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本研究以从美国、中国等搜集的600份玉米自交系秸秆为研究材料,基于纤维滤袋技术和近红外漫反射光谱法,获得了6种玉米秸秆品质性状指标含量。同时,对供试自交系植株的倒伏性状进行了田间调查,并对其秸秆茎粗、抗穿刺能力、抗弯折能力等性状进行了测定及细胞学观察,获得以下研究结果:利用纤维素分析仪基于滤袋技术测定的秸秆中酸性洗涤纤维及中性洗涤纤维含量与利用近红外光谱仪基于近红外数学模型预测值间无显著差异,吻合度高,该模型可用于本研究供试样品秸秆品质性状预测。供试样品秸秆组分中的ADF(Acid detergent fiber)、NDF(Neutral detergent fiber)、CEL(Cellulose)、ADL(Acid detergent lignin)、HCEL(Hemicellulose)及IVDMD(In vitro dry matter digestibility)等6个性状间的变异系数差异很大。其中,变幅范围最大的IVDMD为12.04%~58.77%,ADL变幅范围最小为1.06~6.93%。ADL两个极值间相差倍数最大为6.5倍,HCEL两个极值间相差倍数最小为1.5倍。变异系数(CV)结果可知,IVDMD和ADL最大,CV分别为22.48%和22.06%,NDF和HCEL变异较小,CV分别为8.26%和7.32%。这些变异结果表明:秸秆组成成分中6个品质性状均存在广泛的遗传差异。品质性状相关性分析表明,供试自交系秸秆6个品质性状间均达到显著或极显著相关。其中,ADF与NDF相关性最大,r=0.924。IVDMD与其他5个品质性状间均呈显著或极显著负相关关系,且相关系数较大,说明秸秆细胞壁化学成分对IVDMD指标具有决定性作用。以IVDMD为因变量,ADF、NDF、CEL、ADL、HCEL为自变量,进行多元逐步回归分析,发现秸秆细胞壁化学成分对IVDMD有显著影响,总计可解释IVDMD 88.6%的表型变异。自交系秸秆茎粗(SD,Stem Diameter)、抗弯折力(S,Strength of resistance to bending)及穿刺强度(RPR,Rind penetrometer resistance)测定结果表明,3个与倒伏相关的性状SD、RPR、S存在广泛的遗传变异。SD、RPR及S平均值分别为18.87%、39.20%、54.04%。S变幅最大为15.10~93.80%,SD变幅最小为5.77~28.40%;变异系数结果表明:茎粗CV最小为15.58%,抗弯折能力CV最大为29.36%,说明这三种性状变异程度较大。相关分析结果可知,RPR仅与ADF、HCEL相关性不显著,与其他7个性状间均存在显著或极显著相关关系。秸秆茎粗与木质素对穿刺强度贡献显著,二者共可以解释RPR 23.9%的表型变异。利用光学显微镜和扫描电镜对供试样品进行结构观察,发现纤维素、木质素可以通过影响机械组织的形态结构来影响植株的抗穿刺强度。纤维素、木质素含量越高,自交系抗穿刺能力越强。并筛选各性状的较小值与较大值所对应的自交系品种各5种,作为亲本材料,为发掘和创制高纤维素(能源型)、高木质素(抗倒伏型)及高消化率(青贮型)种质资源及新品种选育提供了材料基础和理论依据。