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梁海燕(
), 苏占明, 宋晓强, 杨芳, 姜超, 张翔宇, 李海(
)
收稿日期:2025-11-14
接受日期:2026-01-13
出版日期:2026-06-16
发布日期:2026-06-16
通信作者:
联系方式:
梁海燕,E-mail:lianghaiyan125@126.com。
基金资助:
LIANG HaiYan(
), SU ZhanMing, SONG XiaoQiang, YANG Fang, JIANG Chao, ZHANG XiangYu, LI Hai(
)
Received:2025-11-14
Accepted:2026-01-13
Published:2026-06-16
Online:2026-06-16
摘要:
【目的】探究不同糜子品种根系构型、力学特性,以及与抗根倒伏的关联性,明确抗根倒伏品种鉴定的关键指标,为糜子抗根倒伏育种提供理论依据。【方法】以75个糜子品种为试验材料,在山西毛皂试验基地开展田间试验。灌浆初期测定根拔力、根重、根长、根直径和根系最大开张角度等根系力学、形态构型指标,抽穗期后进行田间根倒伏级别鉴定。采用相关性分析与主成分分析,解析糜子根系性状与根倒伏级别的关联性,明确抗根倒伏鉴定的关键指标,结合主成分综合得分排名与田间抗根倒伏鉴定结果,筛选高抗根倒伏品种。【结果】经糜子根系性状与成熟期根倒伏级别相关性分析,得出糜子根倒伏级别与根拔力呈极显著负相关(r=-0.340**),与根系干物质重量呈显著负相关(r=-0.278*);而根拔力与直径2.0—3.0 mm的根系长度、根系表面积、根系体积呈显著正相关(r=0.253*—0.259*),与根系最大开张角度呈显著正相关(r=0.271*)。主成分分析显示,糜子直径2.0—3.0 mm根系特性(中粗根系因子)、根系干物质重量与最大开张角度(整体根重与构型因子)、根拔力(根系力学特性因子)是前3个主成分,单个贡献率分别为58.417%、18.618%和12.314%,累积方差贡献率达到89.349%,是糜子抗根倒伏的三大关键因子。结合主成分综合得分排名和田间抗根倒伏鉴定结果,筛选出宁糜15号、陇糜15号等7个高抗根倒伏品种。【结论】不同糜子品种根系性状有着丰富的遗传多样性。直径2.0—3.0 mm根系特性(中粗根系因子)、根系干物质重量与最大开张角度(整体根重与构型因子)、根拔力(根系力学特性因子)是糜子抗根倒伏主要鉴定指标。其中,根拔力可作为糜子抗倒伏直接筛选指标,直径2.0—3.0 mm根系特性在抗根倒伏育种中需重点关注。筛选出宁糜15号、陇糜15号等7个高抗根倒伏品种,可用于品种的改良及研究应用。
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表1
不同糜子品种根系性状描述性统计分析"
| 根系性状 Root traits | 样本数 Sample size | 最小值 Min | 中位数(四分位距) Med (IQR) | 最大值 Max | 异常值数量 No. of outlier | 平均值±标准偏差 Mean±SD | 变异系数 CV (%) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 根拔力RPF (N) | 75 | 38.50 | 64.30 (54.05-78.75) | 139.50 | 2 | 67.18±19.34 | 28.79 |
| 根系干物质重量RW (g) | 75 | 0.59 | 1.37 (1.13-1.65) | 2.74 | 1 | 1.43±0.43 | 30.08 |
| 最大开张角度MSA (°) | 75 | 58.33 | 76.67 (70.00-89.17) | 120.00 | 2 | 80.96±14.31 | 17.68 |
| 最长根长MRL (cm) | 75 | 18.00 | 23.33 (21.67-24.67) | 30.00 | 2 | 23.24±2.49 | 10.69 |
| 根系总长TRL (cm) | 75 | 346.71 | 606.81 (477.51-722.52) | 1220.68 | 1 | 609.09±162.54 | 26.69 |
| 根系表面积RSA (cm2) | 75 | 121.84 | 225.18 (188.36-254.64) | 408.26 | 3 | 225.38±59.76 | 26.51 |
| 根系体积RV (cm3) | 75 | 8.26 | 22.96 (16.73-28.37) | 49.84 | 2 | 22.87±8.56 | 37.41 |
| 根系平均直径ARD (mm) | 75 | 0.88 | 1.15 (1.05-1.24) | 1.73 | 1 | 1.15±0.14 | 12.32 |
表3
不同糜子品种根系性状的主成分特征值与方差贡献率"
| 主成分 Principal component | 初始特征值 Initial eigenvalue | 方差百分比 Percentage of variances (%) | 累积方差贡献率 Cumulative variance contribution rate (%) |
|---|---|---|---|
| PC1 | 4.089 | 58.417 | 58.417 |
| PC2 | 1.303 | 18.618 | 77.035 |
| PC3 | 0.862 | 12.314 | 89.349 |
| PC4 | 0.745 | 10.638 | 99.987 |
| PC5 | 0.001 | 0.013 | 100.000 |
| PC6 | 7.983E-6 | 0.000 | 100.000 |
| PC7 | 5.581E-7 | 7.973E-6 | 100.000 |
表4
不同根系性状旋转后成分矩阵表"
| 指标 Index | 第1主成分 PC1 | 第2主成分 PC2 | 第3主成分 PC3 | |
|---|---|---|---|---|
| 直径2.0—3.0 mm根系 Root system with diameter of 2.0-3.0 mm | 投影面积PA3 | 0.995 | 0.026 | 0.089 |
| 根系长度RL3 | 0.995 | 0.027 | 0.085 | |
| 根系表面积RSA3 | 0.995 | 0.026 | 0.089 | |
| 根系体积RV3 | 0.995 | 0.025 | 0.093 | |
| 根系最大开张角度MRS | -0.058 | 0.729 | 0.251 | |
| 根系干物质重量RW | 0.103 | 0.834 | -0.105 | |
| 根拔力RPF | 0.161 | 0.095 | 0.953 | |
表5
糜子品种主成分分析综合得分前20名排名表"
| 排序 Ranking | 品种名称 Variety name | 主成分得分Principal Component Scores | 综合得分 Comprehensive score | ||
|---|---|---|---|---|---|
| PC1 | PC2 | PC3 | |||
| 1 | 宁糜15号 Ningmi 15 | 4.40569 | 0.00325 | -0.49942 | 2.44640 |
| 2 | 宁糜17号 Ningmi 17 | 2.50732 | 0.49967 | -1.97308 | 1.23584 |
| 3 | 吉12 Ji 12 | 1.34404 | 2.08199 | 0.37008 | 1.19062 |
| 4 | 黄金黍1号 Huangjinshu 1 | 1.46144 | 1.00426 | 0.82297 | 1.13241 |
| 5 | 陇糜10号 Longmi 10 | 1.19357 | 1.26887 | 0.43462 | 0.96993 |
| 6 | 陇糜15号 Longmi 15 | 1.30743 | 0.33771 | 0.51017 | 0.88100 |
| 7 | 晋黍4号 Jinshu 4 | 1.34404 | 0.50280 | -0.67358 | 0.75972 |
| 8 | 晋黍9号 Jinshu 9 | 0.94019 | 1.55866 | -1.05425 | 0.66079 |
| 9 | 育糜3号 Yumi 3 | 0.43641 | 1.56744 | 0.26830 | 0.56596 |
| 10 | 宁糜10号 Ningmi 10 | 1.16508 | -0.39423 | -0.21354 | 0.56516 |
| 11 | 固糜22号 Gumi 22 | 0.49995 | 0.00006 | 1.42456 | 0.49210 |
| 12 | 晋黍2号 Jinshu 2 | 0.38427 | 0.85994 | 0.17174 | 0.39684 |
| 13 | 雁黍8号 Yanshu 8 | 0.58654 | 1.16906 | -1.10467 | 0.38234 |
| 14 | 赤糜3号 Chimi 3 | 0.19081 | -0.06653 | 1.60843 | 0.33024 |
| 15 | 冀黍3号 Jishu 3 | 0.33869 | 0.61354 | 0.03464 | 0.30728 |
| 16 | 内糜9号 Neimi 9 | 0.55334 | 0.74352 | -0.98987 | 0.30461 |
| 17 | 陇糜5号 Longmi5 | -0.22034 | -0.38979 | 3.39136 | 0.29622 |
| 18 | 陇糜4号 Longmi 4 | -0.24806 | 1.45971 | 1.15371 | 0.28389 |
| 19 | 宁糜9号 Ningmi 9 | 0.59021 | -1.62577 | 1.49851 | 0.26640 |
| 20 | 内糜3号 Neimi 3 | -0.54226 | 0.89462 | 2.48224 | 0.20806 |
表6
抽穗后不同糜子品种田间根倒伏情况的调查结果"
| 品种 Variety | 倒伏面积比率/植株与地面夹角 Lodging area ratio/plant-ground angle(%/°) | 根倒伏率Root lodging rate (%) | 根倒伏 级别 RLG | 主成分综合得分排序 Ranking of comprehensive scores | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 抽穗期后 After heading stage | 成熟期 Maturity stage | ||||||||
| 08/05 | 08/27 | 08/30 | 09/03 | 09/13 | |||||
| 冀黍3号 Jishu 3 | 0/90 | 0/90 | 0/90 | 0/90 | 0/90 | 0/90 | 0 | 0 | 15 |
| 宁糜15号 Ningmi 15 | 0/90 | 0/90 | 0/90 | 0/90 | 0/90 | 0/90 | 0 | 0 | 1 |
| 赤黍2号 Chishu 2 | 0/90 | 0/90 | 0/90 | 0/90 | 0/90 | 0/90 | 0 | 0 | 41 |
| 宁糜10号 Ningmi 10 | 0/90 | 0/90 | 0/90 | 0/90 | 0/90 | 0/90 | 0 | 0 | 10 |
| 赤糜3号 Chimi 3 | 0/90 | 0/90 | 0/90 | 0/90 | 0/90 | 0/90 | 0 | 0 | 14 |
| 内糜3号 Neimi 3 | 70/45 | 0/90 | 0/90 | 0/90 | 0/90 | 0/90 | 0 | 0 | 20 |
| 固糜22号 Gumi 22 | 0/90 | 0/90 | 0/90 | 0/90 | 0/90 | 0/90 | 0 | 0 | 11 |
| 宁糜14号 Ningmi 14 | 0/90 | 0/90 | 0/90 | 0/90 | 0/90 | 0/90 | 0 | 0 | 42 |
| 陇糜15号 Longmi 15 | 100/60-90 | 0/90 | 0/90 | 0/90 | 0/90 | 0/90 | 0 | 0 | 6 |
| 内糜7号 Neimi 7 | 100/≤30 | 100/≤30 | 100/≤30 | 100/≤30 | 100/≤30 | 100/≤30 | 100 | 5 | 67 |
| 齐黍1号 Qishu 1 | 100/30-60 | 100/≤30 | 100/≤30 | 100/≤30 | 80/≤30 | 80/≤30 | 80 | 5 | 61 |
| 赤黍1号 Chishu 1 | 100/30-60 | 90/≤30 | 80/≤30 | 80/≤30 | 90/≤30 | 80/≤30 | 80 | 5 | 27 |
| 河曲白糜 Hequ Bai Mi | 0/90 | 100/≤30 | 80/45-60 | 80/45-60 | 100/30-45 | 90/45 | 90 | 5 | 55 |
| 粘丰7号 Nianfeng 7 | 100/≤30 | 100/≤30 | 100/>60 | 100/45 | 80/30-45 | 80/30-45 | 80 | 5 | 75 |
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