论文摘要
本研究对72份甜高粱种质资源从表型和分子水平上进行遗传多样性评价，并对其光合生理生化特性、高光效种质的生理机制等进行研究，以期为甜高粱新品种选育和栽培生理提供理论依据和参考指标，主要结果如下：1、表型性状分析表明，14个质量性状中粒色的遗传多样性指数最高为1.6333，幼苗色和结实形式的遗传多样性指数最低为0，平均为0.7460；10个数量性状中穗长、茎粗、锤度、单穗粒重、单株杆重、出汁率、千粒重、株高、穗重、生育期都存在较大的变异，变异系数幅度为7.85％-53.01％，各性状多样性指数均较大，平均2.0061；穗长的多样性指数最大，为2.1383，生育期多样性指数最小，为1.7331,表明新疆现有甜高粱资源拥有丰富的表型遗传多样性。聚类分析将72份资源划分为四大类。相关分析结果表明选育高产高糖甜高粱品种时，注意选择植株高大、节数多，茎杆粗壮的品种，同时也要兼顾生育期和锤度，而籽粒性状和籽粒产量与产量关系不大，无需过多关注。2、从50对SSR引物中筛选20对条带清晰、重复性良好的引物。共检测到91个等位基因，每对引物可检测到的等位基因数目为2-5个，平均为3.45个。多态性信息量（PIC）的变动范围为0.2859-0.6652，平均为0.5057。72份甜高粱种质间的遗传相似系数变化范围为0.2001-1.000，平均值为0.5599。UPGMA聚类分析将72份材料划分为A、B两大群，A群包括69份材料，而A群又被分成从Ⅰ到Ⅺ共11个亚群，B群包括3份材料，农艺性状近似的大多被聚到同一类群。3、甜高粱生物产量与灌浆期净光合速率（Pn）达极显著相关（R=0.933），与PEP羧化酶活性（PEP）、叶面积指数（LAI）达显著相关（R=0.775，0.743），与其他性状未达到显著相关；含糖锤度与Pn、蒸腾速率（Tr）、PEP、LAI达显著相关（R=0.685,0.679,0.747,0.691），与其他性状未达到显著相关；籽粒产量与各性状间的相关性均未达到显著水平。筛选出“LT05”、“LT02”、“新高粱3号”、“MN-94”为高产、高糖、高光效甜高粱种质。可以将甜高粱灌浆期叶片Pn作为选择高光效种质的一个有效指标。4、甜高粱种质Pn、Tr、Gs、胞间CO2浓度（Ci）呈极显著差异，变异系数在29.98%-66.21%间；相关分析表明，生物产量与抽穗期Pn、Gs达极显著相关，与Tr达显著相关。早中晚熟高光效种质基本表现出Chla、Chlb、Chl、氮含量（LNCa）、总蛋白含量（TP）、PEP、LAI显著高于低光效对照。抽穗期净光合速率与Chl呈极显著相关，与Chla、Chlb呈显著相关。新疆甜高粱种质具有丰富的光合生理多样性。除继续将抽穗期叶片Pn作为选择指标外, Gs、Tr、Chl、Chla、Chlb、 PEP、LNCa、TP可作为甜高粱高光效育种的生理生化指标。5、新高粱3号与TLF-1灌浆期净光合速率的日变化均呈“双峰”曲线，具有明显的光合“午休”现象，新高粱3号Pn日均值高于TLF-1，且经历“午休”时间较短；甜高粱Pn控制因子在不同时段表现不同，上午影响Pn变化的原因主要是由非气孔因素造成，下午影响Pn降低主要原因为气孔因素影响。相对空气湿度（RH）、叶片温度（Tleaf）、Tr、Ci、Gs与Pn的日变化呈显著相关，对净光合速率起直接主要作用。新高粱3号灌浆期光合“午休”持续时间短，净光合速率高，是其高产高糖的重要原因之一。6、新高粱3号生育期间净光合速率的变化呈“抛物线”曲线，在抽穗期达到最高值。对新高粱3号生育期间的Pn直接影响的顺序为大气CO2浓度（Ca）>光合有效辐射（PAR）>Ci。Ca和PAR为起直接作用的生态因子，Ci为主要生理抑制因子，通过间接作用影响生理因子Gs、Tr的变化，从而影响Pn的变化。7、盐碱地甜高粱生育期间Pn、Tr、Gs、Ci、水分利用效率（WUE）、叶绿素SPAD值的均值均低于正常地，差异达极显著水平，生育后期更为显著。盐碱地新高粱3号、新高粱9号的生物产量分别低于正常地57.8%和76.5%，含糖锤度分别低于正常地38.5%和100.0%。盐碱条件下，2品种的Pn与PAR、Ta、Ca达极显著和显著相关，与其它因子间相关不显著。新高粱3号耐盐碱能力强于新高粱9号。在中度盐碱地种植甜高粱，其光合性能、生物产量及品质与正常壤土地相比显著下降。利用盐碱地种植甜高粱除选择合适的耐盐碱品种外，还应注重种植效益和土地质量保护等生态效益。