不同生态类型小麦品种在湛江的生育期产量性状和杂种优势初探Word格式.docx

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论文提交日期

2008.4.

ClassifiedCode

SchoolCode

StudentCode

SecrecyClass

PriliminaryStudiesontheGrowthDuration,YieldCharacteristicsandHeterosisofDifferentEcotypeWheatVarietiesinZhanJiang

LiuSulan

Supervisor

Prof.HeJuemin

Major

CropGenetics&

Breeding

Date

April2008

广东海洋大学

学位论文独创性及知识产权声明

本人郑重声明：

所呈交的论文是我本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。

尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得本校或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。

与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。

本学位论文成果归广东海洋大学所有。

指导教师签名：

研究生签名：

年月日年月日

不同生态类型小麦品种在湛江的生育期、产量和杂种优势初探

中文摘要

为小麦在华南的种植推广和育种进行理论和实践研究。

本试验主要研究了80多个不同生态类型小麦品种在湛江冬播的生育期表现、部分农艺性状和育性，并对不同生态类型品种杂种后代的生物学特性进行了初步研究。

其中生育期主要包括：

三叶期、生理拔节期、孕穗期、抽穗期、开花期和成熟期；

农艺性状包括:

株高、主茎叶片数、有效穗数、小穗数、结实率、穗粒数、千粒重和小区产量。

结果表明：

1．不同生态类型小麦品种的生育期表现

供试的90个品种中，所有的春性、弱春性、半冬性和冬性品种在湛江均能正常抽穗、开花。

春性品种平均能在12月下旬开花,弱春性在一月上中旬开花；

半冬性品种多数在2月初开花，冬性普遍则在2月底三月初开花。

三叶期至生理拔节期是小麦一生中的重要时期，春性、半冬性和冬性小麦品种的三叶期至生理拔节期天数存在显著差异，春性品种的平均为34.31天，半冬性品种的为75.11天，而冬性品种则需108.83天。

生理拔节~孕穗期、孕穗期~抽穗期和抽穗期~成熟期的天数变异较小。

2．春化理论的局限性

本试验供试的所有品种均能在湛江冬播通过春化，在无低温的温光处理下同样能通过春化，在中温长日的条件下也能通过春化。

试验结果表明，某些半冬性、冬性品种不经低温诱导也能顺利通过“春化”，正常抽穗开花。

而且某些小麦品种在其光照阶段不一定需要长日，短日可能可以取代低温诱发春化。

3．不同生态型小麦品种在湛江冬播的可行性

所有供试品种植株性状正常，结实情况良好。

相同或不同生态品种之间，株高和小穗数主要因品种而异。

不同生态型品种间主茎叶片数差异极显著，说明不同生态型品种的温光反应特性存在显著差异。

弱春性和半冬性的单株有效穗数、结实率、穗粒数和产量性状方面综合表现较好。

说明晚熟的春性和早熟的半冬性品种在湛江具有应用前景。

多数品种的育性表现比较稳定。

但是某些冬性品容易出现半不育甚至是不育，其中中麦9号和188优系随着播期的推迟出由可育变成了不育，不育株率分别达93%和100%。

4．不同生态类型小麦品种杂交F1代生物学特性初探

供试品种中的9970、9105、周12高－8等18个品种和相同的不育系进行杂交，结果表明，和半冬性B杂交所得的弱春性不育系更容易被各种生态类型的品种恢复。

春×

弱春、春×

半冬、春×

冬、弱春×

春、弱春×

半冬、弱春×

冬恢复度普遍较高，春性和弱春性母本和半冬或冬性品种能产生更强的优势。

综上结果所示：

所有供试品种在湛江冬播，不管是春性还是半冬性甚至是冬性品种均能在湛江正常抽穗开花，证明了传统春化理论的局限性，从而打破了传统春化理论对南方小麦种植的禁锢。

因此，可以考虑在华南部分地区推行两稻一麦，通过引种、遗传改良等途径选育出适合华南地区种植的优良品种，实现稳产增产。

关键词：

小麦;

春化;

生态类型;

温光反应;

杂交;

农艺性状.

Abstract

Forwheatplanting,popularizingandbreedinginSouthChina,wehavecarriedouttheoreticalandpracticeresearch.ThisexperimenthasmainlystudiedtheGrowthPeriod,partialagronomycharactersandfertilityofdifferentecotypewheatsmorethaneighty,whichwereseededinwinter.Atthesametime,PreliminarilystudiedthSeveralBiologicalCharacteristicsofthediferentecotypes'

hybrid.Thegrowthperiodincludemainly:

3rd-leafPeriod,Physi-elongation,Bootingstage,adingdheate,FloweringstageandMaturity.Theagronomycharactersinclude:

Height,LeafnumberofmainstemsNumberoflittlespikenumberperplant,seedsettingrate,Grainnumberperspike,1000-kernelweight,Plotyield.Showasaresult:

1.Growthperiodepressionofdifferentecotypewheat

Amongthe90Varietiesprovided,allofthespring,weakspring,Semi-winterandwintervarietiescannormalheading,bloom.SpringvarietiescanbloominDecemberlastten-daysperiodinaverage,weakspringbloominthemiddletendaysofamonthonJanuary;

majoritysemi-wintervarietiesbloomatthebeginningofFebruary,wintervarietiesbloomsgenerallyatthebeginningofMarchandintheendofFebruary.3rd-leafPeriod-Physi-elongationaretheimportantperiodinwheatallthelife.Thereconcentrationsdiffersignificantlyamongdaysof3rd-leafPeriodphysi-elongationofspring,semi-winterandwintervarieties.Springvavieties'

sis34.31days,semi-winteris75.11days,winterneed108.83days.Thevariationofdaysofphysi-elongation-Bootingstage,Bootingstage-adingdheate,Floweringstage-Maturityisless.

2.Thevernalizationtheoretics'

limitationinSouthChina

Allvaritiesinthisexperimantationcanpassthroughvernalization,whichwereseededinZhanJiangwinter.Andtheycanpassthroughvernalizationwithouttraditionalylowtemperatureorintheconditionofwarmandlongday.Testresultshows,somesemi-winterandwintervarietieswithoutlowtemprerature’sinducementcanalsopassthroughvernalizationsmoothlyandnormalheadingandbloom.AndthenSomewheatvarietieshavenottoneedlongdayatitsphoto-temperature,andshortdaypossibilitymayreplacelowtemperaturetobringoutvernalization.

3.thefeasibilityofplantingdifferentecotypeswheatvarietiesinZhanJiangwinter

Allofvarieties'

plantcharactersandtheirseedsettingisgood.

Betweenidenticalordifferentecotypes,hightandthenumberoflittleSpikeisdifferentbecauseofvarieties.Betweendifferentecotypevarieties,thedifferenceofleafnumberofmainstemswasextremelysignificant,whichexplainsveryapparentlythatthedifferenceofdifferentecotypevarietieswassignificant.spikenumberperplant,seedsettingrate,Grainnumberperspike,1000-kernelweight,Plotyieldofsemi-winterandweakspringisbetter.Sothesemi-winterofprecocityandspringoflate-maturinghaveapplicationprospectinZhanJiang.

Themostvarieties'

fertilityexpressmorestabilizely.Aspostponingofsowingdate,somewintervarietiesappeartopartlysterileorsterile.suchasZhong-9and188Youxi,theirsterileplantratereach93%and100%respectively.

4.PrimaryStudiesonSeveralBiologicalCharacteristicsofdifferentecotypeswheat'

hybridF1.

Hibridizeeihgteenvarietiestofivesamesterilelines,suchas9970,9105Zhou12-8andsoon.showasaresult,thesterilelinesofhybridizingwithBline（semi-winter）theweakspringcanberecoverymoreeasilybyeachecotypeswheat.Spring×

weakspringandspring×

semi-winterandspring×

winterandweakspring×

springandweakspring×

semi-winterandweakspring×

winterrecoverydegreeisgenerallyhigher,springandweakspringmotherandsemi-winterorwintervarietiescanproducemorestrongadvantage.

Insummary,allvarietiesseededinwinterinZhanJiang,nomatterspringorsemi-winterevenwintervariitiescannormalheadingandbloom,thathaveprovedtraditionalvernalizationtheoretics'

limitationinSouthChina,andhavebrokentraditionalvernalizationtheoreticswhichalwaysdurancethewheatplantingininSouthChina.Thereforewemayconsiderto,carryoutrice-rice-wheat.Throughdrawing,heredityimprovesetc.channelbreedingthefinevarietieswhichissuitableforSouthChinaplants,realizetosteadyproduceandincreaseproduction.

Keywords:

Wheat;

Vernalization;

Ecotype;

Temperatureandlightresponse;

Hybrid;

Agronomictraits.

目录

中文摘要I

AbstractII

目录IV

1.文献综述1

1.1前言1

1.2不同生态类型小麦春化的研究进展…………………………………………………………1

1.3　不同生态类型品种的温光反应和生育表现............................................................................8

1.4.不同生态类型品种的杂种优势利用………………………………………………………….8

1.5试验拟解决问题及研究目的和意义........................................................................................11

2.材料与方法12

2.1试验材料12

2.2试验方法13

3.结果与分析15

3.1不同生态类型品种在湛江冬播的生物学特性15

3.2播期对不同生态类型品种生育期和结实率的影响18

3.3人工温光对不同生态类型品种生育期的影响21

3.4不同生态类型小麦品种和不育系杂交F1代的生物学特性比较23

4.结论与讨论27

4.1春化理论的局限性27

4.2不同生态型品种在华南冬播的可行性28

4.3华南优势杂交小麦的父母本生态类型29

创新之处30

参考文献30

附表40

致谢50

作者简介51

1文献综述

1.1前言

小麦是世界性的重要谷物，其种植面积、总产量和总贸易额居各类什物之首位。

在中国，小麦是仅次于水稻的第二重要粮食作物［1］，是我国的商品粮和战略性粮食储备品种，小麦生产直接关系到我国的粮食安全和小麦产区的农业增收和农民增收［2］。

我国是世界小麦种植面积最大、产量最高的国家。

种植面积最高达到300万hm2，占世界小麦总种植面积的13.3%［3］。

我国小麦由于受着传统理论、自然、社会和经济条件的制约，发展很不平衡。

根据我国小麦种植与生产的特点及存在的问题，南方麦区的开发成为重要的战略措施。

早在隋唐朝代，南方“两广”就有麦的栽植，然而“广州地热，种麦则苗而不实”（刘恂《岭表录异》）。

唐朝后期，小麦开始向东南沿海山地扩展，而在宋元朝代，小麦栽培在南方有很大的发展，据南宋庄季裕的《鸡肋编》中描写道：

当时南方稻麦相继栽培，就成为有利可得的农作。

但由于此区天时、地利、人为影响，历年种植面积少，而日反复剧变，产早低而不稳[1]。

二十世纪五十年代至九十间，南方14个省、自治区和直辖市。

小麦面积占全国小麦面积的29%~34%,小麦产量占全国小麦总产量的29%~37%这间，在全国占有不可忽视的重要地位。

在其后的近二十年中，我国南方麦区的播种面积一直成增长的趋势。

到1999年，我国南方麦区的小麦播种面积总计已达967万hm2，占全国小麦播种面积的34％，但总产量仅占全国总产量的29％。

我国南方地区气候条件优越，可一年多熟，进一步加强对我国南方闲田的利用和小麦开发，是保障南方和全国粮食稳定增长的重要途径之一。

长期以来，受传统春化理论的影响，华南冬麦区（晚秋播），种植的小麦品种以春性为主，少数为弱冬性品种。

1.2不同生态类型小麦春化的研究进展

　　生态条件中，对小麦生育进程起决定作用并使其表现一定特征和特性的主要气候因子是温度和光照。

温光在植物的不同时期对其生育期、育性、植物性状和产量性状产生重要影响。

Gassner首次发现冬麦发芽需一段时间低温,于1918年提出了春化作用[4，5]

1935年敖德萨把冬小麦经受低温影响的早期阶段称为“春化阶段”[6]。

前苏联科学家Lysenko自1928年就开展了有关小麦温度因素发育问题的研究，将小麦受低温诱导的现象称为“春化”现象（Jarovizaja）[7，8]。

在1935年，他根据小麦的温光反应特性提出了植物阶段发育学说，并且阐述了植物发育的阶段性、顺序性和局限性的基本理论：

认为春化是植物发育的第一阶段，日长是植物发育的第二阶段。

低温诱导作用被称为“春化作用”即：

低温促进植物开花的效应[9]。

历来认为小麦属于低温长日植物，即在春化阶段要求低温条件，在光照阶段要求长日照条件，而且低温是必需的条件，日长是控制抽穗的首要因子［10］。

赵大中等学者［11］认为春化作用能启动开花基因，诱导冬性植物由营养生殖转向生殖生长。

梁铁兵等[12]的研究认为苗期的低温处理对小麦的成花具有关键性的作用，而且有量性积累的关系。

但也有研究表明春化只是为开花作准备而不是直接诱导开花［13］。

从上个世纪五十年代始，我国已经就小麦春化作用开展广泛的研究，曾经一度停滞，但从八十年代开始，随着相关仪器及实验技术的发展，尤其是分子实验技术方面的迅速发展，小麦春化作用生态、生理生化反应机制和春化基因的克隆表达的研究成为了热点，至此已取得了一定的成就，并且大大的深化和完善了春化理论。

1.2.1小麦春化的温度、日长条件

　　金善宝根据全国小麦品种生态研究课题组织多次对50多个品种的室内春化分析与田间周年播种反应得出不同类型品种对低温的反应不同，并把小麦品种分为春性（强春型、春型、冬春型）和冬性（冬型　、强冬型、超强冬型）［1］。

关于小麦对春化温度的要求，在不同研究中结果不尽相同。

早在六十年代，崔继林，黄季芳等［14，15］依据李森科的阶段发育理念反春化阶段和光照阶段分为三个类型。

春化阶段：

冬性小麦品种的春化阶段在0～3℃（或2～4℃）处理35天以上，否则不能抽穗开花，若在l0～12℃则任何日数处理都不能使其抽穗；

半冬性小麦春化要求在0～7℃处理15~35天，春性小麦通过春化过程在0～l2℃低温经过5～15天，一般不经低温也能抽穗开花。

光照阶段：

反应迟钝型（春性）：

光照8~12个小时，持续16天，就能抽穗开花；

（半冬性）：

每天光照8个小时不能抽穗，每天光照12个小时达21能抽穗；

（冬性）：

每天光照超过12个小时，达到30~40天才能抽穗。

对于春麦而言，Lysenko[8]提出，春麦在春化阶段需8～l5℃温度下5～6天，Dotyusin则认为需5～8天，而Junge曾指出：

最适春化温度为l1℃[5]。

金善宝等人[16]共同主持的小麦生态研究结果指出：

一般中国春性品种和过渡型品种的田间春化温度条件不严格，范围在8℃～l5℃[5，17]。

普遍认为半冬性、冬性小麦特别是强冬性小麦品种，在生育早期要求严格的低温条件，才能完成春化反应。

1959年Jungs报道了冬小麦最适应的温度是3℃。

US．Gupta[5,17]提到冬性植株对温度的需要大约5℃，而且要有l～2℃低温才能抽穗，半冬性小麦所需要的低温条件介于冬性和春性品种之间。

　　然而几十年小麦试验生产中所出现的一些现象已很难用以上这些传统的春化理论来解释。

近几年的研究表明，各类型品种对低温的要求并没有一个截然的质的界限，而是量的累积[5，6，18]。

田间春化可通过较宽的低温范围和一定的日长条件得以完成，而且还受着其他气候生态因子的综合影响。

　　许多研究结果表明半冬性、冬性小麦品种不经低温春化处理也能抽穗开花，只是时间长短的问题。

属于强冬性品种的农鉴1[19]，在冬季、春季均能种植，这说明在高温条件下，只要还没有超出影响小麦生长的致死高温，即使是强冬性小麦，也可以正常抽穗。

“第三国际冬小麦性能圃”在1971年的试验结果中表明，30个小麦品种，除一个春品种外其它都是半冬性、冬性品种，在阿根廷的两个试验点种植，经历长达340～362天和328～362天生育期实现抽穗开花成熟。

上海农学院于1981年对15个典型的冬季小麦品种进行夏播试验，于6月10日播种，其中14个品种分别在8月底或9月初抽穗[20]。

1981年，韩克峻等将对40个冬性小麦品种在20℃左右的条件下种植，结果发现，都能抽穗开花且籽粒饱满[21]，因此他们认为，在不满足低温诱导的条件下，不论小麦冬性强弱与否，在经历一定的生长时间以后，均能最后抽穗。

Purvis和Gregory［22]发现，将冬黑麦品种不做春化处理而进行春播，当植株主茎长出25片叶时，抽穗、开花。

苗果园[23]在