浓度(intercellular CO2 concentration, Ci)、蒸腾速率(transpiration rate, Tr)及气孔导度(stomatal conductance, Gs)等光合生理指标.叶片暗处理30分钟后的暗适应下, 设定光化光为190 μmol·m-2·s-1, 利用便携式调制叶绿素荧光仪MINI- PAM II (WALZ公司, 德国)测定初始荧光(original fluorescence yield, Fo)、暗适应下最大荧光(maximal fluorescence yield, Fm)、PSII最大量子产量(maximum quantum yield of photosystem II photochemistry, Fv/Fm)、非光化学猝灭系数(non-photochemical quenching, NPQ)、光化学猝灭系数(photochemical quenching, qP)及PSII实际量子产量(actual quantum yield of photosystem II photochemistry, Y(II))等叶绿素荧光参数.每个材料重复测定5株, 每株测定2次, 共测定10次.测完后选取各材料光合测定的叶片测定叶绿素a (chlorophyll a, Chla)、叶绿素b (chlorophyll b, Chlb)含量及叶绿素a/b比值(chlorophyll a/b, Chla/b).叶数素提取采用无水乙醇:丙酮:水=4.5:4.5:1 (v/v/v)的混合液浸提法(
马铃薯遗传育种研究: 现状与展望
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2017
... 西南地区是我国第二大马铃薯(Solanum tuberosum)主产区, 种植面积占全国39%以上.马铃薯对缓解西南山区粮食供给压力和消除地区性贫困起重要作用(
马铃薯块茎直链淀粉含量检测方法的比较
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2015
... 1.2.1 光合系统参数测定在连续晴朗无风天气下, 于上午9:00-11:30选取植株倒4叶, 设置光量子密度为1 000 μmol·m-2·s-1, 开放式气路和红蓝光源, 用LI-6400 (LI-COR Biosciences公司, 美国)测定净光合速率(photosynthetic rate, Pn)、胞间CO2浓度(intercellular CO2 concentration, Ci)、蒸腾速率(transpiration rate, Tr)及气孔导度(stomatal conductance, Gs)等光合生理指标.叶片暗处理30分钟后的暗适应下, 设定光化光为190 μmol·m-2·s-1, 利用便携式调制叶绿素荧光仪MINI- PAM II (WALZ公司, 德国)测定初始荧光(original fluorescence yield, Fo)、暗适应下最大荧光(maximal fluorescence yield, Fm)、PSII最大量子产量(maximum quantum yield of photosystem II photochemistry, Fv/Fm)、非光化学猝灭系数(non-photochemical quenching, NPQ)、光化学猝灭系数(photochemical quenching, qP)及PSII实际量子产量(actual quantum yield of photosystem II photochemistry, Y(II))等叶绿素荧光参数.每个材料重复测定5株, 每株测定2次, 共测定10次.测完后选取各材料光合测定的叶片测定叶绿素a (chlorophyll a, Chla)、叶绿素b (chlorophyll b, Chlb)含量及叶绿素a/b比值(chlorophyll a/b, Chla/b).叶数素提取采用无水乙醇:丙酮:水=4.5:4.5:1 (v/v/v)的混合液浸提法(
主食化马铃薯育种亲本的筛选及耐荫性评价体系的建立
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2018
... 基于前期对198份马铃薯(Solanum tuberosum L.)种质遗传背景和产量及品质等性状进行初步分析与评价(
弱光胁迫对不同基因型玉米雌雄花发育和授粉结实能力的影响
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2013
... 西南地区是我国第二大马铃薯(Solanum tuberosum)主产区, 种植面积占全国39%以上.马铃薯对缓解西南山区粮食供给压力和消除地区性贫困起重要作用(
基于主成分-聚类分析构建甜瓜幼苗耐冷性综合评价体系
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2017
... 主成分分析具有消除各指标之间的相关性、避免信息重复及简化数据分析的优势.以相对值为基础的隶属函数法能消除不同种质间性状固有的差异,且能对同一指标和不同指标间进行有效的比较.主成分分析结合隶属函数法的综合评价是目前应用较多的评价方法.
How functional traits influence plant growth and shade tolerance across the life cycle
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2018
... 绿色植物正常的生长发育依赖光合作用.植物通过光合作用将光能固定并转化为碳水化合物, 提供其生长所需的物质和能量或转运到库器官以糖或淀粉等形式贮存.光合作用影响植物的产量和品质.植物的耐荫性是由植物遗传特性和对外部光环境变化的适应性决定, 是植物为适应弱光环境保持自身系统平衡、保证生命活动正常进行的一种能力(
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Metabolomic tool to identify soybean [Glycine max(L.) Merrill] germplasms with a high level of shade tolerance at the seedling stage
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2017
... 西南地区是我国第二大马铃薯(Solanum tuberosum)主产区, 种植面积占全国39%以上.马铃薯对缓解西南山区粮食供给压力和消除地区性贫困起重要作用(
Multivariate statistical analysis of low-light tolerance in tomato ( Solanum lycopersicum Mill.) cultivars and their ultrastructural observations
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2013
... 西南地区是我国第二大马铃薯(Solanum tuberosum)主产区, 种植面积占全国39%以上.马铃薯对缓解西南山区粮食供给压力和消除地区性贫困起重要作用(
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