高能秸秆玉米相关性状分析与遗传研究

【摘要】：玉米秸秆作为一种生物质能源，研究其能量指标体系和遗传规律，并据此筛选和培育高热值玉米品种,对于开辟新能源,减少环境污染、保护生态环境,提高玉米的综合经济效益具有重要意义。明确能量指标体系和遗传规律是开发利用可再生能源、弥补能源不足的关键所在，同时为国内外玉米秸秆燃烧遗传方面的研究奠定了坚实的基础。本研究是以我省已推广利用的15个品种及22个自交系和常用的13个自交系按NCII设计组配的42个组合为两套试验材料，将这两套试验材料分别按随机区组试验设计春、夏播于河南农业大学科技园区。在两套试验中测定了玉米秸秆的化学成分和热值，调查了相关的田间性状和产量性状，获得了大量数据，利用计算机软件对有关性状的分布规律、相关性、配合力、杂种优势和遗传参数等进行了分析，取得了一些阶段性成果。对于充分利用玉米秸秆这种生物质，培育高产、高热值、优质玉米新品种具有指导意义。 研究结果表明：秸秆总热值与秸秆产量呈正相关，并达到了极显著水平；不同材料间、同一材料不同部位间的热值及纤维素含量、木质素含量、半纤维素含量存在差异；同一材料的热值和纤维素含量、木质素含量从上部到下部逐渐增多，半纤维素含量逐渐减少；各材料在四个性状上表现明显的杂种优势，热值杂种优势的大小与纤维素含量、木质素含量的杂种优势关系密切，不受半纤维素含量杂种优势大小的影响。热值与纤维素含量、木质素含量间有密切的回归关系，试验一回归方程为Y=10523+13273X1+15909X2，试验二回归方程为 WP=5 Y=10392+8154X1+26789X2；由相关分析结果知，热值与纤维素含量、木质素含量呈正相关，且达到了极显著水平，与半纤维素含量没有相关性，即不受半纤维素含量的影响，由此初步确定纤维素、木质素作为秸秆的主要能量指标。根据热值、产量性状结果认为豫玉25、沈单16、农大108、豫玉34是目前生产上可以大面积推广的高热值、高产的理想品种，齐319×昌7、沈137×黄C是很有培育前途的高热、高产组合。 对试验二四个性状的配合力分析可知：一般配合力和特殊配合力均达到了极显著的水平。亲本的基因加性效应对杂种一代的性状形成不起主导作用，遗传变异主要来自于基因的非加性效应。各性状狭义遗传力由大到小的趋势依次为纤维素含量、热值、木质素含量、半纤维素含量。相对遗传进度的大小依次为纤维素含量、木质素含量、热值、半纤维素含量。 一般配合力效应分析表明，X178、掖52106其热值、纤维素含量、木质素含量的一般配合力值较大，而半纤维素含量一般配合力较低；137的热值、木质素含量的一般配合力较高，纤维素含量的一般配合力居中等水平，半纤维素含量的一般配合力很低。这三个亲本在育种上有较大的应用潜力。 特殊配合力效应分析表明：沈137×黄C、齐319×昌7在热值、木质素含量、纤维素含量等性状上具有较高的SCA效应，说明具有较强的杂种优势，有待于进一步育成高热值、高产、优质的新品种。 【关键词】：玉米秸秆 能量指标 杂种优势 配合力 遗传参数
【学位授予单位】：河南农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2004
【分类号】：S513
【目录】：

• 1 文献综述9-18
• 1.1 玉米秸秆利用现状9-10
• 1.2 21世纪是不可再生能源终结的重要时期10-11
• 1.3 可再生能源是21世纪的主要能源11-13
• 1.3.1 发展和利用生物质能资源，对中国具有特殊重要意义11-12
• 1.3.2 生物质能的概念12-13
• 1.3.3 玉米秸秆与生物质能13
• 1.4 玉米秸秆转换成高品位能源的技术13-16
• 1.4.1 先进的直接燃烧过程14-15
• 1.4.2 气化技术15
• 1.4.3 乙醇发酵15-16
• 1.4.4 生物质热解16
• 1.5 玉米秸秆的化学成分16-18
• 1.5.1 木质素、纤维素与抗性的关系17
• 1.5.2 木质素、纤维素的研究现状17-18
• 2 引言18-19
• 3 材料与方法19-23
• 3.1 试验一19-20
• 3.1.1 供试材料19-20
• 3.1.2 田间实验设计20
• 3.2 试验二20-21
• 3.2.1 供试材料20-21
• 3.2.2 田间实验设计21
• 3.3 茎秆样本选取与处理21
• 3.4 化学成分及热值测定21-22
• 3.5 数据分析方法22-23
• 4 结果与分析23-46
• 4.1 热值与农艺性状的分析23-39
• 4.1.1 不同杂交组合热值、秸秆产量和籽粒产量结果23-27
• 4.1.1.1 不同杂交组合热值分析24
• 4.1.1.2 不同杂交组合籽粒产量分析24-26
• 4.1.1.3 不同杂交组合秸秆产量分析26-27
• 4.1.2 各杂交组合间热值及主要化学组分含量的分析27-30
• 4.1.2.1 各杂交组合间热值性状分析27
• 4.1.2.2 各杂交组合间纤维素含量分析27-28
• 4.1.2.3 各杂交组合间木质素含量分析28-30
• 4.1.2.4 各杂交组合间半纤维素含量分析30
• 4.1.3 各自交系间热值及主要化学组分含量的分析30-33
• 4.1.3.1 各自交系间热值性状分析30-31
• 4.1.3.2 各自交系间纤维素含量分析31-32
• 4.1.3.3 各自交系间木质素含量分析32
• 4.1.3.4 各自交系间半纤维素含量分析32-33
• 4.1.4 自交系间热值及主要化学组分含量杂种优势分析33-37
• 4.1.4.1 自交系间热值杂种优势分析33
• 4.1.4.2 自交系间纤维素含量杂种优势分析33-34
• 4.1.4.3 自交系间木质素含量杂种优势分析34-35
• 4.1.4.4 自交系间半纤维素含量杂种优势分析35-37
• 4.1.5 各性状间的相关和回归分析37-39
• 4.1.5.1 各性状间的相关分析37-38
• 4.1.5.2 各材料组分含量与热值的回归分析38-39
• 4.2 数量性状遗传分析39-46
• 4.2.1 各性状配合力方差分析39-40
• 4.2.2 一般配合力和特殊配合力效应分析40-46
• 4.2.2.1 一般配合力效应分析40-42
• 4.2.2.2 特殊配合力效应(SCA)分析42-44
• 4.2.2.3 配合力方差和遗传参数估算44-46
• 5 结论与讨论46-49
• 5.1 玉米育种与能源46-47
• 5.2 玉米秸秆能量指标的分析47-48
• 5.3 玉米秸秆热值性状的遗传规律48
• 5.4 一般配合力和特殊配合力的关系48-49
• 5.5 亲本利用价值的评价49
• 主要参考文献49-53
• 英文摘要53-55

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