向日葵/ Tournesol
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体积28日,2021年
向日葵/ Tournesol
货号 24.
数量的页面(年代) 12.
迪伊 https://doi.org/10.1051/ocl/2021012
bob电子体育竞技风暴 2021年3月26日

©R.M.S.居尔等等。,由EDP科学出版,2021年

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1介绍

向日葵是一种主要的油籽作物,这些作物是在全球种子上种植的,用于食物(烘焙,糖果),动物饲料和食用油的提取(拉乌夫,2019)。向日葵是食用油的第四大来源,约占全球植物油总产量的10% (拉乌夫,2019)。由于多不饱和脂肪酸,生育酚,甾醇和微量元素(硒,锌和铁)(如多不饱和脂肪酸,生育酚,甾醇和所述)(rauf.等等。,2017年;2020.)。

向日葵种植受到全球气候变化的挑战。全球气候变化的特征包括气温突然变化、热浪、冰雹风暴、强风和不稳定的降雨,这些都可能威胁到向日葵的种植(黛博克等等。,2017年)。高温也增加了向日葵的蒸散量,从而增加了土壤水分的提取和作物的灌溉需求(rauf.等等。,2016年)。在夏季作物的情况下,向日葵作物蒸发蒸腾可能在130天内增加765至882毫米,每日蒸发蒸腾估计估计高达13毫米−1在黎巴嫩亚热带气候下的花期(卡拉姆反对等等。,2007年)。向日葵作物水分生产力在0.44 ~ 0.54 kg m之间−3视乎土壤质地而定(托尔克和豪厄尔,2012年)。在意大利,产量最高的是80-100%的田间容量,向日葵作物在整个生长周期中通常消耗了约40%的土壤水分(里纳尔蒂等等。,2003年)。在亚热带条件下,由于向日葵在关键生长阶段的高蒸散量,低且不稳定的降雨和高温增加了作物歉收的机会。这些因素(土壤湿度低和温度高)可能导致作物叶片衰老、配子体不育、籽粒灌浆不足、生长迟缓(黛博克等等。,2017年)。土壤含水量低也导致了地上干质量、收获指数的下降,导致了地上干质量(根质量)的增加(Rauf和Sadaqat,2008年)。根系质量似乎是在牺牲地上干质量的情况下增加的(Rauf和Sadaqat,2008年)。

保护耕作和灌溉水已被用于减少临界生长阶段期间水分应激的有害影响。建议滴灌方法或赤字灌溉实践,以降低水分对向日葵作物产量的影响(托尔克和豪厄尔,2012年)。然而,这些做法可能是不可用的或增加向日葵作物的生产成本。开发适应不同环境条件的新杂交组合(杂交组合)有助于在目标条件下(Kalyar等等。,2014年)。因此,针对聚乙二醇介导的(40%)渗透胁迫和表皮蜡质对细胞膜的伤害,选择亲本系,可能有助于选择失水率较低的抗旱育种系(Shehzad等等。,2021年)用于开发在两个地点和季节评估的杂交组合,其目的是与商业检查相比,选择具有高种子产量和水利用效率的开发的杂种。

2材料与方法

2.1亲本材料的选择和杂种的发育

基于通过40%聚乙二醇(Mol.WT 8000)和叶子切割蜡的细胞膜损伤,筛选包括细胞质雄性无菌(CMS)和雄性生育恢复系(R)的父母性近亲。具有显着低细胞膜损伤或更高的叶子切割蜡的近交系和开花的同步用于杂种的发育(标签。1)。选择的自交系通过在自交系内套袋头状花序的方法进行同胞交配来维持。将雄性不育系和雌性不育系的头状花序在开花前套袋,用收集到的花粉进行人工授粉,制成杂交种子。不育系和R系以2:1的比例种植。采集不育系的头状花序并干燥。人工脱粒、清洗种子,并在室温下储存,以培育杂交后代。

表1

杂交组合及其编码和亲本值细胞膜损伤和角质层蜡。

2.2生长条件

两个地方即。选择Sargodha和Faisalabad在春季和秋季进行向日葵杂交评价试验。这两个地点都位于巴基斯坦旁遮普中部,实行一年两熟制(种植小麦、水稻、甘蔗和油料作物)。“Sargodha”位于32.0740°N, 72.6861°E,海拔190 m,“Faisalabad”位于31.4504°N, 73.1350°E;海拔186米向日葵整个生长周期中,两个地点和季节的日最高和最低温度如图所示图12。两个季节各测点的日度数日积累量分别表示为图3。由7°C基温(向日葵杂交种能够发芽的最低温度)减去日平均温度(卡迪尔和马利克,2007年)。秋季营养和生殖阶段的光周期分别为8.5 h和8 h,春季营养和生殖阶段的光周期分别为7 h和11 h。各试验点春季和秋季土壤和环境条件汇总如下表2。分别于2019年8月和2020年2月进行秋、春季作物全随机区组设计,共3个区组。脊间距离为75厘米。每个杂交种有4个6米的品系。在每个洞内,每行5 cm处,在22 cm处点播2粒种子,发芽后减薄成单株,保持5株m−2。磷酸二铵等无机肥料(60公斤/公顷)−1尿素40公斤/公顷−1)在土壤制剂期间加入。杂草的生长是通过施用前芽前双金除草剂(S-MetOlachlor)进行检查。施用单一灌溉术均匀萌发;后来,在所有实验遗迹上都会在自然降雨中提出试验。通过重量法基于可变土壤深度的土壤湿度损失估计蒸发杂散损失。从R1(芽初始)至R8(浅黄色成本水表)确定总生殖蒸发损失。土壤水分含量乘以堆积密度和土壤深度,以确定mm的水分含量。与秋季的季节相比,春季具有更高的经历损失。推荐的农药喷雾(Lufenuron(Benzoylurea)@ 50ml 100升−1),在春季作物上喷洒粘虫,以保持虫类数量在阈值以下。

缩略图 图1

2020年春季A. Sargodha B. Faisalabad两个地点向日葵试验的日最高和最低温度(°C)。

缩略图 图2

日向日葵试验的日最大和最小温度(°C)在两个地点A. Sargodha B. Faisalabad 2019年秋季作物季节。

缩略图 图3

种子质量(克−2)、头径(cm)和叶面积(cm2),并与两个季节的标准对照进行比较。显示相似字母的意思在统计学上是不显著的P≤0.05。字母即。模拟显示范围。

表2

春季和秋季试验点土壤和环境条件。

2.3参数测量

种子产量(g m−1)的测定方法是采集每行5株连续植株的花头。人工脱粒,种子清洗并在40°C下培养,以确定种子含水量为10%时的产量。每个杂种1米获得的种子团−1行是在数字平衡上测量的。在开花期,利用数字叶扫描仪(CI)测量了冠层顶部完全展开叶的叶面积。202年,CID生物科学)。水分利用效率为花发芽期至成熟期干种子质量与总蒸散量的比值。花的发育期为纽扣期(R1)施耐特和米勒(1981)。R1期花芽微缩,外观呈星形。总繁殖度日数是花发端至生殖头状花序最终成熟的日繁殖度日数之和。将繁殖阶段的总度数除以整个生长阶段积累的总度数,计算繁殖/总度数。

采用圆盘式脱壳机对100 g种子样品进行脱壳,测定籽粒比。采用索氏法对去皮种子进行油脂提取,测定籽粒中油脂的含量。取15 g去皮(果仁)样品,用正己烷作溶剂,轻轻压碎,装入索氏装置。样品通过溶剂循环,直到不再从每个样品中提取油为止。上样在40°C烘箱中干燥,用分析天平测定质量减少量,计算籽粒油%。

2.4统计分析

在随机完整块设计下分析数据,具有三种复制。通过最小差异进行比较杂种的平均值(LSD,P ≤ 0.05) test. Pearson correlation analysis was done to calculate relationship among morphological and phenological traits within each season. Significance of correlation was tested with two tail t-test (df-2). General combining ability values were calculated as per (Kempthorne 1957)。所有统计分析都在“R”软件包上完成(R核心团队,2013)。

3的结果

方差分析显示显著性(P≤0.05)所有被研究性状的杂种、地点和季节变异(标签。3.)。季×杂交互作也显著(P ≤ 0.05) for all traits except head diameter showing that hybrids changed their relative ranking across all traits. However, crosses × locations interaction was only significant (P ≤ 0.05) for water use efficiency showing that hybrids did not change their ranking across locations (标签。3.)。

所有杂交种的种子产量均显著(P≤0.05)除H3和H5表现出秋季较高的籽粒产量外,其余杂种春季均高于秋季。杂交品种春季的种子产量比秋季高10%。杂种H9和商业对照FH-331在两个季节的产量统计上相似(图3A)。H7春季产量最高,其次是H8。H3秋季产量最高。杂交H9在两个季节都表现出良好的产量,可以在降雨条件下进一步进行商业化评估。H3、H9等杂交种的穗径在不同季节有显著差异。两种杂交品种秋季穗径均高于春季。两个季节H7的头径最高(图3B.)。杂交种秋季叶面积高于春季。总体而言,杂种秋季叶面积比春季高41%。这可能是由于秋季营养阶段的生长期日数较高所致。总体而言,秋季植被期比春季高153度。两季中,hy .33的叶面积均最高(图3C.)。

与秋季季节相比,春季的花卉启动的日子较高。秋季和春季作物的整体意味着花卉开始的日子为49和67天。与秋季的季节相比,春季作物的开花为18天。花卉启动的日子差异是由于温度和光周期,这可能会影响杂种内的昼夜节点。春季作物也有更高的日期到成熟。秋季作物早些时候达到了作物成熟。HYSUN.33占据了最高的日子来开发花蕾和成熟(4无花果。4 b)。FH.331在花卉启动中最低日,而H6则在春季成熟的最低日,因此可能被分类为春季期间早期成熟的混合动力车(4无花果。4 b)。秋季H4和H6开花起始天数最低,H2、H6和H7成熟天数最低(4无花果。4 b)。早熟杂交种的选育一直是两熟制下的重要育种目标。晚熟杂交种推迟了春季棉花播种(棉花带)和秋季小麦播种。春季繁殖度日数(714°d)高于秋季繁殖度日数(566°d),高于秋季繁殖度日数的26%。H9和H2春季繁殖度日数最高,而H4秋季繁殖度日数(RDD)积累量最高(图4C.)。

有重要的(P≤0.05)杂交种间、季节间及其互作间籽粒比的差异。一般来说,春季籽粒对种子的比例比春季高6.4%,表明春季籽粒灌浆的杂交潜力增加,这可能是由于光合产物向种子的转运增加(Rauf和Sadaqat,2008年)。除H3和H9表现出相反的反应外,所有杂交种春季籽粒比都有所提高(图5A)。H8在春季的种子百分比中的种子最高,而H9在秋季显示了种子的最高核心(图5A)。春季籽粒油含量增加了7%。春季和秋季分别为40-49%和34-49% (图5B.)。H8的籽粒油%在秋季最高,H7的籽粒油%在春季最高(图5B.)。

秋季的杂交用水效率比春季更高。秋季和春季,WUE的杂种的总体平均值为2.44和1.32。秋季作物比春季作物高86%。秋季的高水平利用效率是由于在整个生殖阶段越低的蒸发缺失。Sargodha位置比Faisalabad更高的Wue。H7在Sargodha有最高的Wue,而H9则在秋季的两个地方都有类似的电影。Hysun.33在秋季季节作物中展示了Faisalabad最低的Wue。H7在春季的两个地方都有最高的WUE(图6)。

表3

对开花天数(DTF)、水分利用效率(WUE)、种子产量(SY)、穗径(HD)和叶面积(LA)进行方差分析。

缩略图 图4

结果表明:(1)不同抗旱性杂交种的开花起始天数(d)、成熟天数(d)和繁殖度(d)的累积天数(d)与两季标准对照比较。显示相似字母的意思在统计学上是不显著的P≤0.05。字母即。模拟显示范围。

缩略图 图5

A. Kernel to seed %和6B。抗旱杂交种的籽粒油%与两个季节的标准对照。显示相似字母的意思在统计学上是不显著的P≤0.05。字母即。模拟显示范围。

缩略图 图6

比较了抗旱杂交种在两个地点和两个季节的水分利用效率。显示相似字母的意思在统计学上是不显著的P≤0.05。字母即。模拟显示范围。

4亲本一般配合力

一般配合力是各育种系与不同育种系杂交后的表现。一般配合力为正值,表示该育种系不携带隐性或有害等位基因,因此有可能产生优良杂交种(卡里尔等等。,2016年)。一般配合力(GC)分析表明,C.249是最佳的种子产量和水分利用效率组合。rhh .344和rhh .345因其种子产量和水分利用效率的GC值为正(标签。4.)。

表4

有前途亲本在抗旱杂交种选育中的一般配合力值。

5形态性状与物候性状的相关性

Pearson相关性在每个季节的两个地点计算(标签。5.)。种子产量(SY)显着(P ≤ 0.05) positively correlated with head diameter (HD) and water use efficiency (WUE) in both seasons showing both traits had positive contribution for SY (标签。5.)。SY有重要(P(≤0.05)与繁殖与总度日比(RDD/TDD)呈负相关关系,表明春季种子产量高的杂种的繁殖与总度日比较低,秋季的相关关系不显著。这可能是由于春季后期热胁迫的存在,可能对产量与繁殖度日数的关系产生了负面影响。两个季节的生长期开花天数(GDF)与开花天数(DTF)均呈正相关。两个季节的繁殖度日数与花的发生日数呈负相关关系,表明RDD越高的杂种花的发生日数越早。RDD也与春生期的成熟期呈负相关,表明短生长周期的杂种RDD较高,这可能是由于开花较早(标签。5.)。成熟期与春季种子产量呈负相关,但关系不显著。叶面积(LA)与秋季水分利用效率(WUE)呈显著负相关关系,表明在秋季较高的叶面积会更特异性地降低杂种的WUE (标签。5.)。LA与生长期到开花天数和开花起始天数呈显著正相关,表明叶面积大的杂种在这两个季节都推迟了开花时间(标签。5.)。

表5

各种形态性状和物候性状的Pearson相关系数。

6的讨论

基于40%PEG诱导的细胞膜和切割蜡的耐旱性父母株(CMS)与R线配合,以产生各种杂种组合(Shehzad等等。,2021年)。在两个地点和两个季节对抗渗透胁迫亲本的杂交组合和两个商业检查进行了评价。方差分析表明,杂种与季节的互作显著,而地点间的互作不显著,说明杂种对两季作物的适应性较强(查普曼和德拉维加,2002年)。两季均为湿润营养期,土壤含水量接近田间容量,而在开花或灌浆等关键繁殖阶段水分含量较低。新组合H3、H7、H8、H9在两季均有较好的种子产量和水分利用效率。H9在两个季节产量相近,可能对两个季节具有广泛的适应性。

杂交品种春季产量高于秋季。两个季节的生长条件截然不同,特别是在繁殖阶段。与秋季相比,春季生殖阶段的温度更高,光周期更长,这可能影响了杂种的灌浆过程(Kalyar等等。,2014年)。与春季相比,秋季是向日葵杂交种营养期的高温光周期季节。营养阶段的高温和入射光可能增加了秋季叶面积(Pereyra-Irujo等等。,2008年)。

杂交种秋季产量较低,但水分利用效率较高。高温增加了杂交种的蒸散量,蒸散量在繁殖期达到峰值,使作物易受高温和水分胁迫(等等。,2016年)。建议培育叶面积减少的杂交种以提高水分利用效率(Casadebaig等等。,2008年)。然而,已知叶面积的减少会降低植物的光合能力,并可能对春季产量产生负面影响。或者,通过选择高叶片角质层蜡质(侯赛因等等。,2017年;2019年)。在水培系统中进行的早期研究中的父母线被选择针对切口蜡(Shehzad等等。,2021年)。春季环境下,新选育杂种的WUE高于商业对照,这可能是由于杂种的高角质层蜡质(图6)。

秋季播种的杂种开花时间比春季早。开花天数是选育新杂交种时需要考虑的重要性状,它与温度和光周期有关。热量单位或生长期天数是基于温度的发展响应,用于分配热值到每个物候阶段。高温或光周期可加速作物生长度日数积累过程,缩短作物生长周期(Parthasarathi等等。,2013年)。众所周知,日期开花和生长度的日子是定量的遗传和受几种定量特征基因座的影响(莱昂等等。,2001年)。在连锁群A和B中控制开花的基因被发现受光周期的影响(莱昂等等。,2001年)。繁殖早期可能会抵消后期低温,也可能在繁殖期间获得较高的土壤含水量。这可以解释为什么有希望的杂交种与晚熟的商业支票如荀子33相比,产量较高。晚熟杂交种(hy .33)在38-40℃的终末热胁迫下平均暴露15天,而新杂交杂交种在8 - 10天的终末热胁迫下平均暴露15天。为了躲避后期热胁迫,新选育杂交种的产量和进入生殖期都比商品对照早,积累的生殖度日数比商品对照高,特别是在秋季,生殖成熟期比商品对照早。播期提前可改善终末期非生物胁迫的影响(加西亚洛佩兹等等。,2016年)。然而,不稳定的降雨通常阻碍局部条件下的田间制备,这可能会在春季和秋季作物期间延迟播种时间。在秋季季节和短时间杂种期间发起早期开花的杂种可以用于一般培养,以避免终端相热应激和延迟培养下一个作物。

一般组合能力(GCA)值可用于选择可以在混合育种程序中被利用的父母线。通常具有GCA值的父母系列用于靶向性状的阳性等位基因,并且可以在混合育种计划中被利用(卡里尔等等。,2016年)。父母的线即。C.249和R.344是最佳的水使用效率和种子产量的组合器,其可以在开发具有更广泛适应性的商业杂种中开发。

道德的声明

稿件符合出版伦理的所有标准。

的利益冲突

作者声明没有利益冲突。

确认

这项研究是“培育耐旱向日葵(向日葵L.)可持续收益率的杂种(PSF-MSRT II / AGR / P-UOS(17)“。作者非常感谢巴基斯坦科学基金会资助这项研究。

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引用本文为: Gul RMS, Sajid M, Rauf S, Munir H, Shehzad M, Haider W. 2021年。抗旱向日葵的评价(Helianthus Annuus.半干旱雨养条件下秋、春杂交的研究。ocl.28:24。

所有表格

表1

杂交组合及其编码和亲本值细胞膜损伤和角质层蜡。

表2

春季和秋季试验点土壤和环境条件。

表3

对开花天数(DTF)、水分利用效率(WUE)、种子产量(SY)、穗径(HD)和叶面积(LA)进行方差分析。

表4

有前途亲本在抗旱杂交种选育中的一般配合力值。

表5

各种形态性状和物候性状的Pearson相关系数。

所有的数据

缩略图 图1

2020年春季A. Sargodha B. Faisalabad两个地点向日葵试验的日最高和最低温度(°C)。

在文中
缩略图 图2

日向日葵试验的日最大和最小温度(°C)在两个地点A. Sargodha B. Faisalabad 2019年秋季作物季节。

在文中
缩略图 图3

种子质量(克−2)、头径(cm)和叶面积(cm2),并与两个季节的标准对照进行比较。显示相似字母的意思在统计学上是不显著的P≤0.05。字母即。模拟显示范围。

在文中
缩略图 图4

结果表明:(1)不同抗旱性杂交种的开花起始天数(d)、成熟天数(d)和繁殖度(d)的累积天数(d)与两季标准对照比较。显示相似字母的意思在统计学上是不显著的P≤0.05。字母即。模拟显示范围。

在文中
缩略图 图5

A. Kernel to seed %和6B。抗旱杂交种的籽粒油%与两个季节的标准对照。显示相似字母的意思在统计学上是不显著的P≤0.05。字母即。模拟显示范围。

在文中
缩略图 图6

比较了抗旱杂交种在两个地点和两个季节的水分利用效率。显示相似字母的意思在统计学上是不显著的P≤0.05。字母即。模拟显示范围。

在文中

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