一种筛选玉米吐丝后抗根倒指标的方法

本发明属于玉米育种的杂交组合鉴定领域，具体涉及一种筛选玉米吐丝后抗根倒指标的方法，通过地上节根数量、地上节根构型性状，根锚力及植株倾斜后恢复度等关键指标鉴定玉米抗根倒伏特性及其评价指标的方法。背景技术：1、随着农业生产技术水平的不断提高，全程机械化已成为我国农业发展的主要方向之一。而实现机械化管理及收获的基本条件是作物站秆能力强，即植株具有较强的抗倒能力。玉米是我国三大粮食作物之一，玉米生产全程机械化将节约大量劳动力。选育抗倒性强的玉米品种，是机械化管理和收获的主要目标。在玉米散粉吐丝至成熟期，由于受夏季降雨和大风等自然灾害的影响，植株很容易发生倒伏。倒伏植株叶片通风透光度下降，光合能力受损，严重影响干物质的积累，使产量降低、品质下降、收获困难。我国平均每年因倒伏引起的产量损失为5-25％。玉米倒伏包括茎倒和根倒，而除茎折外绝大多数倒伏归根结底是根系支撑能力不强，在土壤湿度高及强风条件下产生根倒。2、玉米生产中，影响玉米倒伏的因素较多。其中，玉米生长的栽培条件及气象因素是引起玉米倒伏的主要原因，包括播种深度、播种密度等，气象因素包括台风、连阴雨等。而影响玉米倒伏的关键因素是品种或基因型，因此，选育抗倒能力强的品种是克服玉米倒伏的核心。目前，我国每年审定的品种很多，抗倒性的鉴定主要依赖于品种通过审定过程中的多点评估，即通过调查灾害天气引发的倒伏率，但这种评估严重依赖于生长过程中的气象因素，使玉米抗倒伏能力很难得到有效鉴定。通过审定的这些品种，在生产推广过程中一旦遭遇倒伏灾害天气，将会完全暴露其不抗倒的缺点。因气象灾害因素产生的倒伏具有不确定性，年际间变异大，多数年份因无暴风强降雨天气而不出现倒伏现象，因此不可完全依赖于气象灾害对玉米抗根倒能力的评价。其他鉴定方法是人为因素诱导产生的倒伏，人为诱导因素产生的倒伏检测工作量大，不适宜于规模化品种培育。目前对玉米抗根倒伏的有效评价指标较为缺乏。因此，研究抗根倒性玉米品种具备的根系构型特征，筛选统一的抗根倒指标，建立快速准确的抗根倒评价方法，对测定品种抗根倒性具有重要意义，是玉米品种选育及推广过程中一项亟待解决的关键问题。技术实现思路1、针对现有鉴定技术中存在的问题，本发明提供一种玉米品种抗根倒特性评价方法，选用一批暴风连阴雨灾害条件下抗根倒不同的玉米品种及杂交组合，于正常栽培管理无倒伏灾害发生的年份，调查根锚力、植株倾斜后的恢复度、地上及地下0-30cm土层深的根系构型性状等指标，鉴定抗根倒能力不同杂交组合的根系特征变化，建立抗根倒评价方法并筛选有效指标。2、为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：3、一种筛选玉米吐丝后抗根倒指标的方法，包括如下步骤：4、(1)品种选择：调查暴风连阴雨灾害条件下植株倒伏情况，根据根倒伏率鉴选一批抗根倒能力存在显著差异的玉米品种或杂交组合；5、(2)指标测定：将鉴选出的抗根倒能力存在显著差异的玉米品种或杂交组合按品种或杂交组合最佳密度种植，正常栽培管理，在无倒伏自然灾害发生年份，于植株吐丝期调查根锚力指标、植株倾斜后的恢复度指标、地上及地下0-30cm土层深的根系构型性状指标；6、(3)所测根系指标代表性检验：将根倒伏率和测定的根锚力指标、植株倾斜后的恢复度指标、地上及地下0-30cm土层深的根系构型性状指标一起做相关性分析，选均为正相关的指标进行主成分和隶属函数分析，得到品种的综合评价值d，d值与品种根倒伏率高度负相关，相关系数绝对值≥0.8，说明这些根系指标较好反映了抗根倒伏特性。用d值与用根倒伏率对品种聚类分析所得结果一致，均可筛选出抗根倒伏品种。7、进一步，所述步骤(2)中根锚力指标包括吐丝期根拔力f1。8、进一步，所述步骤(2)中植株倾斜后的恢复度指标为吐丝期灌水后使植株倾斜45°角的最大拉力值f2、恢复后茎秆与地面夹角和此时的根拔力f3。9、进一步，所述步骤(2)中地上及地下0-30cm土层深的根系构型性状指标包括地上部入地节根层数、地上部入地节根条数、气生根入地前长度、地上节根入土到生长侧根处的长度、地上节根与竖直向下方向的夹角、根干重、根盘直径、根条数、根层数。10、进一步，所述步骤(2)中吐丝期灌水后使植株倾斜45°角的最大拉力值f2的测定方法为，将试验田玉米杂交组合材料于吐丝期进行微喷灌浇水处理，至土壤含水量达田间持水量(饱和)时将植株匀速拉至与地面呈45°角，记录最大拉力值f2；待植株自然恢复一天后，调查植株与地面夹角，并测定此时的根拔力f3。11、根系指标特征重要性排序：通过对测定指标的灰色关联度分析，得出各指标关联度及其权重。12、进一步，将指标关联度权重值与变异系数归一化值的均值排序，得到直接反映抗根倒的根构型指标依次为：地上节根入土到生长侧根处的长度、地上部入地节根层数、气生根入地前长度、根盘直径、地上部入地节根条数、根干重、根条数、根层数。13、进一步，将指标关联度权重值与变异系数归一化值的均值排序，得到间接反映抗根倒的指标依次为：站秆率、吐丝期灌水到田间持水量后使呈45°角的最大拉力值f2、根拔力f3、吐丝期根拔力f1、根倒伏恢复后茎秆与地面夹角。14、进一步，对未选入做主成分和隶属函数分析且与根倒相关的指标，即地上节根与植株竖直向下方向的夹角，根据根倒率小于5％时该指标值的变化，明确其对抗根倒的指示范围为35-45°。15、本发明的有益效果：16、(1)本发明的技术基础是选择暴风连阴雨灾害后抗根倒伏存在显著差异的玉米品种，通过对比根倒严重和抗根倒玉米品种根系构型等特征差异，有助于充分揭示抗根倒伏玉米品种根系特点。根倒严重玉米地上部节根数量少，节根近乎匍匐状；抗根倒玉米节根发达与地面呈35-45°角，根拔力较易根倒玉米大。玉米倒伏多为根倒，根据抗根倒明显不同玉米品种的根系特征，筛选出有效、易鉴别且测定简便可行的抗根倒根系指标对指导玉米抗倒伏育种及高产栽培具有重要意义。17、(2)玉米一生分苗期、穗期和花粒期三个阶段，苗期和穗期倒伏可自行起身，但花粒期倒伏对产量影响相对较大。开花散粉是花粒期的始期，该阶段的倒伏因雌穗被植株覆盖，不能有效接触花粉而严重影响受精结实，使穗粒数减少产量降低，而该阶段玉米根系结构基本已定型，因此，本发明研究玉米吐丝期根系结构特征从时期上来说准确性高且意义重大，测定此阶段根系指标对指导玉米抗根倒具有现实意义。随玉米籽粒灌浆充实，植株重心上移，若植株根系锚力弱则较易发生倒伏，因此该根拔力这个指标对直接指示抗根倒代表性更强，较易区分品种抗根倒与否。18、(3)本发明通过选用经生产环境检验过的抗根倒能力不同的玉米杂交组合，测定吐丝期根系表型结构特征、拔根力大小并分析这些指标与根倒伏率的相关关系，鉴定出玉米抗根倒关键指标及其变化特征并以此对抗根倒特性进行分类，且这些指标对品种抗根倒性分析结果与试验田品种实际抗根倒性表现较为一致，进一步说明本发明筛选出的指标及评价方法可行。19、(4)本发明明确了抗根倒玉米品种的根系指标特征及抗根倒评价方法，为玉米抗根倒品种选育指明了方向，为快速筛选抗根倒玉米品种挖掘相关基因提供依据。本发明的方法适用于不同玉米杂交组合或品种，能精确真实的对玉米品种抗根倒伏情况进行评价和分类，具有重要生产实践价值和理论技术支撑。