热带作物学报

作者：沈银娟, 马富民, 王茂瑶, 李欣茹, 张木清, 黄江锋

单位：广西甘蔗生物学重点实验室/蔗糖产业省部共建协同创新中心/亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室/广西大学农学院,广西南宁 530005

关键词：甘蔗,茎秆机械强度,穿刺力,折断力,评价体系

基金：广西科技基地和人才专项基金项目(桂科AD20297067),国家自然科学基金项目(3166100105),广西重大科技项目(桂科AD17129002)

倒伏是限制我国糖料蔗生产的核心问题之一。茎秆机械强度是决定蔗茎抗倒伏性能的重要性状,由于缺乏精准评价甘蔗机械强度的有效方法,甘蔗抗倒伏研究进展严重受阻。本研究针对甘蔗倒伏、折断的问题,分别建立一套基于穿刺力和折断力的蔗茎力学表型测定方法,对117份甘蔗品系蔗茎机械强度精准评价,并对茎秆抗倒伏差异品种（‘桂糖42号’和‘柳城05-136号’）的茎秆生物学特性和细胞壁成分进行分析,探究蔗茎机械强度形成的生物学机制。结果显示：（1）各力学参数在不同试验小区间呈极显著正相关关系（P<0.001）,茎秆力学性状测定对甘蔗自然群体茎秆的评价具有可靠性与准确性;（2）甘蔗成熟节间的穿刺力与未成熟节间的折断力呈极显著正相关（P<0.001）,暗示成熟节间与柔嫩节间力学性状存在内在联系;（3）‘桂糖42号’蔗茎穿刺力显著高于‘柳城05-136号’,尤其中部节间差异达最大化,但二者茎髓穿刺力无显著差异,表明蔗茎穿刺力大小取决于茎皮组织,与髓无关;（4）分析茎皮组织细胞壁成分,发现‘桂糖42号’的纤维素、半纤维素和木质素含量均显著高于‘柳城05-136号’,其中纤维素含量与穿刺力呈极显著正相关（r=0.925,P<0.001）,半纤维素和木质素与穿刺力无显著相关性,表明茎皮纤维素含量是决定茎秆机械强度的内在因素。因此,本研究针对甘蔗生产中“茎倒”和“茎折”的生物学问题,在建立蔗茎机械强度精准评价体系的基础上,初步探究了甘蔗不同品种、节间茎秆机械强度的变化规律,并揭示了其内在决定机制。该研究方法及结果可为甘蔗抗倒伏优良品种选育提供参考。

来源：2022年第1期

《热带作物学报》期刊编辑部

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