利用改良倒伏系数鉴定白菜型冬油菜抗倒伏性的方法

摘要

本发明属于农作物育种领域，涉及一种利用改良倒伏系数鉴定白菜型冬油菜抗倒伏性的方法，包括以下步骤：1)将待鉴定的不同抗倒性的白菜型冬油菜进行田间种植；2)当75％以上植株角果呈蜡黄色时即为成熟期，分别测定白菜型冬油菜的茎秆重心高度、茎秆抗折力以及地上部鲜重；3)计算白菜型冬油菜的倒伏系数；倒伏系数＝地上部鲜重×茎秆重心高度/茎秆抗折力；4)根据倒伏系数对白菜型冬油菜倒伏性评价鉴定，倒伏系数越大，植株越容易倒伏；倒伏系数越小，植株不易倒伏。本发明在于通过白菜型冬油菜的性状得到改良倒伏系数的计算方法，从而对白菜型冬油菜的抗倒伏性进行分级鉴定，结果准确可靠，同时解决白菜型冬油菜抗倒伏育种的难题。

说明书

技术领域

本发明属于农作物育种领域，本发明涉及一种农作物抗倒伏性鉴定方法，特别涉及一种利用改良倒伏系数鉴定白菜型冬油菜抗倒伏性的方法。

背景技术

白菜型油菜茎秆木质化程度低，强度弱，在角层期到成熟期，生产群体很容易发生倒伏。油菜发生倒伏的主要原因是基因遗传，同时，受气候条件和栽培方式等外界环境影响较大。目前，茎秆组分与机械强度、根冠重量、根冠比、株高、分枝长度等株型结构性状指标对植株倒伏性的影响，已被学者广泛运用于油菜抗倒伏研究中，而对于对倒伏性影响较大的植株重心高度等株型性状指标的关注不够；对作物抗倒伏性的评价，许多学者已针对不同的作物品种提出了不同的评价方法和指标，目前，对白菜型冬油菜抗倒伏性还没有统一的评价方法或指标，倒伏系数是作物群体抗倒伏特性的综合指标，刘唐兴提出，倒伏系数LC＝G×H/F；F＝L/S，(S：茎秆截面积，L：茎秆抗折力，F：茎秆强度，G：平均单株产量，H：株高)，但是对于不同的农作物，由于作物本身的性能、性状以及生长条件均不相同，影响倒伏的原因也是不同的；尤其是白菜型冬油菜倒伏主要受植株地上部分重量(鲜重)、植株重心高度和茎秆抗折力的控制，采用现有的倒伏系数评价其倒伏性可能并不适用。

发明内容

本发明旨在一种利用改良倒伏系数鉴定白菜型冬油菜抗倒伏性的方法，该方法特征在于利用改良倒伏系数，通过白菜型冬油菜的性状得到改良倒伏系数的计算方法，从而对白菜型冬油菜的抗倒伏性进行分级鉴定，结果准确可靠，同时解决白菜型冬油菜抗倒伏育种的难题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种利用改良倒伏系数鉴定白菜型冬油菜抗倒伏性的方法包括以下步骤：

1)将待鉴定的不同抗倒性的白菜型冬油菜进行田间种植；

2)当75％以上植株角果呈蜡黄色时即为成熟期，此时分别测定白菜型冬油菜的茎秆重心高度、茎秆抗折力以及地上部鲜重；

3)根据步骤2)测定的结果，计算白菜型冬油菜的倒伏系数；计算公式为：

倒伏系数＝地上部鲜重×茎秆重心高度/茎秆抗折力；

4)根据步骤3)计算出的倒伏系数对白菜型冬油菜倒伏性评价鉴定，倒伏系数越大，该植株抗倒伏能力越弱，植株越容易倒伏；倒伏系数越小，该植株抗倒伏能力越强，植株不易倒伏。

上述步骤2)的具体过程是：成熟期时，每小区内连续选择其中10株，将植株带根挖出，将植株横向置于支点上，左右移动植株使支点两侧保持平衡，此时的支点即为植株重心，用米尺测定植株根茎节到平支点的距离，即为茎秆重心高度。

上述步骤2)的具体过程是：用拉力计在根茎节向上5cm处垂直下压，至茎秆折断时拉力计的示数即为茎秆抗折力。

上述步骤2)的具体过程是使用电子天平测定植株根茎节以上部分的重量，即为地上部鲜重。

本发明的有益效果是：

1、本发明提供的利用改良倒伏系数鉴定白菜型冬油菜抗倒伏性的方法包括以下步骤：1)将待鉴定的不同抗倒性的白菜型冬油菜进行田间种植；2)当75％以上植株角果呈蜡黄色时即为成熟期，此时分别测定白菜型冬油菜的茎秆重心高度、茎秆抗折力以及地上部鲜重；3)根据步骤2)测定的结果，计算白菜型冬油菜的倒伏系数；计算公式为：倒伏系数＝地上部鲜重×茎秆重心高度/茎秆抗折力；4)根据步骤3)计算出的倒伏系数对白菜型冬油菜抗倒伏性评价鉴定。该方法特征在于利用改良倒伏系数，有效评价白菜型冬油菜抗倒伏性，便于育种工作进行。

2、本发明提供的倒伏系数＝地上部鲜重×茎秆重心高度/茎秆抗折力，从白菜型冬油菜的实际生长情况考虑，结果准确可靠；且评价时，倒伏系数越大，表示该植株抗倒伏能力越弱；反之，则抗倒伏能力越强；同时利用倒伏系数对参试材料进行聚类，并与倒伏分级间的适合性分析，倒伏系数与倒伏分级级数和聚类分析结果分别呈显著(0.363)和极显著(0.921)正相关，聚类分析结果与田间倒伏分级级数基本吻合，倒伏系数也符合田间分级级数和聚类分析结果，说明聚类分析结果具有可靠性，本方法的鉴定准确性好。

具体实施方式

现结合实施例对本发明做详细的说明。

本发明提供的利用改良倒伏系数鉴定白菜型冬油菜抗倒伏性的方法包括以下步骤：

1)将待鉴定的不同抗倒性的白菜型冬油菜进行田间种植；

2)当75％以上植株角果呈蜡黄色时即为成熟期，此时分别测定白菜型冬油菜的茎秆重心高度、茎秆抗折力以及地上部鲜重；

3)根据步骤2)测定的结果，计算白菜型冬油菜的倒伏系数；计算公式为：

倒伏系数＝地上部鲜重×茎秆重心高度/茎秆抗折力；

4)根据步骤3)计算出的倒伏系数对白菜型冬油菜倒伏性评价鉴定，倒伏系数ILC越大，该植株抗倒伏能力越弱，植株越容易倒伏；反之，倒伏系数ILC越小，该植株抗倒伏能力越强，植株不易倒伏。

本发明提供的步骤2)的具体过程是：成熟期时，每小区内连续选择其中10株，将植株带根挖出，将植株横向置于支点上，左右移动植株使支点两侧保持平衡，此时的支点即为植株重心，用米尺测定植株根茎节到平支点的距离，即为茎秆重心高度。

本发明提供的步骤2)的具体过程是：用拉力计在根茎节向上5cm处垂直下压，至茎秆折断时拉力计的示数即为茎秆抗折力。

本发明提供的步骤2)的具体过程是使用电子天平测定植株根茎节以上部分的重量，即为地上部鲜重。

实施例

以具体的试验说明本发明提供的利用改良倒伏系数鉴定白菜型冬油菜抗倒伏性的方法步骤。

本实施例提供的方法包括以下步骤：

1)以44个甘白杂种高代品系、白菜型冬油菜品种和白菜型冬油菜品种间杂种高代品系为试材，于2018-2019年度在甘肃省会宁县河畔镇(纬度：36°12′，海拔：1500m)试验点进行，每材料种植面积为4m

表1参试品系(种)类型及编号

注：A：白菜型冬油菜常规品种；B：白菜型冬油菜品种间杂种高代品系；C：甘蓝型冬油菜与白菜型冬油菜杂种高代品系。

2)成熟期在小区内部连续选择10株，测定茎秆与地面水平线间的夹角，即茎秆倾角，进行田间倒伏分级鉴定。以茎秆倾角为参数将倒伏级别分为5级：

1级夹角度数在80°-90°之间(80°＜茎秆倾角≤90°)；

2级夹角度数在45°-80°之间(45°＜茎秆倾角≤80°)；

3级夹角度数在30°-45°之间(30°＜茎秆倾角≤45°)；

4级夹角度数在0°-30°之间(0°＜茎秆倾角≤30°)；

5级夹角度数为0°；

参试材料倒伏分级结果见表2。

表2倒伏分级鉴定结果

3)植株茎秆重心高度测定：

成熟期时(当每小区中75％以上植株角果呈蜡黄色时)，在小区内部连续选择3株成熟期冬油菜植株，将植株带根挖出；将植株横向置于支点上，左右移动植株使支点两侧保持平衡，此时的支点即为植株重心，用米尺测定植株根茎节到平支点的距离，即为茎秆重心高度HGC(单位：cm)。

本实施例中，分别检测得到3株成熟期冬油菜植株的茎秆重心高度HGC值，将这三组值进行平均，结果见表3。

4)茎秆抗折力测定：

对于步骤3)的挖出的植株，用拉力计在根茎节向上5cm处垂直下压，至茎秆折断时拉力计的示数即为茎秆抗折力BR(单位：N)；

本实施例中，分别检测得到3株成熟期冬油菜植株的茎秆抗折力BR值，将这三组值进行平均，结果见表3。

5)株型结构性状测定：

使用米尺分别测定植株株高、一次分枝数、二次分枝数、主花序长度、分枝层和分枝部位等农艺性状。

本实施例中，株高为根茎节至植株顶端的高度；主花序长度为最高一次有效分枝处至主花序顶端的长度；分枝部位为根茎节至第1个一次有效分枝处的距离；

6)产量性状的测定：分别测定主花序角果数、全株角果数、角果长度、角粒数、千粒重和单株产量等产量性状；

7)根/茎表型性状测定：

使用游标卡尺/直尺，分别测定对于步骤3)挖出的植株的茎粗、根粗和根长。

本实施例中，茎粗为根茎节往上20cm处直径；根粗为主根系中间位置直径；根长为根茎节至主根末端长度；并使用电子天平测定茎杆鲜重AFW和根鲜重(单位：g)。

本实施例中，分别检测得到3株成熟期冬油菜植株的茎杆鲜重AFW，将这三组值进行平均，结果见表3。

本实施例中，根鲜重为根茎节以下部分重量；茎杆鲜重AFW为根茎节地面以上部分重量；

8)计算倒伏系数ILC，计算公式为：

倒伏系数ILC＝茎杆鲜重AFW×茎秆重心高度HGC/茎秆抗折力BR。

上述每区成熟期时，测定的茎秆重心高度HGC、茎秆抗折力BR、茎杆鲜重AFW(均为平均值)以及计算的倒伏系数ILC结果参见表3。

表3每区HGC、BR、AFW以及ILC数据结果

表中，倒伏系数排名，按照从小到大顺序依次向上排名，即系数值越小，排名越在前。

9)利用表3中计算出的倒伏系数结果对参试材料进行聚类，聚类结果如表4所示，然后根据聚类分析对倒伏系数进行比较分析，结果如表5所示。对比上述结果，当倒伏系数越大，表示该植株抗倒伏能力越弱，植株易发生倒伏；反之，则抗倒伏能力越强，植株不易发生倒伏。

表4聚类分析结果

注：数字代表品系(种)编号；Ⅰ类倒伏系数最小，抗倒伏性最强，Ⅱ类倒伏系数居中，抗倒伏性中等，Ⅲ类倒伏系数最大，抗倒伏性最弱。

表5不同抗倒性白菜型冬油菜倒伏系数的比较分析

注：ILC：倒伏系数。不同小写字母表示在0.05水平上差异显著性。

10)对聚类结果与倒伏分级进行适合性分析。

利用表2中计算出的倒伏系数结果对参试材料进行聚类，聚类结果如表6所示，然后进行聚类结果与倒伏分级间的适合性分析。

表6倒伏分级级数和聚类分析结果间及抗倒伏指标间的相关分析

注：LCS：倒伏分级级数；CAR：聚类分类结果；AFW：茎鲜重(g)；HGC：重心高度(cm)；BR：抗折力(N)；*和**分别表示在0.05和0.01水平上差异显著性。

从表6可知，倒伏系数与地上部鲜重呈显著正相关，与重心高度呈极显著正相关，与抗折力呈极显著负相关，说明地上部鲜重、重心高度与抗折力直接参与作物倒伏，地上部鲜重越大，重心高度越高，抗折力越小，地上部分对植株造成的压力越大，植株越容易发生倒伏，地上部鲜重与抗折力呈极显著正相关，表明，采用重心高度HGC、茎秆抗折力BR和地上部鲜重AFW这三个参数来计算倒伏系数，从而判断倒伏性能是准确的。

同时，倒伏分级结果和聚类分析结果呈极显著(0.452)正相关，说明聚类分析结果具有可靠性。因此，表明利用倒伏系数评价白菜型冬油菜的抗倒伏性是准确可靠的。

通过对倒伏分级级数(茎秆倾角分级)与聚类结果间的相关性分析和倒伏指标间的相关性分析，可以看出，采用倒伏系数(计算公式)来评价白菜型冬油菜的倒伏性能与倒伏分级级数(茎秆倾角分级)得出的结果基本吻合，这表明，采用本发明提供的改良倒伏系数鉴定白菜型冬油菜的抗倒伏性是可靠的。

本实施例中选用了三种不同品系的白菜型冬油菜，但是本实施例提供的鉴定方法还可以对其他品种的白菜型冬油菜、在不同地区种植时的抗倒性进行评价鉴定，结果准确可靠，有利于白菜型冬油菜抗倒伏育种。