不同生态条件对高粱品质性状的影响

不同生态条件对高粱品质性状的影响
摘要系统研究和分析不同海拔高度对高粱籽粒淀粉、蛋白质、单宁和脂肪的影响,结果表明:除品种效应导致供试品种的淀粉、蛋白质、单宁、脂肪等含量出现很大差别外,海拔高度对高粱籽粒品质也有明显的调控作用。

淀粉、蛋白质含量随海拔高度的增加有降低的趋势,单宁则是高海拔和低海拔地区的含量较高,脂肪与单宁相反,高海拔和低海拔地区的含量最低。

关键词高粱;海拔高度;品质性状
TheResearchonChangesofSorghumQualityCharacteristicsinDifferentEcologicalC onditions
SHI Hong-meiZHANG Hai-yanZHANG Gui-xiang
(Sorghum Institute,Shanxi Academy of Agricultural Sciences,Jinzhong Shanxi 030600)
AbstractThe influences of different altitudes on starch,protein,tannin and fat of sorghum grain were analyzed in this paper. The experiment showed that the effects of varieties leaded to the differences of starch,protein,tannin lat. The altitude had significant influence on the quality of sorghum. The starch and protein content was decreasing with the altitude rising. The tannin content was high at the area of high altitude and low altitude. The fat content was the lowest at the area of high altitude and low altitude.
Key wordssorghum;altitude;quality character
高粱品质性状的研究顺应目前经济发展和生产的不同要求,正愈来愈得到广大育种工作者的重视,从不断引进、选育综合性状优良的材料到目前的高淀粉、低单宁种质材料的引进和选育,高粱育种目标发生了很大的变化,对这些性状的研究也愈来愈深入和细致。

由于这些品质性状除受品种本身的遗传因素控制外,还受生态区不同环境条件的影响,又由于高粱的栽培区域较为广阔,不同区域的生态条件又大为不同,因此,高粱品质性状肯定会因为不同的环境而发生变化。

有研究表明,海拔高度对玉米籽粒品质有明显的调控作用[1],不同纬度环境对马铃薯淀粉含量及品质也有影响[2],说明不同环境条件对高粱品质均会产生影响。

为了了解不同生态区高粱品质性状的变化情况,选择5个地区进行高粱种植,分析测定其品质性状,以为不同区域的高粱品种选育和合理布局提供参考。

1材料与方法
1.1参试品种
参试品种有哲32保持系、糯小高粱、HC356/5346、克恢127、黄粒高粱、红高粱、ICS6B、LR226、甜秆秫秫、1383-2。

1.2试验地点
根据高粱品种的区域化布局,选择辽宁沈阳、山西榆次、甘肃平凉、湖南长沙和贵州的贵阳5个区作为该项研究的试验点。

1.3试验方法
各试验点种植的材料统一由山西高粱所提供,种植为2行区,20～30株/行。

花期套袋自交,花期过后换沙袋,确保籽粒不霉不烂。

耕作栽培管理措施同当地大田生产,成熟后收获,精选取样,进行淀粉、单宁、蛋白质和脂肪化验分析。

2结果与分析
2.1方差分析
对不同品种在不同地点的淀粉、单宁、蛋白质和脂肪含量进行方差分析,结果见表1。

从表1可以看出,不同地点、不同品种及地点×品种间淀粉、单宁、蛋白质和脂肪含量差异都达到极显著差异水平,淀粉、单宁和蛋白质品种间的F值大于地点间的F值,只有脂肪品种间的F值小于地点间的F值,说明只有脂肪含量受环境影响大于品种本身的遗传效应,其余品质性状均为品种效应大于环境影响。

2.2生态条件对高粱品质的影响
试验涉及的5个地区的海拔,湖南长沙45 m,辽宁沈阳50 m,山西榆次780 m,贵州贵阳1 071 m,甘肃平凉1 250 m。

从5个地区的海拔高度来看,从低到高依次为长沙、沈阳、榆次、贵阳、平凉。

将所测10个品种在不同地区淀粉、蛋白质、单宁和脂肪含量的平均值列入表2。

2.2.1生态条件与籽粒淀粉含量的关系。

图1为海拔从低到高不同地区淀粉平均值柱形图。

从图中看出,除贵阳外,淀粉含量随着海拔高度的增加逐渐降低,呈较明显的规律性变化,就海拔高度的变化来说,海拔愈低,温度愈高,说明品种的籽粒淀粉含量在较高温度的生态区有较多的积累量,但由于品种效应,不同品种又表现出不同的淀粉含量。

2.2.2生态条件与籽粒蛋白质含量的关系。

从图2可以看出,从长沙到榆次,
随海拔高度的增加蛋白质含量呈降低趋势,但贵阳的蛋白质含量达到5个地区的最高值,而在平凉的含量又有较大幅度的降低,其变化似乎呈无规律变化,说明品种效应决定了籽粒蛋白质的变化,对环境变化不敏感。

2.2.3生态条件与单宁含量的关系。

从图3可以看出,单宁含量在5个地区的柱形图呈现“V”形,以榆次为界,海拔低于榆次,单宁含量逐渐降低;海拔高于榆次,单宁含量逐渐增加,在5个地区中,榆次的单宁含量是最低的,说明在该试验的海拔范围内,高海拔和低海拔的生态区都有利于籽粒单宁的积累,而处于中间位置的榆次,其单宁含量最低。

2.2.4生态条件与脂肪含量的关系。

图4是脂肪平均值的柱形图,与单宁相反,柱形图呈现较平缓的倒V字形,也以榆次为界,海拔低于榆次,脂肪含量逐渐增高,海拔高于榆次,脂肪含量逐渐降低,在5个地区中,榆次的脂肪含量是最高的,说明在该生态区内有利于脂肪的积累。

2.3各个生态区品质性状的相关性分析
同一品种在不同生态条件下籽粒品质性状表现出明显的不同,因而也会在品质性状间呈现出不同的相关关系,表3列入了5个生态区淀粉含量与单宁、蛋白质和脂肪的相关系数。

可以看出,榆次、沈阳2个生态区淀粉与单宁、蛋白质和脂肪的相关关系表现一致,即淀粉与蛋白质含量都表现出极显著负相关,与脂肪含量表现出显著负相关,也就是说在这2个区内,参试材料的高淀粉含量会导致蛋白质和脂肪含量出现降低的趋势,其他生态区淀粉与单宁、蛋白质和脂肪的相关系数虽没有达到显著负相关,但都为较大的负值,说明各区淀粉含量高的材料中单宁、蛋白质和脂肪含量不会出现高值。

3结论与讨论
从以上4个品质性状在5个地区的含量柱形图了解到,随着海拔高度的变化,不同的品质性状有不同的表现。

籽粒淀粉含量随海拔高度的增加而减少,呈现较为规律性的变化;蛋白质含量除在贵阳表现特殊外,也表现出随海拔的增高呈降低的趋势;单宁含量在5个地区呈现“V”形变化,海拔最高和最低的地区单宁含量均较高;脂肪含量在5个地区的变化不大,也没有明显规律。

这一结果证明海拔高度对高粱籽粒品质有明显的调控作用,在生产上可以充分利用不同地区的海拔优势来达到改善籽粒品质的目的。

但应注意到,不同品种的海拔高度适应性有明显差异,各个品种的表现不完全一样。

有的较为敏感,有的则表现稳定或迟钝,这也是导致其品质含量呈现不规律变化的原因之一。

除上述原因导致品质含量呈现不规则变化外,遗传因素以及基因与环境互作效应对不同品质性状的影响,也是导致品质含量呈现不规律变化的因素。

高粱基因型与环境互作效应的研究认为高粱籽粒中蛋白质、赖氨酸和单宁等含量与地理位置有一定关系[3],并且不同性状对环境的反应具有不同的表现。

单宁含量的遗传力最高,其表型值基本由基因型决定,蛋白质含量对环境条件的变化较为敏感,在不同的环境中表型值波动大[4]。

正因如此,该试验中4个品质性状在不同生态区出现不同的变化趋势。

品质性状间相关分析结果表明,不同生态区淀粉与单宁、蛋白质和脂肪的相关系数均为负值,因此,不论在哪个生态区内,对高淀粉含量的选择将会导致单宁、蛋白质和脂肪的低值趋势。

高粱籽粒中的淀粉、蛋白质、单宁和脂肪含量均表现为数量遗传,受影响的因素很多,并且在籽粒的形成过程中,各种成分都在不断变化,籽粒成熟后收获时间的早晚也会对其含量造成一定的影响,其影响大小该实验未涉及到,这个因素也可能是品质指标出现不规律变化的原因之一,这也是今后需要深入研究探讨的问题。

4参考文献
[1] 刘淑云,董树亭,胡昌浩.不同海拔高度对玉米品质性状影响的研究[J].玉米科学,2005,13(2):68-71,78.
[2] 宿飞飞,陈伊里,石瑛,等.不同纬度环境对马铃薯淀粉含量及淀粉品质的影响[J].作物杂志,2009(4):27-31.
[3] 刘铭三,刘树琴,王春意,等.东北地区部分高粱品种蛋白质、赖氨酸和单宁含量的分析[J].辽宁农业科学,1979(1):21-26.
[4] 孔令旗,张文毅.高粱籽粒蛋白质、赖氨酸和单宁含量在不同环境中的遗传表现[J].辽宁农业科学,1988(3):18-22.。