影响再生稻产量相关的性状特征:全球数据分析

2024-07-17

许多研究试图找到具有强再生能力水稻的某些特征。遗传基因和环境因素都会影响水稻的再生能力。我们使用全球数据库中主要再生稻的农艺特征来衡量影响再生产量再生能力,该数据库来自14个国家的51个实验,用于数据分析。我们发现品种产量和成熟特征、种植地点和氮肥用量都可能影响植物的分蘖能力。另一方面,经过长生长期后的再生能力与品种和种植地点的相关性弱。我们还发现,再生过程改变了植物的株型,从穗数较多但穗粒数较少变成了穗数较少(下降48%)但穗粒数较多(增加19%)。我们结论是再生作物的产量下降可能是由于快速出穗和分蘖旺盛造成的,这会对茎的伸长、穗分化以及营养缺乏产生负面影响,从而导致穗数减少(穗粒数-1)。

影响再来稻产量的排在前面的特征为分蘖数量,穗数量,籽粒灌浆速率和千粒重;排在后面的特征为水稻生育期长度,穗粒数量及产量。从数量上进行定量分析,籽粒灌浆速率和千粒重与再生产量进行分析时,关系不明确,说明他们影响较小。而N肥的施用,分蘖数等对再生产量具有显著的相关性。一直以来,在穗数及生长期方面,现在尚无明确影响措施,但是它们对再生产量的影响具有重要的作用。穗数受代谢物质供给影响,其物质主要来自叶片。再生稻在短的生育期中,造成叶片中储备的物质非常有限,从而供给不足影响产量。现在许多证据表明,生长期的缩短是来自于从留茬中发芽所致,而不是受基因、环境及N肥应用影响的。也就是说受物理机械伤害导致水稻的抽穗期提前。

再生力降低的可能机理。在再生稻性质中,穗数降低,而单位穗中的穗粒数增加。一般认为穗数与产量直接相关的。降低穗数可能存在如下因素,再生稻生长期缩短,分蘖数量少。特别是生长周期缩短非常显著,从苗期到成熟期的发育时间与头季相比缩短了41%。 而且,我们发现生长期长度与穗数,株高及穗长都有因果关系,具体见图2。我们将其进行路径分析,结果显示,生长期和植株高度影响再生产量。

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1 a)按降序显示与再生率(即再生作物/主作物)的产量相关性状参数μ的影响排序,图中数字表示影响的中值(μp50)。(b)三个国家除穗长之外的再生率产量相关性状的比较,以及总体中位数。

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2 与产量相关的特征对再生产量影响(a)初始模型和(b)最终模型路径分析。星号表示统计上显著,其95%的可信区间(CI)不包括零,而箭头上的虚线表示统计上不显著。图中显示了箭头中相邻的值,这些值被确定为标准化路径系数的后中位数。样本量为42CFI,比较拟合指数;df,自由度;GD,生长期;GY,粮食产量;PA,穗数;pH,株高;PL,穗长;PPP,后验预测p值;TL,分蘖数量;RMSEA,均方根误差近似;SP,穗粒数。

参考文献:The general ratooning ability of rice yield-relatedtraits: A meta-analysisShutaro Shiraki, Kywae, Thura,Lae Lae Mon, Thin Mar Cho, Kyaw Myaing, Nwe Ni, May That Oo, Loon Poe Poe, Aungkyaw ThuAgronomy Journal, 2024


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